1.2.2 圆的一般方程-【名师导航】2025-2026学年高中数学选择性必修第一册教师用书配套课件(北师大版)

2025-11-07
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山东众旺汇金教育科技有限公司
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学北师大版选择性必修 第一册
年级 高二
章节 2.2 圆的一般方程
类型 课件
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 PPTX
文件大小 3.95 MB
发布时间 2025-11-07
更新时间 2025-11-07
作者 山东众旺汇金教育科技有限公司
品牌系列 名师导航·高中同步
审核时间 2025-11-07
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/54758914.html
价格 4.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

摘要:

该高中数学课件聚焦“圆的一般方程”,系统讲解方程形式、特征、圆心半径求法及应用。通过情境问题导入,衔接圆的标准方程,构建从代数形式到几何意义的学习支架,帮助学生建立知识脉络。 其亮点是以核心素养为导向,情境导学激发数学眼光,例题分层训练数学思维,如例2结合代数与几何方法提升推理能力,分层作业兼顾不同水平。助力学生提升运算与直观想象素养,为教师提供系统教学资源。

内容正文:

第一章 直线与圆 §2 圆与圆的方程 2.2 圆的一般方程 学习任务 核心素养 1.理解圆的一般方程的形式及特点,会由一般式求圆心和半径.(重点) 2.会在不同条件下求圆的一般方程.(重点) 1.通过对圆的一般方程的推导,提升逻辑推理、数学运算素养. 2.通过对圆的一般方程的应用,培养直观想象与数学运算素养. 2.2 圆的一般方程 1.在什么条件下,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆? 2.二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆时,圆心与半径分别是什么? 必备知识·情境导学探新知 2.2 圆的一般方程 圆的一般方程 (1)圆的一般方程的概念 当______________时,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫作圆的一般方程. (2)圆C:x2+y2+Dx+Ey+F=0的圆心和半径 圆C的圆心为_____________,半径长为________________. D2+E2-4F >0  课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 (3)圆的方程在代数结构上的特征 对于二元二次方程Ax2+Cxy+By2+Dx+Ey+F=0表示圆时, ①x2,y2的系数____,且________,即________; ②不含xy这样的项,即_____. 相同 不等于0  A=B≠0  C=0 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 思考 已知圆C:x2+y2+Dx+Ey+F=0,若+Dx0+Ey0+F<0,则点M(x0,y0)与圆C的位置关系如何?为什么? [提示] 点M在圆C内,理由如下: 由+Dx0+Ey0+F<0得,+<,所以<,即点M(x0,y0)到圆心C的距离小于圆的半径,所以,点M在圆C内. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 × √ 1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示一个圆. (  ) (2)点M(x0,y0)在圆x2+y2+Dx+Ey+F=0外,满足+Dx0+Ey0+F>0. (  ) (3)二元二次方程Ax2+By2+Cxy+Dx+Ey+F=0表示圆的充要条件是A=B≠0,C=0,D2+E2-4FA>0. (  ) √ 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 2.方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a的取值范围是 (  ) A.a<-2  B.-<a<0 C.-2<a<0   D.-2<a< √ D [由方程表示圆的条件得 a2+(2a)2-4(2a2+a-1)>0, 即3a2+4a-4<0,∴-2<a<.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 3.点P(1,-2)和圆C:x2+y2+m2x+y+m2=0的位置关系是_________________. 点P在圆C外 [将点P(1,-2)代入圆的方程,得1+4+m2-2+m2=2m2+3>0,∴点P在圆C外.] 点P在圆C外  课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 关键能力·合作探究释疑难 √ 类型1 圆的一般方程的概念 【例1】 (1)若x2+y2-4x+2y+5k=0表示圆,则实数k的取值范围是(  ) A.R   B.(-∞,1) C.(-∞,1]   D.[1,+∞) (2)已知a∈R,方程a2x2+(a+2)y2+4x+8y+5a=0表示圆,则圆心坐标是____________,半径是________. (-2,-4)  5  2.2 圆的一般方程 (1)B (2)(-2,-4) 5 [(1)由方程x2+y2-4x+2y+5k=0可得,(x-2)2+(y+1)2=5-5k,此方程表示圆,则5-5k>0,解得k<1.故实数k的取值范围是(-∞,1).故选B. (2)由题可得a2=a+2,解得a=-1或a=2. 当a=-1时,方程为x2+y2+4x+8y-5=0表示圆,故圆心为(-2,-4),半径为5. 当a=2时,方程不表示圆.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 反思领悟 当且仅当D2+E2-4F>0时,二元二次方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆,其圆心为点,半径为. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 [跟进训练] 1.下列方程能否表示圆?若能表示圆,求出圆心和半径. (1)2x2+y2-7y+5=0; (2)x2-xy+y2+6x+7y=0; (3)x2+y2-2x-4y+10=0; (4)2x2+2y2-5x=0. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 [解] (1)∵方程2x2+y2-7y+5=0中x2与y2的系数不相同,∴它不能表示圆. (2)∵方程x2-xy+y2+6x+7y=0中含有xy这样的项.