高三数学圆的方程5教案（理科一轮）.docVIP

5．圆的方程 一、内容归纳 知识精讲. ①圆的方程 (1)标准式：(x-a)2+(y-b)2=r2(r0)，其中r为圆的半径，(a，b)为圆心。 (2)一般式：x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F0)，其中圆心为(-，-)，半径为， (3)直径式：(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0，其中点(x1，y1)，(x2，y2)是圆的一条直径的两个端点。（用向量法证之） （4）半圆方程：等 (5)圆系方程： i)过圆C：x2+y2+Dx+Ey+F=0和直线l：Ax+By+C=0的交点的圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+By+C)=0 ii)过两圆C1：x2+y2+D1x+E1y+F1=0，C2：x2+y2+D2x+E2y+F2=0的交点的圆的方程为x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1)该方程不包括圆C2； （时为一条直线方程，相交两圆时为公共弦方程；两等圆时则为两圆的对称轴方程） (6) 圆的参数方程 圆心在(0,0),半径为r的圆的参数方程为 为参数 圆心在(a,b),半径为r的圆的参数方程为 为参数 ②圆的一般方程与二元二次方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0的关系； 二元二次方程表示圆的充要条件A=C≠0，B=0 ，D2+E2-4AF0。 二、问题讨论 例1、根据下列条件，求圆的方程。 (1)和圆x2+y2=4相外切于点P(-1，)，且半径为4； (2)经过坐标原点和点P(1，1)，并且圆心在直线2x+3y+1=0上； (3)已知一圆过P(4，-2)、Q(-1，3)两点，且在y轴上截得的线段长为4，求圆的方程。 解：(1)设圆心Q的坐标为(a，b) ∵⊙O与⊙Q相外切于P ∴O、P、Q共线，且λ==-=- 由定比分点公式求得a=-3，b=3 ∴所求圆的方程为(x+3)2+(y-3)2=16 (2)显然，所求圆的圆心在OP的垂直平分线上，OP的垂直平分线方程为： = 即x+y-1=0 解方程组 x+y-1=0 2x+3y+1=0 得圆心C的坐标为(4，-3)。又圆的半径r=|OC|=5 ∴所求圆的方程为(x-4)2+(y+3)2=25 (3)设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0 ① 将P、Q点的坐标分别代入①，得： 4D-2E+F=-20 ② D-3E-F=10 ③ 令x=0，由①得y2+Ey+F=0 ④ 由已知|y1-y2|=4，其中y1、y2是方程④的两根。 ∴(y1-y2)2=(y1+y2)2-4y1y2=E2-4F=48 ⑤ ②、③、⑤组成的方程组，得 D=-2 D= -10 E=0 或 E= -8 F= -12 F=4 故所求圆的方程为x2+y2-2x-12=0或x2+y2-10x-8y+4=0 [思维点拔]无论是圆的标准方程或是圆的一般方程，都有三个待定系数，因此求圆的方程，应有三个条件来求。一般地，已知圆心或半径的条件，选用标准式，否则选用一般式。 例2、(优化设计P112例1)设为两定点，动点P到A点的距离与到B点的距离的比为定值，求P点的轨迹。 解：设动点P的坐标为（x，y）. 由. 化简得 当，整理得. 当a=1时，化简得x=0. 所以当时，P点的轨迹是以为圆心，为半径的圆； 当a=1时，P点的轨迹为y轴。 【评述】上述解法是直接由题中条件，建立方程关系,，然后化简方程，这种求曲线方程的方法称为直接法。 例3、(优化设计P112例2)一圆与y轴相切，圆心在直线上，且直线截圆所得的弦长为，求此圆的方程。 解：因圆与y轴相切，且圆心在直线上，故设圆方程为，由于直线截圆所得的弦长为，则有 解得，故所求圆方程为 或 【评述】求圆的弦长方法 （1）几何法：用弦心距，半径及半弦构成直角三角形的三边 （2）代数法：用弦长公式 BOMACxy例4、已知⊙O的半径为3，直线与⊙O相切，一动圆与相切，并与⊙O相交的公共弦恰为 B O M A C x y 解：取过O点且与平行的直线为x轴，过O点且垂直于 的直线为y轴，建立直角坐标系。 ⊙O与⊙M的公共弦为 AB，⊙M与切于点C，则 ⊙O的直径，MO垂直 平分AB于O。 由勾股定理得 即： 这就是动圆圆心的轨迹方程 【点评】建立适当的坐标系能使求轨迹方程的过程较简单、所求方程的形式较“整齐” 备用题： 例5、设定点M(-3，4)，动点N在圆x2+y2=4上运动，以OM、ON为两边作平行四边形MONP，求点P的轨迹。 解：本题关键是找出动点P与定点M及已知动点N之间的联系，用平行四边形对角线互相平分这一定理即可。 设P