考纲要求:①掌握确定圆的几何要素,掌握圆的标准方程与一般方程.
②能根据给定直线、圆的方程.判断直线与圆的位置关系;能根据给定两个圆的方程,判断两圆的位置关系.
③能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.
④初步了解用代数方法处理几何问题的思想.
2.2.1 圆的方程
重难点:会根据不同的已知条件,利用待定系数法求圆的标准方程;了解圆的一般方程的代数特征,能实现一般方程与标准方程间的互化,根据已知条件确定方程中的系数,D、E、F.
经典例题:求过三点A(0,0),B(1,1),C(4,2)的圆的方程,并求这个圆的半径长和圆心坐标.
当堂练习:
1.点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的内部,则a的取值范围是( )
A.-1<a<1 B.0<a<1 C.a<-1或a>1 D.a=1
2.点P(m2,5)与圆x2+y2=24的位置关系是( )
A.在圆内 B.在圆外 C.在圆上 D.不确定
3.方程(x+a)2+(y+b)2=0表示的图形是( )
A.点(a,b) B.点(-a,-b) C.以(a,b)为圆心的圆 D.以(-a,-b)为圆心的圆
4.已知一圆的圆心为点(2,-3),一条直径的两个端点分别在x轴和y轴上,则此圆的方程是( )
A.(x-2)2+(y+3)2=13 B.(x+2)2+(y-3)2=13 C.(x-2)2+(y+3)2=52 D.(x+2)2+(y-3)2=52
5.圆(x-a)2+(y-b)2=r2与两坐标轴都相切的充要条件是( )
A.a=b=r B.|a|=|b|=r C.|a|=|b|=|r|0 D.以上皆对
6.圆(x-1)2+(y-3)2=1关于2x+y+5=0对称的圆方程是( )
A.(x+7)2+(y+1)2=1 B.(x+7)2+(y+2)2=1 C.(x+6)2+(y+1)2=1 D.(x+6)2+(y+2)2=1
7.如果圆的方程为x2+y2+kx+2y+k2=0,那么当圆面积最大时,圆心坐标为( )
A.(-1,1) B.(1,-1) C.(-1,0) D.(0,-1)
8.圆x2+y2-2Rx-2Ry+R2=0在直角坐标系中的位置特征是( )
A. 圆心在直线y=x上 B.圆心在直线y=x上, 且与两坐标轴均相切
C. 圆心在直线y=-x上 D.圆心在直线y=-x上, 且与两坐标轴均相切
9.如果方程x2+y2+Dx+Ey+F=0与x轴相切于原点,则( )
A.D=0,E=0,F0 B.E=0,F=0,D0 C.D=0,F=0,E0 D.F=0,D0,E0
10.如果方程x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0) 所表示的曲线关于直线y=x对称,那么必有( )
A.D=E B.D=F C.E=F D.D=E=F
11.方程x4-y4-4x2+4y2=0所表示的曲线是( )
A.一个圆 B.两条平行直线 C.两条平行直线和一个圆 D.两条相交直线和一个圆
12.若a0, 则方程x2+y2+ax-ay=0所表示的图形( )
A.关于x轴对称 B.关于y轴对称 C.关于直线x-y=0对称 D.关于直线x+y=0对称
13.圆的一条直径的两端点是(2,0)、(2,-2),则此圆方程是( )
A.x2+y2-4x+2y+4=0 B.x2+y2-4x-2y-4=0 C.x2+y2-4x+2y-4=0 D.x2+y2+4x+2y+4=0
14.过点P(12,0)且与y轴切于原点的圆的方程为 __________________.
15.圆(x-4)2+(y-1)2=5内一点P(3,0),则过P点的最短弦的弦长为 _____,最短弦所在直线方程为___________________.
16.过点(1,2)总可以向圆x2+y2+kx+2y+k2-15=0作两条切线,则k的取值范围是 _______________.
17.已知圆x2+y2-4x-4y+4=0,该圆上与坐标原点距离最近的点的坐标是 ___________,距离最远的点的坐标是________________.
18.已知一圆与直线3x+4y-2=0相切于点P(2,-1),且截x轴的正半轴所得的弦的长为8,求此圆的标准方程.
19.已知圆C:x2+y2-4x-6y+12=0, 求在两坐标轴上截距相等的圆的切线方程.
20.已知方程x2+y2-2(t+3)x+2(1-4t2)y+16t4+9=0表示一个圆,
(1)求t的取值范围;
(2)求该圆半径r的取值范围.
21.已知曲线C:x2+y2-4mx+2my+20m-20=0
(1)求证不论m取何实数,曲线C恒过一定点;
(2)证明当m≠2时,曲线C是一个圆,且圆心在一条定直线上;
(3)若曲线C与y轴相切,求m的值.
参考答案:
经典例题:
解:设所求的圆的方程为:
∵在圆上,所以它们的坐标是方程的解.把它们的坐标代入上面的方程,可以得到关于的三元一次方程组,
即
解此方程组,可得:
∴所求圆的方程为:
;
得圆心坐标为(4,-3).
或将左边配方化为圆的标准方程,,从而求出圆的半径,圆心坐标为(4,-3)
当堂练习:
1.A; 2.B; 3.B; 4.A; 5.C; 6.A; 7.D; 8.B; 9.C; 10.A; 11.D; 12.D; 13.A; 14. (x-6)2+y2=36; 15. 2, x+y-3=0; 16. ; 17. (2-,2-), (2+,2+);
18. 解:设所求圆圆心为Q(a,b),则直线PQ与直线3x+4y-2=0垂直,即,(1)
且圆半径r=|PQ|=,(2)
由(1)、(2)两式,解得a=5或a= -(舍),当a=5时,b=3,r=5, 故所求圆的方程为(x-5)2+(y-3)2=25.
19. 解:圆C的方程为(x-2)2+(y-3)2=1, 设圆的切线方程为=1或y=kx,
由x+y-a=0,d=.
由kx-y=0,d=.
综上,圆的切线方程为x+y-5=0或(2)x-y=0.
20. 解:(1)方程表示一个圆的充要条件是?D2+E2-4F=4(t+3)2+4(1-4t2)2-4(16t4+9)>0,
即:7t2-6t-1<0,
(2)r2= D2+E2-4F=4(t+3)2+4(1-4t2)2-4(16t4+9)=-28t2+24t+4=-28(t-)2+,
21. 解:(1)曲线C的方程可化为:(x2+y2-20)+m(-4x+2y+20)=0,由,
∴不论m取何值时,x=4, y=-2总适合曲线C的方程,即曲线C恒过定点(4, -2).
(2)D=-4m, E=2m, F=20m-20, D2+E2-4F=16m2+4m2-80m+80=20(m-2)2
∵m≠2, ∴(m-2)2>0, ∴D2+E2-4F>0, ?∴曲线C是一个圆, 设圆心坐标为(x, y), 则由
消去m得x+2y=0, 即圆心在直线x+2y=0上.
(3)若曲线C与y轴相切,则m≠2,曲线C为圆,其半径r=,
又圆心为(2m, -m),则=|2m|, .
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