高中三年级总复习直线与圆的方程知识点总结及典型例题
直线与圆知识点及经典例题(含答案)

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说明:1、若圆心在坐标原点上,这时,则圆的方程就是。
2、圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径;圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了圆,所以,只要三个量确定了且>0,圆的方程就给定了。
就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件确定,可以根据条件,利用待定系数法来解决。
(二)圆的一般方程将圆的标准方程,展开可得。
可见,任何一个圆的方程都可以写成 :问题:形如的方程的曲线是不是圆?将方程左边配方得:(1)当>0时,方程(1)与标准方程比较,方程表示以为圆心,以为半径的圆。
,(3)当<0时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形。
圆的一般方程的定义:当>0时,方程称为圆的一般方程.圆的一般方程的特点:(1)和的系数相同,不等于零;(2)没有xy这样的二次项。
(三)直线与圆的位置关系1、直线与圆位置关系的种类(1)相离---求距离; (2)相切---求切线;(3)相交---求焦点弦长。
2、直线与圆的位置关系判断方法:几何方法主要步骤:(1)把直线方程化为一般式,利用圆的方程求出圆心和半径(2)利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离(3)作判断: 当d>r时,直线与圆相离;当d=r时,直线与圆相切;当d<r时,直线与圆相交。
代数方法主要步骤:(1)把直线方程与圆的方程联立成方程组(2)利用消元法,得到关于另一个元的一元二次方程(3)求出其Δ的值,比较Δ与0的大小:(4)当Δ<0时,直线与圆相离;当Δ=0时,直线与圆相切;当Δ>0时,直线与圆相交。
直线与圆方程知识点总结+习题适合学后练习

___________________________________________________________________________________________ 1.若}43,1,0,2{-∈a ,方程0122222=-+++++a a ay ax y x 表示的圆的个数为_____________ 2.动点P 到点A(8,0)的距离是到点B(2,0)的距离的2倍,那么点的轨迹方程为___________ 3.已知圆的方程为08622=--+y x y x .1121,,,a a a Λ是该圆过点(3,5)的11条弦的长, 若数列1121,,,a a a Λ是等差数列,则 数列1121,,,a a a Λ的公差的最大值为 4.已知y x ,满足122=+y x ,则12--x y 的最小值为第二部分 直线与圆的位置关系一、知识点总结1.判断直线与圆的位置关系有两种方法:①几何法:通过圆心到直线的距离与半径的大小比较来判断,设圆心到直线的距离为d ,圆半径为r , 若直线与圆相离,则__________;若直线与圆相切,则__________;若直线与圆相交,则__________ ②代数法:通过直线与圆的方程联立的方程组的解的个数来判断,即通过判别式来判断, 若0>∆,则__________;若0=∆,则__________;若0<∆,__________ 2.两圆的的位置关系(1)设两圆半径分别为12,r r ,圆心距为d若两圆相外离,则__________,公切线条数为___;若两圆相外切,则__________,公切线条数为__ 若两圆相交,则__________,公切线条数为_____;若两圆内切,则__________,公切线条数为___ 若两圆内含,则__________,公切线条数为_____(2) 设两圆0:111221=++++F y E x D y x C ,0:222222=++++F y E x D y x C , 若两圆相交,则两圆的公共弦所在的直线方程是0)()()(212121=-+-+-F F y E E x D D 3. 相切问题的解法:①利用圆心到切线的距离等于半径列方程求解 ②利用圆心、切点连线的斜率与切线的斜率的乘积为-1③利用直线与圆的方程联立的方程组的解只有一个,即0=∆来求解。
第2章 直线和圆的方程基础知识点汇总

Ax0 By0 C A2 B2
.
(3)两平行线间的距离公式:
l1 : Ax By C1 0 与 l2 : Ax By C2 0 间的距离 d 为:Βιβλιοθήκη d C1 C2 . A2 B2
2.4 圆与方程
1.圆的方程:
⑴标准方程: x a2 y b2 r 2 (其中圆心为 (a, b) ,半径为 r .)
(一)对于直线 l1 : y k1x b1, l2 : y k2 x b2 有:
⑴ l1
// l2
bk11
k2 b2
;
⑵ l1 和 l2 相交 k1 k2 ;
⑶ l1
和 l2
重合
bk11
k2 b2
;
⑷ l1 l2 k1k2 1.
(二)对于直线 l : Ax By C 0 :
2.直线和圆相交弦长公式: l 2 r 2 d 2 ( d 表示圆心到直线的距离)
3.两圆位置关系: d O1O2
(1)外离: d R r ; (2)外切: d R r ; (3)相交: R r d R r ; (4)内切: d R r ( R r ); (5)内含: d R r ( R r .
