内容正文:
高二数学●2024苏教版选择性必修一
第二章 圆与方程
2.1 圆的方程
本节主要学习圆的标准方程和一般方程,理解二者之间的相互转化,会依据圆心、半径等条件求解圆的方程,夯实解析几何基础,提升代数运算与几何分析能力。
致读者
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3
教材帮 新知课丨必备知识解读
知识点1 圆的标准方程
1 圆的定义
平面内到定点的距离等于定长的点的集合是圆,其中定点就是圆心,定长就是
半径.(确定圆的两要素:圆心(定位)、半径(定形))
. .
. .
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4
2 圆的标准方程
方程,当 时,该方程不表示圆,只表
示一个定点叫作以点为圆心, 为半径的圆的标准方程.
. .
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5
3 几种特殊位置的圆的标准方程
已知圆的圆心为,半径为(其中,,都是常数, ).
条件 方程形式
单位圆圆心在原点,
过原点
圆心在原点即,
圆心在轴上即,半径为,
圆心在轴上即,半径为,
圆心在轴上且过原点即,半径
圆心在轴上且过原点即,半径
与轴相切圆心,半径
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6
条件 方程形式
与轴相切圆心,半径
与坐标轴相切,半径为
(表示四个圆的方程)
续表
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学思用·典例详解
例1-1 圆 的圆心坐标和半径分别为( )
C
A.,4 B.,4 C.,2 D. ,2
【解析】圆的圆心坐标为,半径 .
点评 若圆的标准方程为 ,则
(1)圆的半径不是,而是 ;
(2)圆心不是,而是 .
因为化为标准形式是 .
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8
例1-2 [教材改编P56 例1](2026·广东省佛山市期中)以 为圆心,且经过点
的圆的方程是________________________.
【解析】由题意知,圆心是,圆的半径 ,
所以圆的方程为 .
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9
知识点2 圆的一般方程
1 圆的一般方程的概念
方程 叫作圆的一般方程.
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10
2 对方程 的说明
将方程变形为 ,则#1
方程 条件 图形
不表示任何图形
表示一个点
表示以为圆心,以 为
半径的圆
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11
知识剖析
关于圆的一般方程的几点说明
(1)在圆的一般方程中,系数,, 没有明显的几何意义,但在配方后,它
们的几何意义是:,表示圆心, 表示圆的半径.
(2)圆的一般方程中有三个系数,这说明确定一个圆需要三个独立条件.#1.1.1.3
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12
3 圆的一般方程的形式特点
(一般地,二元二次方程 表示圆的充要条件是:
,, )
(1), 项的系数均为1;
(2)没有 项;
(3) .
. .
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13
学思用·典例详解
例2-3 已知圆的方程为,圆心坐标为 ,则圆的半径为___.
4
【解析】由圆的一般方程可得圆的标准方程为 ,可得圆心坐
标为,由题意可得,可得半径 .
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14
例2-4 [教材改编P60 T3(1)]已知圆的一条直径的两个端点为, ,则
该圆的一般方程为__________________________.
【解析】因为直径的两个端点为,,所以圆心坐标为 ,半径
,所以该圆的方程为 ,化为一
般方程为 .
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15
拓展 若已知圆的直径的两个端点为, ,则该圆的方程为
,我们一般称该方程为圆的直径式方程,设圆
上任一点,我们可以利用 证明该结论.(此处链接教材P62【习题
2.1】 )
故此题还可利用此公式快速求解,即该圆的方程为
,化简得 .
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16
知识点3 点与圆的位置关系
点与圆有三种位置关系:点在圆上,点在圆内,点在圆外.
设点的坐标为,圆的标准方程为 ,一般
方程为,则判断点与圆 的位置关系
有下列两种方法:
位置关系 判断方法
几何法 代数法
点在圆 上 或
点在圆 内 或
点在圆 外 或
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17
学思用·典例详解
例3-5 判断点,,与圆 的位置关系.
【解析】设半径为,由题知圆心为, .
因为 ,
所以点 在圆上;
因为,所以点 在圆外;
因为,所以点 在圆内.
点评 在实际解题时,可灵活运用几何法或代数法求解.
