2.4 圆的方程 讲义-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册(北京适用)
2026-07-31
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摘要:
本讲义聚焦高中数学“圆的方程”核心知识点,系统梳理圆的标准方程、一般方程、直径式方程的形式及转化方法,衔接几何性质(如弦中垂线过圆心)、对称圆求解、轨迹方程(直接法、相关点法、隐圆法)等内容,构建从概念到应用的完整学习支架。
该资料以北京高考考纲为导向,通过十大题型分类及通用解题模板强化数学思维,如利用几何性质简化计算,结合轨迹方程规范表达培养数学语言。高频易错点总结助力学生规避错误,课中辅助教师高效授课,课后便于学生针对性查漏补缺,提升解题能力。
内容正文:
圆的方程
1.(25-26高二上·北京东城·期末)与轴相切,且圆心坐标为的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意可得圆心和半径,即可得圆的标准方程.
【详解】因为圆的圆心坐标为,且与轴相切,可知圆的半径,
所以圆的方程为.
故选:A.
2.(24-25高二上·北京密云·期末)圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据圆上一点到圆心的距离即为半径,即可写出圆的方程.
【详解】圆心为的圆的方程为,
又因为原点在圆上,则,
所以.
故选:D.
3.(24-25高二上·北京昌平·期末)以,为直径的两个端点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用圆的标准方程待定系数计算即可.
【详解】易知该圆圆心为的中点,半径,
所以该圆方程为:.
故选:D.
4.(20-21高二上·北京丰台·期中)已知圆的一条直径的端点分别是,,则该圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用中点坐标公式求出圆心,由两点间距离公式求出半径,即可得到圆的方程.
【详解】由题意可知是,的中点为是,
则圆的半径为,
故圆的方程为.
故选:D.
5.(24-25高二上·北京海淀·阶段检测)圆关于直线对称的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出圆心的对称点坐后可得圆方程.
【详解】圆的圆心坐标为,它关于直线对称点为,
因此对称圆方程为,
故选:B.
6.(24-25高二上·北京·期中)圆心为,且半径为的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据圆心与半径直接可得圆的方程.
【详解】由已知圆心为,且半径为,
则圆的方程是.
故选:D.
7.(24-25高二上·北京·期中)已知圆C:过点,则圆C的圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】把已知点坐标代入圆方程,变更字母即可得.
【详解】圆C:过点,则,
所以圆心的轨迹方程是,
故选:D.
8.(24-25高二上·浙江台州·期中)已知圆经过,两点,且圆心在直线,则圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设出圆心,根据得到方程,求出,得到圆心和半径,得到圆的方程.
【详解】设圆心为,
由题意得,即,
解得,故圆心,
半径为,
故圆的标准方程为.
故选:C
9.(17-18高二上·北京海淀·期中)已知圆C的标准方程为,则与圆C有相同的圆心,且经过点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意设出圆的方程,代入点运算可得解.
【详解】根据题意设所求圆的方程为,
代入点,得,
所以所求圆的方程为.
故选:B.
10.(23-24高二上·北京·期中)圆心在直线上且与轴相切于点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设所求圆的圆心坐标为,求出圆心坐标和半径,继而求出圆的方程.
【详解】解:根据题意:所求圆的圆心在直线上,
则设所求圆的圆心坐标为,
又由所求圆与轴相切于点,则圆心在直线上,则,
所求圆的半径,
故所求圆的方程为,
所以A正确,B,C,D错误.
故选:A
11.(25-26高二上·北京顺义·期中)已知,,则以为直径的圆的方程为____________________.
【答案】
【分析】的中点即为圆心,即为半径,再结合中点坐标公式和两点的距离公式即可所求圆的标准方程.
【详解】,所以半径,
又∵,,
∴线段的中点坐标为,即圆心为.
所以圆的方程为.
故答案为:.
12.(25-26高二上·北京·期中)圆心在直线上,并且经过原点和的圆的方程为__________
【答案】
【分析】由垂径定理找到圆心,然后得到半径,即可写出圆的方程.
【详解】设,则中点,
过点作直线,使得,则,
联立方程组,解得,即圆心,
半径,
所以圆的方程为.
故答案为:.
13.(2.4圆的方程)已知圆经过,两点,圆心在轴上,则圆的标准方程是______.
