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411_圆的标准方程-数学必修2

解:设所求圆的方程为:(x a)2 (y b)2 r2
因为A(4,0),B (0,3),O(0,0)都在圆上,所以它们的坐标都
满足方程,于是
(4 a)2 (0 b)2 r2
(0
a)2
(3 b)2
r2
(0 a)2 (0 b)2 r2
a 2
b
3 2
r 2
25 4
所求圆的方程为 (x 2)2 ( y 3)2 25
x2 y2 r2
例1 写出圆心为A(2,-3),半径长等于5的圆的方程,并判 断点 M1(5, 7) , M2( 5, 1)是否在这个圆上.
解: 所求的圆的标准方程是 (x 2)2 ( y 3)2 25 把点 M1(5, 7) 的坐标代入方程 (x 2)2 ( y 3)2 25 左右两边相等,点的坐标适合方程 所以点 M1(5, 7) 在这个圆上.
的距离.
则 |MC|= r 圆上所有点的集合 P = { M | |MC| = r }
y M
r
C
O
x
由两点间的距离公式,点M适合的条件可表示为:
(x a)2 (y b)2 r
把上式两边平方得:
(x a)2 (y b)2 r2
注意:1.圆的标准方程 (x a)2 (y b)2 r2
2.若圆心为O(0,0),则圆的方程为:
24
例3.已知圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,-2),且圆心C 在直线l:x -y +1=0上,求圆心为C 的圆的标准方程.
y A(1,1)
O C
x B(2,-2)
l : x y 1 0
解:因为A(1, 1)和B(2,-2),所以线段AB的中点D的坐标
( 3 , 1), 22
直线AB的斜率:
(5 a)2 (1 b)2 r 2 (7 a)2 (3 b)2 r 2
(2 a)2 (8 b)2 r 2
a 2 b 3
r2 25
所求圆的方程为 (x 2)2 (y 3)2 25
练习:已知 AOB 的顶点坐标分别为 A(4,0), B(0,3),O(0,0) , 求 AOB 外接圆的方程
k AB
2 1 2 1
3
因此线段AB的垂直平分线
l ' 的方程是
y 1 1(x 3) 23 2
即 x 3y 3 0
y
A(1,1)
l
l : x y 1 0
O
x

C
B(2,-2)
解方程组
x 3y 3 0 x y 1 0

x 3,
y
2.
所以圆心C的坐标是 (3, 2)
圆心为C的圆的半径长 r | AC | (1 3)2 (1 2)2 5
练习2:指出下列方程表示的圆心坐标和半径: (1)x2+(y-2)2=9 (2)(x+1)2+(y+2)2=8 答案: (1)(0, 2),r 3
(2) (1, 2), r 2 2
练习3:写出下列各圆的方程: (1)圆心在点C(3, 4 ),半径是 5 (2)经过点P(5,1),圆心是点C(8,-3)
y M2
o
A
x
M3
练习1: 已知圆O的方程为 (x 1)2 (y 1)2 4, 判断下面的
点 A1,1, B0,1, C 0,3. 在圆内、圆上、还是圆外?
解:因为 (11)2 (11)2 4, 所以点 A 在圆上;
因为 (0 1)2 (11)2 1 4 所以点 B 在圆内;
因为 (0 1)2 (3 1)2 5 4 所以点 C 在圆外。
第四章 圆与方程
4.1 圆的方程
4.1.1 圆的标准方程
r

圆的定义: 平面内与定点距离等于定长的点的集合(轨迹)是圆.
定点就是圆心,定长就是半径.
1.思考 在平面直角坐标系中,如何确定一个圆呢?
分析: 显然,当圆心与半径大小确定后,圆就唯一确定了。 因此,确定一个圆的基本要素是圆心和半径。
如图,在直角坐标系中,圆心C的位置用坐标 (a,b) 表示,半径r的大小等于圆上任意点M(x, y)与圆心C (a,b)
答案: (1)(x 3)2 ( y 4)2 5 (2)(x 8)2 ( y 3)2 25
例2 ABC 的三个顶点的坐标分别为A(5,1), B(7,-3),C(2, -8),求它的外接圆的方程.
解:设所求圆的方程为: (x a)2 (y b)2 r2
因为A(5,1),B (7,-3),C(2,-8)都在圆上,所以它们 的坐标都满足方程,于是
所以,圆心为C的圆的标准方程是
(x 3)2 ( y 2)2 25
思考: 比较例2和例3,你能归纳求任意 ABC 外接圆的方程的 两种方法吗?
两种方法:待定系数法; 几何方法
求圆的方程
几何方法
待定系数法
求圆心坐标 (两条直线的交点) (常用弦的中垂线)
设方程为 (x a)2 ( y b)2 r2 (或x2 y2 Dx Ey F 0)
∵圆O和直线3x-4y-7=0相切, ∴半径r等于圆心O到这条直线的距离.则:
r | 31 4 3 7 | 16
32 (4)2
5
因此,所求的圆的方程是:(x 1)2 (y 3)2 256 25
❖1.以(3,-4)为圆心,且过点(0,0)的圆的方程
❖ 是 (x-3) 2+(y+4)2=25
求 半径 (圆心到圆上一点的距离)
列关于a,b,r(或D,E,F) 的方程组
写出圆的标准方程
解出a,b,r(或D,E,F), 写出标准方程(或一般方程)
练习:求以O(1,3)为圆心,并且和直线3x-4y-7=0相切的
圆的方程.
解:已知圆心O是(1,3),
设圆的方程为:(x-1)2+(y-3)2=r2
.
❖2.已知直线x-y+b=0与圆x 2+y2=8相切,则b= 4或-4 .
❖3.求以点A (1, 5)与B(3,-1)为直径两端点的圆的方程。
(x 2)2 ( y 2)2 10
1.圆心为C(a,b),半径为r 的圆的标准方程为
把点 M2( 5,1) 的坐标代入方程 (x 2)2 ( y 3)2 25 左右两边不相等,点的坐标不适合方程 所以点 M2( 5,1) 不在这个圆上.
y
O
x
M2
A
M1
点评: 点与圆的位置关系
如果设点M到圆心的距离为d,则可以看到:
点在圆上 d =r ; 点在圆外 d > r ;
点在圆内 d <r .
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