∴它不能表示圆. (3)方程x2+y2-2x-4y+10=0化为(x-1)2+(y-2)2=-5,∴它不能表示圆. (4)方程2x2+2y2-5x=0化为+y2=, ∴它表示以为圆心,为半径的圆. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 类型2 求圆的一般方程 【例2】 【链接教材P32例4】 已知△ABC的三个顶点为A(1,4),B(-2,3),C(4,-5),求△ABC的外接圆方程、外心坐标和外接圆半径. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 [解] 法一:设△ABC的外接圆方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0, ∵A,B,C在圆上, ∴∴ ∴△ABC的外接圆方程为x2+y2-2x+2y-23=0,即(x-1)2+(y+1)2=25. ∴外心坐标为(1,-1),外接圆半径为5. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 法二:∵kAB==,kAC==-3, ∴kAB·kAC=-1,∴AB⊥AC. ∴△ABC是以角A为直角的直角三角形,∴外心是线段BC的中点,坐标为(1,-1),r=|BC|=5. ∴外接圆方程为(x-1)2+(y+1)2=25. ∴外心坐标为(1,-1),外接圆半径为5. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 【教材原题·P32例4】 例4 求经过A(1,3),B(4,2),C(5,-5)三点的圆的方程. [解] 设所求圆的方程为 x2+y2+Dx+Ey+F=0. 因为A,B,C三点在圆上,所以有 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 解得 故所求圆的方程为 x2+y2-2x+4y-20=0(如图1-29). 图1-29 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 反思领悟 待定系数法求圆的方程的解题策略 (1)如果已知条件与圆心坐标、半径有关,一般采用圆的标准方程,再用待定系数法求出a,b,r. (2)如果已知条件与圆心和半径都无直接关系,一般采用圆的一般方程,再用待定系数法求出常数D,E,F. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 [跟进训练] 2.求经过点A(-2,-4)且与直线x+3y-26=0相切于点B(8,6)的圆的方程. [解] 设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,则圆心坐标为. ∵圆与x+3y-26=0相切于点B, ∴=-1,即E-3D-36=0.① ∵(-2,-4),(8,6)在圆上, 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 ∴2D+4E-F-20=0,② 8D+6E+F+100=0.③ 联立①②③,解得D=-11,E=3,F=-30, 故所求圆的方程为x2+y2-11x+3y-30=0. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 类型3 与圆有关的轨迹方程问题 【例3】 点A(2,0)是圆x2+y2=4上的定点,点B(1,1)是圆内一点,P,Q为圆上的动点. (1)求线段AP的中点M的轨迹方程; (2)若∠PBQ=90°,求线段PQ的中点N的轨迹方程. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 [解] (1)设线段AP的中点为M(x,y),由中点公式得点P坐标为P(2x-2,2y). ∵点P在圆x2+y2=4上,∴(2x-2)2+(2y)2=4, 故线段AP的中点M的轨迹方程为(x-1)2+y2=1. (2)设线段PQ的中点为N(x,y), 在Rt△PBQ中,|PN|=|BN|. 设O为坐标原点,连接ON(图略),则ON⊥PQ, ∴|OP|2=|ON|2+|PN|2=|ON|2+|BN|2, ∴x2+y2+(x-1)2+(y-1)2=4,故线段PQ的中点N的轨迹方程为x2+y2-x-y-1=0. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 反思领悟 求轨迹方程的一般步骤 (1)建立适当坐标系,设出动点M 的坐标(x,y); (2)列出点M 满足条件的集合; (3)用坐标表示上述条件,列出方程; (4)将上述方程化简; (5)证明化简后的以方程的解为坐标的点都是轨迹上的点. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 [跟进训练] 3.已知△ABC的边AB长为4,若BC边上的中线为定长3,求顶点C的轨迹方程. [解] 以直线AB为x轴,AB的中垂线为y轴建立坐标系(如图),则 A(-2,0),B(2,0),设C(x,y),BC中点D(x0,y0). ∴  ① ∵|AD|=∴=9. ② 将①代入②,整理得(x+6)2+y2=36. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 ∵点C不能在x轴上,∴y≠0. 综上,点C的轨迹是以(-6,0)为圆心,6为半径的圆,去掉(-12,0)和(0,0)两点. 轨迹方程为(x+6)2+y2=36(y≠0). 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 学习效果·课堂评估夯基础 √ 1.方程x2+y2+4mx-2y+5m=0表示圆的充要条件是(  ) A.<m<1  B.m>1 C.m<   D.m<或m>1 D [方程x2+y2+4mx-2y+5m=0表示圆的充要条件是(4m)2+(-2)2-4×5m>0,即m<或m>1.] 2.2 圆的一般方程 2.如果圆x2+y2+Dx+Ey+F=0关于直线y=2x对称,那么(  ) A.D=2E   B.E=2D C.E+2D=0   D.D=E √ B [若圆关于直线y=2x对称,则圆心在直线y=2x上,即-=2⇒E=2D.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 3.当a取不同的实数时,由方程x2+y2+2ax+2ay-1=0可以得到不同的圆,则(  ) A.这些圆的圆心都在直线y=x上 B.这些圆的圆心都在直线y=-x上 C.这些圆的圆心都在直线y=x或在直线y=-x上 D.这些圆的圆心不在同一条直线上 √ A [圆的方程变为(x+a)2+(y+a)2=2a2+1, ∴圆心坐标为(-a,-a),故圆心都在直线y=x上.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 4.