【答案】
【分析】利用两点距离公式,即可求解圆心和半径得解,或者利用圆的几何性质,根据弦的垂直平分线经过圆心可得圆心,即可由两点距离求解半径得解.
【详解】方法一:圆心在轴上,设圆心坐标为,半径为,
则,解得,
所以圆的标准方程为.
方法二:弦的中点为,且直线平行于轴,
则弦的垂直平分线为直线,即圆心.
所以半径,
则圆的标准方程为.
故答案为:
14.(25-26高二上·北京延庆·期末)根据下列条件,求圆的标准方程.
(1)圆心在,且过点;
(2)以,为直径的两个端点的圆;
(3)圆心在直线上,且过和点.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)(2)根据条件求圆心和半径,再求圆的标准方程;
(3)利用待定系数法,设圆的标准方程,再代入条件,即可求解.
【详解】(1)由条件可知,
所以圆的标准方程为.
(2),所以半径,
圆心为,
所以圆的标准方程为;
(3)设圆的标准方程为,
所以,解得:,,,
所以圆的标准方程为.
15.(24-25高二下·北京·期中)设直线
(1)求与直线的距离为的直线的方程;
(2)求圆关于直线的对称圆的方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)依题意该直线与直线平行,由平行直线间的距离公式列方程即可求解;
(2)利用“垂直”,“平分”即可求出圆心关于直线的对称点,进而可求对称圆方程.
【详解】(1)由题意可知该直线与直线平行,
所以设该直线方程为,
依题意,解得或,
故该直线方程为或.
(2)圆的圆心为,
设圆心关于直线的对称点为,
则且的中点在直线上.
,解得,
,
圆关于直线的对称圆半径不变,
该对称圆方程为:.
16.(23-24高二上·北京通州·期中)已知直线,直线,设直线与的交点为A,点P的坐标为.
(1)求点A的坐标;
(2)求经过点P且与直线平行的直线方程;
(3)求以为直径的圆的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)解两直线方程构成的方程组即可得解;
(2)求出直线的斜率,然后利用点斜式即可求出直线方程;
(3)根据中点坐标公式求出圆心坐标,再利用两点距离公式求出半径,进而可得圆的方程.
【详解】(1)由解得,
所以直线与的交点为.
(2)由得直线的斜率为,
又点P的坐标为,
所以经过点P且与直线平行的直线方程为,即.
(3)因为,,所以的中点坐标为,,
所以以为直径的圆的方程为.
17.(20-21高二上·北京·期中)经过三个点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据三点在坐标系的位置,确定出是直角三角形,其中是斜边,则有过三点的圆的半径为的一半,圆心坐标为的中点,进而根据圆的标准方程求解.
【详解】由已知得,分别在原点、轴、轴上,
,
经过三点圆的半径为,
圆心坐标为的中点,即,
圆的标准方程为.
故选:C.
18.(18-19高三·北京朝阳·期末)在平面直角坐标系中,过三点的圆被轴截得的弦长为
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用待定系数法求出圆的一般方程,令y=0可得:x2﹣4x=0,由此即可得到圆被轴截得的弦长.
【详解】根据题意,设过A、B、C的圆为圆M,其方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
又由A(4,4),B(4,0),C(0,4),
则有,
解可得:D=﹣4,E=﹣4,F=0,
即圆M的方程为x2+y2﹣4x﹣4y=0,
令y=0可得:x2﹣4x=0,解可得:x1=0,x2=4,
即圆与x轴的交点的坐标为(0,0),(4,0),
则圆被x轴截得的弦长为4;
故选A.
【点睛】本题考查直线与圆的方程的应用,涉及待定系数法求圆的方程,关键是求出圆的方程.
19.(23-24高二上·北京·期中)在平面直角坐标系中,经过,,三点的圆的标准方程为______.
【答案】
【分析】设所求圆的标准方程为,代入各点坐标求出的值即可.
【详解】由题意设所求圆的标准方程为,代入各点坐标得,
,解得,
故所求圆的标准方程为.
故答案为:.
20.(22-23高二上·北京昌平·期中)①坐标系中,经过三点的圆的方程为___________
②过两点,且圆心在直线上的圆的标准方程为___________
【答案】
【分析】①设所求圆的一般方程为,将三个点的坐标代入圆的一般方程,可得出关于、、的方程组,解出这三个未知数的值,可得出圆的方程,进而可求得圆心坐标和半径.
②首先设圆的标准方程为,根据题意得到,再解方程即可.