斜率分别为 k1,k2 的两条不重合的直线l1, l2 ,有l1 / /l2 k1 k2 .
斜率分别为 k1,k2 的两条直线 l1, l2 ,有 l1 l2 k1k2 1 .
2.2 直线的方程
1.直线方程:
⑴点斜式: y y0 kx x0 (不能表示斜率不存在的直线)
⑵斜截式: y kx b(不能表示斜率不存在的直线,b 是直线与 y 轴的交点纵坐标(即 y
l1 l2 A1 A2 B1B2 0 .
2.3直线的交点坐标与距离公式
高中数学直线和圆知识点复习总结(word文档物超所值)

(3)两点式: y y1 x x1 y2 y1 x 2 x1
(4)截距式: x y 1 ab
(5)一般式: Ax By C 0
3.距离公式
(1)点 P1(x1, y1) , P2 (x2 , y2 ) 之间的距离: P1P2 (x2 x1)2 ( y2 y1)2
(2)点
P(x0 ,
rd
d=r
rd
四、圆与圆的位置关系
外离(图 1) 无交点 d R r ;外切(图 2) 有一个交点 d R r ; 相交(图 3) 有两个交点 R r d R r ;内切(图 4) 有一个交点 d R r ; 内含(图 5) 无交点 d R r ;
d
R
r
周1
平行: k1 k2 b1 b2
垂直: k1 k2 1
(2)一般式: Ax By C 0 形式
重合: A1B2 A2B1 且 A1C2 A2C1 且 B1C2 C1B2 平行: A1B2 A2B1 且 A1C2 A2C1 且 B1C2 C1B2
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高中数学直线和圆知识点复习总结
即:∵ PA 、 PB 是的两条切线 B
∴ PA PB PO 平分 BPA
十一、圆幂定理
O P
A
D
B
O
P
C
A
C
(1)相交弦定理:圆内两弦相交,交点分得的两条线段的乘积相等。
即:在⊙ O 中,∵弦 AB 、 CD 相交于点 P , ∴ PA PB PC PD
B
OE A
D
(2)推论:如果弦与直径垂直相交,那么弦的一半是它分直径所成的两条线段的比例中项。
即:在⊙ O 中,∵直径 AB CD ,∴ CE2 AE BE
(完整版)高中数学直线与圆的方程知识点总结,推荐文档

高中数学之直线与圆的方程一、概念理解:1、倾斜角:①找α:直线向上方向、x 轴正方向; ②平行:α=0°;③范围:0°≤α<180° 。
2、斜率:①找k :k=tanα (α≠90°); ②垂直:斜率k 不存在; ③范围: 斜率 k ∈ R 。
3、斜率与坐标:12122121tan x x y y x x y y k --=--==α ①构造直角三角形(数形结合); ②斜率k 值于两点先后顺序无关; ③注意下标的位置对应。
4、直线与直线的位置关系:222111:,:b x k y l b x k y l +=+= ①相交:斜率(前提是斜率都存在)21k k ≠ 特例----垂直时:<1> ;0211=⊥k k x l 不存在,则轴,即 <2> 斜率都存在时: 。
121-=∙k k ②平行:<1> 斜率都存在时:;2121,b b k k ≠= <2> 斜率都不存在时:两直线都与x 轴垂直。
③重合: 斜率都存在时:;2121,b b k k ==二、方程与公式:1、直线的五个方程:①点斜式: 将已知点直接带入即可;)(00x x k y y -=-k y x 与斜率),(00 ②斜截式: 将已知截距直接带入即可;b kx y +=k b 与斜率),0( ③两点式: 将已知两点直),(2121121121y y x x x x x x y y y y ≠≠--=--其中),(),,(2211y x y x 接带入即可;④截距式:将已知截距坐标直接带入即可;1=+bya x ),0(),0,(b a ⑤一般式: ,其中A 、B 不同时为00=++C By Ax 用得比较多的是点斜式、斜截式与一般式。
2、求两条直线的交点坐标:直接将两直线方程联立,解方程组即可3、距离公式:①两点间距离:22122121)()(y y x x P P -+-= ②点到直线距离:2200BA C By Ax d +++=③平行直线间距离:2221BA CC d +-=4、中点、三分点坐标公式:已知两点),(),,(2211y x B y x A ①AB 中点: ),(00y x )2,2(2121y y x x ++ ②AB 三分点: 靠近A 的三分点坐标),(),,(2211t s t s )32,32(2121y y x x ++ 靠近B 的三分点坐标)32,32(2121y y x x ++中点坐标公式,在求对称点、第四章圆与方程中,经常用到。
直线与圆的方程综合题、典型题[1]
