内容正文:
9.3 圆的方程
1.圆的定义
在平面内,到_____________的距离等于_______________的点的叫圆.确定一个圆最基本的要素是_________和_______________.
2.圆的标准方程与一般方程
(1)圆的标准方程:方程(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)叫做以点____________为圆心,_______________为半径长的圆的标准方程.
(2)圆的一般方程:方程x2+y2+Dx+Ey+ F=0(____________)叫做圆的一般方程.
注:将上述一般方程配方得eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(D,2)))
eq \s\up12(2)+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y+\f(E,2)))
eq \s\up12(2)=eq \f(D2+E2-4F,4),此为该一般方程对应的标准方程,表示的是以____________为圆心,____________为半径长的圆.
3.点与圆的位置关系
点与圆的位置关系有三种:
圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),点M(x0,y0),
(1)点M在圆上:______________________;
(2)点M在圆外:_____________________;
(3)点M在圆内:_____________________.
4.确定圆的方程的方法和步骤
确定圆的方程的主要方法是待定系数法,大致步骤为
(1)根据题意,选择标准方程或一般方程;
(2)根据条件列出关于a,b,r或D,E,F的方程组;
(3)解出a,b,r或D,E,F,代入标准方程或一般方程.
自查自纠:
1.定点 定长 集合 圆心 半径长
2.(1)(a,b) r
(2)D2+E2-4F>0 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2)))
eq \f(1,2)
eq \r(D2+E2-4F)
3.(1)(x0-a)2+(y0-b)2=r2
(2)(x0-a)2+(y0-b)2>r2
(3)(x0-a)2+(y0-b)2<r2
方程x2+y2+4mx-2y+5m=0表示圆的充要条件的是( )
A.eq \f(1,4)<m<1
B.m<eq \f(1,4)或m>1
C.m<eq \f(1,4)
D.m>1
解:由(4m)2+4-4×5m>0,得m<eq \f(1,4)或m>1.故选B.
(eq \a\vs4\al(2016·全国卷Ⅱ))圆x2+y2-2x-8y+13=0的圆心到直线ax+y-1=0的距离为1,则a=( )
A.-eq \f(4,3) B.-eq \f(3,4) C.eq \r(3) D.2
解:由已知可得圆的标准方程为(x-1)2+ (y-4)2=4,故该圆的圆心为(1,4),由点到直线的距离公式得d=eq \f(|a+4-1|,\r(a2+1))=1,解得a=-eq \f(4,3).故选A.
(eq \a\vs4\al(2015·浙江湖州德清高级中学月考))已知点M是直线3x+4y-2=0上的动点,点N为圆(x+1)2+(y+1)2=1上的动点,则|MN|的最小值是( )
A.eq \f(9,5)
B.1
C.eq \f(4,5)
D.eq \f(13,5)
解:圆心(-1,-1)到点M的距离的最小值为点(-1,-1)到直线3x+4y-2=0的距离,根据点到直线的距离公式得d=eq \f(|-3-4-2|,5)=eq \f(9,5) ,故点N到点M的距离的最小值为d-1=eq \f(4,5).故选C.
(eq \a\vs4\al(2014·陕西))若圆C的半径为1,其圆心与点(1,0)关于直线y=x对称,则圆C的标准方程为____________.
解:因为点(1,0)关于直线y=x的对称点为(0,1),所以圆心为(0,1).所以圆C的标准方程为x2+(y-1)2=1.故填x2+(y-1)2=1.
(eq \a\vs4\al(2016·全国卷Ⅲ))已知直线l:mx+y+3m-eq \r(3)=0与圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点.若|AB|=2eq \r(3),则|CD|=____________.
解:设圆心到直线l:mx+y+3m-eq \r(3)=0的距离为d,则弦长|AB|=2eq \r(12-d2)=2eq \r(3),
得d=3,即eq \f(|3m-\r(3)|,\r(m2+1))=3,解得m=-eq \f(\r(3),3),则直线l:x-eq \r(3)y+6=0,数形结合可得|CD|=eq \f(|AB|,cos30°