内容正文:
2.3.2 圆的一般方程
预习提要
1.掌握圆的一般方程;
2.会判定二元二次方程是不是圆的一般方程;
3.阅读课本P102—P104内容,掌握内容填写本节预习任务,把握本课重难点.
一、温故:课前知识链接
圆的标准方程:一般地,如果平面直角坐标系中的圆心为,半径为r(r>0),设M(x,y)为平面直角坐标系中任意一点,则点M在上的充要条件是 ,即,两边平方,得 .
上述充要条件表明,⊙C上任意一点M的坐标(x,y)满足方程(x−a)2+(y−b)2=r2;如果平面上一点M的坐标(x,y)满足方程(x−a)2+(y−b)2=r2,可得|CM|=r,则点M在⊙C上.
因此方程①能表示以点 为圆心,r为半径的圆,(x−a)2+(y−b)2=r2通常称为圆的标准方程.
为了方便起见,称圆(x−a)2+(y−b)2=r2时,指的是方程为(x−a)2+(y−b)2=r2的圆.
二、知新:课本研习梳理
1.圆的一般方程的概念:如果这个方程可以表示成 的形式,其中D,E,F都是常数. 形如上式的圆的方程称为圆的一般方程.
2.二元二次方程表示圆的必要条件:圆的一般方程是一个二元二次方程,因为所有圆的方程都可以化成 的形式,所以一个二元二次方程表示圆的必要条件,就是能化成x2+y2+Dx+Ey+F=0的形式.
3.一般方程表示圆的充分条件:
当时, 方程是以 为圆心,为半径的圆的方程;
当 时,满足方程的实数只有,,所以原方程不是圆的方程;
当D2+E2−4F<0时,方程 ,因而原方程也不是圆的方程.
基础过关
1.若方程表示圆,且圆心位于第四象限,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.已知,,则以为直径的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
3.圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
4.圆的面积为( ).
A. B. C. D.
5.若方程表示半径不超过2的圆,则的取值范围为________.
反思
大数学家高斯在大地测量、行星轨道计算中大量使用圆的一般方程。野外测绘时,测量得到的数据很难直接凑成标准方程,全部都是杂乱的二次整式。高斯利用圆的一般方程,代入多个测量点坐标,列出方程组,快速解出D、E、F三个系数,就能直接确定圆形轨道、测绘边界的大小与位置。
他评价:圆的标准方程是“几何直观的窗口”,圆的一般方程是“计算应用的工具”,二者缺一不可。
答案及解析
温故:课前知识链接
(x−a)2+(y−b)2=r2 C(a,b)
知新:课本研习梳理
1.x2+y2+Dx+Ey+F=0
2.x2+y2+Dx+Ey+F=0
3. 没有实数解
基础过关
1.答案:A
解析:将方程配方得,所以圆心坐标为.又因为方程表示圆,且圆心位于第四象限,所以解得.故选A.
2.答案:A
解析:因为,,则的中点为,且,所以为直径的圆的方程为,即,故选:A.
3.答案:A
解析:由配方得,故圆的圆心坐标为.故选:A.
4.答案:C
解析:原方程可化为,半径,圆的面积.故选:C.
5.答案:
解析:圆方程可化为,由于圆的半径不超过2,所以,解得,故a的取值范围为.故答案为:.
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