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直线与圆的方程综合题、典型题、高考题1、已知m ∈R ,直线l :2(1)4mx m y m -+=和圆C :2284160x y x y +-++=.(1)求直线l 斜率的取值范围;(2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么? 解析:(1)直线l 的方程可化为22411m m y x m m =-++,直线l 的斜率21mk m =+,因为21(1)2m m +≤,所以2112m k m =+≤,当且仅当1m =时等号成立.所以,斜率k 的取值范围是1122⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,.(2)不能.由(1)知l 的方程为(4)y k x =-,其中12k ≤. 圆C 的圆心为(42)C -,,半径2r =.圆心C 到直线l的距离d =.由12k ≤,得1d >,即2r d >.从而,若l 与圆C 相交,则圆C 截直线l 所得的弦所对的圆心角小于23π.所以l 不能将圆C 分割成弧长的比值为12的两段弧. 2、已知圆C :044222=-+-+y x y x ,是否存在斜率为1的直线l ,使l 被圆C 截得的弦AB 为直径的圆过原点,若存在求出直线l 的方程,若不存在说明理由。
解析:圆C 化成标准方程为2223)2()1(=++-y x 假设存在以AB 为直径的圆M ,圆心M 的坐标为(a由于CM ⊥l ,∴k CM ⋅k l = -1 ∴k CM =112-=-+a b , 即a +b +1=0,得b = -a -1 ① 直线l 的方程为y -b =x -a , 即x -y +b -a =0CM=23+-a b∵以AB 为直径的圆M 过原点,∴OM MB MA ==2)3(92222+--=-=a b CMCB MB ,222b a OM += ∴2222)3(9b a a b +=+-- ②把①代入②得 0322=--a a ,∴123-==a a 或 当25,23-==b a 时此时直线l 的方程为x -y -4=0; 当0,1=-=b a 时此时直线l 的方程为x -y +1=0故这样的直线l 是存在的,方程为x -y -4=0 或x -y +1=0评析:此题用0OA OB =,联立方程组,根与系数关系代入得到关于b 的方程比较简单3、已知点A(-2,-1)和B(2,3),圆C :x 2+y 2= m 2,当圆C 与线段..AB 没有公共点时,求m 的取值范围.解:∵过点A 、B 的直线方程为在l :x -y +1 = 0, 作OP 垂直AB 于点P ,连结OB.由图象得:|m|<OP 或|m|>OB 时,线段AB 与圆x 2+y 2= m 2无交点.(I )当|m|<OP 时,由点到直线的距离公式得:22|m |2|1||m |<⇒<,即22m 22<<-. (II )当m >OB 时,||||m m 即 13m 13m >-<或. ∴当22m 22<<-和0m 13m 13m ≠>-<且与时,圆x 2+y 2= m 2与线段AB 无交点.4、.已知动圆Q 与x 轴相切,且过点()0,2A .⑴求动圆圆心Q 的轨迹M 方程;⑵设B 、C 为曲线M 上两点,()2,2P ,PB BC ⊥,求点C 横坐标的取值范围. 解: ⑴设(),P x y 为轨迹上任一点,则0y =≠ (4分)化简得:2114y x =+ 为求。
直线与圆知识点及经典例题(含答案)

圆的方程、直线和圆的位置关系【知识要点】一、 圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆 (一)圆的标准方程222()()x a y b r -+-= 这个方程叫做圆的标准方程。
说 明:1、若圆心在坐标原点上,这时0a b ==,则圆的方程就是222x y r +=。
2、圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径;圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了圆,所以,只要,,a b r 三个量确定了且r >0,圆的方程就给定了。
就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件确定,,a b r ,可以根据条件,利用待定系数法来解决。
(二)圆的一般方程将圆的标准方程222)()(r b y a x =-+-,展开可得02222222=-++--+r b a by ax y x 。
可见,任何一个圆的方程都可以写成 :220x y Dx Ey F ++++= 问题:形如220x y Dx Ey F ++++=的方程的曲线是不是圆? 将方程022=++++F Ey Dx y x 左边配方得:22224()()222D E D E Fx x +-+++=(1)当F E D 422-+>0时,方程(1)与标准方程比较,方程022=++++F Ey Dx y x 表示以(,)22D E--为圆 心,以2242D E F+-为半径的圆。
