摘要:
**基本信息**
圆的标准方程同步练分层设计科学,从基础概念辨析到综合应用拓展梯度清晰,适配新授课知识巩固与数学思维培养,体现从具体到抽象的认知路径。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础|圆心坐标、半径求解、点与圆位置关系|单选直接考查圆的标准方程要素,如第1题圆心坐标辨析,夯实概念理解|
|中档|对称圆方程、直径圆方程、多点共圆|多选结合几何性质,如第8题对称点在圆上的圆方程求解,培养推理能力|
|拔高|圆的最值问题、外接圆方程、几何证明|解答题综合应用,如第16题证明梯形并求过四点的圆方程,发展模型观念与应用意识|
内容正文:
2.4 练习1 圆的标准方程
1. (2025高二上·浙江期末) 圆C : 的圆心坐标为( )
A. (1,2) B. (1, -2)
C. (-1, -2) D. (-1,2)
2. 若圆C与圆(x+2)2+(y-1)2=1关于原点对称,则圆C的方程是( )
A. (x-2)2+(y+1)2=1 B. (x-2)2+(y-1)2=1
C. (x-1)2+(y+2)2=1 D. (x+1)2+(y-2)2=1
3. (2025高二上·东莞月考) 已知点A(1,1),B(5,3),则以线段AB为直径的圆的方程为( )
A.(x - 2)² + (y - 3)² = 5 B.(x - 2)² + (y - 3)² = 1
C.(x - 3)² + (y - 2)² = 5 D.(x - 3)² + (y - 2)² = 1
4. 已知a,b是方程x2-x=0的两个不相等的实数根,则点P(a,b)与圆C:x2+y2=8的位置关系是( )
A. 点P在圆内 B. 点P在圆上
C. 点P在圆外 D. 无法确定
5. (2025·海淀模拟) 圆心为(-1,2)且与x轴相切的圆的方程是 ( )
A. (x - 1)² + (y + 2)² = 2 B. (x + 1)² + (y - 2)² = 2
C. (x - 1)² + (y + 2)² = 4 D. (x + 1)² + (y - 2)² = 4
6. 已知直线:与直线:相交于点,若点始终在圆内,则的取值范围为 ( )
A. B.
C. D.
7. (2025高二上·黔西南期中) 已知圆心为C的圆经过A(1, -5), B(0,2)两点,且点C在直线x - y + 1 = 0上,则此圆的标准方程为( )
A.(x - 3)² + (y - 4)² = 25 B.(x + 3)² + (y - 2)² = 25
C.(x - 1)² + (y - 2)² = 25 D.(x + 3)² + (y + 2)² = 25
8. (多选)若圆上的点(2,1)关于直线x+y=0的对称点仍在圆上,且圆的半径为,则圆的标准方程可能是( )
A. x2+y2=5 B. (x-1)2+y2=5
C. x2+(y+1)2=5 D. (x-1)2+(y+1)2=5
9. (多选)过点A(1,-1)与点B(-1,1),且半径为2的圆的标准方程可能为( )
A. (x-3)2+(y+1)2=4
B. (x-1)2+(y-1)2=4
C. (x+1)2+(y+1)2=4
D. (x+3)2+(y-1)2=4
10. 与圆(x-2)2+(y+3)2=16有公共圆心,且过点P(-1,1)的圆的标准方程是 .
11. 与圆有相同圆心,且过点的圆的标准方程是 .
12. 已知x,y满足(x-1)2+(y-1)2=1,则x2+y2的最小值是 .
13. (2025高二上·福田期中) 已知圆C经过(2,0),(0,2)两点,且圆心C在直线x - 2y + 2 = 0上.
(1) 求圆C的方程;
(2) 点(x, y)在圆C上,求x² + y²的取值范围;
14. (2024·安徽淮北高二联考)在△ABC中,A(0,1),B(4,-1),C(2,1).
(1)求边AB的垂直平分线的方程;
(2)求△ABC的外接圆的方程.
15. (多选) 已知圆,,则( )
A.当时,的面积是
B.实数的取值范围是
C.点在内
D.当的周长最大时,圆心坐标是
16. 已知点A(-1,-3),B(0,0),C(1,1),D(4,2).
(1)证明:AD∥BC,并且四边形ABCD是等腰梯形;
(2)若☉M过点A,B,C,D,求☉M的标准方程.