【详解】①设所求圆的一般方程为,
由题意可得,解得,
所以,所求圆的方程为
②设圆的标准方程为,由题知:
,
所以标准方程为.
故答案为: ,
21.(25-26高二上·北京顺义·期末)在平面直角坐标系中,三条直线分别为:,:,:.
(1)直接写出直线,的斜率,;
(2)设与交于点,与交于点,与交于点.
(ⅰ)求,,三点坐标及线段的垂直平分线的方程;
(ⅱ)求过,,三点的圆的方程.
【答案】(1),
(2)(ⅰ),,,线段的垂直平分线的方程为;
(ⅱ)
【分析】(1)根据直线方程写出斜率即可;
(2)(ⅰ)联立方程可求交点坐标,结合垂直关系和中点可求线段的垂直平分线的方程;
(ⅱ)根据圆的特征可求圆心和半径,写出方程即可.
【详解】(1):的斜率为,:的斜率为.
(2)(ⅰ)联立,可得;
联立,可得;
联立,可得;
线段的中点为,,
所以线段的垂直平分线的方程为,即.
(ⅱ)由图可知,过,,三点的圆即是以线段为直径的圆,
,圆心为,所以过,,三点的圆的方程为.
22.(21-22高二上·北京·期中)已知的三个顶点分别为,,,求:
(1)边上中线所在直线的方程(D为中点);
(2)边的垂直平分线的方程;
(3)求的外接圆方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)计算线段的中点坐标,然后得到中线的斜率,最后利用点斜式计算即可.
(2)计算直线的斜率,得到中垂线的斜率,然后利用点斜式计算即可.
(3)计算中垂线的方程,然后与(2)中方程联立可得圆心,进一步得到半径,可得结果.
【详解】(1)线段的中点,所以直线的斜率为,
所以中线的方程为:,即
(2)直线的斜率,所以中垂线的斜率为
所以中垂线的方程为:,即
(3)线段中垂线的方程,所以
所以该外接圆的圆心为,所以半径为
所以该三角形的外接圆方程为:
23.(17-18高二上·北京·期中)已知三个顶点是.
(1)求边的高所在直线方程;
(2)求外接圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出边所在直线的斜率,进而求出边上的高所在直线的斜率,用点斜式求得直线方程并化为一般式即可;
()设外接圆的方程为,将,,代入圆的方程求出,,即可.
【详解】(1)∵,,∴,
∵,故,∴,
又∵,∴所在直线方程为,即.
(2)设外接圆的方程为,
将,,代入圆的方程得,解得,
故外接圆的方程为.
24.(23-24高二上·湖南常德·期中)若直线l:经过第二、三、四象限,则圆C:的圆心位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】根据题意,由条件可得,,结合圆心坐标即可得到结果.
【详解】因为l经过第二、三、四象限,所以,,
所以,故位于第二象限.
故选:B
25.(23-24高二上·北京丰台·期中)已知圆,则圆心与半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】直接利用圆的标准方程写出圆的圆心与半径即可
【详解】圆的方程为为标准形式,
即圆心与半径分别为,
故选:D.
26.(22-23高二上·北京·期中)已知直线和圆,那么圆心到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出圆心的坐标,利用点到直线的距离公式可求得结果.
【详解】圆心为,故圆心到直线的距离是.
故选:C.
27.(22-23高二上·北京通州·期中)已知圆的方程为,则该圆的圆心和半径分别为( )
A., B., C.,2 D.,2
【答案】A
【分析】根据圆的标准方程即可得到.
【详解】由圆的方程,可得圆心为,半径为.
故选:A
28.(21-22高二上·北京怀柔·期末)圆的圆心为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由圆的标准方程求解.
【详解】圆的圆心为,
故选:D
29.(21-22高二上·北京海淀·期中)已知圆,则其圆心与半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】直接利用圆的标准方程求解
【详解】已知圆,则其圆心为,半径为
故选:D
30.(20-21高二上·北京平谷·期末)已知圆的方程,那么圆心和半径分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据圆的标准方程,直接求解.
【详解】由圆的标准方程可知,圆心是,半径.
故选:A
31.(20-21高二上·北京·期中)已知圆,则其圆心和半径分别为( )
A.,2 B.,2 C., D.,
【答案】D
【解析】根据圆的标准方程直接求解即可.