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18
释疑惑 重难拓展
知识点4 轨迹和轨迹方程
1 轨迹和轨迹方程的定义
平面上一动点,按照一定规则运动,形成的曲线叫作动点 的轨迹.在坐标系
中,这个轨迹可用一个方程表示,这个方程就是轨迹方程.
特别提醒 “轨迹”与“轨迹方程”有区别.“轨迹”是图形,要指出形状、位置、大小(范围)
等特征;“轨迹方程”是方程,不仅要给出方程,还要指出变量的取值范围.
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19
2 直接法求轨迹方程的步骤
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20
学思用·典例详解
例4-6 [教材改编P58例4]已知点与两个定点,的距离的比值为 ,求
点 的轨迹.
【解析】设点的坐标为,由题意知 ,由两点间的距离公式,得
.
化简得 ,
配方得 .
故所求点的轨迹是圆心为,半径为 的圆.
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21
拓展 平面上到两个定点距离之比为且 的点的轨迹是圆,该圆又被称
为阿波罗尼斯圆.
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22
知识点5 圆的参数方程
教材深挖:该知识点是对教材第62页【习题2.1】第15题的挖掘.#1
圆的标准方程 图形 参数方程 参数 的几何意义
为参数 绕点
逆时针旋转到
的位置时转
过的角度,
为参数
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23
学思用·典例详解
例5-7 参数方程 表示圆心为________,半径为___的圆,化为标准方
程为______________________.
1
【解析】 从参数方程中可以看出,圆心为,半径 ,所以圆的标准
方程为 .
参数方程变形为 平方相加,得到标准方程
,
所以圆心坐标为,半径 .
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24
方法帮 解题课丨关键能力构建
题型1 二元二次方程与圆的关系
例8 [教材改编P61练习T4]下列方程是否表示圆,若表示圆,写出圆心坐标和半径长.
(1) ;
【解析】中与 的系数不相同,故原方程不表示圆.
(2) ;
【解析】中含有 项,故原方程不表示圆.
(3) ;
【解析】, 原方程不表示圆.
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25
(4) ;
【解析】 , 方程能表示圆,圆心坐标为
,即,半径 .
方程可化为,它表示以 为圆心,
为半径的圆.
(5) .
【解析】,,,, 方程表
示点 ,不表示圆.
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26
例9 [教材改编P61练习T8]若方程 表示圆,
则实数 的取值范围是( )
A
A. B. C. D.
【解析】 方程 可化为
,若它表示圆,则需满足,故 .
方程 表示圆,
则(())(())(()),解得
. .
. .
. .
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27
判断二元二次方程与圆的关系时,一般先看这个方程是否具备圆的一般方程的特征,
(与的系数相等且不为0,没有 项)
当它具备圆的一般方程的特征时,再看它能否表示圆.此时有两种途径:一是看
是否大于零;二是直接配方变形为标准方程的形式,看方程等号右端
是否为大于零的常数.
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28
【学会了吗丨变式题】
1.若方程表示圆,则 的取值范围为( )
D
A. B.
C. D.
【解析】方程 表示圆,则满足
,
解得或 ,故选D.
. .
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29
题型2 求圆的方程
例10 [教材改编P61习题2.1 T7]求圆心在直线上,且过点 ,
的圆的方程.
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30
【解析】 (待定系数法) 设所求圆的标准方程为 ,
则解得
故所求圆的标准方程为 .
(待定系数法) 设所求圆的方程为
,
则圆心为 .
圆心在直线上,圆过, 两点,
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31
解得
故所求圆的方程为 .
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(几何性质法) 设点 为圆心,
点在直线 上,
可设点的坐标为 .(用一个字母表示,减少参数个数)
连接, .
该圆经过,两点, ,
,
解得 ,
圆心为,半径 .
故所求圆的标准方程为 .
. .
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33
图2.1-1
(几何性质法) 如图2.1-1,连接,则线段 的
中点的坐标为 ,
直线的斜率 ,
弦的垂直平分线的斜率 ,
弦的垂直平分线的方程为 ,即
.
又圆心是直线与直线 的交点,
由得
圆心坐标为 ,
圆的半径 ,
故所求圆的标准方程为 .