,(3)当F E D 422-+<0时,方程022=++++F Ey Dx y x 没有实数解,因而它不表示任何图形。
圆的一般方程的定义:当224D E F +->0时,方程220x y Dx Ey F ++++=称为圆的一般方程. 圆的一般方程的特点:(1)2x 和2y 的系数相同,不等于零; (2)没有xy 这样的二次项。
(三)直线与圆的位置关系 1、直线与圆位置关系的种类(1)相离---求距离; (2)相切---求切线; (3)相交---求焦点弦长。
2、直线与圆的位置关系判断方法: 几何方法主要步骤:(1)把直线方程化为一般式,利用圆的方程求出圆心和半径 (2)利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离(3)作判断: 当d>r 时,直线与圆相离;当d =r 时,直线与圆相切;当d<r 时,直线与圆相交。
高中数学直线和圆知识点总结+习题

直线和圆一.直线1.斜率与倾斜角:tan k θ=,[0,)θπ∈(1)[0,2πθ∈时,0k ≥;(2)2πθ=时,k 不存在;(3)(,)2πθπ∈时,0k <(4)当倾斜角从0︒增加到90︒时,斜率从0增加到+∞;当倾斜角从90︒增加到180︒时,斜率从-∞增加到02.直线方程(1)点斜式:)(00x x k y y -=-(2)斜截式:y kx b =+(3)两点式:121121x x x x y y y y --=--(4)截距式:1x y a b +=(5)一般式:0C =++By Ax 3.距离公式(1)点111(,)P x y ,222(,)P x y 之间的距离:12PP =(2)点00(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离:d =(3)平行线间的距离:10Ax By C ++=与20Ax By C ++=的距离:d =4.位置关系(1)截距式:y kx b =+形式重合:1212k k b b ==相交:12k k ≠平行:1212 k k b b =≠垂直:121k k ⋅=-(2)一般式:0Ax By C ++=形式重合:1221A B A B =且1221A C A C =且1212B C C B =平行:1221A B A B =且1221A C A C ≠且1212B C C B ≠垂直:12120A AB B +=相交:1221A B A B ≠5.直线系1112220A x B y C A x B y C λ++++=+()表示过两直线1111:0l A x B y C ++=和2222:0l A x B y C ++=交点的所有直线方程(不含2l )二.圆1.圆的方程(1)标准形式:222()()x a y b R -+-=(0R >)(2)一般式:220x y Dx Ey F ++++=(2240D E F +->)(3)参数方程:00cos sin x x r y y r θθ=+⎧⎨=+⎩(θ是参数)【注】题目中出现动点求量时,通常可采取参数方程转化为三角函数问题去解决.(4)以11(,)A x y ,22(,)B x y 为直径的圆的方程是:()()()()0A B A B x x x x y y y y --+--=2.位置关系(1)点00(,)P x y 和圆222()()x a y b R -+-=的位置关系:当22200()()x a y b R -+-<时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=内部当22200()()x a y b R -+-=时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=上当22200()()x a y b R -+->时,点00(,)P x y 在圆222()()x a y b R -+-=外(2)直线0Ax By C ++=和圆222()()x a y b R -+-=的位置关系:判断圆心(,)O a b 到直线0Ax By C ++=的距离d =R 的大小关系当d R <时,直线和圆相交(有两个交点);当d R =时,直线和圆相切(有且仅有一个交点);当d R <时,直线和圆相离(无交点);判断直线与圆的位置关系常见的方法(1)几何法:利用圆心到直线的距离d 和圆半径r 的大小关系.(2)代数法:联立直线与圆的方程消元后利用Δ判断.(3)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内可判断直线与圆相交.3.圆和圆的位置关系判断圆心距12d O O =与两圆半径之和12R R +,半径之差12R R -(12R R >)的大小关系当12d R R >+时,两圆相离,有4条公切线;当12d R R =+时,两圆外切,有3条公切线;当1212R R d R R -<<+时,两圆相交,有2条公切线;当12d R R =-时,两圆内切,有1条公切线;当120d R R ≤<-时,两圆内含,没有公切线;4.