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(完整word版)高中数学圆的方程专题复习

(完整word版)高中数学圆的方程专题复习
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高中数学圆的方程典型题型归纳总结

类型一:巧用圆系求圆的过程

在解析几何中,符合特定条件的某些圆构成一个圆系,一个圆系所具有的共同形式的方程称为圆系方程。常用的圆系方程有如下几种:

⑴以为圆心的同心圆系方程

⑵过直线与圆的交点的圆系方程

⑶过两圆和圆的交点的圆系方程

此圆系方程中不包含圆,直接应用该圆系方程,必须检验圆是否满足题意,谨防漏解。

当时,得到两圆公共弦所在直线方程

例1:已知圆与直线相交于两点,为坐标原点,若,求实数的值。

分析:此题最易想到设出,由得到,利用设而不求的思想,联立方程,由根与系数关系得出关于的方程,最后验证得解。倘若充分挖掘本题的几何关系,不难得出在以为直径的圆上。而刚好为直线与圆的交点,选取过直线与圆交点的圆系方程,可极大地简化运算过程。

解:过直线与圆的交点的圆系方程为:

,即

………………….①

依题意,在以为直径的圆上,则圆心()显然在直线上,则

,解之可得

又满足方程①,则 故

例2:求过两圆和的交点且面积最小的圆的方程。

解:圆和的公共弦方程为

,即

过直线与圆的交点的圆系方程为

,即

依题意,欲使所求圆面积最小,只需圆半径最小,则两圆的公共弦必为所求圆的直径,圆心

必在公共弦所在直线上。即,则代回圆系方程得所求圆方程

例3:求证:m 为任意实数时,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5恒过一定点P ,并求P 点坐标。 分析:不论m 为何实数时,直线恒过定点,因此,这个定点就一定是直线系中任意两直线的交点。 解:由原方程得

m(x +2y -1)-(x +y -5)=0,①

??

?-==???=-+=-+4y 9

x 05y x 01y 2x 解得,

∴直线过定点P (9,-4)

注:方程①可看作经过两直线交点的直线系。

例4已知圆C :(x -1)2+(y -2)2

=25,直线l :(2m +1)x +(m +1)y -7m -4=0(m ∈R ). (1)证明:不论m 取什么实数,直线l 与圆恒交于两点; (2)求直线被圆C 截得的弦长最小时l 的方程.

剖析:直线过定点,而该定点在圆内,此题便可解得. (1)证明:l 的方程(x +y -4)+m (2x +y -7)=0. 2x +y -7=0, x =3, x +y -4=0, y =1,

即l 恒过定点A (3,1).

∵圆心C (1,2),|AC |=5<5(半径), ∴点A 在圆C 内,从而直线l 恒与圆C 相交于两点. (2)解:弦长最小时,l ⊥AC ,由k AC =-

2

1

, ∴l 的方程为2x -y -5=0.

评述:若定点A 在圆外,要使直线与圆相交则需要什么条件呢?

思考讨论

类型二:直线与圆的位置关系 例5、若直线m x y +=与曲线24x y -=有且只有一个公共点,求实数m 的取值范围.

解:∵曲线24x y -=

表示半圆)0(422≥=+y y x ,∴利用数形结合法,可得实数m 的取值范围是

22<≤-m 或22=m .

变式练习:1.若直线y=x+k 与曲线x=

2

1y -恰有一个公共点,则k 的取值范围是___________.

解析:利用数形结合. 答案:-1<k ≤1或k=-2

例6 圆9)3()3(2

2

=-+-y x 上到直线01143=-+y x 的距离为1的点有几个?

分析:借助图形直观求解.或先求出直线1l 、2l 的方程,从代数计算中寻找解答. 解法一:圆9)3()3(2

2

=-+-y x 的圆心为)3,3(1O ,半径3=r . 设圆心1O 到直线01143=-+y x 的距离为d ,则324

311

34332

2

<=+-?+?=

d .

如图,在圆心1O 同侧,与直线01143=-+y x 平行且距离为1的直线1l 与圆有两个交点,这两个交点符合题意.

∵m ∈R ,∴

又123=-=-d r .

∴与直线01143=-+y x 平行的圆的切线的两个切点中有一个切点也符合题意. ∴符合题意的点共有3个.

解法二:符合题意的点是平行于直线01143=-+y x ,且与之距离为1的直线和圆的交点.设所求直线为043=++m y x ,则14

3112

2

=++=

m d ,

∴511±=+m ,即6-=m ,或16-=m ,也即

06431=-+y x l :,或016432=-+y x l :.

设圆9)3()3(2

2

1=-+-y x O :

的圆心到直线1l 、2l 的距离为1d 、2d ,则 34

36

34332

2

1=+-?+?=

d ,14

316

34332

2

2=+-?+?=

d .

∴1l 与1O 相切,与圆1O 有一个公共点;2l 与圆1O 相交,与圆1O 有两个公共点.即符合题意的点共3个.

说明:对于本题,若不留心,则易发生以下误解:

设圆心1O 到直线01143=-+y x 的距离为d ,则324

311

34332

2

<=+-?+?=d .

∴圆1O 到01143=-+y x 距离为1的点有两个.

显然,上述误解中的d 是圆心到直线01143=-+y x 的距离,r d <,只能说明此直线与圆有两个交点,而不能说明圆上有两点到此直线的距离为1. 类型三:圆中的最值问题

例7:圆010442

2

=---+y x y x 上的点到直线014=-+y x 的最大距离与最小距离的差是

解:∵圆18)2()2(2

2=-+-y x 的圆心为(2,2),半径23=r ,∴圆心到直线的距离

r d >==

252

10,∴直线与圆相离,∴圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是

262)()(==--+r r d r d .