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34
求圆的方程的常用方法
(1)直接代入法:已知圆心坐标和半径,直接代入圆的标准方程.
(2)待定系数法:
①根据题意,设所求的圆的标准方程为 或设圆的一般方程
为,其中 ;
②根据已知条件,建立关于,,或,, 的方程组;
③解方程组,求出,,或,, 的值,并把它们代入所设的方程中,就得到所求的
圆的方程.#1.1.2.3
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35
(3)几何性质法:如果在求解圆的方程这类问题时能够结合圆的有关几何性质来考
虑,可以使解答过程简捷、直观,计算简单,这就是我们所说的“数形结合”思想.常
用的几何性质有:圆心与切点的连线垂直于圆的切线;圆心到切线的距离等于半径;
直径所对的圆周角是直角;圆的半径、半弦长、弦心距满足勾股定理等.
(4)定义法:先判断轨迹是圆,然后写出圆的方程.#1.1.4
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36
【学会了吗丨变式题】
2.圆过点和,且两坐标轴被圆截得的弦长相等,求圆 的方程.
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37
图 D 2.1-1
【答案】如图 ,因为两坐标轴被圆 截得的弦长相等,
所以由圆的性质得,圆心到两个坐标轴的距离相等,由角平分线
性质得,圆心在直线或 上.
又圆过点和 ,
则圆心在线段 的垂直平分线上,(弦的垂直平分线过圆心是
求圆的方程时常用的几何性质之一)
设直线的斜率为,其垂直平分线的斜率为 ,则
,所以 ,
又线段的中点为 ,
所以的垂直平分线方程为,即 .
. .
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38
由得或
所以圆心的坐标为或 .
当圆心坐标为时, ;同理,当圆心坐标为
时, .
故圆的方程为或 .
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题型3 点与圆的位置关系
1 判断点与圆的位置关系
例11 [教材改编P61习题2.1 T5]已知,,, ,判断这
四点是否在同一个圆上.
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40
【解析】 线段,的斜率分别是,,得,则 ,
,三点不共线,设过,,三点的圆的方程为 .
因为,, 三点在圆上,
所以解得
所以过,,三点的圆的方程为,将点的坐标 代入
方程,
得 ,
即点在圆上,故,,, 四点在同一个圆上.
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41
因为,所以,(利用斜率之积为 ,
判断两条直线垂直)
所以是过,, 三点的圆的直径;
因为 ,
所以是过,, 三点的圆的直径.
综上,,,, 四点在同一个圆上.
名师点评 解决四点是否共圆问题,一般可先求过其中三点的圆的方程,然后把第四
个点的坐标代入,若满足方程,则四点共圆,若不满足方程,则四点不共圆.
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42
2 由点与圆的位置关系求参数的取值范围
例12 [教材改编P61 T9]已知圆的标准方程为 .
(1)若点在圆上,求半径 ;
【解析】 点在圆上,,即.又 ,
.
(2)若点与有一点在圆内,另一点在圆外,求 的取值范围.
【解析】易知圆心的坐标为 ,
,
,又 ,
点在圆外,点在圆内, .
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43
判断点与圆的位置关系的三种方法
(1)利用点与圆心的距离与半径 的大小关系来判断;
(2)把点代入圆的标准方程,通过比较与 的大小关
系来判断;
(3)把点代入圆的一般方程,通过比较 与0的大
小关系来判断.
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44
【学会了吗丨变式题】
3.(2026·天津市静海区第六中学质检)若点在圆
的外部,则 的取值范围为( )
C
A. B. C. D.
【解析】由题意得 (不要遗漏圆的一般方程
中 这一隐含条件)
解得.故的取值范围为 ,故选C.
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45
题型4 与圆有关的对称问题
1 圆的对称性
例13 已知圆 上存在两点关于直线
对称,则 的最小值是________.
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46
【解析】圆 上存在两点关于直线
对称,
则直线过圆心 ,(弦的中垂线必过圆心)
可得,即 ,
,当且仅当 ,
即 时取等号.
16
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47
2 圆关于点对称
例14 如图2.1-2,已知线段的中点的坐标是,端点在圆 上
运动,则线段的端点 的轨迹方程为______________________.