求经过点A(1,)和B(2,-2),且圆心在x轴上的圆的方程. [解] 设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0). 因为圆心在x轴上,所以-=0,即E=0. 又圆过点A(1,)和B(2,-2), 所以 即解得 故所求圆的方程为x2+y2-6x=0. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 1.圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,来源于圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2.在应用时,注意它们之间的相互转化及表示圆的条件. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 2.圆的一般方程在特殊条件下的形式 3.能够求出简单的曲线的轨迹方程,并掌握求轨迹方程的一般步骤. 特殊条件 方程形式 圆心为原点(0,0) x2+y2+F=0 圆心在x轴上 x2+y2+Dx+F=0 圆心在y轴上 x2+y2+Ey+F=0 过坐标原点时 x2+y2+Dx+Ey=0 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 章末综合测评(一) 动量守恒定律 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 √ 14 15 课时分层作业(八) 圆的一般方程 一、选择题 1.方程2x2+2y2-4x+8y+10=0表示的图形是(  ) A.一个点   B.一个圆 C.一条直线   D.不存在 34 A [方程2x2+2y2-4x+8y+10=0,可化为x2+y2-2x+4y+5=0,即(x-1)2+(y+2)2=0,∴方程2x2+2y2-4x+8y+10=0表示点(1,-2).] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 2.已知圆C:x2+y2+mx-4=0上存在两点关于直线x-y+3=0对称,则实数m的值为(  ) A.8   B.-4 C.6   D.无法确定 √ C [圆上存在关于直线x-y+3=0对称的两点,则直线x-y+3=0过圆心,即-+3=0,∴m=6.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 36 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 3.若圆x2+y2-2x-4y=0的圆心到直线x-y+a=0的距离为,则a的值为(  ) A.-2或2   B.或 C.2或0   D.-2或0 √ C [配方得(x-1)2+(y-2)2=5,圆心为(1,2),圆心到直线的距离d==,所以a=2或0,故选C.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 37 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 4.若圆C:x2+y2-2(m-1)x+2(m-1)y+2m2-6m+4=0过坐标原点,则实数m的值为(  ) A.2或1   B.-2或-1 C.2   D.1 √ C [∵x2+y2-2(m-1)x+2(m-1)y+2m2-6m+4=0表示圆,∴ -4(2m2-6m+4)>0,∴m>1.又圆C过原点,∴2m2-6m+4=0,∴m=2或m=1(舍去),∴m=2.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 38 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 5.圆x2+y2+2x+4y-3=0上到直线x+y+1=0的距离为的点共有(  ) A.1个   B.2个 C.3个   D.4个 √ C [∵圆心(-1,-2),r==2,∴圆心到直线x+y+1=0的距离d==. ∴共有3个点.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 39 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 二、填空题 6.若l是经过点P(-1,0)和圆x2+y2+4x-2y+3=0的圆心的直线,则l在y轴上的截距是________. -1 [圆心C(-2,1),则直线l的斜率k==-1,所以直线l的方程是y-0=-(x+1),即y=-x-1,所以l在y轴上的截距是-1.] -1 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 40 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 7.过圆x2+y2-6x+4y-3=0的圆心,且平行于直线x+2y+11=0的直线的方程是________________. x+2y+1=0 [由题意知圆心为(3,-2),设所求直线的方程为x+2y+m=0(m≠11),将圆心(3,-2)代入,得3-4+m=0,∴m=1,故所求直线的方程为x+2y+1=0.] x+2y+1=0  课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 41 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 8.过四点(0,0),(4,0),(-1,1),(4,2)中的三点的一个圆的方 程为_______________________________________________________ ___________________________________________________. +=13或+=5或+=或+=(写出其中一个即可) [依题意,设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0, +=13或+=5或+=或+=(写出其中一个即可) 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 42 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 若过, 则 解得 所以圆的方程为x2+y2-4x-6y=0,即+=13; 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 43 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 若过, 则 解得 所以圆的方程为x2+y2-4x-2y=0,即+=5; 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 44 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 若过, 则 解得 所以圆的方程为x2+y2-x-y=0, 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 45 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 即+=; 若过, 则 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 46 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 解得 所以圆的方程为x2+y2-x-2y-=0, 即+=.