例8 (1)已知圆1)4()3(221=-+-y x O :

,),(y x P 为圆O 上的动点,求2

2y x d +=的最大、最小值. (2)已知圆1)2(2

2

2=++y x O :

,),(y x P 为圆上任一点.求1

2

--x y 的最大、最小值,求y x 2-的最大、最小值.

分析:(1)、(2)两小题都涉及到圆上点的坐标,可考虑用圆的参数方程或数形结合解决.

解:(1)(法1)由圆的标准方程1)4()3(2

2

=-+-y x .

可设圆的参数方程为??

?+=+=,

sin 4,

cos 3θθy x (θ是参数).

则θθθθ2

2

2

2

sin sin 816cos cos 69+++++=+=y x d

)cos(1026sin 8cos 626φθθθ-+=++=(其中3

4

tan =

φ). 所以361026max =+=d ,161026min =-=d .

(法2)圆上点到原点距离的最大值1d 等于圆心到原点的距离'

1d 加上半径1,圆上点到原点距离的最小值2d 等于圆心到原点的距离'

1d 减去半径1.

所以6143221=++=d .

4143222=-+=d .

所以36max =d .16min =d .

(2) (法1)由1)2(2

2

=++y x 得圆的参数方程:?

??=+-=,sin ,cos 2θθy x θ是参数.

3cos 2sin 12--=--θθx y .令t =--3

cos 2

sin θθ, 得t t 32cos sin -=-θθ,t t 32)sin(12-=-+φθ

1)sin(1322

≤-=+-?

φθt t 4

3

3433+≤≤-?

t . 所以433max +=

t ,4

3

3min -=t . 即

1

2

--x y 的最大值为433+,最小值为433-.

此时)cos(52sin 2cos 22φθθθ++-=-+-=-y x .

所以y x 2-的最大值为52

+-,最小值为52--. (法2)设

k x y =--1

2

,则02=+--k y kx .由于),(y x P 是圆上点,当直线与圆有交点时,如图所示,

两条切线的斜率分别是最大、最小值. 由11222

=++--=

k k k d ,得4

3

3±=

k . 所以

1

2

--x y 的最大值为433+,最小值为433-.

令t y x =-2,同理两条切线在x 轴上的截距分别是最大、最小值.

由15

2=--=

m d ,得52±-=m .

所以y x 2-的最大值为52+-,最小值为52--.

例9、已知对于圆1)1(2

2

=-+y x 上任一点),(y x P ,不等式0≥++m y x 恒成立,求实数m 的取值范围.

设圆1)1(22

=-+y x 上任一点)sin 1,(cos θθ+P )2,0[πθ∈ ∴θcos =x ,θsin 1+=y ∵0≥++m y x 恒成立 ∴0sin 1cos ≥+++m θθ 即)sin cos 1(θθ++-≥m 恒成立.

∴只须m 不小于)sin cos 1(θθ++-的最大值. 设1)4

sin(21)cos (sin -+-=-+-=π

θθθu

∴12max -=u 即12-≥

m .

说明:在这种解法中,运用了圆上的点的参数设法.一般地,把圆2

22)()(r b y a x =-+-上的点设为

)sin ,cos (θθr b r a ++()2,0[πθ∈).采用这种设法一方面可减少参数的个数,另一方面可以灵活地运

用三角公式.从代数观点来看,这种做法的实质就是三角代换.

全国高考数学直线与圆的方程试题汇编

全国高考数学直线与圆的方程试题汇编 一、选择题: 1.(全国Ⅱ卷文科3)原点到直线052=-+y x 的距离为 ( D ) A .1 B .3 C .2 D .5 2.(福建文科2)“a =1”是“直线x +y =0和直线x -ay =0互相垂直”的 ( C ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 3.(四川理科4文科6)将直线3y x =绕原点逆时针旋转90?,再向右平移1个单位,所得到的直线 为 ( A ) A .1133 y x =- + B .1 13 y x =- + C .33y x =- D .1 13 y x = + 解析:本题有新意,审题是关键.旋转90?则与原直线垂直,故旋转后斜率为13 -.再右移1得 1 (1)3 y x =--. 选A .本题一考两直线垂直的充要条件,二考平移法则.辅以平几背景之旋转变换. 4.(全国I 卷理科10)若直线 1x y a b +=通过点(cos sin )M αα,,则 ( B ) A .2 2 1a b +≤ B .22 1a b +≥ C .22111a b +≤ D . 2 211 1a b +≥ 5.(重庆理科7)若过两点P 1(-1,2),P 2(5,6)的直线与x 轴相交于点P ,则点P 分有向线段12PP 所成的 比λ的值为 ( A ) A .- 13 B .- 15 C . 15 D . 13 (重庆文科4)若点P 分有向线段AB 所成的比为- 1 3,则点B 分有向线段PA 所成的比是( A ) A .- 32 B .- 12 C .12 D .3 6.(安徽理科8文科10)若过点(4,0)A 的直线l 与曲线2 2 (2)1x y -+=有公共点,则直线l 的斜率 的取值范畴为 ( C ) A .[ B .( C .[ D .( 7.(辽宁文、理科3)圆2 2 1x y +=与直线2y kx =+没有.. 公共点的充要条件是 ( C )