图2.1-2
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48
【解析】设点坐标是,点的坐标是,由于点的坐标是且点 是
线段的中点,所以,,于是有 , .
因为点在圆上运动,所以点的坐标满足方程 ,
即 ,
把①代入②,得,整理,得 .所以
点的轨迹方程为 .
(【另解】本题实质是求圆关于点 对称的圆的方程,所以还
可以先求出圆心关于点 的对称点,即所求圆的圆心,再由半径不变求得
轨迹方程)
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49
名师点评 (1)求已知圆关于某点对称的圆,只需确定所求圆的圆心位置,其半径与已
知圆相等.
(2)两圆关于点对称,则对称点为两圆圆心连线的中点.
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50
3 圆关于直线对称
例15 [教材改编P62 T11]圆关于直线 对称的
圆的方程为( )
A
A. B. C. D.
【解析】圆,则圆心,半径.设圆心 关
于直线对称的点为 ,
则解得
(两圆心连线的中点必在直线 上)
圆关于直线对称的圆的方程为 .
. .
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51
(1)圆是轴对称图形,关于直径所在的直线对称.
(2)若圆上两点关于某直线对称,则该直线必过圆心.
(3)若两圆关于某点(或某条直线)对称,则两圆圆心关于该点(或该直线)对称,
且两圆的半径相同.
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52
【学会了吗丨变式题】
4.(2026·福建省莆田市期中)已知圆与圆关于直线 对称,
则圆 的标准方程为( )
C
A. B. C. D.
【解析】由题意知,圆的圆心为,半径 .
设圆心关于直线对称的点为 ,
则解得
故所求圆的标准方程为 .
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53
题型5 求动点的轨迹或轨迹方程
例16 (2026·福建省同安第一中学月考)已知圆上一定点,点 为
圆内一点,, 为圆上的动点.
(1)求线段 中点的轨迹方程;
【解析】 (代入法) 设的中点为,由中点坐标公式可知点 的坐
标为 .
因为点在圆 上,
所以 .
当时,,此时,, 三点重合,应舍去.
故线段中点的轨迹方程为 .
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54
图2.1-3
(定义法) 设的中点为 ,如图2.1-3,连
接,由圆的垂径定理知, ,
在中,取中点,则,连接 ,则
,(直角三角形中,斜边上的中线等于斜边长
度的一半)
得动点的轨迹是以为圆心,为半径的圆(除去 点),
所以线段中点的轨迹方程为 .
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55
(2)若 ,求线段 中点的轨迹方程.
图2.1-4
【解析】(直接法) 若设为坐标原点, 的中点为
,连接,, ,如图2.1-4所示.
在中, .
又,所以 ,所以
.
故线段中点的轨迹方程为 .
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56
方法帮
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57
求轨迹方程的常用方法
(1)直接法也叫直译法,即根据题目条件,直译为关于动点的几何关系,再利用有
关公式(如两点间的距离公式、点到直线的距离公式等)进行整理、化简.这种求轨
迹方程的方法不需要特殊的技巧.
(2)代入法也称相关点法,如果动点依赖于另一动点,而 又按某个规
律运动,则可先用,表示,,再把,代入它满足的条件便得到动点 的轨迹方程.
(3)定义法,通过分析已知条件,找到其中隐含的圆,利用定义求解.
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58
【学会了吗丨变式题】
5.(2026·湖北省武汉市期中)已知圆经过,, 三点.
(1)求圆 的方程;
【答案】设圆的方程为 ,
将三点坐标,,分别代入圆 的方程得
解得
所以圆的方程为 .
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59
(2)设点在圆上运动,点,且点满足,求点 的轨迹,并说
明轨迹的形状.
【答案】设,,则, ,
由于,则解得
因为点在圆上运动,所以 ,即
,
所以点的轨迹方程为,它是一个以 为圆心,以3
为半径的圆.
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60
题型6 与圆有关的最值问题
例17 已知点,点是圆 上的任一点.
(1)当时,求 的最大值;
思路点拨由两点间距离公式得,当时,点在圆外,由此可得 的
最大值;
【解析】由知,点在圆外,所以 .
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61
(2)若的最小值为3,求 的值.
