圆的方程及其应用
圆的参数方程及应用
圆的参数方程及应用一、教学目标：分析圆的几何性质，选择适当的参数写出它的参数方程。
利用圆的几何性质求最值（数形结合）二、教学重点：能选取适当的参数，求圆的参数方程教学难点：选择圆的参数方程求最值问题.三、教学方法：启发、诱导发现教学.四、教学过程：一、圆的参数方程探求如图：设圆的半径是，点从初始位置（时的位置）出发，按逆时针方向在圆上作匀速圆周运动，点绕点转动的角速度为，以圆心为原点，所在的直线为轴，建立直角坐标系。
显然，点的位置由时刻惟一确定，因此可以取为参数。
如果在时刻，点转过的角度是，坐标是，那么。
设，那么由三角函数定义，有即这就是圆心在原点，半径为的圆的参数方程，其中参数有明确的物理意义（质点作匀速圆周运动的时刻）。
考虑到，也可以取为参数，于是有说明：（1）参数θ的几何意义是OM与x轴正方向的夹角。
（2）随着选取的参数不同，参数方程形式也有不同，但表示的曲线是相同的。
（3）在建立曲线的参数方程时，要注明参数及参数的取值范围。
例2．圆的半径为2，是圆上的动点，是轴上的定点，是的中点，当点绕作匀速圆周运动时，求点的轨迹的参数方程.（教材P）24例3、已知，则的最大值是6。
二．课堂练习1．下列参数方程中，表示圆心在，半径为1的圆的参数方程为（）A、 B、 C、 D、2、方程(t为参数)所表示的一族圆的圆心轨迹是（D）A．一个定点 B．一个椭圆 C．一条抛物线 D．一条直线3．曲线的一个参数方程为三、教学小结：1、本课我们分析圆的几何性质，选择适当的参数求出圆的参数方程。
2、参数取的不同，可以得到圆的不同形式的参数方程。
从中体会参数的意义。
3、利用参数方程求最值。
四、作业：课本第26页第3题1、已知点P（x，y）是圆上动点，求（1）的最值，（2）x+y的最值，（3）P到直线x+y- 1=0的距离d的最值。
解：圆即，用参数方程表示为由于点P在圆上，所以可设P（3+cosθ，2+sinθ），(1)(其中tan =)∴的最大值为14+2 ，最小值为14- 2。
圆的参数方程及其应用
在计算机图形学中的应用
渲染效果
圆的参数方程在计算机图形学中 常用于制作各种渲染效果，如光 照、阴影、反射等。通过参数的 调整，可以创建出逼真的视觉效
果。
动画制作
在动画制作中，圆的参数方程可 以用来描述物体的运动轨迹，例 如旋转、缩放等。通过参数的变 化，可以轻松地实现各种动态效
果。
游戏开发
在游戏开发中，圆的参数方程常 用于物理引擎和碰撞检测。例如， 物体在碰撞时会产生圆形冲击波， 通过参数方程可以精确地描述这
同样地，也可以将参数方程转换为直角坐标方程。通过消去参数$theta$，可以得到 $x^2 + y^2 = r^2$。
参数方程的几何意义
参数方程中，$r$表示圆上点到圆心的 距离，即半径。$theta$表示圆心角， 即从圆心出发沿逆时针方向旋转的角 度。
通过参数方程，可以方便地描述圆上 任意一点的坐标和位置关系。例如， 当$theta = frac{pi}{2}$时，点位于 圆的最高点；当$theta = pi$时，点 位于圆的最低点。
05
结论
参数方程在圆的应用中的重要性
参数方程在描述圆的位置和形状时具有直观性和简洁性，能够清晰地表达圆的参数关系，方便数学和 物理问题的解决。
参数方程在解决与圆相关的实际问题时具有广泛的应用，例如在几何学、物理学、工程学等领域中， 参数方程可以帮助我们更好地理解和分析问题。
对未来研究的展望
随着数学和物理学的发展，参数方程 在圆的应用中将会得到更深入的研究 和应用，例如在解决更复杂的几何和 物理问题时，参数方程可能会发挥更 大的作用。
种效果。
在机器人路径规划中的应用
1 2 3
导航系统
机器人在移动时需要精确地计算路径，圆的参数 方程可以用来描述机器人周围的环境，帮助机器 人规划出最优路径。