高中数学圆的方程典型例题及详细解答

新课标高中数学圆的方程典型例题 类型一:圆的方程 例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系. 分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P 与圆的位置关系,只须看点P 与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内. 解法一:(待定系数法) 设圆的标准方程为2 2 2 )()(r b y a x =-+-. ∵圆心在0=y 上,故0=b . ∴圆的方程为2 2 2 )(r y a x =+-. 又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点. ∴?????=+-=+-2 22 24)3(16)1(r a r a 解之得:1-=a ,202 =r . 所以所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 解法二:(直接求出圆心坐标和半径) 因为圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点,所以圆心C 必在线段AB 的垂直平分线l 上,又因为 13 12 4-=--= AB k ,故l 的斜率为1,又AB 的中点为)3,2(,故AB 的垂直平分线l 的方程为:23-=-x y 即01=+-y x . 又知圆心在直线0=y 上,故圆心坐标为)0,1(-C ∴半径204)11(2 2= ++==AC r . 故所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 又点)4,2(P 到圆心)0,1(-C 的距离为 r PC d >=++==254)12(22. ∴点P 在圆外. 说明:本题利用两种方法求解了圆的方程,都围绕着求圆的圆心和半径这两个关键的量,然后根据圆心与定点之间的距离和半径的大小关系来判定点与圆的位置关系,若将点换成直线又该如何来判定直线与圆的位置关系呢?

高中数学圆的方程典型例题

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高一数学 高中数学圆的方程专题(四个课时)

高一数学 高中数学圆的方程专题(四个课时) 类型一:圆的方程 例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系. 分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P 与圆的位置关系,只须看点P 与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内. 解法一:(待定系数法) 设圆的标准方程为2 2 2 )()(r b y a x =-+-.∵圆心在0=y 上,故0=b .∴圆的方程为2 2 2 )(r y a x =+-. 又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点.∴?????=+-=+-2 22 24)3(16)1(r a r a 解之得:1-=a ,202 =r .所以所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 解法二:(直接求出圆心坐标和半径) 因为圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点,所以圆心C 必在线段AB 的垂直平分线l 上,又因为13 12 4-=--= AB k ,故l 的斜率为1,又AB 的中点为)3,2(,故AB 的垂直平分线l 的方程为:23-=-x y 即01=+-y x . 又知圆心在直线0=y 上,故圆心坐标为)0,1(-C ∴半径204)11(2 2=++==AC r . 故所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x .又点)4,2(P 到圆心)0,1(-C 的距离为 r PC d >=++==254)12(22.∴点P 在圆外. 例2 求半径为4,与圆04242 2 =---+y x y x 相切,且和直线0=y 相切的圆的方程. 分析:根据问题的特征,宜用圆的标准方程求解. 解:则题意,设所求圆的方程为圆2 22)()(r b y a x C =-+-: . 圆C 与直线0=y 相切,且半径为4,则圆心C 的坐标为)4,(1a C 或)4,(2-a C . 又已知圆04242 2=---+y x y x 的圆心A 的坐标为)1,2(,半径为3. 若两圆相切,则734=+=CA 或134=-=CA . (1)当)4,(1a C 时,2227)14()2(=-+-a ,或2 221)14()2(=-+-a (无解),故可得1022±=a . ∴所求圆方程为2224)4()1022(=-+--y x ,或2 224)4()1022(=-++-y x . (2)当)4,(2-a C 时,2227)14()2(=--+-a ,或2 221)14()2(=--+-a (无解),故622±=a . ∴所求圆的方程为2224)4()622(=++--y x ,或2 224)4()622(=+++-y x . 例3 求经过点)5,0(A ,且与直线02=-y x 和02=+y x 都相切的圆的方程.

高考数学必考之圆的方程

高考数学必考之圆的方程 考点一 圆的方程 1.圆心为()3,1,半径为5的圆的标准方程是 【答案】()()2 2 3125x y -+-= 【解析】∵所求圆的圆心为()3,1,半径为5,∴所求圆的标准方程为:()()2 2 3125x y -+-=, 2.已知点()3,6A ,()1,4B ,()1,0C ,则ABC ?外接圆的圆心坐标为 【答案】()5,2 【解析】线段AB 中点坐标为()2,5,线段AB 斜率为 64 131 -=-,所以线段AB 垂直平分线的斜率为1-,故线段AB 的垂直平分线方程为()52y x -=--,即7y x =-+. 线段AC 中点坐标为()2,3,线段AC 斜率为 60331-=-,所以线段AC 垂直平分线的斜率为1 3 -,故线段AC 的垂直平分线方程为()1 323y x -=--,即11133 y x =-+. 由7 5111233y x x y y x =-+?=?? ??? ==-+??? .所以ABC ?外接圆的圆心坐标为()5,2. 3.方程x 2+y 2+ax +2ay +2a 2+a -1=0表示圆,则a 的范围是 【答案】-2解得223a -<<. 考点二 点与圆的位置关系

1.点()1,1在圆()2 211x y +-=的( ) A .圆上 B .圆内 C .圆外 D .无法判定 【答案】A 【解析】将点()1,1的坐标代入圆()2 211x y +-=的方程即()2 21111+-=,∴点()1,1在圆()2 211x y +-=上, 2.经过点(1,2)A 可做圆2 2 240x y mx y ++-+=的两条切线,则m 的范围是( ) A .(,(23,)-∞-+∞ B .(5,(23,)--+∞ C .(,)-∞-?+∞ D .(5,(22,)--+∞ 【答案】B 【解析】圆2 2 240x y mx y ++-+=,即为222 ()(1)324 m m x y -+-= -, 2 304 m ∴->?m <-m > 由题意知点A 在圆外,14440m ∴++-+>,解得5m >-. 所以5m -<<-m >故选B 3.若坐标原点在圆2 2 2 22240x y mx my m +-++-=的内部,则实数m 的取值范围是( ) A .()1,1- B .,22?- ?? C .( D .( 【答案】D 【解析】把原点坐标代入圆的方程得:222002020240m m m +-?+?+-< 解得:m <本题正确选项:D

2021届高考数学(理)考点复习:圆的方程(含解析)

