
1.掌握圓的定義及圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
2.能準(zhǔn)確判斷點(diǎn)與圓的位置關(guān)系.
3.會求解簡單的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的問題.
2021年9月20日,第十一屆北京國際電影節(jié)的紅毯儀式在北京懷柔雁棲湖國際會展中心舉行,大約30部優(yōu)秀電影的主創(chuàng)、演員一同現(xiàn)身紅毯,為北影節(jié)增添一道道亮麗風(fēng)景.北京雁棲湖國際會展中心的建筑主體是圓形大樓,建筑造型外觀似天壇無蓋,寓意天圓地方.《兩小兒辯日》中,一兒曰:“日初出大如車蓋,及日中則如盤盂,此不為遠(yuǎn)者小而近者大乎?”李白在《古朗月行》中寫道:“小時不識月,呼作白玉盤.又疑瑤臺鏡,
飛在青云端.”這些例子都給了我們圓的形象,今天我們就在坐標(biāo)系中一起去認(rèn)識圓吧!北京懷柔雁棲湖國際會展中心
問題1 圓是怎樣定義的?確定它的要素又是什么呢?各要素與圓有怎樣的關(guān)系?
提示 平面內(nèi)到定點(diǎn)的距離等于定長的所有點(diǎn)的集合(或軌跡)叫作圓,定點(diǎn)稱為圓心,定長稱為圓的半徑.確定圓的因素:圓心和半徑.圓心確定圓的位置,半徑確定圓的大小.
問題2 已知圓心為A(a,b),半徑為r,你能推導(dǎo)出圓的方程嗎?
提示 設(shè)圓上任一點(diǎn)M(x,y),則|MA|=r,由兩點(diǎn)間的距離公式,
化簡可得:(x-a)2+(y-b)2=r2.
確定圓的標(biāo)準(zhǔn)方程需要兩個條件:圓心坐標(biāo)與半徑.
(x-a)2+(y-b)2=r2
(1)當(dāng)圓心在原點(diǎn)即A(0,0),半徑長r=1時,方程為x2+y2=1,稱為單位圓.(2)相同的圓,建立坐標(biāo)系不同時,圓心坐標(biāo)不同,導(dǎo)致圓的方程不同,但是半徑是不變的.(3)圓上的點(diǎn)都滿足方程,滿足方程的點(diǎn)都在圓上.
圓(x+2)2+y2=b2(b≠0)的圓心為(-2,0),半徑為|b|,B錯誤;C正確;
(2)方程(x+a)2+(y-a)2=2a2(a≠0)表示的圓A.關(guān)于x軸對稱B.關(guān)于y軸對稱C.關(guān)于直線x-y=0對稱D.關(guān)于直線x+y=0對稱
易得圓心C(-a,a),即圓心在直線y=-x上,所以該圓關(guān)于直線x+y=0對稱.
通過圓的標(biāo)準(zhǔn)方程(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)確定其圓心為(a,b),半徑為r.注意:所給方程與圓的標(biāo)準(zhǔn)形式一致,r>0.
圓C:(x-1)2+y2=1的圓心到直線x-y+a=0的距離為 ,則a的值為A.-1或-3 B.-1或3C.1或-3 D.1或3
問題3 點(diǎn)P(x0,y0)在圓(x-a)2+(y-b)2=r2內(nèi)的條件是什么?在圓(x-a)2+(y-b)2=r2外的條件是什么?
提示 點(diǎn)在圓內(nèi)時,點(diǎn)到圓心的距離小于半徑,點(diǎn)在圓外時,點(diǎn)到圓心的距離大于半徑.
圓C:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),其圓心為C(a,b),半徑為r,點(diǎn)P(x0,y0),
(1)已知a,b是方程x2-x- =0的兩個不相等的實(shí)數(shù)根,則點(diǎn)P(a,b)與圓C:x2+y2=8的位置關(guān)系是A.點(diǎn)P在圓C內(nèi) B.點(diǎn)P在圓C外C.點(diǎn)P在圓C上 D.無法確定
(2)已知點(diǎn)P(2,1)和圓C: ?。?y-1)2=1,若點(diǎn)P在圓C上,則實(shí)數(shù)a=___________.若點(diǎn)P在圓C外,則實(shí)數(shù)a的取值范圍為______________.
解得a=-2或a=-6.
解得a-2.
判斷點(diǎn)與圓的位置關(guān)系的兩種方法(1)幾何法:主要利用點(diǎn)到圓心的距離與半徑比較大小.(2)代數(shù)法:把點(diǎn)的坐標(biāo)代入圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,判斷式子兩邊的大小,并作出判斷.
(1)與y軸相切,且圓心坐標(biāo)為(-5,-3)的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為______________________.