圆系方程及其应用2012.10.11
圆系方程及其应用一．常见的圆系方程有如下几种：1．以(,)a b 为圆心的同心圆系方程：222()()(0)x a y b λλ-+-=>与圆22+0x y Dx Ey F +++=同心的圆系方程为：22+0x y Dx Ey λ+++=2．过直线:0l ax by c ++=与圆22:+0C x y Dx Ey F +++=交点的圆系方程为：22++0x y Dx Ey F ax by c R λλ+++++=∈（）（）（1）当直线l 与圆C 交于,A B 两点时，圆系中的所有圆是以AB 为公共弦的一系列相交圆，其圆心在公共弦AB 的垂直平分线上；（2）当直线l 与圆C 切于点A 时，这时圆系的圆心(,)22D aE b M λλ++--， (,)(,)(,)(,)2222222D aE b D E a b CM OM OC a b λλλλλ++=-=-----=--=- 而直线l 的法向量(,)n a b =，∴=2CM n λ-，∴n ∥CM 因此，CM l ⊥，且直线l 为圆C 的过点A 的切线．又∵CA l ⊥（过切点的半径与切线垂直），∴CA 与CM 重合．由此可知，圆系中的所有圆（除圆C 外）与圆C 内切或外切于点A ，直线l 是它们的公切线， 圆心都在直线CA 上．3．过两圆221111:+0C x y D x E y F +++=与222222:+0C x y D x E y F +++=交点的圆系方程为：()()2222111222++01x y D x E y F x y D x E y F λλ+++++++=≠-．可知，圆心1212(,)2(1)2(1)D DE E M λλλλ++--++, 121211212111()()(,)(,)(,)2(1)2(1)222(1)2(1)D DE E D E D D E E C M OM OC λλλλλλλλ++--=-=-----=--++++ 22112112[(,)(,)]()1222211D E D E OC OC C C λλλλλλ=-----=-=+++ 因此，点12,,M C C 共线，即圆系的所有圆的圆心M 都在已知两圆的连心线12C C 上．（1）当圆1C 与圆2C 相交于,A B 两点时，则12AB C C ⊥（即连心线与公共弦垂直），且弦AB 为所有圆的公共弦；（2）当圆1C 与圆2C 内切或外切于A 点时，则M 在过切点A 的连心线12C C 上，圆系的所有圆都与已知的圆1C 及圆2C 在点A 处内切或外切．注意：（1）此圆系不含圆222222:+0C x y D x E y F +++=；（2）为了避免利用上述圆系方程时讨论圆2C ，可等价转化为过圆1C 和两圆公共弦所在直线交点的圆系方程:22111121212[()()()]0x y D x E y F D D x E E y F F λ+++++-+-+-=（3）特别地，当1λ=-时，上述方程()121212()()()0*D D x E E y F F -+-+-=称为根轴方程． 根轴的特点：位于已知两圆外的根轴上的任意一点向圆系的所有圆所作的切线的长都相等．①当两已知圆1C 与圆2C 于,A B 两点时，方程(*)表示公共弦AB 所在直线的方程；②当圆1C 与圆2C 内切或外切于A 点时，方程(*)表示过（内或外）公切点A 的公切线方程．这时，除点A 外，公切线上的所有点均具有根轴的性质．二．圆系方程在解题中的应用例1．求经过两圆22320x y x y ++--=和2233210x y x y ++++=交点和坐标原点的圆的方程．解：设所求圆的方程为：()22223233210x y x y x y x y λ++--+++++= ∵点()0,0在所求的圆上，将0x y ==代入，得20λ-+=，解得2λ=故所求的圆的方程为： 0)1233(2)23(2222=+++++--++y x y x y x y x即 2277y x +＋7x ＋y ＝０。