2021届高考数学(理)考点复习 圆的方程 圆的定义与方程 定义 平面内到定点的距离等于定长的点的轨迹叫做圆 方 程 标准 式 (x -a )2+(y -b )2=r 2(r >0) 圆心为(a ,b ) 半径为r 一 般 式 x 2+y 2+Dx +Ey +F =0 充要条件:D 2+E 2-4F >0 圆心坐标:????-D 2,-E 2 半径r =1 2 D 2+ E 2-4F 概念方法微思考 1.二元二次方程Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0表示圆的条件是什么? 提示 ???? ? A =C ≠0, B =0, D 2+ E 2-4A F >0. 2.点与圆的位置关系有几种?如何判断? 提示 点和圆的位置关系有三种. 已知圆的标准方程(x -a )2+(y -b )2=r 2,点M (x 0,y 0), (1)点在圆上:(x 0-a )2+(y 0-b )2=r 2; (2)点在圆外:(x 0-a )2+(y 0-b )2>r 2; (3)点在圆内:(x 0-a )2+(y 0-b )2

, 半径为1的圆经过点(3,4),可得该圆的圆心轨迹为(3,4)为圆心,1为半径的圆, 故当圆心到原点的距离的最小时, 连结OB ,A 在OB 上且1AB =,此时距离最小, 由5OB =,得4OA =, 即圆心到原点的距离的最小值是4, 故选A . 2.(2018?天津)在平面直角坐标系中,经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆的方程为__________. 【答案】22(1)1x y -+=(或2220)x y x +-= 【解析】【方法一】根据题意画出图形如图所示, 结合图形知经过三点(0,0),(1,1),(2,0)的圆, 其圆心为(1,0),半径为1, 则该圆的方程为22(1)1x y -+=. 【方法二】设该圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=, 则0 42020F D F D E F =?? ++=??+++=? , 解得2D =-,0E F ==; ∴所求圆的方程为2220x y x +-=. 故答案为:22(1)1x y -+=(或2220)x y x +-=.

高考数学考点《圆与方程》

圆与方程 4.1.1 圆的标准方程 1、圆的标准方程:222()()x a y b r -+-= 圆心为A(a,b),半径为r 的圆的方程 2、点00(,)M x y 与圆2 22()()x a y b r -+-=的关系的判断方法: (1)22 00()()x a y b -+->2r ,点在圆外 (2)2200()()x a y b -+-=2r ,点在圆上 (3)2200()()x a y b -+-<2r ,点在圆内 4.1.2 圆的一般方程 1、圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x 2、圆的一般方程的特点: (1)①x2和y2的系数相同,不等于0. ②没有xy 这样的二次项. (2)圆的一般方程中有三个特定的系数D 、E 、F ,因之只要求出这三个系数,圆的方程就确定了. (3)、与圆的标准方程相比较,它是一种特殊的二元二次方程,代数特征明显,圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小,几何特征较明显。 4.2.1 圆与圆的位置关系 1、用点到直线的距离来判断直线与圆的位置关系. 设直线l :0=++c by ax ,圆C :022=++++F Ey Dx y x ,圆的半径为r ,圆心)2, 2(E D --到直线的距离为d ,则判别直线与圆的位置关系的依据有以下几点: (1)当r d >时,直线l 与圆C 相离;(2)当r d =时,直线l 与圆C 相切; (3)当r d <时,直线l 与圆C 相交; 4.2.2 圆与圆的位置关系 两圆的位置关系. 设两圆的连心线长为l ,则判别圆与圆的位置关系的依据有以下几点: (1)当21r r l +>时,圆1C 与圆2C 相离;(2)当21r r l +=时,圆1C 与圆2C 外切; (3)当<-||21r r 21r r l +<时,圆1C 与圆2C 相交; (4)当||21r r l -=时,圆1C 与圆2C 内切;(5)当||21r r l -<时,圆1C 与圆2C 内含; 4.2.3 直线与圆的方程的应用

高考数学复习《圆的方程》

圆的方程 【考点导读】 1.掌握圆的标准方程与一般方程,能根据问题的条件选择适当的形式求圆的方程;理解圆的标准方程与一般方程之间的关系,会进行互化。 2.本节内容主要考查利用待定系数法求圆的方程,利用三角换元或数形结合求最值问题,题型难度以容易题和中档题为主. 【基础练习】 1.已知点A(3,-2),B(-5,4),以线段AB 为直径的圆的方程为(x + 1)2 + (y -1)2 = 25 2.过点A (1,-1)、B (-1,1)且圆心在直线x +y -2=0上的圆的方程是(x -1)2+(y -1)2=4 3.已知圆C 的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上,直线0443=++y x 与圆C 相切,则圆C 的方程为0422=-+x y x 4.圆22420x y x y c +-++=与y 轴交于A 、B 两点,圆心为P ,若∠APB=120°,则实数c 值为_-11__ 5.如果方程 220x y Dx Ey F ++++=()2240D E F +->所表示的曲线关于直线y x =对称,那么必有__D=E__ 【范例导析】 【例1】 设方程22242(3)2(14)1690x y m x m y m +-++-++=,若该方程表示一个圆,求m 的取值范围及这时圆心的轨迹方程。 分析:配成圆的标准方程再求解 解:配方得:[]2 222(3)(14)167x m y m m m ??-++--=+-?? 该方程表示圆,则有 2 1670m m +->,得1(,1)7m ∈-,此时圆心的轨迹方程为2341x m y m =+??=-?,消去m ,得24(3)1y x =--,由1(,1)7m ∈-得x =m +320,47??∈ ???∴所求的轨迹方程是24(3)1y x =--,20,47x ??∈ ??? 注意:方程表示圆的充要条件,求轨迹方程时,一定要讨论变量的取值范围,如题中 20,47x ??∈ ??? 变式1:方程224(1)40ax ay a x y +--+=表示圆,求实数a 的取值范围,并求出其中半径最小的圆的方程。 解:原方程可化为22222(1)24(22)()a a a x y a a a --+??-++=??? ? 2220,a a -+>∴Q 当a 0≠时,原方程表示圆。 又r ===≥