当两圆相交时,两圆相交直线方程等于两圆方程相减5.弦长公式:l =例题:例1若圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2没有公共点,则实数k 的取值范围是________.例2已知两圆C 1:x 2+y 2-2x +10y -24=0,C 2:x 2+y 2+2x +2y -8=0,则两圆公共弦所在的直线方程是____________.例3设直线x -my -1=0与圆(x -1)2+(y -2)2=4相交于A 、B 两点,且弦AB 的长为23,则实数m 的值是________.例4若a ,b ,c 是直角三角形ABC 三边的长(c 为斜边),则圆C :x 2+y 2=4被直线l :ax +by +c =0所截得的弦长为________.例5已知⊙M :x 2+(y -2)2=1,Q 是x 轴上的动点,QA ,QB 分别切⊙M 于A ,B 两点.(1)若|AB |=423,求|MQ |及直线MQ 的方程;(2)求证:直线AB 恒过定点.例6过点(-1,-2)的直线l 被圆x 2+y 2-2x -2y +1=0截得的弦长为2,则直线l 的斜率为________.例7圆x 2-2x +y 2-3=0的圆心到直线x +3y -3=0的距离为________.例8圆心在原点且与直线x +y -2=0相切的圆的方程为____________________.例9已知圆C 经过A (5,1),B (1,3)两点,圆心在x 轴上,则圆C 的方程为________________.例10(1)与曲线C :x 2+y 2+2x +2y =0相内切,同时又与直线l :y =2-x 相切的半径最小的圆的半径是________.(2)已知实数x ,y 满足(x -2)2+(y +1)2=1则2x -y 的最大值为________,最小值为________.例11已知x ,y 满足x 2+y 2=1,则y -2x -1的最小值为________.例12已知两点A (-2,0),B (0,2),点C 是圆x 2+y 2-2x =0上任意一点,则△ABC 面积的最小值是________.例13平面直角坐标系xoy 中,直线10x y -+=截以原点O (1)求圆O 的方程;(2)若直线l 与圆O 切于第一象限,且与坐标轴交于D ,E ,当DE 长最小时,求直线l 的方程;(3)设M ,P 是圆O 上任意两点,点M 关于x 轴的对称点为N ,若直线MP 、NP 分别交于x 轴于点(m ,0)和(n ,0),问mn 是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.例14圆x 2+y 2=8内一点P (-1,2),过点P 的直线l 的倾斜角为α,直线l 交圆于A 、B 两点.(1)当α=43π时,求AB 的长;(2)当弦AB 被点P 平分时,求直线l 的方程.例15已知半径为5的动圆C 的圆心在直线l :x -y +10=0上.(1)若动圆C 过点(-5,0),求圆C 的方程;(2)是否存在正实数r ,使得动圆C 中满足与圆O :x 2+y 2=r 2相外切的圆有且仅有一个,若存在,请求出来;若不存在,请说明理由.。
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直线与圆的方程一、直线的方程 1、倾斜角:α,围0≤α<πx l //轴或与x 轴重合时,α=00。
2、斜率: k=tan αα与κ的关系:α=0⇔κ=0已知L 上两点P 1(x 1,y 1) 0<α<02>⇔k πP 2(x 2,y 2) α=κπ⇔2不存在⇒k=1212x x y y --022<⇔<<κππ当1x =2x 时,α=900,κ不存在。
当0≥κ时,α=arctank ,κ<0时,α=π+arctank 3、截距(略)曲线过原点⇔横纵截距都为0。
几种特殊位置的直线 ①x 轴:y=0 ②y 轴:x=0③平行于x 轴:y=b④平行于y 轴:x=a ⑤过原点:y=kx两个重要结论:①平面任何一条直线的方程都是关于x 、y 的二元一次方程。
②任何一个关于x 、y 的二元一次方程都表示一条直线。
5、直线系:(1)共点直线系方程:p 0(x 0,y 0)为定值,k 为参数y-y 0=k (x-x 0) 特别:y=kx+b ,表示过(0、b )的直线系(不含y 轴) (2)平行直线系:①y=kx+b ,k 为定值,b 为参数。
②AX+BY+入=0表示与Ax+By+C=0 平行的直线系 ③BX-AY+入=0表示与AX+BY+C 垂直的直线系(3)过L 1,L 2交点的直线系A 1x+B 1y+C 1+入(A 2X+B 2Y+C 2)=0(不含L2) 6、三点共线的判定:①AC BC AB =+,②K AB =K BC ,③写出过其中两点的方程,再验证第三点在直线上。