【详解】根据圆的标准方程,可得:
圆心为,半径为,
故选:D.
32.(25-26高二上·北京房山·期中)已知圆,则圆的面积为_____.
【答案】
【分析】根据圆的标准方程得出半径进而得出圆的面积.
【详解】因为圆,所以圆的半径为,则圆的面积为.
故答案为:.
33.(24-25高二上·北京通州·期中)过点的直线平分圆,则这条直线的倾斜角为________.
【答案】
【分析】根据题意和圆的对称性可知所求直线过圆心,因此可得直线的斜率,再由斜率确定倾斜角.
【详解】因为过点的直线平分圆,
所以圆心在所求直线上,
因此直线的斜率,所以,
因为,所以,
故答案为:.
34.(22-23高二上·北京朝阳·期末)过圆的圆心且与直线平行的直线的方程是__.
【答案】
【分析】设出与直线平行的直线,将圆心代入即可.
【详解】由的圆心为,
设与直线平行的直线为:
,
因为过圆心,
所以,
故所求直线为:,
故答案为:.
35.(21-22高二上·北京·阶段检测)圆的圆心坐标为___________;周长为___________.
【答案】
【分析】对进行化简,得到圆的标准方程,进而求出圆心和半径及周长.
【详解】,化简为:,故圆心坐标为,半径为,周长为.
故答案为:,.
36.(20-21高二上·北京·期中)已知圆与直线则圆心的坐标为_______,若圆关于直线对称,则_____.
【答案】 1
【解析】由圆的标准方程直接定点圆心坐标,根据圆关于直线对称,由圆心在直线上求解.
【详解】因为圆,
所以求圆心坐标为:;
因为圆关于直线对称,
所以圆心在直线上,即,
解得1
故答案为:;1
37.(25-26高二上·北京朝阳·期末)设圆的圆心为M,半径为r,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】将圆的方程转化为标准方程,得出圆心和半径.
【详解】将转化为,
可得圆心,半径,
故选:.
38.(25-26高二上·北京大兴·期中)圆的半径长为( )
A. B.5 C. D.
【答案】A
【分析】把圆的一般方程化为标准方程,即可得出圆的半径.
【详解】将圆化成标准方程,
所以圆的半径为.
故选:A.
39.(25-26高三上·北京平谷·阶段检测)方程表示的圆的圆心坐标和半径分别为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据圆的一般方程得到圆的标准方程,从而求得圆心坐标和圆的半径.
【详解】由,得.
所以方程表示的圆的圆心坐标为,半径为3.
故选:B.
40.(24-25高二上·北京怀柔·期末)若直线是圆的一条对称轴,则值为( )
A. B.2 C. D.4
【答案】A
【分析】首先将圆的方程化为标准式,即可得到圆心坐标,根据圆心在直线上求出参数的值.
【详解】圆,即,
所以圆心坐标为,依题意直线过点,
所以,解得.
故选:A
41.(24-25高二上·北京·期中)圆的圆心和的范围分别是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】将圆的一般方程变形为标准方程,进而求解.
【详解】由,得,
所以圆心为,由,得,
故选:A
42.(24-25高二上·北京·阶段检测)圆关于直线对称的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】把圆的一般方程化为标准方程,得圆心坐标和半径,由对称求出对称圆的圆心,可得标准方程.
【详解】由圆,得,
则圆心坐标为,半径为1,
设关于直线的对称点为,
则,解得,
圆关于直线对称的圆的标准方程为.
故选:B.
43.(15-16高二上·广东揭阳·阶段检测)若点为圆的弦MN的中点,则弦MN所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】圆的方程化为标准方程,得到圆心坐标,由,可求得弦MN所在直线的斜率,点斜式求方程.
【详解】圆的标准方程为,圆心.因为点为弦MN的中点,所以,
又AP的斜率,所以直线MN的斜率为2,弦MN所在直线的方程为,即.
故选:D
44.(22-23高二上·北京·期中)若表示圆的方程,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】把给定方程配方化成圆的标准方程形式即可计算作答.
【详解】方程化为:,
因方程表示圆,于是得,解得,
所以的取值范围是:.
故选:A
45.(21-22高二上·北京平谷·期末)已知实数,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将化成,即可求出的最小值.
【详解】由可化为,所以,解得,因此的最小值是.
故选:A.