高中数学圆的方程专题复习

1 / 4 高一数学辅导资料 内容:圆与方程 本章考试要求 一、圆的方程 【知识要点】 1.圆心为),(b a C ,半径为r 的圆的标准方程为:)0()()(222>=-+-r r b y a x 0==b a 时,圆心在原点的圆的方程为:222r y x =+. 2.圆的一般方程02 2 =++++F Ey Dx y x ,圆心为点,2 2D E ?? -- ???,半径2 r = , 其中0422 >-+F E D . 3.圆系方程:过圆1C :221110x y D x E y F ++++=与圆2C :222220x y D x E y F ++++= 交点的圆系方程是()22221112220x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=(不含圆2C ), 当1λ=-时圆系方程变为两圆公共弦所在直线方程. 【互动探究】 考点一 求圆的方程 问题1. 求满足下列各条件圆的方程: ()1以两点(3,1)A --,(5,5)B 为直径端点的圆的方程是 ()2求经过)2,5(A ,)2,3(-B 两点,圆心在直线32=-y x 上的圆的方程; ()3过点()4,1A 的圆C 与直线10x y --=相切于点()2,1B ,则圆C 的方程是? 考点二 圆的标准方程与一般方程 问题2.方程2222210x y ax ay a a +++++-=表示圆,则a 的取值范围是 考点三 轨迹问题

问题3.点()4,2P -与圆224x y +=上任一点连线的中点轨迹方程是 问题4.设两点()3,0A -,()3,0B ,动点P 到点A 的距离与到点B 的距离的比为2,求P 点的轨迹. 二、直线和圆、圆与圆的位置关系 【知识要点】 1.直线与圆的位置关系 将直线方程代入圆的方程得到一元二次方程,设它的判别式 为△,圆的半径为r ,圆心C 到直线l 的距离为d 则直线与 圆的位置关系满足以下关系: 2.直线截圆所得弦长的计算方法: 利用垂径定理和勾股定理:AB =r 为圆的半径,d 直线到圆心的距离). 0:111221=++++F y E x D y x C 0:222222=++++F y E x D y x C 则两圆的公共弦所在的直线方程是 4.相切问题的解法: ①利用圆心到切线的距离等于半径列方程求解 ②利用圆心、切点连线的斜率与切线的斜率的乘积为1-(或一条直线存在斜率,另一条不存在) ③利用直线与圆的方程联立的方程组的解只有一个,即0=?来求解. 特殊地,已知切点),(00y x P ,圆222r y x =+的切线方程为 . 圆222)()(r b y a x =-+-的切线方程为 【互动探究】 考点一 直线与圆的位置关系 问题1:()1已知圆22:40C x y x +-=,l 过点(3,0)P 的直线,则 .A l 与C 相交 .B l 与C 相切 .C l 与C 相离 .D 以上三个选项均有可能 ()2直线l :1mx y m -+-与圆C :() 2 211x y +-=的位置关系是 .A 相离 .B 相切 .C 相交 .D 无法确定,与m 的取值有关. ()3过点()1,3P 引圆2244100x y x y +---=的弦,则所作的弦中最短的弦长为

年高考第一轮复习数学圆的方程

圆的方程 ●知识梳理 1.圆的方程 (1)圆的标准方程 圆心为(a ,b ),半径为r 的圆的标准方程为(x -a )2+(y -b )2=r 2. 说明:方程中有三个参量a 、b 、r ,因此三个独立条件可以确定一个圆. (2)圆的一般方程 二次方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0.(*) 将(*)式配方得 (x +2D )2+(y +2 E )2=4422 F E D -+. 当D 2+E 2-4F >0时,方程(*)表示圆心(- 2D ,-2 E ),半径r =21F E D 422-+的圆,把方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0)叫做圆的一般方程. 说明:(1)圆的一般方程体现了圆方程的代数特点: 、y 2项系数相等且不为零. b.没有xy 项. (2)当D 2+E 2-4F =0时,方程(*)表示点(-2D ,-2 E ),当D 2+E 2-4F <0时, 方程(*)不表示任何图形. (3)据条件列出关于D 、E 、F 的三元一次方程组,可确定圆的一般方程. (3)圆的参数方程 ①圆心在O (0,0),半径为r 的圆的参数方程为 x =r cos θ, y =r sin θ ②圆心在O 1(a ,b ),半径为r 的圆的参数方程为 x =a +r cos θ, y =b +r sin θ 说明:在①中消去θ得x 2+y 2=r 2,在②中消去θ得(x -a )2+(y -b )2=r 2,把这两个方程相对于它们各自的参数方程又叫做普通方程. 2.二元二次方程Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0表示圆的充要条件 若上述二元二次方程表示圆,则有A =C ≠0,B =0,这仅是二元二次方程表示圆的必要条件,不充分. 在A =C ≠0,B =0时,二元二次方程化为x 2+y 2+A D x +A E y +A F =0, 仅当(A D )2+(A E )2-4·A F >0,即D 2+E 2-4AF >0时表示圆. 故Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0表示圆的充要条件是:①A =C ≠0,②B =0,③D 2+E 2-4AF >0. ●点击双基 1.方程x 2+y 2-2(t +3)x +2(1-4t 2)y +16t 4+9=0(t ∈R )表示圆方程,则t 的取值范围是 (θ为参数) . ① (θ为参数) . ②