∵圓心坐標(biāo)為(-5,-3),又與y軸相切,∴該圓的半徑為5∴該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+5)2+(y+3)2=25.
(2)以兩點(diǎn)A(-3,-1)和B(5,5)為直徑端點(diǎn)的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是_______________________.
∵AB為直徑,∴AB的中點(diǎn)(1,2)為圓心,
∴該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y-2)2=25.
直接法求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的策略確定圓的標(biāo)準(zhǔn)方程只需確定圓心坐標(biāo)和半徑,常用到中點(diǎn)坐標(biāo)公式、兩點(diǎn)間距離公式,有時還用到平面幾何知識,如“弦的中垂線必過圓心”“兩條弦的中垂線的交點(diǎn)必為圓心”等.
求滿足下列條件的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:(1)圓心是(4,0),且過點(diǎn)(2,2);
r2=(2-4)2+(2-0)2=8,∴圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-4)2+y2=8.
(2)圓心在y軸上,半徑為5,且過點(diǎn)(3,-4).
設(shè)圓心為C(0,b),則(3-0)2+(-4-b)2=52,解得b=0或b=-8,∴圓心為(0,0)或(0,-8),又r=5,∴圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2+y2=25或x2+(y+8)2=25.
1.知識清單: (1)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程. (2)點(diǎn)與圓的位置關(guān)系.2.方法歸納:數(shù)形結(jié)合.3.常見誤區(qū):結(jié)合圖形求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程出現(xiàn)漏解情況.
1.若某圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-1)2+(y+5)2=3,則此圓的圓心和半徑分別為A.(-1,5), B.(1,-5),C.(-1,5),3 D.(1,-5),3
以(2,-1)為圓心,4為半徑的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-2)2+(y+1)2=16.
2.以(2,-1)為圓心,4為半徑的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為A.(x+2)2+(y-1)2=4 B.(x+2)2+(y+1)2=4C.(x-2)2+(y+1)2=16 D.(x+2)2+(y-1)2=16
3.點(diǎn)P(1,3)與圓x2+y2=24的位置關(guān)系是A.在圓外 B.在圓內(nèi)C.在圓上 D.不確定
4.圓心在y軸上,半徑為1,且過點(diǎn)(1,2)的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是A.x2+(y-2)2=1 B.x2+(y+2)2=1C.(x-1)2+(y-3)2=1 D.x2+(y-3)2=1
解得b=2,∴圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是x2+(y-2)2=1.
方法二 (數(shù)形結(jié)合法)作圖(如圖),根據(jù)點(diǎn)(1,2)到圓心的距離為1,易知圓心為(0,2),故圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是x2+(y-2)2=1.
2.已知點(diǎn)A(3,-2),B(-5,4),以線段AB為直徑的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是A.(x-1)2+(y+1)2=25B.(x+1)2+(y-1)2=25C.(x-1)2+(y+1)2=100D.(x+1)2+(y-1)2=100
所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是(x+1)2+(y-1)2=25.
圓(x-1)2+y2=1的圓心坐標(biāo)為(1,0),
4.已知圓(x-a)2+(y-1)2=2a(0<a<1),則原點(diǎn)O在A.圓內(nèi) B.圓外C.圓上 D.圓上或圓外
由圓的方程(x-a)2+(y-1)2=2a,知圓心為(a,1),
5.圓(x-2)2+(y+1)2=5關(guān)于原點(diǎn)對稱的圓的方程為A.(x-2)2+(y-1)2=5B.(x+1)2+(y-2)2=5C.(x-1)2+(y+2)2=5D.(x+2)2+(y-1)2=5
圓心(2,-1)關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)為(-2,1),∴圓(x-2)2+(y+1)2=5關(guān)于原點(diǎn)對稱的圓的方程為(x+2)2+(y-1)2=5.
6.(多選)已知圓M:(x-4)2+(y+3)2=25,則下列說法正確的是A.圓M的圓心為(4,-3)B.圓M的圓心為(-4,3)C.圓M的半徑為5D.圓M被y軸截得的線段長為6
由圓M:(x-4)2+(y+3)2=52,得圓心為(4,-3),半徑為5,則A,C正確;令x=0,得y=0或y=-6,線段長為6,故D正確.
7.與圓C:(x-1)2+y2=36同圓心,且面積等于圓C面積的一半的圓的方程為________________.
圓C的半徑R=6,設(shè)所求圓的半徑為r,
所以r2=18,又圓心坐標(biāo)為(1,0),則圓的方程為(x-1)2+y2=18.
(x-1)2+y2=18
8.方程(x-m)2+(y-2)2=m2-m-2表示圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,則m的取值范圍是________________________.