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2.4 练习1 圆的标准方程
1. (2025高二上·浙江期末) 圆C : 的圆心坐标为( D )
A. (1,2) B. (1, -2)
C. (-1, -2) D. (-1,2)
【解析】 圆C : 的标准方程为,则圆心坐标为.
2. 若圆C与圆(x+2)2+(y-1)2=1关于原点对称,则圆C的方程是( A )
A. (x-2)2+(y+1)2=1
B. (x-2)2+(y-1)2=1
C. (x-1)2+(y+2)2=1
D. (x+1)2+(y-2)2=1
【解析】 由两圆关于原点对称可知圆C的圆心为(2,-1),半径为1,∴圆C的方程为(x-2)2+(y+1)2=1.
3. (2025高二上·东莞月考) 已知点A(1,1),B(5,3),则以线段AB为直径的圆的方程为( B )
A.(x - 2)² + (y - 3)² = 5
B.(x - 2)² + (y - 3)² = 1
C.(x - 3)² + (y - 2)² = 5
D.(x - 3)² + (y - 2)² = 1
【解析】 因为AB为直径,所以圆心为(3,2) ,半径为,所以圆的方程为(x - 3)² + (y - 2)² = 5 ,故答案为:C
4. 已知a,b是方程x2-x=0的两个不相等的实数根,则点P(a,b)与圆C:x2+y2=8的位置关系是( A )
A. 点P在圆内 B. 点P在圆上
C. 点P在圆外 D. 无法确定
【解析】 ∵a,b是方程x2-x=0的两个不相等的实数根,∴∴a2+b2=(a+b)2-2ab=1+2<8,由此可知,点P(a,b)在圆C:x2+y2=8内.
5. (2025·海淀模拟) 圆心为(-1,2)且与x轴相切的圆的方程是 ( D )
A. (x - 1)² + (y + 2)² = 2 B. (x + 1)² + (y - 2)² = 2
C. (x - 1)² + (y + 2)² = 4 D. (x + 1)² + (y - 2)² = 4
【解析】 因为圆心为(-1,2)且与x轴相切,所以半径r = 2 ,则圆的方程为(x + 1)² + (y - 2)² = 4. 故答案为:D.
6. 已知直线:与直线:相交于点,若点始终在圆内,则的取值范围为 ( D )
A. B.
C. D.
【解析】 因为:恒过定点,直线:恒过,且两直线互相垂直,因此在以为直径的圆上运动,所以,点的轨迹为(去除点),又因为点始终在圆内,因此内含于,所以,两圆的圆心距,解得.故答案为:D..
7. (2025高二上·黔西南期中) 已知圆心为C的圆经过A(1, -5), B(0,2)两点,且点C在直线x - y + 1 = 0上,则此圆的标准方程为( D )
A.(x - 3)² + (y - 4)² = 25
B.(x + 3)² + (y - 2)² = 25
C.(x - 1)² + (y - 2)² = 25
D.(x + 3)² + (y + 2)² = 25
【解析】设圆C的方程为 (x - a)² + (y - b)² = r²(r > 0) ,由题意可知, ,解得 ,所以圆的标准方程为 (x + 3)² + (y + 2)² = 25.故选:D.
8. (多选)若圆上的点(2,1)关于直线x+y=0的对称点仍在圆上,且圆的半径为,则圆的标准方程可能是( AD )
A. x2+y2=5
B. (x-1)2+y2=5
C. x2+(y+1)2=5
D. (x-1)2+(y+1)2=5
【解析】 ∵圆上的点(2,1)关于直线x+y=0的对称点仍在圆上,∴圆心在直线x+y=0上.设圆心坐标为(a,-a),则由(2-a)2+(1+a)2=5,解得a=0,或a=1,∴圆的标准方程为(x-1)2+(y+1)2=5,或x2+y2=5.
9. (多选)过点A(1,-1)与点B(-1,1),且半径为2的圆的标准方程可能为( BC )
A. (x-3)2+(y+1)2=4
B. (x-1)2+(y-1)2=4
C. (x+1)2+(y+1)2=4
D. (x+3)2+(y-1)2=4
【解析】 连接AB,∵圆过点A(1,-1)与点B(-1,1),∴圆心在线段AB的垂直平分线上,kAB==-1.设圆心所在的直线为l,则kAB·kl=-1,解得kl=1.∵线段AB的中点坐标为(0,0),∴直线l的方程为y=x.设圆心坐标为(m,m),∵半径为2,∴圆的方程为(x-m)2+(y-m)2=4,将点A(1,-1)的坐标代入,得(1-m)2+(-1-m)2=4,解得m=±1.综上,圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=4,或(x+1)2+(y+1)2=4.