圆的标准方程式
圆的标准方程式圆是平面几何中的重要图形之一，其标准方程式是描述圆的一种数学表达方式。
通过圆的标准方程式，我们可以清晰地了解圆的性质和特点，进而在数学问题中灵活运用。
本文将详细介绍圆的标准方程式及其相关知识点。
首先，我们来看圆的定义，圆是平面上到定点距离等于定长的所有点的集合。
在平面直角坐标系中，圆可以由一个定点为圆心、一个正数为半径来描述。
根据这一定义，我们可以得出圆的标准方程式。
圆的标准方程式为，(x a)² + (y b)² = r²，其中(a, b)为圆心坐标，r为半径。
这个方程式的推导可以通过圆的定义和距离公式得出，具体推导过程略。
通过圆的标准方程式，我们可以得出一些重要结论：1. 圆的半径为正数，表示圆的大小；2. 圆心坐标(a, b)表示圆的位置；3. 圆心到圆上任意一点的距离都等于半径r。
在实际问题中，我们可以利用圆的标准方程式来解决一些几何和代数问题。
例如，给定圆心和半径，我们可以方便地求出圆上任意一点的坐标；或者给定圆上的某点，可以判断该点是否在圆内或者在圆上。
除了标准方程式外，圆还有其他几种常见的方程式，如一般方程式和参数方程式。
这些方程式在不同的问题中有着各自的优势和适用范围，需要根据具体情况进行选择和运用。
总之，圆的标准方程式是描述圆的重要数学工具，通过它我们可以清晰地了解圆的性质和特点，解决各种数学问题。
在学习和应用过程中，我们需要深入理解圆的定义和相关知识，灵活运用圆的标准方程式，不断提高数学素养和解决问题的能力。
希望本文对圆的标准方程式有所帮助，让我们共同努力，探索数学的奥秘，提高数学应用能力。
圆的通用方程
圆的通用方程圆的通用方程圆是平面几何中的一种基本图形，它具有许多重要的性质和应用。
在数学中，圆可以用不同的方式来表示和描述，其中最常用的是通用方程。
一、圆的定义圆是一个平面上所有到定点距离相等的点构成的集合。
这个定点称为圆心，到定点距离称为半径。
半径相等的圆互相重合。
二、圆的标准方程在直角坐标系中，如果一个圆心坐标为(h,k)，半径为r，则这个圆可以表示为：(x-h)² + (y-k)² = r²这就是标准方程。
其中，(x,y)表示平面上任意一点的坐标。
三、通过图像理解通用方程通用方程也可以通过图像来理解。
假设有一个以原点为中心，半径为r 的圆，则它可以表示为：x² + y² = r²这个公式描述了所有到原点距离等于r的点构成的集合。
如果将原点移到(h,k)，则公式变成：(x-h)² + (y-k)² = r²这个公式描述了所有到(h,k)距离等于r的点构成的集合。
四、如何从通用方程求出其他参数？从通用方程可以求出圆的半径、圆心坐标和直径等参数。
具体方法如下：1. 半径：将通用方程中的r²提取出来，即可得到半径的值。
2. 圆心坐标：将通用方程展开，化简后得到形如x² + y² + Dx + Ey +F = 0的一般式方程。
然后，通过配方法，将它转化为(x - h)² + (y -k)² = r²的形式，即可得到圆心坐标(h,k)。
3. 直径：直径是圆上两点之间的最长距离。
因此，可以在通用方程中找到两个点，并计算它们之间的距离。
这个距离就是直径。
五、例题解析例题1：已知圆心坐标为(2,-3)，半径为5，求该圆的通用方程。
解：根据公式(x-h)² + (y-k)² = r²，代入已知数据可得：(x-2)²+ (y+3)² = 25这就是该圆的通用方程。
圆的参数方程及其应用
(2) x+y= 3+cosθ+ 2+sinθ=5+
si2n（ θ +
）
4
∴ x+y的最大值为5+ 2 ，最小值为5 - 2 。