思路点拨利用点与圆的位置关系,结合 的最小值求解.
【解析】当点在圆外时,,即, ;
当点在圆内时,,即, .
故满足条件的 的值为2或8.
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62
【解析】圆的圆心坐标为 ,由两点间的距离公式得
.
名师点评 点与圆上的点之间的距离的最值为, .
利用该公式可以避免第(2)题中对点与圆 的位置关系的分类讨论.
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63
例18 设点是圆上任意一点,则 的最大
值为_________.
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64
图2.1-5
【解析】因为点是圆 上任意一点,所以
表示点 与该圆上任一点的距离.
易知点在圆 的外部,
结合图2.1-5可得 的最大值为
.
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65
求圆上的点到定点的最大、最小距离的步骤
(1)求圆心与定点间的距离 .
(2)根据圆的几何性质知,
①当点在圆外时,, ;
②当点在圆内时,, .
其中, 为圆的半径.
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66
【学会了吗丨变式题】
6.(2026·北京市东直门中学月考)已知半径为1的圆经过点 ,则其圆心到原点的距
离的最小值为( )
A
A.4 B.5 C.6 D.7
【解析】设该圆的圆心为,则圆的方程为, 该圆过点
,,此式子表示点在以 为圆心,1为半径的圆
上,则点到原点的最小值为 ,故选A.
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67
7.(2026·福建省厦门英才学校联考)圆 ,圆
,动点在轴上,动点,分别在圆和圆 上,则
圆关于轴的对称圆的方程为______________________; 的最小值是
_________.
图D 2.1-2
【解析】由圆 ,可得圆心
,半径,所以圆关于 轴对称的圆的圆心
为,半径不变,仍然为1,所以圆关于 轴的
对称圆的方程为 .如图D 2.1-2所示,
连接,分别与两个圆交于,,与轴交于 ,连接
当且仅当,,,,共线时,取到最小值,为 .
,交圆于,由对称性可得,则 ,
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68
高考帮 考试课丨核心素养聚焦
考情揭秘
求解圆的方程是高考的热点,考查角度为用几何性质法和待定系数法求圆的方程、
求与圆有关的轨迹问题等.考查题型有选择题、填空题.考查难度为中等.
核心素养:数学运算(方程的求解),直观想象(数形结合的应用),逻辑推理
(圆的性质的应用).
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69
考向 求圆的方程
例19 (2022·全国乙卷)过四点,,, 中的三点的一个圆的方程
为 ______________________________________________________________________
_________________________________________________________________________.
或或
或 (选择其中一个作答即可)
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70
【解析】①若圆过,, 三点.
(尽量选取含0和数小的坐标,运算简单)
设过这三点的圆的一般方程为 ,分别将三点的坐标代入,
可得解得易得 ,
所以过这三点的圆的方程为,即 .
②若圆过,, 三点.
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71
设过这三点的圆的一般方程为 ,分别将三点的
坐标代入,
可得解得
易得,所以过这三点的圆的方程为 ,即
.
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72
在平面直角坐标系中作出这三个点,显然由这三个点的连线组成的三角形
为直角三角形,该直角三角形的外接圆的圆心为点和点 连线段的中点,即
,直径等于点和点连线段的长,即 ,可得
,所以圆的方程为 .
③若圆过,, 三点,设过这三点的圆的一般方程为
,分别将三点的坐标代入,
可得解得
易得,所以过这三点的圆的方程为 ,
即 .
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73
④若圆过,, 三点,设过这三点的圆的一般方程为
,分别将三点的坐标代入,
可得解得
易得,所以过这三点的圆的方程为 ,
即 .
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74
命题
探源 本题取材于教材第61页【练习】第6题.
给定三点求圆的方程是考生常见的问题,但试题却给出了四个点(不在同一
条直线上的三个点确定一个圆),因此如何选择点是关键.在现实生活中,
由于受到主客观条件的限制,人们往往需要快速做出决策,这和考生现实生
活经验相呼应,快速判断选点给出满足要求的一组解即可,对考生快速决策
能力提出了更高的要求.
试题增加了开放性,改变固化的命题形式,强调对基础性、应用性和创新性
的考查,引导考生多想少算,服务“双减”.