高考数学圆的方程专题练习(含答案)

2019-2019年高考数学圆的方程专题练习 (含答案) 圆的标准方程(x-a)+(y-b)=r中,有三个参数a、b、r,下面是查字典数学网整理的2019-2019年高考数学圆的方程专题练习,希望岁考生复习有帮助。 一、填空题 1.若圆C的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x-3y=0和x轴都相切,则该圆的标准方程是________. [解析] 设圆心C(a,b)(a0,b0),由题意得b=1. 又圆心C到直线4x-3y=0的距离d==1, 解得a=2或a=-(舍). 所以该圆的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=1. [答案] (x-2)2+(y-1)2=1 2.(2019南京质检)已知点P(2,1)在圆C:x2+y2+ax-2y+b=0上,点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆C上,则圆C的圆心坐标为________. [解析] 因为点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆上, 该直线过圆心,即圆心满足方程x+y-1=0, 因此-+1-1=0,解得a=0,所以圆心坐标为(0,1). [答案] (0,1) 3.已知圆心在直线y=-4x上,且圆与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2),则该圆的方程是________.

[解析] 过切点且与x+y-1=0垂直的直线为y+2=x-3,与y=-4x 联立可求得圆心为(1,-4). 半径r=2,所求圆的方程为(x-1)2+(y+4)2=8. [答案] (x-1)2+(y+4)2=8 4.(2019江苏常州模拟)已知实数x,y满足 x2+y2-4x+6y+12=0,则|2x-y|的最小值为________. [解析] x2+y2-4x+6y+12=0配方得(x-2)2+(y+3)2=1,令 x=2+cos , y=-3+sin ,则|2x-y|=|4+2cos +3-sin | =|7-sin (-7-(tan =2). [答案] 7- 5.已知圆x2+y2+4x-8y+1=0关于直线2ax-by+8=0(a0,b0)对称,则+的最小值是________. [解析] 由圆的对称性可得,直线2ax-by+8=0必过圆心(-2,4),所以a+b=2.所以+=+=++52+5=9,由=,则a2=4b2,又由a+b=2,故当且仅当a=,b=时取等号. [答案] 9 6.(2019南京市、盐城市高三模拟)在平面直角坐标系xOy中,若圆x2+(y-1)2=4上存在A,B两点关于点P(1,2)成中心对称,则直线AB的方程为________. [解析] 由题意得圆心与P点连线垂直于AB,所以kOP==1,kAB=-1,

高考数学直线和圆的方程专题复习(专题训练)

专题六、解析几何(一) 直线和圆 1.直线方程:0=+++=c by ax t kx y 或 2.点关于特殊直线的对称点坐标: (1)点),(00y x A 关于直线方程x y = 的对称点),(n m A '坐标为:0y m =,0x n =; (2) 点),(00y x A 关于直线方程b x y +=的对称点),(n m A '坐标为:b y m -=0,b x n +=0; (3)点),(00y x A 关于直线方程x y -=的对称点),(n m A '坐标为:0y m -=,0x n -=; (4)点),(00y x A 关于直线方程b x y +-=的对称点),(n m A '坐标为:b y m +-=0,b x n +-=0; 3.圆的方程:()()2 2 2 x a y b r -+-=或() 2 2 2 2 040x y Dx Ey F D E F ++++=+->, 无xy 。

4.直线与圆相交: (1)利用垂径定理和勾股定理求弦长: 弦长公式:222d r l -=(d 为圆心到直线的距离),该公式只适合于圆的弦长。 若直线方程和圆的方程联立后,化简为:02 =++c bx ax ,其判别式为?,则 弦长公式(万能公式):12l x =-= a k a c a k ? +=--+=2 2214b 1)( 注意:不需要单独把直线和圆的两个交点的坐标求出来来求弦长,只要设出它们的坐标即可, 再利用直线方程和圆的联立方程求解就可达到目标。这是一种“设而不求”的技巧,它可以简化运算,降低思考难度,在解析几何中具有十分广泛的应用。 5.圆的切线方程: (1)点在圆外: 如定点()00,P x y ,圆:()()2 2 2 x a y b r -+-=,[()()2 2 2 00x a y b r -+->] 第一步:设切线l 方程()00y y k x x -=-;第二步:通过d r =,求出k ,从而得到切线方程,这里的切线方程的有两条。特别注意:当k 不存在时,要单独讨论。 (2)点在圆上: 若点P ()00x y ,在圆()()2 2 2 x a y b r -+-=上,利用点法向量式方程求法,则切线方程为: ?=--+--0)(()((0000b y y y a x x x ))()()()()200x a x a y b y b r --+--=。 点在圆上时,过点的切线方程的只有一条。 由(1)(2)分析可知:过一定点求某圆的切线方程,要先判断点与圆的位置关系。 (3)若点P ()00x y ,在圆()()2 2 2x a y b r -+-=外,即()()2 2 200x a y b r -+->, 过点P ()00x y ,的两条切线与圆相交于A 、B 两点,则AB 两点的直线方程为: 200))(())((r b y b y a x a x =--+--。 6.两圆公共弦所在直线方程: 圆1C :2 2 1110x y D x E y F ++++=,圆2C :2 2 2220x y D x E y F ++++=, 则()()()1212120D D x E E y F F -+-+-=为两相交圆公共弦方程。 7.圆的对称问题: (1)圆自身关于直线对称:圆心在这条直线上。 (2)圆C 1关于直线对称的圆C 2:两圆圆心关于直线对称,且半径相等。 (3)圆自身关于点P 对称:点P 就是圆心。