(3)
3 cos 2 sin 1 4
d
2 sin( )
4
2
2
显然当sin（ θ+ 4）=第27页/1共时32页，d 取最大值，最
小值，分别为 1 2 2 ， 2 2 1 。
,
0);
2、方程{ x sin (为参数)表示的曲线上
y cos2
的一个点的坐标是 ( C )
A、(2,7)B、(1 , 1)，C、(1 , 1), D(1,0)
32
2 2 第3页/共32页
1、圆心在原点的圆的参数方程： x 2 + y 2 = r2 y
o
rx
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1、圆心在原点的圆的参数方程： x 2 + y 2 = r2 y
1、圆心在原点的圆的参数方程： x 2 + y 2 = r2 y
o
rx
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1、圆心在原点的圆的参数方程： x 2 + y 2 = r2 y
o
rx
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1、圆心在原点的圆的参数方程： x 2 + y 2 = r2 y
o
rx
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1、圆心在原点的圆的参数方程： x 2 + y 2 = r2 y
已知曲线C的参数方程是
x 3t
y
2t
2
1
(1)判断点（0，1）,(5,4)是否在Ｃ上.
(2)已知点（６，a）在曲线Ｃ上，求a.
相切的圆的方程
相切的圆的方程一、引言相切的圆是指两个圆的外切或内切于同一点的情况。
在数学中，我们可以通过方程来描述相切的圆。
本文将介绍相切的圆的方程，并探讨这些方程的特点和应用。
二、外切的圆的方程当两个圆外切于同一点时，我们可以通过求解两个圆的半径和圆心之间的关系来得到相切的圆的方程。
设有两个圆的方程分别为：圆1：(x - a₁)² + (y - b₁)² = r₁²圆2：(x - a₂)² + (y - b₂)² = r₂²其中，(a₁, b₁)和(a₂, b₂)分别为两个圆的圆心坐标，r₁和r₂分别为两个圆的半径。
根据两个圆外切的条件，我们可以得到以下关系：(a₁ - a₂)² + (b₁ - b₂)² = (r₁ + r₂)²这个方程描述了两个圆外切于同一点的情况。
三、内切的圆的方程当两个圆内切于同一点时，我们同样可以通过求解两个圆的半径和圆心之间的关系来得到相切的圆的方程。
设有两个圆的方程分别为：圆1：(x - a₁)² + (y - b₁)² = r₁²圆2：(x - a₂)² + (y - b₂)² = r₂²根据两个圆内切的条件，我们可以得到以下关系：(a₁ - a₂)² + (b₁ - b₂)² = (r₁ - r₂)²这个方程描述了两个圆内切于同一点的情况。
四、相切圆的性质和应用1. 切点坐标：两个相切圆的切点坐标可以通过求解方程组来得到。
将圆的方程代入进行求解，可以得到切点的坐标。
2. 切线方程：两个相切圆的切线方程可以通过切点坐标来确定。
从切点出发，分别过两个圆心的直线即为切线。
3. 切线长度：两个相切圆的切线长度可以通过半径和切点坐标来计算。
利用勾股定理，可以得到切线长度的表达式。
4. 相切圆的包络线：当一个圆沿着一条直线移动时，与该直线相切的圆的轨迹称为包络线。
解析几何专题2圆的方程及应用