10. 与圆(x-2)2+(y+3)2=16有公共圆心,且过点P(-1,1)的圆的标准方程是 (x-2)2+(y+3)2=25 .
【解析】 圆心为(2,-3),设所求圆的半径为r,则r2=(-1-2)2+(1+3)2=25,∴所求圆的标准方程为(x-2)2+(y+3)2=25.
11. 与圆有相同圆心,且过点的圆的标准方程是 .
【解析】 圆的标准方程为 ,则圆心,因为圆过点,半径,则圆的标准方程为.故答案为:..
12. 已知x,y满足(x-1)2+(y-1)2=1,则x2+y2的最小值是 3-2 .
【解析】 圆(x-1)2+(y-1)2=1的圆心为M(1,1),半径r=1,x2+y2表示圆M上的点与原点O(0,0)间的距离的平方.连接OM,可得|OM|=,则x2+y2的最小值是(|OM|-r)2=(1)2=3-2.
13. (2025高二上·福田期中) 已知圆C经过(2,0),(0,2)两点,且圆心C在直线x - 2y + 2 = 0上.
(1) 求圆C的方程;
(2) 点(x, y)在圆C上,求x² + y²的取值范围;
解: (1) 由题意,可设圆C的圆心为C(2b - 2,b),
∵圆C经过(2,0),(0,2)两点,
∴,
解得b = 2,
∴C(2,2),圆C的半径为r = ,
∴圆C的方程为.
(2) ∵x² + y²表示圆上点到原点(0,0)距离的平方,
所以原点到圆心的距离d = ,
∴原点到圆上点的距离范围为[d - r,d + r],
则.
14. (2024·安徽淮北高二联考)在△ABC中,A(0,1),B(4,-1),C(2,1).
(1)求边AB的垂直平分线的方程;
(2)求△ABC的外接圆的方程.
解: (1)设边AB的中点为E,则E(2,0),∵A(0,1),B(4,-1),∴kAB=,∴边AB的垂直平分线的斜率为2,∴边AB的垂直平分线的方程为y=2(x-2),整理得2x-y-4=0.
(2)∵A(0,1),C(2,1),∴边AC的垂直平分线的方程为x=1.由解得∴△ABC的外接圆的圆心为(1,-2),∴外接圆的半径r=,∴△ABC的外接圆的方程为(x-1)2+(y+2)2=10.
15. (多选) 已知圆,,则( AB )
A.当时,的面积是
B.实数的取值范围是
C.点在内
D.当的周长最大时,圆心坐标是
【解析】将圆化为标准方程:
选项A:当时,圆的方程为,半径.根据圆的面积公式,可得面积,该选项正确.
选项B:因为圆存在,所以半径的平方.解不等式,移项得,即,解得,该选项正确.
选项C:圆的圆心为,半径.点到圆心的距离.
当时,,,此时点在圆上,并非圆内,该选项错误.
选项D:圆的周长,周长最大时半径最大.由,当时,最大为,此时圆心坐标为,并非,该选项错误.
故答案为:AB..
16. 已知点A(-1,-3),B(0,0),C(1,1),D(4,2).
(1)证明:AD∥BC,并且四边形ABCD是等腰梯形;
证明: 由已知A(-1,-3),D(4,2),有kAD==1,B(0,0),C(1,1)有kBC==1,∴kAD=kBC,∴AD∥BC,|AD|==5,|BC|=,
|AB|=,|CD|=,
∴|AD|≠|BC|,|AB|=|CD|,综上,四边形ABCD是等腰梯形.
(2)若☉M过点A,B,C,D,求☉M的标准方程.
解: 设圆心M(a,b),半径为r,则☉M的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2,
由已知条件知圆心在线段AD的垂直平分线l上,
直线l过AD中点,且斜率kl·kAD=-1,∴kl=-1,∴直线l方程为y,即y=-x+1,点M(a,b)在直线l上满足a+b=1①,且|MC|=|MD|,即,解得3a+b=9②,联立①②有解得
半径r=|MC|==5,
∴☉M的标准方程为(x-4)2+(y+3)2=25.
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