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75
提分
探源 将四点标在平面直角坐标系中,如图2.1-6,不难发现,以三点 ,
, 为顶点的三角形为直角三角形,直角三角形的外接圆是以
,连线为直径的圆,故所求圆的方程为 ,
即 .
________________________________________________________
图2.1-6
续表
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76
高考新题型专练
1.[多选题](2026·江西省景德镇市期中)设有一组圆
,下列命题正确的是( )
AC
A.不论如何变化,圆心 始终在一条直线上
B.若点在圆的内部,则
C.若圆的半径为,则
D.所有圆均不经过点
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77
【解析】圆,即 ,
其圆心为,半径为,则圆心在直线上,故A正确. 点在圆
的内部,,解得 ,故B错误.
圆的半径为,则,解得,故C正确.将 代入圆的方程可
得,解得或, 存在两个圆经过点 ,D错误.故选
.
高考帮
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78
2.新考法 结构不良 问题:平面直角坐标系中,半径为3的圆过点 ,且
____.(在以下两个条件中任选一个,补充在横线上)
①圆心在直线 上且圆心在第一象限;
②圆过点 .
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79
(1)求圆 的方程;
【答案】选条件①,
设所求圆的方程为,由题意得 解
得
所以圆的方程是 .
选条件②,
设圆的方程为 ,
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80
因为圆过点,,所以
解得
所以圆的方程是 .
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(2)已知点,为圆上任意一点,求 的取值范围.
【答案】因为 ,
所以点在圆 外.
圆的圆心为,半径 ,
因为 ,
所以, ,
所以的取值范围为, .
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82
练习帮 习题课丨学业质量测评
A 基础练丨知识测评
建议时间:30分钟
1.[教材改编P61 练习T4](2026·四川省荣县中学校检测)圆
的圆心坐标是( )
C
A. B. C. D.
【解析】将配方,得 ,故圆心坐
标为 .故选C.
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83
2.(2026·河北省唐山市期中)已知点在圆 的外部,
则实数 的取值范围为( )
A
A. B.
C. D.
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84
【解析】 方程表示圆,则,得或 ,又
在圆外,则,得 ,综上,
.
圆,即 ,表示以
为圆心、半径等于的圆.易知或.由于点 在圆外,
可得点到圆心的距离大于半径,即 ,解得
,综上, .故选A.
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85
3.圆上的点到点 的距离可能为( )
B
A.3 B.5 C.7 D.9
【解析】由题意,圆心到点的距离为 ,
点到点的距离的最小值为,最大值为 ,结合选项可知选B.
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86
4.新情境 阿氏圆 [教材改编P62 T12] (2026·黑龙江省大庆市质检)古希腊著名数学
家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名,他发现:平面内到两个定点的距离之比
为定值 的点所形成的图形是圆.后来人们将这样得到的圆称为阿波罗尼斯
圆,也称为阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,,动点 满足
,则动点 形成的阿波罗尼斯圆的方程为( )
D
A. B.
C. D.
【解析】设点,由,得,化简得 ,
即 .
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87
5.[多选题](2026·江苏省南京市月考)已知圆的一般方程为 ,
则下列说法正确的是( )
BD
A.圆的圆心为 B.圆 的半径为5
C.点不在圆上 D.圆关于直线 对称
【解析】可化为,所以圆 的圆心为
,半径为5,故A错误,B正确;
因为,所以点在圆 上,故C错误;
因为圆心为在直线上,所以圆关于直线 对称,
故D正确.
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88
6.与圆同心且过点 的圆的方程是_________________
_____________.
【解析】因为已知圆的圆心为,所以所求圆的圆心为 ,又
,所以所求圆的方程为 .
7.新考法 开放探究 写出方程 表示圆的一个充分不必
要条件:_______________________.
(答案不唯一)
【解析】方程 ,整理得
,所以,解得或 ,
这是方程表示圆的充要条件,所以表示圆的充分不必要条件是它的真子集即可.
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89
8.已知以点为圆心的圆经过点和,线段的垂直平分线交圆于点
和,且 .
(1)求直线 的方程;
【答案】直线的斜率,线段的中点坐标为 ,
故直线的方程为,即 .