高考数学试题汇编圆的方程

第二节圆的方程 高考试题 考点一求圆的方程 1.(2009年辽宁卷,理4)已知圆C与直线x-y=0及x-y-4=0都相切,圆心在直线x+y=0上,则圆C的方程为( ) (A)(x+1)2+(y-1)2=2 (B)(x-1)2+(y+1)2=2 (C)(x-1)2+(y-1)2=2 (D)(x+1)2+(y+1)2=2 解析:由题意可设圆心坐标为(a,-a), 解得a=1,故圆心坐标为(1,-1), 半径 所以圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=2. 答案:B 2.(2010年广东卷,理12)已知圆心在x轴上,y轴左侧,且与直线x+y=0相切,则圆O的方程是. 解析:设圆心坐标为(a,0),且a<0,由题意得 ∴a=-2. ∴圆的方程为(x+2)2+y2=2. 答案:(x+2)2+y2=2 3.(2010年新课标全国卷,理15)过点A(4,1)的圆C与直线x-y-1=0相切于点B(2,1),则圆的方程为. 解析:由题意知A、B两点在圆上, ∴直线AB的垂直平分线x=3过圆心. 又圆C与直线y=x-1相切于点B(2,1), ∴k BC=-1. ∴直线BC的方程为y-1=-(x-2), 即y=-x+3. y=-x+3与x=3联立得圆心C的坐标为(3,0), ∴ ∴圆C的方程为(x-3)2+y2=2. 答案:(x-3)2+y2=2 考点二直线与圆的位置关系的判定与应用 1.(2013年天津卷,理4)已知下列三个命题: ①若一个球的半径缩小到原来的1 2 ,则其体积缩小到原来的 1 8 ; ②若两组数据的平均数相等,则它们的标准差也相等; ③直线x+y+1=0与圆x2+y2=1 2 相切. 其中真命题的序号为( )

高考数学复习-圆的标准方程和一般方程

圆的标准方程和一般方程 A 组 1.若圆x 2+y 2-2kx +2y +2=0(k >0)与两坐标轴无公共点,那么实数k 的取值范围为________. 解析:圆的方程为(x -k )2+(y +1)2=k 2-1,圆心坐标为(k ,-1),半径r =k 2 -1,若圆与两坐标无公共点,即? ???? k 2 -1<|k |k 2 -1<1,解得1

高考数学-圆与方程

高考数学- 圆与方程 4.1圆的方程 一、确定圆的方程的方法 1、已知圆C1: (x+1) 2+(y-1) 2=1, 圆C2与圆C1关于直线x-y-1=0对称, 则圆C2的方程为() A. (x+2) 2+(y-2) 2=1 B. (x-2) 2+(y+2) 2=1 C. (x+2) 2+(y+2) 2=1 D. (x-2) 2+(y-2) 2=1 2、若不同两点P, Q的坐标分别为(a, b), (3-b, 3-a), 则线段PQ的垂直平分线l的斜率为; 圆(x-2) 2+(y-3) 2=1关于直线l对称的圆的方程为. 二、与圆有关的轨迹问题 3、已知两定点A(-2,0), B(1,0), 如果动点P满足|PA|=2|PB|, 则点P的轨迹所包围的图形的面积等于() A. π B. 8π C. 4π D. 9π 4、过圆C: (x-6) 2+(y-4) 2=8上一点A(4,6) 作圆的一条动弦AB, 点P为弦AB的中点. (1) 求点P的轨迹方程; (2) 设点P关于x=1的对称点为E, 关于y=x的对称点为F, 求|EF|的取值范围. 练习: 5、圆x2+y2-6x+4y=0的周长为() A. π B. 2π C. 13π D. 26π 6、若直线mx+2ny-4=0始终平分圆x2+y2-4x-2y-4=0的周长, 则mn的取值范围是() A. (0,1) B. (0,1] C. (-∞, 1) D. (-∞, 1] 7、已知点A(1,2) 在圆x2+y2+2x+3y+m=0内, 则m的取值范围是. 8、已知x2+y2+(t+1) x+ty+t2-2=0表示一个圆. (1) 求t的取值范围; (2) 若圆的直径为6, 求t的值. 9、方程x2+y2+2x-4y-6=0表示的图形是() A. 以(1, -2) 为圆心, 为半径的圆

高中数学圆的方程专题复习

高中数学圆的方程典型题型归纳总结 类型一:巧用圆系求圆的过程 在解析几何中,符合特定条件的某些圆构成一个圆系,一个圆系所具有的共同形式的方程称为圆系方程。常用的圆系方程有如下几种: ⑴以为圆心的同心圆系方程 ⑵过直线与圆的交点的圆系方程 ⑶过两圆和圆的交点的圆系方程 此圆系方程中不包含圆,直接应用该圆系方程,必须检验圆是否满足题意,谨防漏解。 当时,得到两圆公共弦所在直线方程 例1:已知圆与直线相交于两点,为坐标原点,若,求实数的值。 分析:此题最易想到设出,由得到,利用设而不求的思想,联立方程,由根与系数关系得出关于的方程,最后验证得解。倘若充分挖掘本题的几何关系,不难得出在以为直径的圆上。而刚好为直线与圆的交点,选取过直线与圆交点的圆系方程,可极大地简化运算过程。

解:过直线与圆的交点的圆系方程为: ,即 ………………….① 依题意,在以为直径的圆上,则圆心()显然在直线上,则 ,解之可得 又满足方程①,则故 例2:求过两圆和的交点且面积最小的圆的方程。 解:圆和的公共弦方程为 ,即 过直线与圆的交点的圆系方程为 ,即 依题意,欲使所求圆面积最小,只需圆半径最小,则两圆的公共弦必为所求圆的直径,圆心 必在公共弦所在直线上。即,则代回圆系方程得所求圆方程 例3:求证:m为任意实数时,直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5恒过一定点P,并求P点坐标。分析:不论m为何实数时,直线恒过定点,因此,这个定点就一定是直线系中任意两直线的交点。