46.(19-20高二上·内蒙古包头·期中)方程x2+y2+ax﹣2by+c=0表示圆心为C(2,2),半径为2的圆,则a,b,c的值依次为( )
A.4、2、4 B.﹣4、2、4 C.﹣4、2、﹣4 D.4、﹣2、﹣4
【答案】B
【分析】利用配方法将方程化为圆的标准形式,列出方程可得的值.
【详解】x2+y2+ax﹣2by+c=0可化为:
,解得
故选:B
【点睛】本题考查圆的方程,考查一般形式和标准形式的互化,考查学生计算能力,属于基础题.
47.(23-24高二上·北京顺义·期中)若表示圆的方程,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据圆的一般式满足的条件即可列不等式求解.
【详解】因为方程表示一个圆,所以,
解得,
所以的取值范围是.
故选:D
48.(21-22高二上·江苏宿迁·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由题意可得,从而可求得实数的取值范围
【详解】∵表示圆,则,
∴,
故选:B.
49.(24-25高二上·四川巴中·期中)已知,动点与点A的距离是它与点的距离的倍,则面积的最大值( )
A. B.8 C. D.
【答案】A
【分析】求出点的轨迹方程为圆,数形结合得高的最大值为圆的半径,可解问题.
【详解】设,由,
得,化简整理得,
即点的轨迹为圆,半径为,
由于,所以当边上高最大时,的面积最大,
所以.
故选:A.
50.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知点,点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】设出的坐标,利用相关点法求解出的轨迹方程.
【详解】设,
由题意可知,所以,
又因为,
所以,
化简可得,
所以的轨迹方程为,
故选:A.
51.(22-23高二上·北京大兴·期中)已知点和点,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据两点间的距离公式列式求解即可.
【详解】解:因为点和点,动点,
所以,
又因为其满足,
所以,整理得:
所以点的轨迹方程为.
故选:D
52.(20-21高二下·北京·期中)已知点A的坐标是(-1,0),点M满足|MA|=2,那么M点的轨迹方程是( )
A.x2+y2+2x-3=0 B.x2+y2-2x-3=0 C.x2+y2+2y-3=0 D.x2+y2-2y-3=0
【答案】A
【分析】设出点的坐标,利用已知条件列出方程化简求解即可.
【详解】解:设,点的坐标是,点满足,
可得:,
即:,
所以M点的轨迹方程是.
故选:A.
53.(23-24高二上·北京·期中)已知,以为斜边的直角,其顶点的轨迹方程为___________.
【答案】
【分析】设出点的坐标,由勾股定理得到等式,化简后除去曲线与轴的交点得答案.
【详解】设,则,
即,
整理得:.
∵三点构成三角形,∴.
∴顶点的轨迹方程为.
故答案为:.
54.(23-24高二上·北京·期末)已知点和点,直角以BC为斜边,求直角顶点A的轨迹方程__________________.
【答案】
【分析】根据圆的定义可以求解,或直接设,由求解.
【详解】方法一:设点,
,,,,
由题意可知:,
,,
整理得:,
三点不共线,
,,应去除.
直角顶点的轨迹方程为:.
方法二:设BC中点为,则,即A在以D为圆心,
为半径的圆上(不能和B、C重合),
故A的轨迹方程为.
55.(23-24高二上·北京大兴·期中)已知圆经过点和点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设圆的方程为一般式,然后根据题意进行求解;
(2)设出点坐标,根据题意求解出点坐标,代入圆后解得点的轨迹方程.
【详解】(1)解:设圆的方程为,
故圆心为,
由题意得,解得,
所以圆的方程为;
(2)设点的坐标是,点的坐标是.
因为点的坐标是,且是线段的中点,
所以.
故. ①
因为点在圆上运动,所以点的坐标满足圆的方程,
即. ②
把①代入②,得,
整理,得.