二、两直线的位置关系(说明:当直线平行于坐标轴时,要单独考虑) 2、L 1 到L 2的角为0,则12121tan k k k k •+-=θ(121-≠k k )3、夹角:12121tan k k k k +-=θ4、点到直线距离:2200BA c By Ax d +++=(已知点(p 0(x 0,y 0),L :AX+BY+C=0)①两行平线间距离:L 1=AX+BY+C 1=0 L 2:AX+BY+C 2=0⇒2221B A c c d +-=②与AX+BY+C=0平行且距离为d 的直线方程为Ax+By+C±022=+B A d③与AX+BY+C 1=0和AX+BY+C 2=0平行且距离相等的直线方程是0221=+++C C BY AX 5、对称:(1)点关于点对称:p(x 1,y 1)关于M (x 0,y 0)的对称)2,2(1010Y Y X X P --'一般方法:如图:(思路1)设P 点关于L 的对称点为P 0(x 0,y 0) 则 Kpp 0﹡K L =-1P, P 0中点满足L 方程解出P 0(x 0,y 0)(思路2)写出过P ⊥L 的垂线方程,先求垂足,然后用中点坐标公式求出P 0(x 0,y 0)的坐标。
P yLP 0 x(3)直线关于点对称L :AX+BY+C=0关于点P (X 0、Y 0)的对称直线l ':A (2X 0-X )+B (2Y 0-Y )+C=0 (4)直线关于直线对称①几种特殊位置的对称:已知曲线f(x 、y)=0关于x 轴对称曲线是f(x 、-y)=0 关于y=x 对称曲线是f(y 、x)=0 关于y 轴对称曲线是f(-x 、y)=0 关于y= -x 对称曲线是f(-y 、-x)=0 关于原点对称曲线是f(-x 、-y)=0 关于x=a 对称曲线是f(2a-x 、y)=0关于y=b 对称曲线是f(x 、2b-y)=0一般位置的对称、结合平几知识找出相关特征,逐步求解。
三、简单的线性规划不等式表示的区域AX+BY+C=0约束条件、线性约束条件、目标函数、线性目标函数、线性规划,可行解,最优解。
要点:①作图必须准确(建议稍画大一点)。
②线性约束条件必须考虑完整。
③先找可行域再找最优解。
四、圆的方程1、圆的方程:①标准方程 ()22)(r b y a x =-+-,c (a 、b )为圆心,r 为半径。
②一般方程:022=++++F EY DX y x ,⎪⎭⎫⎝⎛--2,2E D C ,2422FE D r -+=当0422=-+F E D 时,表示一个点。
当0422<-+F E D 时,不表示任何图形。
③参数方程: θcos r a x +=θsin r b y +=θ为参数以A (X 1,Y 1),B (X 2,Y 2)为直径的两端点的圆的方程是 (X-X 1)(X-X 2)+(Y-Y 1)(Y-Y 2)=02、点与圆的位置关系:考察点到圆心距离d ,然后与r 比较大小。
3、直线和圆的位置关系:相交、相切、相离判定:①联立方程组,消去一个未知量,得到一个一元二次方程:△>0⇔相交、△=0⇔相切、△<0⇔相离②利用圆心c(a 、b)到直线AX+BY+C=0的距离d 来确定: d <r ⇔相交、d =r ⇔相切d >r ⇔相离(直线与圆相交,注意半径、弦心距、半弦长所组成的kt △) 4、圆的切线:(1)过圆上一点的切线方程与圆222r y x =+相切于点(x 1、y 1)的切线方程是211r y y x x =+ 与圆222)()(r b y a x =-+-相切于点(x 1、y 1)的切成方程 为:211))(())((r b y b y a x a x =--+--与圆022=++++F EY DX y x 相切于点(x 1、y 1)的切线是0)2()2(1111=++++++F y y E x x D y y x x (2)过圆外一点切线方程的求法:已知:p 0(x 0,y 0)是圆222)()(r b y a x =-+- 外一点 22121)()(r b y a x =-+-①设切点是p 1(x 1、y 1)解方程组221010))(())((r b y b y a x a x =--+--先求出p 1的坐标,再写切线的方程②设切线是)(00x x k y y -=-即000=+--y kx y kx 再由r k y kx b ka =++--120,求出k ,再写出方程。
(当k 值唯一时,应结合图形、考察是否有垂直于x 轴的切线)③已知斜率的切线方程:设b kx y +=(b 待定),利用圆心到L 距离为r ,确定b 。