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 47 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 三、解答题 9.(源自人教A版教材)求过三点O(0,0),M1(1,1),M2(4,2)的圆的方程,并求这个圆的圆心坐标和半径. [解] 设圆的方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0.① 因为O,M1,M2三点都在圆上,所以它们的坐标都是方程①的解.把它们的坐标依次代入方程①,得到关于D,E,F的一个三元一次方程组 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 48 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 解这个方程组,得 所以所求圆的方程是x2+y2-8x+6y=0; 所求圆的圆心坐标是(4,-3),半径r==5. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 49 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 10.若方程x2+y2+2mx-2y+m2+5m=0表示圆,求: (1)实数m的取值范围; (2)圆心坐标和半径. [解] (1)据题意知,D2+E2-4F=(2m)2+(-2)2-4(m2+5m)>0,即4m2+4-4m2-20m>0,解得m<故m的取值范围为. (2)将方程x2+y2+2mx-2y+m2+5m=0写成标准方程为(x+m)2+(y-1)2=1-5m,故圆心坐标为(-m,1),半径r=. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 50 √ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 11.已知圆C:(x-a)2+(y-b)2=1过点A(1,0),则圆C的圆心的轨迹是(  ) A.点   B.直线 C.线段   D.圆 D [∵圆C:(x-a)2+(y-b)2=1过点A(1,0), ∴(1-a)2+(0-b)2=1,即(a-1)2+b2=1, ∴圆C的圆心的轨迹是以(1,0)为圆心,1为半径的圆.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 51 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 12.已知动点M到点(8,0)的距离等于点M到点(2,0)的距离的2倍,那么点M的轨迹方程是(  ) A.x2+y2=32   B.x2+y2=16 C.(x-1)2+y2=16   D.x2+(y-1)2=16 √ B [设M(x,y),则M满足=2,整理得x2+y2=16.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 52 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 13.(多选题)已知圆x2+y2+2x-4y+1=0关于直线2ax-by+2=0(a,b∈R)对称,则下列结论正确的是(  ) A.圆x2+y2+2x-4y+1=0的圆心是 B.圆x2+y2+2x-4y+1=0的半径是2 C.a+b=1 D.ab的取值范围是 √ √ √ 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 53 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 BCD [原方程可化为+=4,故其圆心是,半径是2. 由已知得,该圆的圆心在直线2ax-by+2=0上, 所以a+b=1,ab=a(1-a)=-a2+a=+,所以ab的取值范围是,故选BCD.] 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 54 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 14.如果圆的方程为x2+y2+kx+2y+k2=0,那么当圆面积最大时,该圆的方程为_______________,最大面积为_____. x2+(y+1)2=1 π [将圆的方程配方,得+(y+1)2=-k2+1,∵r2=1-k2≤1,∴rmax=1,此时k=0. 故圆的方程为x2+(y+1)2=1,最大面积为π×12=π.] x2+(y+1)2=1  π  课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 55 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 15.设△ABC的顶点坐标A(0,a),B(-,0),C(,0),其中a>0,圆M为△ABC的外接圆. (1)求圆M的方程; (2)当a变化时,圆M是否过某一定点?请说明理由. 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 56 [解] (1)设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0. ∵圆M过点A(0,a),B(-,0),C(,0), ∴ 解得D=0,E=3-a,F=-3a. ∴圆M的方程为x2+y2+(3-a)y-3a=0. 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 (2)圆M的方程可化为(3+y)a-(x2+y2+3y)=0. 由 解得x=0,y=-3. ∴圆M过定点(0,-3). 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 课时分层作业 学习效果 关键能力 必备知识 2.2 圆的一般方程 $

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