试卷第1页,共3页
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2.4圆的方程
知识点 + 题型解题技巧
一、北京高考考纲核心要求
1. 熟练掌握圆的标准方程、一般方程、直径式方程,能实现三种形式互相转化;
2. 能根据圆心坐标、半径、相切条件、直径端点、圆过定点、圆心所在直线等条件,用待定系数法求圆的方程;
3. 掌握点关于直线对称点的求解方法,会求已知圆关于直线对称的圆方程;
4. 会求解三角形外接圆(核心:三角形三边垂直平分线交点为外接圆圆心);
5. 三类轨迹方程求解方法:相关点中点法、距离等式直接法、直角隐圆法;
6. 结合点到直线距离、两直线垂直平分线性质解决圆心、半径计算问题;
7. 掌握圆一般方程表示圆的充要条件,能求解参数取值范围
二、基础核心知识点
(一)圆的三类标准方程
1. 圆的标准方程
圆心坐标,半径r
易错点:括号内为减法,,对应圆心横坐标是。
快速几何结论: ① 圆与x轴相切:; ② 圆与y轴相切:; ③ 圆经过原点:。
2. 圆的一般方程
表示圆的充要条件:
圆心:,半径:
补充判定: :方程仅表示一个点;
:无几何图形。
转化方法:分组配方法,将x、y分别配完全平方。
3. 直径式方程
若、为圆直径两端点,则圆方程:
推导依据:直径所对圆周角为直角,向量。
(二)圆核心几何性质(必考)
1. 弦的垂直平分线必定经过圆心;
2. 若直线平分圆,则直线一定经过圆心;
3. 圆心与切点连线,垂直于圆的切线;
4. 两点关于直线对称满足两个条件:①两点连线与对称轴垂直;②两点中点落在对称轴上;
5. 直角三角形外接圆:斜边中点为圆心,斜边长的一半为半径。
(三)对称圆求解公式
两圆关于某直线对称,半径不变,圆心互为对称点。
设原圆心,求关于直线的对称点,联立方程组:
(四)三类轨迹方程通用解法
1. 直接法:题干给出距离等量关系(如),两点距离公式列式,平方化简消根号;
2. 相关点法(中点轨迹):已知动点在定圆上,求中点轨迹,设中点与圆上动点坐标,利用中点公式替换代入;
3. 隐圆法:直角顶点轨迹、距离定值轨迹,直接利用圆定义写方程,必须剔除三点共线的无效点。
三、十大题型分类 + 通用作答模板 + 解题技巧
题型一:已知条件求圆标准方程
考法 1:已知圆心 + 半径 / 圆过定点
通用步骤:
1. 直接写出标准式;
2. 将圆上点坐标代入,求出; 解题技巧:圆与坐标轴相切时,半径直接等于圆心对应坐标绝对值,无需计算距离。
考法 2:已知直径两个端点
通用步骤:
1. 中点公式计算圆心:;
2. 两点距离除以 2 得到半径; 解题技巧:直接使用直径式方程,省略距离计算。
考法 3:圆心在定直线,且圆过两点
通用步骤:
1. 求出两点连线中点与线段垂直平分线;
2. 联立垂直平分线与圆心所在直线,解出圆心;
3. 圆心到定点距离的平方为。
题型二:已知三点求圆(三角形外接圆)
两种解题方法:
方法 1(待定系数法):设一般方程,三点代入得到三元一次方程组,解得D、E、F,再配方得到标准式;
方法 2(几何法):分别作两条弦的垂直平分线,交点即为圆心,再计算半径;
技巧:直角三角形优先用斜边中点当圆心,计算量最小。
题型三:圆一般方程配方 + 参数范围判断
1. 配方操作:x项、y项分组,常数移到等式右侧,配完全平方;
2. 判断能否表示圆:验证;
3. 直线为圆对称轴:直线过圆心,代入圆心坐标求解参数。
题型四:圆关于直线对称
固定解题模板:
1. 写出原圆的圆心与半径(对称圆半径不变);
2. 联立对称点方程组,求出对称圆心;
3. 以新圆心、原半径写出标准方程。
题型五:直线平分圆问题
核心结论:直线平分圆 ⇔ 直线经过圆心;
解题步骤:提取圆心坐标,代入直线解析式求解参数、斜率、倾斜角。
题型六:中点轨迹(相关点法)
四步固定解法:
1. 设中点,圆上动点;
2. 中点公式变形:\(x_0=2x-x_定,y_0=2y-y_定\);
3. 将\(x_0、y_0\)代入定圆方程;
4. 化简得到中点轨迹方程。
题型七:距离等式轨迹(阿波罗尼斯圆)
例:
1. 设任意动点;
2. 两点距离公式列式,等式两边平方消去根号;
3. 整理得到二元二次方程,判定为圆; 技巧:时轨迹是线段垂直平分线,\(k≠1\)时轨迹为圆。
题型八:直角顶点隐圆轨迹
已知AB为直角三角形斜边,P为直角顶点:
1. 斜边中点为圆心,为半径;
2. 方程必须标注限制条件:剔除\(A、B\)两点(三点不能共线构成三角形)。
题型九:弦中点相关直线(垂径定理)
已知P是圆内弦MN中点:
1. 求出圆的圆心C;
2. 由算出弦的斜率;
3. 点斜式写出弦所在直线方程。
题型十:平行线 + 对称综合题
1. 平行直线:,平行线统一\(A、B\)系数;
2. 平行线距离公式列方程求常数;