《高中数学专题题型分类大全》解析专题二圆的方程及应用『知识与方法梳理』？（一）圆的方程的两种形式方程形式方程相关参数意义标准式(x - a)1 2+ (y - b)2= r2圆心（a,b）,半径：r一般式2 2x + y2+ Dx + Ey + F = 0 (D2+ E2-4F > 0 )圆心(--D，- E )，半径：r= 2/ D2+ E2- 4F(二)点与圆的位置关系的判定点P(x°, y o). 圆M 方程 (1) (x -a)2 + (y -b)2 = r2;(2) x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0.(1) (X0 -a)2+ (y0 -b)2= r2;2 2(2) X0 + y0 + Dx。
+ Ey0 + F = 0.1.点p在圆上.(1) (X0 -a)2+ (y0 -b)2< r2;2 2(2) X。
+ y°+ Dx 0 + Ey 0 + F < 0.2.点P在圆内.(1)(X。
-a)2+ (y°-b)2> r2;2 2⑵ X0 + y°+ Dx0 + Ey°+ F > 03.点P在圆夕卜.圆方程点p（x0, y0）到圆上的切线长1. x2+y2=r2|PT| ^X02+ y02- r22 2 22. (x-a) 2+(y 七)2=r2|PT| 珂(x°- a)2+( y°- b)2- r22 23. x2+y2+Dx+Ey+F=0|PT| 珂X02+ y02+ Dx0 + Ey°+F圆方程切线方程1. x2+y2=r22X0X + y°y = r2 2 22. (x-a)2+(y-b)2=r22(X0 - a)(x - a) + (y0 - b)(y - b) = r2 23. x2+y2+Dx+Ey+F=0X0X + y°y + D号+ 誓+F = 01. 直线I:Ax+By+C=0,圆C: x2+y2+Dx+Ey+F=0 当直线l与圆C相交时，过两交点的圆的方程可设成（三）直线与圆的关系方法已知细d直M圆旳X FD 4 < +2 -2一二A卜+2X线：—直M圆2 22 C1: x +y +D1x+E1y+F1=0C2： x2+y2+D2X+E2y+F2=0(1 )当5与C2相交时，两圆公共弦所在直线方程为（D1 - D2）X + （E1 - E2）y + （F1 - F2） = 0（2）当C1与C2相交时，过两圆交点的圆的方程可设为_x2+y2+D1x+E1y+F1 + X (xhy2+D2x+E2y+F2) = 0_ 或—'"_ _x2+y2+D j x+E 1y+Fj_+ X [(D- D2)x+(E^ - E2)y+(F 1 - F2)] = 0相关运算离距N= ( d心凰=0那+F判M+CDX脚立BV2+尹耽用2x，Ax元{艄《必修2》解析专题、圆的方程及应用圆|G半径D,圆C2半径r2.圆C1与圆C?位置关系.（1）皿施心内含(2)也-呵=15。
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例1、已知点M与两个定点O（0，0）、A（3，0） 1 的距离比是 ， 2 （1）求M的轨迹方程；
延伸：已知点M与两个定点O（0，0）、A（3，0） 的距离比是（ 0)，求M的轨迹方程
（2）平面上有两个点B（-1，0）、C（1，0）， 在M的轨迹上取一点P， 求使得 BP CP 取得最小值时点P的坐标。
Hale Waihona Puke 2 2练习：（1）等腰三角形的顶点A的坐标是（4，2）， 底边一个端点B的坐标是（3，5），求另一个端点C 的轨迹方程，并说明它是什么图形。
（2）已知AB是 o的直径， AB 2a，点M 为 圆上的一动点，做MN AB，垂足为N，在OM 上取点P，使得 OP MN ，求点P的轨迹。
（3） 圆x y 4 x 2 y c 0与y轴交于A、B两点，
2 2
圆心为P，若APB=90，求c的值。
（4）已知x y 4 x 2 y 4 0, 则x y 的最大值_______,
2 2 2 2
最小值________.
作业
• 书Ｐ１３５ Ｂ组Ｔ２ • 作业本Ｂ本Ｐ６９