5、圆与圆的位置关系由圆心距进行判断、相交、相离(外离、含)、相切(外切、切) 6、圆系①同心圆系:222)()(r b y a x =-+-,(a 、b 为常数,r 为参数) 或:022=++++F EY DX y x (D 、E 为常数,F 为参数) ②圆心在x 轴:222)(r y a x =+- ③圆心在y 轴:222)(r b y x =-+④过原点的圆系方程2222)()(b a b y a x +=-+- ⑤过两圆0:111221=++++F Y E X D y x C 和0:222222=++++F Y E X D y x C 的交点的圆系方程为0(2222211122=+++++++++F Y E X D y x F Y E X D y x 入(不含C 2),其中入为参数若C 1与C 2相交,则两方程相减所得一次方程就是公共弦所在直线方程。
类型一:圆的方程例1 求过两点)4,1(A 、)2,3(B 且圆心在直线0=y 上的圆的标准方程并判断点)4,2(P 与圆的关系.分析:欲求圆的标准方程,需求出圆心坐标的圆的半径的大小,而要判断点P 与圆的位置关系,只须看点P 与圆心的距离和圆的半径的大小关系,若距离大于半径,则点在圆外;若距离等于半径,则点在圆上;若距离小于半径,则点在圆.解法一:(待定系数法)设圆的标准方程为222)()(r b y a x =-+-. ∵圆心在0=y 上,故0=b . ∴圆的方程为222)(r y a x =+-. 又∵该圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点.∴⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-22224)3(16)1(ra r a 解之得:1-=a ,202=r .所以所求圆的方程为20)1(22=++y x .解法二:(直接求出圆心坐标和半径)因为圆过)4,1(A 、)2,3(B 两点,所以圆心C 必在线段AB 的垂直平分线l 上,又因为13124-=--=AB k ,故l 的斜率为1,又AB 的中点为)3,2(,故AB 的垂直平分线l 的方程为:23-=-x y 即01=+-y x .又知圆心在直线0=y 上,故圆心坐标为)0,1(-C ∴半径204)11(22=++==AC r .故所求圆的方程为20)1(22=++y x . 又点)4,2(P 到圆心)0,1(-C 的距离为r PC d >=++==254)12(22.∴点P 在圆外.说明:本题利用两种方法求解了圆的方程,都围绕着求圆的圆心和半径这两个关键的量,然后根据圆心与定点之间的距离和半径的大小关系来判定点与圆的位置关系,若将点换成直线又该如何来判定直线与圆的位置关系呢?例2 求半径为4,与圆042422=---+y x y x 相切,且和直线0=y 相切的圆的方程.分析:根据问题的特征,宜用圆的标准方程求解.解:则题意,设所求圆的方程为圆222)()(r b y a x C =-+-:. 圆C 与直线0=y 相切,且半径为4,则圆心C 的坐标为)4,(1a C 或)4,(2-a C . 又已知圆042422=---+y x y x 的圆心A 的坐标为)1,2(,半径为3. 若两圆相切,则734=+=CA 或134=-=CA .(1)当)4,(1a C 时,2227)14()2(=-+-a ,或2221)14()2(=-+-a (无解),故可得1022±=a .∴所求圆方程为2224)4()1022(=-+--y x ,或2224)4()1022(=-++-y x .(2)当)4,(2-a C 时,2227)14()2(=--+-a ,或2221)14()2(=--+-a (无解),故622±=a .∴所求圆的方程为2224)4()622(=++--y x ,或2224)4()622(=+++-y x .说明:对本题,易发生以下误解:由题意,所求圆与直线0=y 相切且半径为4,则圆心坐标为)4,(a C ,且方程形如2224)4()(=-+-y a x .又圆042422=---+y x y x ,即2223)1()2(=-+-y x ,其圆心为)1,2(A ,半径为3.若两圆相切,则34+=CA .故2227)14()2(=-+-a ,解之得1022±=a .所以欲求圆的方程为2224)4()1022(=-+--y x ,或2224)4()1022(=-++-y x .上述误解只考虑了圆心在直线0=y 上方的情形,而疏漏了圆心在直线0=y 下方的情形.另外,误解中没有考虑两圆切的情况.也是不全面的.例3 求经过点)5,0(A ,且与直线02=-y x 和02=+y x 都相切的圆的方程.分析:欲确定圆的方程.需确定圆心坐标与半径,由于所求圆过定点A ,故只需确定圆心坐标.又圆与两已知直线相切,故圆心必在它们的交角的平分线上.解:∵圆和直线02=-y x 与02=+y x 相切, ∴圆心C 在这两条直线的交角平分线上,又圆心到两直线02=-y x 和02=+y x 的距离相等.∴5252y x y x +=-.∴两直线交角的平分线方程是03=+y x 或03=-y x . 又∵圆过点)5,0(A ,∴圆心C 只能在直线03=-y x 上. 