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90
(2)求圆 的标准方程.
【答案】设圆心,则由在上得 .
连接, 直径, ,
②.
由①②解得或
圆心为或 ,
故圆的标准方程为或 .
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91
B 综合练丨高考模拟
建议时间:35分钟
9.圆关于直线 对称的圆的方程是( )
C
A. B.
C. D.
【解析】圆的圆心坐标为,半径为3,设点
关于直线的对称点为,则解得 则圆
关于直线对称的圆的圆心坐标为 ,则该
圆的方程为 .
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92
10.新情境 哥德巴赫猜想 关于奇数的哥德巴赫猜想:任何大于5的奇数都是三个素
数之和,如,.若从2,3,7中任取2个不同的素数, 组成
点,其中,且组成的所有点都在圆上,则圆 的标准方程为( )
D
A. B.
C. D.
【解析】从2,3,7中任取2个不同的素数,组成点,其中 ,则组成
,,,则易得 (通过作图或利用向量的数量积皆可得到
该结论),则圆心的坐标为,半径为,则圆 的标准
方程为 .
. .
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93
11.[多选题]已知为圆的弦,且点为的中点,点 为
平面内一动点,若 ,则( )
BC
A.点构成的图象是一条直线 B.点 构成的图象是一个圆
C.的最小值为2 D. 的最小值为3
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94
【解析】如图D 2.1-1,连接, .
图D 2.1-1
是的中点, ,
易知,, .
又, ,
可得 ,
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95
, ,
可得,则, .
点 构成的图象是一个圆,故A错误,B正确;
又, 当,,共线,且在之间时,有最小值为 ,故C
正确,D错误.故选 .
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12.新定义 太极函数 [多选题]太极图是由黑白两个鱼形纹组成的图案,俗称阴阳鱼,
太极图展现了一种互相转化,相对统一的和谐美.定义:能够将圆 的周长和面积
同时等分成两个部分的函数称为圆 的一个“太极函数”.则下列有关说法中正确的是
( )
BCD
A.对于圆 的所有非常数函数的太极函数中,一定不能为偶函数
B.函数是圆 的一个太极函数
C.存在圆,使得是圆 的一个太极函数
D.直线 所对应的函数一定是圆
的太极函数
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97
图D 2.1-2
【解析】对于A选项,如图D 2.1-2所示,存在偶函数可以将圆
的周长和面积同时等分成两个部分,故A错误;
对于B选项,两曲线的对称中心均为点 ,且
能把圆 的周长和面积同时等分成两个部分,
故B正确;
对于C选项,因为 ,所以函数
为奇函数,函数图象的对称中心为原点,故存在圆
使得是圆 的一个太极函数,故C正确;
对于D选项,直线 可变形为
,令解得 所以
直线恒过圆的圆心,所以直线可以平分圆 的周长与面积,故D正确.
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98
13.若点在圆上运动,则 的取值范围是______.
[-,
【解析】因为点在圆上运动,所以由圆 的
圆心为,半径为1,可知,当时, ,则
,当且仅当 时取等号.由圆的对称性可知,
当时,;当时,,则的取值范围是[- ,
.
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99
14.设定点,动点在圆上运动,以, 为两边作平行四边
形,求点 的轨迹.
图D 2.1-3
【答案】如图D 2.1-3所示,设,,则线段 的
中点坐标为,,线段的中点坐标为, .由于平行
四边形的对角线互相平分,故从而 又点
在圆上,故.直线 与轨
因此所求轨迹为圆,除去点和点 .
迹相交于点,和, ,与题意不符,舍去.
(此处易忽略交点而致误)
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100
C 培优练丨能力提升
15.(2026·河北省石家庄市第四十三中学月考)已知点, 为直线
上的动点,为圆上的动点,则 的
最小值为___.
9
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101
【解析】令,则.(这样做是为了将“ ”中的系数化为一致)
设点的坐标为,点坐标为 ,
则 ,
整理得 ,
而该圆的方程为 ,
则解得故点的坐标为 ,
所以 .
. .
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102
图D 2.1-4
如图D 2.1-4,过点作垂直于于点 ,交圆
于点 ,
故的最小值为 ,
所以的最小值为 .
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103
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