3. 结合对称圆心求解对称圆方程。
四、高频易错扣分点
1. 标准方程圆心符号出错:对应圆心横坐标为,不是 2;
2. 一般方程不配方,直接错误读取圆心;
3. 忽略圆一般方程条件,漏写不等号;
4. 求对称点只写垂直条件,忘记中点在对称轴;
5. 直角顶点轨迹不剔除\(A、B\)两点,丢失定义域扣分;
6. 直径式方程向量点乘计算符号错误;
7. 平行线距离计算前未统一\(A、B\)系数,直接代入常数;
8. 直线平分圆看不出 “直线过圆心”,多余复杂计算。
五、北京应试答题技巧
1. 选择填空优先几何性质解题:弦中垂线、平分圆过圆心、相切半径等于距离,快速口算;
2. 求圆方程分场景:知圆心半径用标准式,知三点用一般式;
3. 解答题求外接圆,优先联立两条垂直平分线求圆心,方程组计算更简便;
4. 对称类大题分步书写:①求原圆心 ②求对称圆心 ③写圆方程,分步得分;
5. 轨迹题必须标注\(x≠\)之类限制条件,遗漏扣步骤分;
6. 配方法固定操作顺序,先分组再移项,减少计算失误。
知识点 + 题型解题技巧
题型一:圆的标准方程
1.(25-26高二上·北京东城·期末)与轴相切,且圆心坐标为的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·北京密云·期末)圆心为且过原点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·北京昌平·期末)以,为直径的两个端点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
4.(20-21高二上·北京丰台·期中)已知圆的一条直径的端点分别是,,则该圆的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·北京海淀·阶段检测)圆关于直线对称的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
6.(24-25高二上·北京·期中)圆心为,且半径为的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高二上·北京·期中)已知圆C:过点,则圆C的圆心的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
8.(24-25高二上·浙江台州·期中)已知圆经过,两点,且圆心在直线,则圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
9.(17-18高二上·北京海淀·期中)已知圆C的标准方程为,则与圆C有相同的圆心,且经过点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
10.(23-24高二上·北京·期中)圆心在直线上且与轴相切于点的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
11.(25-26高二上·北京顺义·期中)已知,,则以为直径的圆的方程为____________________.
12.(25-26高二上·北京·期中)圆心在直线上,并且经过原点和的圆的方程为__________
13.(2.4圆的方程)已知圆经过,两点,圆心在轴上,则圆的标准方程是______.
14.(25-26高二上·北京延庆·期末)根据下列条件,求圆的标准方程.
(1)圆心在,且过点;
(2)以,为直径的两个端点的圆;
(3)圆心在直线上,且过和点.
15.(24-25高二下·北京·期中)设直线
(1)求与直线的距离为的直线的方程;
(2)求圆关于直线的对称圆的方程.
16.(23-24高二上·北京通州·期中)已知直线,直线,设直线与的交点为A,点P的坐标为.
(1)求点A的坐标;
(2)求经过点P且与直线平行的直线方程;
(3)求以为直径的圆的方程.
题型二:过三点的圆
17.(20-21高二上·北京·期中)经过三个点的圆的方程为( )
A. B.
C. D.
18.(18-19高三·北京朝阳·期末)在平面直角坐标系中,过三点的圆被轴截得的弦长为
A. B. C. D.
19.(23-24高二上·北京·期中)在平面直角坐标系中,经过,,三点的圆的标准方程为______.
20.(22-23高二上·北京昌平·期中)①坐标系中,经过三点的圆的方程为___________
②过两点,且圆心在直线上的圆的标准方程为___________
21.(25-26高二上·北京顺义·期末)在平面直角坐标系中,三条直线分别为:,:,:.
(1)直接写出直线,的斜率,;
(2)设与交于点,与交于点,与交于点.
(ⅰ)求,,三点坐标及线段的垂直平分线的方程;
(ⅱ)求过,,三点的圆的方程.