设圆心)3,(t t C∵C 到直线02=+y x 的距离等于AC ,∴22)53(532-+=+t t t t .化简整理得0562=+-t t . 解得:1=t 或5=t∴圆心是)3,1(,半径为5或圆心是)15,5(,半径为55.∴所求圆的方程为5)3()1(22=-+-y x 或125)15()5(22=-+-y x .说明:本题解决的关键是分析得到圆心在已知两直线的交角平分线上,从而确定圆心坐标得到圆的方程,这是过定点且与两已知直线相切的圆的方程的常规求法.例4、 设圆满足:(1)截y 轴所得弦长为2;(2)被x 轴分成两段弧,其弧长的比为1:3,在满足条件(1)(2)的所有圆中,求圆心到直线02=-y x l :的距离最小的圆的方程. 分析:要求圆的方程,只须利用条件求出圆心坐标和半径,便可求得圆的标准方程.满足两个条件的圆有无数个,其圆心的集合可看作动点的轨迹,若能求出这轨迹的方程,便可利用点到直线的距离公式,通过求最小值的方法找到符合题意的圆的圆心坐标,进而确定圆的半径,求出圆的方程.解法一:设圆心为),(b a P ,半径为r . 则P 到x 轴、y 轴的距离分别为b 和a .由题设知:圆截x 轴所得劣弧所对的圆心角为︒90,故圆截x 轴所得弦长为r 2. ∴222b r =又圆截y 轴所得弦长为2. ∴122+=a r .又∵),(b a P 到直线02=-y x 的距离为52b a d -=∴2225b a d -=ab b a 4422-+= )(242222b a b a +-+≥ 1222=-=a b当且仅当b a =时取“=”号,此时55min =d . 这时有⎩⎨⎧=-=1222a b b a∴⎩⎨⎧==11b a 或⎩⎨⎧-=-=11b a 又2222==b r故所求圆的方程为2)1()1(22=-+-y x 或2)1()1(22=+++y x 解法二:同解法一,得52b a d -=.∴d b a 52±=-.∴2225544d bd b a +±=. 将1222-=b a 代入上式得:01554222=++±d bd b .上述方程有实根,故0)15(82≥-=∆d ,∴55≥d . 将55=d 代入方程得1±=b . 又1222+=a b ∴1±=a . 由12=-b a 知a 、b 同号.故所求圆的方程为2)1()1(22=-+-y x 或2)1()1(22=+++y x . 说明:本题是求点到直线距离最小时的圆的方程,若变换为求面积最小呢?类型二:切线方程、切点弦方程、公共弦方程例5 已知圆422=+y x O :,求过点()42,P 与圆O 相切的切线. 解:∵点()42,P 不在圆O 上, ∴切线PT 的直线方程可设为()42+-=x k y 根据r d =∴21422=++-kk解得 43=k 所以 ()4243+-=x y 即 01043=+-y x因为过圆外一点作圆得切线应该有两条,可见另一条直线的斜率不存在.易求另一条切线为2=x .说明:上述解题过程容易漏解斜率不存在的情况,要注意补回漏掉的解.本题还有其他解法,例如把所设的切线方程代入圆方程,用判别式等于0解决(也要注意漏解).还可以运用200r y y x x =+,求出切点坐标0x 、0y 的值来解决,此时没有漏解.例 6 两圆0111221=++++F y E x D y x C :与0222222=++++F y E x D y x C :相交于A 、B 两点,求它们的公共弦AB 所在直线的方程.分析:首先求A 、B 两点的坐标,再用两点式求直线AB 的方程,但是求两圆交点坐标的过程太繁.为了避免求交点,可以采用“设而不求”的技巧.解:设两圆1C 、2C 的任一交点坐标为),(00y x ,则有:0101012020=++++F y E x D y x ① 0202022020=++++F y E x D y x ②①-②得:0)()(21021021=-+-+-F F y E E x D D .∵A 、B 的坐标满足方程0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D . ∴方程0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D 是过A 、B 两点的直线方程. 又过A 、B 两点的直线是唯一的.∴两圆1C 、2C 的公共弦AB 所在直线的方程为0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D .说明:上述解法中,巧妙地避开了求A 、B 两点的坐标,虽然设出了它们的坐标,但并没有去求它,而是利用曲线与方程的概念达到了目标.从解题的角度上说,这是一种“设而不求”的技巧,从知识容的角度上说,还体现了对曲线与方程的关系的深刻理解以及对直线方程是一次方程的本质认识.它的应用很广泛.例7、过圆122=+y x 外一点)3,2(M ,作这个圆的两条切线MA 、MB ,切点分别是A 、B ,求直线AB 的方程。