由m2-m-2>0,得m>2或m0).(1)若點(diǎn)M(6,9)在圓N上,求半徑a;
∵點(diǎn)M(6,9)在圓N上,∴(6-5)2+(9-6)2=a2,∴a2=10.
(2)若點(diǎn)P(3,3)與Q(5,3)有一點(diǎn)在圓內(nèi),另一點(diǎn)在圓外,求a的取值范圍.
由已知,得圓心N(5,6).
∴|PN|>|QN|,故點(diǎn)P在圓外,點(diǎn)Q在圓內(nèi),
10.已知某圓圓心在x軸上,半徑為5,且截y軸所得線段長為8,求該圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.
如圖,由題設(shè)知|AC|=r=5,|AB|=8,∴|OA|=4.
設(shè)點(diǎn)C的坐標(biāo)為(a,0),則|OC|=|a|=3,∴a=±3.故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+3)2+y2=25或(x-3)2+y2=25.
11.(多選)以直線2x+y-4=0與兩坐標(biāo)軸的一個交點(diǎn)為圓心,過另一個交點(diǎn)的圓的方程可能為A.x2+(y-4)2=20B.(x-4)2+y2=20C.x2+(y-2)2=20D.(x-2)2+y2=20
令x=0,則y=4;令y=0,則x=2.所以直線2x+y-4=0與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)分別為A(0,4),B(2,0).
以A為圓心,過B點(diǎn)的圓的方程為x2+(y-4)2=20.以B為圓心,過A點(diǎn)的圓的方程為(x-2)2+y2=20.
12.已知直線(3+2λ)x+(3λ-2)y+5-λ=0恒過定點(diǎn)P,則與圓C:(x-2)2+(y+3)2=16有公共的圓心且過點(diǎn)P的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為A.(x-2)2+(y+3)2=36B.(x-2)2+(y+3)2=25C.(x-2)2+(y+3)2=18D.(x-2)2+(y+3)2=9
由(3+2λ)x+(3λ-2)y+5-λ=0,得(2x+3y-1)λ+(3x-2y+5)=0,
∵圓C:(x-2)2+(y+3)2=16的圓心坐標(biāo)是(2,-3),
∴所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-2)2+(y+3)2=25.
13.圓(x-3)2+(y+1)2=1關(guān)于直線x+y-3=0對稱的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是________________.
(x-4)2+y2=1
設(shè)圓心A(3,-1)關(guān)于直線x+y-3=0對稱的點(diǎn)B的坐標(biāo)為(a,b),
故所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-4)2+y2=1.
14.已知圓C(C為圓心,且C在第一象限)經(jīng)過A(0,0),B(2,0),且△ABC為直角三角形,則圓C的方程為____________________.
(x-1)2+(y-1)2=2
依題意,圓C經(jīng)過點(diǎn)A(0,0),B(2,0),可設(shè)C(1,m)且m>0,半徑為r,
∴圓C的方程為(x-1)2+(y-1)2=2.
15.已知半徑為1的圓經(jīng)過點(diǎn)(3,4),則其圓心到原點(diǎn)的距離的最小值為A.4 B.5 C.6 D.7
化簡得(x-3)2+(y-4)2=1,所以圓心C的軌跡是以M(3,4)為圓心,1為半徑的圓,
所以|OC|≥5-1=4,當(dāng)且僅當(dāng)C在線段OM上時取等號.
16.已知直線l平行于直線3x+4y-7=0,并且與兩坐標(biāo)軸圍成的△OAB的面積為24.(1)求直線l的方程;
設(shè)l:3x+4y+m=0(m≠-7).
∵直線l與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為24,
∴m=±24.∴直線l的方程為3x+4y+24=0或3x+4y-24=0.
這是一份人教A版 (2019)選擇性必修 第一冊2.5 直線與圓、圓與圓的位置教學(xué)演示課件ppt,文件包含241圓的標(biāo)準(zhǔn)方程pptx、241圓的標(biāo)準(zhǔn)方程docx等2份課件配套教學(xué)資源,其中PPT共60頁, 歡迎下載使用。
這是一份高中數(shù)學(xué)北師大版 (2019)選擇性必修 第一冊2.1 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程背景圖ppt課件,共32頁。PPT課件主要包含了讀教材·知識梳理,問題導(dǎo)入,新知初探,做一做,名師點(diǎn)津,研教材·典例精析,通性通法,跟蹤訓(xùn)練,母題探究,隨堂檢測等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份北師大版 (2019)選擇性必修 第一冊2.1 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程教學(xué)演示免費(fèi)課件ppt,文件包含第二章11第2課時橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的綜合問題pptx、第二章11第2課時橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的綜合問題docx等2份課件配套教學(xué)資源,其中PPT共60頁, 歡迎下載使用。
微信掃碼,快速注冊
注冊成功