22.(21-22高二上·北京·期中)已知的三个顶点分别为,,,求:
(1)边上中线所在直线的方程(D为中点);
(2)边的垂直平分线的方程;
(3)求的外接圆方程.
23.(17-18高二上·北京·期中)已知三个顶点是.
(1)求边的高所在直线方程;
(2)求外接圆的方程.
24.(23-24高二上·湖南常德·期中)若直线l:经过第二、三、四象限,则圆C:的圆心位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
25.(23-24高二上·北京丰台·期中)已知圆,则圆心与半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
26.(22-23高二上·北京·期中)已知直线和圆,那么圆心到直线的距离是( )
A. B. C. D.
27.(22-23高二上·北京通州·期中)已知圆的方程为,则该圆的圆心和半径分别为( )
A., B., C.,2 D.,2
28.(21-22高二上·北京怀柔·期末)圆的圆心为( )
A. B. C. D.
29.(21-22高二上·北京海淀·期中)已知圆,则其圆心与半径分别为( )
A., B.,
C., D.,
30.(20-21高二上·北京平谷·期末)已知圆的方程,那么圆心和半径分别为( )
A. B.
C. D.
31.(20-21高二上·北京·期中)已知圆,则其圆心和半径分别为( )
A.,2 B.,2 C., D.,
32.(25-26高二上·北京房山·期中)已知圆,则圆的面积为_____.
33.(24-25高二上·北京通州·期中)过点的直线平分圆,则这条直线的倾斜角为________.
34.(22-23高二上·北京朝阳·期末)过圆的圆心且与直线平行的直线的方程是__.
35.(21-22高二上·北京·阶段检测)圆的圆心坐标为___________;周长为___________.
36.(20-21高二上·北京·期中)已知圆与直线则圆心的坐标为_______,若圆关于直线对称,则_____.
题型三:圆的一般方程
37.(25-26高二上·北京朝阳·期末)设圆的圆心为M,半径为r,则( )
A., B.,
C., D.,
38.(25-26高二上·北京大兴·期中)圆的半径长为( )
A. B.5 C. D.
39.(25-26高三上·北京平谷·阶段检测)方程表示的圆的圆心坐标和半径分别为( )
A. B. C. D.
40.(24-25高二上·北京怀柔·期末)若直线是圆的一条对称轴,则值为( )
A. B.2 C. D.4
41.(24-25高二上·北京·期中)圆的圆心和的范围分别是( )
A. B.
C. D.
42.(24-25高二上·北京·阶段检测)圆关于直线对称的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
43.(15-16高二上·广东揭阳·阶段检测)若点为圆的弦MN的中点,则弦MN所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
题型四:一般方程的前提条件
44.(22-23高二上·北京·期中)若表示圆的方程,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
45.(21-22高二上·北京平谷·期末)已知实数,满足,则的最小值是( )
A. B. C. D.
46.(19-20高二上·内蒙古包头·期中)方程x2+y2+ax﹣2by+c=0表示圆心为C(2,2),半径为2的圆,则a,b,c的值依次为( )
A.4、2、4 B.﹣4、2、4 C.﹣4、2、﹣4 D.4、﹣2、﹣4
47.(23-24高二上·北京顺义·期中)若表示圆的方程,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
48.(21-22高二上·江苏宿迁·期中)若方程表示圆,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
49.(24-25高二上·四川巴中·期中)已知,动点与点A的距离是它与点的距离的倍,则面积的最大值( )
A. B.8 C. D.
50.(23-24高二上·吉林长春·期末)已知点,点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
51.(22-23高二上·北京大兴·期中)已知点和点,动点满足,则点的轨迹方程为( )
A. B.
C. D.
52.(20-21高二下·北京·期中)已知点A的坐标是(-1,0),点M满足|MA|=2,那么M点的轨迹方程是( )
A.x2+y2+2x-3=0 B.x2+y2-2x-3=0 C.x2+y2+2y-3=0 D.x2+y2-2y-3=0
53.(23-24高二上·北京·期中)已知,以为斜边的直角,其顶点的轨迹方程为___________.
54.(23-24高二上·北京·期末)已知点和点,直角以BC为斜边,求直角顶点A的轨迹方程__________________.
55.(23-24高二上·北京大兴·期中)已知圆经过点和点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)若线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,求线段的中点的轨迹方程.
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