解:由原方程得 m(x +2y -1)-(x +y -5)=0,① 即 ?? ?-==???=-+=-+4y 9 x 05y x 01y 2x 解得, ∴直线过定点P (9,-4) 注:方程①可看作经过两直线交点的直线系。 例4已知圆C :(x -1)2+(y -2)2=25,直线l :(2m +1)x +(m +1)y -7m -4=0(m ∈R ). (1)证明:不论m 取什么实数,直线l 与圆恒交于两点; (2)求直线被圆C 截得的弦长最小时l 的方程. 剖析:直线过定点,而该定点在圆内,此题便可解得. (1)证明:l 的方程(x +y -4)+m (2x +y -7)=0. 2x +y -7=0, x =3, x +y -4=0, y =1, 即l 恒过定点A (3,1). ∵圆心C (1,2),|AC |=5<5(半径), ∴点A 在圆C 内,从而直线l 恒与圆C 相交于两点. (2)解:弦长最小时,l ⊥AC ,由k AC =-2 1 , ∴l 的方程为2x -y -5=0. 评述:若定点A 在圆外,要使直线与圆相交则需要什么条件呢? 思考讨论 类型二:直线与圆的位置关系 ∵m ∈R ,∴ 得

高中数学圆的方程经典例题与解析

高中数学圆的方程经典例题与解析 例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系. 分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P 与圆的位置关系,只须看点P 与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆内. 解法一:(待定系数法) 设圆的标准方程为2 2 2 )()(r b y a x =-+-. ∵圆心在0=y 上,故0=b . ∴圆的方程为2 2 2 )(r y a x =+-. 又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点. ∴?????=+-=+-2 22 24)3(16)1(r a r a 解之得:1-=a ,202 =r .所以所求圆的方程为20)1(2 2 =++y x . 解法二:(直接求出圆心坐标和半径) 因为圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点,所以圆心C 必在线段AB 的垂直平分线l 上,又因为 13 12 4-=--= AB k ,故l 的斜率为1,又AB 的中点为)3,2(,故AB 的垂直平分线l 的方程为:23-=-x y 即01=+-y x . 又知圆心在直线0=y 上,故圆心坐标为)0,1(-C ∴半径204)11(2 2 = ++==AC r . 故所求圆的方程为20)1(22=++y x . 又点)4,2(P 到圆心)0,1(-C 的距离为 r PC d >=++==254)12(2 2 . ∴点P 在圆外. 说明:本题利用两种方法求解了圆的方程,都围绕着求圆的圆心和半径这两个关键的量,然后根据圆心与定点之间的距离和半径的大小关系来判定点与圆的位置关系,若将点换成直线又该如何来判定直线与圆的位置关系呢? 例2 已知圆42 2 =+y x O :,求过点()42, P 与圆O 相切的切线. 解:∵点()42, P 不在圆O 上,∴切线PT 的直线方程可设为()42+-=x k y 根据r d = ∴ 21422 =++-k k 解得4 3 = k 所以()424 3 +-= x y 即 01043=+-y x

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高考数学圆的方程练习题附答案 高考数学圆的方程练习题 1.若圆C的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x-3y=0和x轴都相切,则该圆的标准方程是________. [解析] 设圆心C(a,b)(a 0,b 0),由题意得b=1. 又圆心C到直线4x-3y=0的距离d==1, 解得a=2或a=-(舍). 所以该圆的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=1. [答案] (x-2)2+(y-1)2=1 2.(2014 南京质检)已知点P(2,1)在圆C:x2+y2+ax-2y+b=0上,点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆C上,则圆C的圆心坐标为________. [解析] 因为点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆上, 该直线过圆心,即圆心满足方程x+y-1=0, 因此-+1-1=0,解得a=0,所以圆心坐标为(0,1). [答案] (0,1) 3.已知圆心在直线y=-4x上,且圆与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2),则该圆的方程是________. [解析] 过切点且与x+y-1=0垂直的直线为y+2=x-3,与y=-4x联立可求得圆心为(1,-4). 半径r=2,所求圆的方程为(x-1)2+(y+4)2=8. [答案] (x-1)2+(y+4)2=8

4.(2014 江苏常州模拟)已知实数x,y满足x2+y2-4x+6y+12=0,则|2x-y|的最小值为________. [解析] x2+y2-4x+6y+12=0配方得(x-2)2+(y+3)2=1,令x=2+cos , y=-3+sin ,则|2x-y|=|4+2cos +3-sin | =|7-sin ( - )| 7-(tan =2). [答案] 7- 5.已知圆x2+y2+4x-8y+1=0关于直线2ax-by+8=0(a 0,b 0)对称,则+的最小值是________. [解析] 由圆的对称性可得,直线2ax-by+8=0必过圆心(-2,4),所以a+b=2.所以+=+=++5 2+5=9,由=,则a2=4b2,又由a+b=2,故当且仅当a=,b=时取等号. [答案] 9 6.(2014 南京市、盐城市高三模拟)在平面直角坐标系xOy 中,若圆x2+(y-1)2=4上存在A,B两点关于点P(1,2)成中心对称,则直线AB的方程为________. [解析] 由题意得圆心与P点连线垂直于AB,所以kOP==1,kAB=-1, 而直线AB过P点,所以直线AB的方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0. [答案] x+y-3=0 7.(2014 泰州质检)若a,且方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a=________. [解析] 要使方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a2+(2a)2-4(2a2+a-1) 0,解得-20)关于直线x+y+2=0对称. (1)求圆C的方程;

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