
·最新考綱·?1.掌握確定圓的幾何要素,掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程與一般方程.?2.初步了解用代數(shù)方法處理幾何問(wèn)題的思想.
·考向預(yù)測(cè)·考情分析:求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程、一般方程,圓心到直線的距離,與圓有關(guān)的軌跡、最值問(wèn)題仍是高考考查的熱點(diǎn),題型將以選擇與填空題為主,也可能出現(xiàn)在解答題中.學(xué)科素養(yǎng):通過(guò)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及利用圓的方程求最值,考查數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象的核心素養(yǎng).
一、必記2個(gè)知識(shí)點(diǎn)1.圓的定義及方程
(x-a)2+(y-b)2=r2
x2+y2+Dx+Ey+F=0
2.點(diǎn)與圓的位置關(guān)系點(diǎn)M(x0,y0)與圓(x-a)2+(y-b)2=r2的位置關(guān)系:(1)若M(x0,y0)在圓外,則_________________.(2)若M(x0,y0)在圓上,則_________________.(3)若M(x0,y0)在圓內(nèi),則_________________.
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
二、必明2個(gè)常用結(jié)論1.以A(x1,y1),B(x2,y2)為直徑端點(diǎn)的圓的方程為(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.2.二元二次方程表示圓的條件對(duì)于方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圓時(shí)易忽視D2+E2-4F>0這一條件.
三、必練4類基礎(chǔ)題(一)判斷正誤1.判斷下列說(shuō)法是否正確(請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)中打“√”或“×”).(1)確定圓的幾何要素是圓心與半徑.( )(2)方程x2+y2=a2表示半徑為a的圓.( )(3)方程x2+y2+4mx-2y+5m=0表示圓.( )(4)方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表示圓的充要條件是A=C≠0,B=0,D2+E2-4AF>0.( )
3.[必修2·P124A組T4改編]圓C的圓心在x軸上,并且過(guò)點(diǎn)A(-1,1)和B(1,3),則圓C的方程為________________.
(x-2)2+y2=10
(三)易錯(cuò)易混4.(錯(cuò)用點(diǎn)與圓的位置關(guān)系)若點(diǎn)(1,1)在圓(x-a)2+(y+a)2=4的內(nèi)部,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是( )A.-1<a<1 B.0<a<1C.a(chǎn)>1或a<-1 D.a(chǎn)=±4
解析:因?yàn)辄c(diǎn)(1,1)在圓內(nèi),所以(1-a)2+(1+a)2<4,即-1<a<1.
5.(忽略方程中變量的取值范圍)已知點(diǎn)P(x,y)為圓x2+y2=1上的動(dòng)點(diǎn),則x2+4y的最大值為_____.
解析:因?yàn)辄c(diǎn)P(x,y)為圓x2+y2=1上的動(dòng)點(diǎn),所以x2+4y=1-y2+4y=-(y-2)2+5.因?yàn)閥∈[-1,1],所以當(dāng)y=1時(shí),x2+4y取得最大值4.
(四)走進(jìn)高考6.[2022·全國(guó)甲卷]設(shè)點(diǎn)M在直線2x+y-1=0上,點(diǎn)(3,0)和(0,1)均在⊙M上,則⊙M的方程為 W.
(x-1)2+(y+1)2=5
2.以點(diǎn)(1,-1)為圓心,且與直線x-y+2=0相切的圓的方程為( )A.(x+1)2+(y-1)2=2B.(x-1)2+(y+1)2=2C.(x+1)2+(y-1)2=8D.(x-1)2+(y+1)2=8
3.若直線l:mx+ny+3=0始終平分圓C:x2-2x+y2+3y-1=0,則2m-3n=( )A.-6 B.-3C.3 D.6
解析:圓的方程可化為(x-m)2+(y-2m-1)2=m2(m≠0),其圓心為(m,2m+1).依題意得,m+2m+1-7=0,解得m=2,∴圓的半徑為2,面積為4π.
反思感悟 求圓的方程的兩種方法(1)直接法根據(jù)圓的幾何性質(zhì),直接求出圓心坐標(biāo)和半徑,進(jìn)而寫出方程.(2)待定系數(shù)法①若已知條件與圓心(a,b)和半徑r有關(guān),則設(shè)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,依據(jù)已知條件列出關(guān)于a,b,r的方程組,從而求出a,b,r的值;②若已知條件沒(méi)有明確給出圓心或半徑,則選擇圓的一般方程,依據(jù)已知條件列出關(guān)于D,E,F(xiàn)的方程組,進(jìn)而求出D,E,F(xiàn)的值.[提醒] 解答圓的有關(guān)問(wèn)題,應(yīng)注意數(shù)形結(jié)合,充分運(yùn)用圓的幾何性質(zhì).
(2)求y-x的最大值和最小值;(3)求x2+y2的最大值和最小值.
一題多變 (變問(wèn)題)若例1中條件不變,求P(x,y)到直線3x+4y+12=0的距離的最大值和最小值.
反思感悟 建立函數(shù)關(guān)系式求最值根據(jù)已知條件列出相關(guān)的函數(shù)關(guān)系式,再根據(jù)關(guān)系式的特征選用基本不等式、函數(shù)單調(diào)性等方法求最值.
考點(diǎn)三 與圓有關(guān)的軌跡方程 [綜合性]??[例3] 已知圓x2+y2=4上一定點(diǎn)A(2,0),B(1,1)為圓內(nèi)一點(diǎn),P,Q為圓上的動(dòng)點(diǎn).(1)求線段AP中點(diǎn)的軌跡方程;(2)若∠PBQ=90°,求線段PQ中點(diǎn)的軌跡方程.
解析:(1)設(shè)AP的中點(diǎn)為M(x,y),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可知,P點(diǎn)坐標(biāo)為(2x-2,2y).因?yàn)镻點(diǎn)在圓x2+y2=4上,所以(2x-2)2+(2y)2=4.故線段AP中點(diǎn)的軌跡方程為(x-1)2+y2=1.(2)設(shè)PQ的中點(diǎn)為N(x,y),在Rt△PBQ中,|PN|=|BN|,設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),連接ON(圖略),則ON⊥PQ,所以|OP|2=|ON|2+|PN|2=|ON|2+|BN|2,所以x2+y2+(x-1)2+(y-1)2=4.故線段PQ中點(diǎn)的軌跡方程為x2+y2-x-y-1=0.
反思感悟 求與圓有關(guān)的軌跡問(wèn)題的四種方法
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練】1.[2023·六盤山高級(jí)中學(xué)測(cè)試]已知圓C:x2+y2+4x=0的圓心和圓上兩點(diǎn)A,B構(gòu)成等邊三角形,則AB中點(diǎn)M的軌跡方程是( )A.(x+2)2+(y+1)2=1B.(x+1)2+(y+1)2=3C.(x+1)2+y2=2D.(x+2)2+y2=3
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