圆的方程练习题及答案

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圆的一般方程练习

圆的一般方程练习
为( C
• [解析] 化圆的标准方程为(x-1)2+(y- 2)2=5,则由圆心(1,2)到直线x-y+a=0距 离为,得=,∴a=2或0.
4.若点(2a,a-1)在圆x2+y2-2y -5a2=0的内部,则a的取值范围是
()
• A.(-∞,] B.(-,) • C.(-,+∞) D.(,+∞)
时有如下两种方法:①由圆的一般方程的定义判断D2+E2-4F是否为正.若 D2+E2-4F>0,则方程表示圆,否则不表示圆.②将方程配方变形成“标准” 形式后,根据圆的标准方程的特征,观察是否可以表示圆.
• (2)在书写本题结果时,易出现r=(m-2)的错误结果,导致这种错误的原因 是没有理解对一个数开偶次方根的结果为非负数.
2.两圆x2+y2-4x+6y=0和x2+y2 -6x=0的圆心连线方程为( )
• A.x+y+3=0 B.2x-y-5=0 • C.3x-y-9=0 D.4x-3y+7=0
[答案] C [解析] 两圆的圆心分别为(2,-3)、(3,0),直线方程为y=(x-3)即 3x-y-9=0,故选C.
3.若圆x2+y2-2x-4y=0的圆心到 直线x-y+a=0的距离为,则a的值
10.已知圆经过点(4,2)和(-2,-
6),该圆与两坐标轴的四个截距之
和为-2,求圆的方程.
• [解析] 设圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0.
• ∵圆经过点(4,2)和(-2,-6), • 代入圆的一般方程,得
• 设根程(-圆,yE2+)在得=Exx-y轴1++2上x,F2=的=即0截-D的距+D两.为E个-设x1根2、圆=,x在02得,.y轴y它1③+上们y的是2=截方-距程E为x.由2y+1已、D知xy+2,,F得它=-们0的D是+两方个 • 由①②③联立解得D=-2,E=4,F=-20. • ∴所求圆的方程为x2+y2-2x+4y-20=0.

圆的一般方程高一数学总结练习含答案解析

圆的一般方程高一数学总结练习含答案解析

2.2 圆的一般方程对于方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0,配方可化为① .1.当D 2+E 2-4F>0时,它表示以② 为圆心,③ 为半径的圆.2.当D 2+E 2-4F=0时,它表示一个点④ .3.当D 2+E 2-4F<0时,它不表示任何图形.4.我们把⑤ 称为圆的一般方程.圆的性质及其应用1.(2013江西南昌月考,★☆☆)若方程x 2+y 2+4kx-2y+5k=0表示圆,则k 的取值范围是( ) A.14<k<1 B .k<14或k>1 C.k=14或k=1 D .k∈R思路点拨 令D 2+E 2-4F>0即可解得.2.(2014江西,9,5分,★☆☆)在平面直角坐标系中,A,B 分别是x 轴和y 轴上的动点,若以AB 为直径的圆C 与直线2x+y-4=0相切,则圆C 面积的最小值为( ) A.45π B.34π C.(6-2√5)π D.54π思路点拨 求圆C 面积的最小值,只要求出半径的最小值即可.圆过原点,则半径r=|CO|,又圆心到直线2x+y-4=0的距离d=r,∴2r=|OC|+d.问题转化为圆心到直线的距离与到原点的距离和的最小值. 3.(2013福建福州调研,★★☆)动点A 在圆x 2+y 2=1上移动时,它与定点B(3,0)连线的中点的轨迹方程是( )A.(x+3)2+y 2=4B.(x-3)2+y 2=1C.(2x-3)2+4y 2=1D.(x +32)2+y 2=12思路点拨 设出中点的坐标,找出其满足的关系式即可.4.(2013四川宜宾一模,★☆☆)已知点M(1,0)是圆C:x 2+y 2-4x-2y=0内的一点,那么过点M 的最短弦所在直线的方程是 .思路点拨 弦与CM 垂直时,弦长最小.一、选择题1. 方程x 2+y 2+2x-4y-6=0表示的图形是( ) A.以(1,-2)为圆心,√11为半径的圆 B.以(1,2)为圆心,√11为半径的圆 C.以(-1,-2)为圆心,√11为半径的圆 D.以(-1,2)为圆心,√11为半径的圆2.如果x 2+y 2-2x+y+k=0是圆的方程,则实数k 的取值范围是( ) A.(-∞,5) B.(-∞,54) C.(-∞,32) D.(32,+∞)3.原点与圆:x 2+y 2-2ax-2y+(a-1)2=0(a>1)的位置关系是( ) A.在圆内 B.在圆上 C.在圆外 D.无法确定4.经过圆x 2+2x+y 2=0的圆心C,且与直线x+y=0垂直的直线方程是( ) A.x-y+1=0 B.x-y-1=0 C.x+y-1=0 D.x+y+1=05.如果圆x 2+y 2+Dx+Ey+F=0与x 轴相切于原点,那么D,E,F 满足( ) A.D≠0,E≠0,F=0 B.D≠0,E=0,F=0 C.D=0,E≠0,F=0D.D=0,E=0,F≠06.已知圆C:x 2+y 2+mx-4=0上存在两点关于直线x-y+3=0对称,则实数m 的值为( ) A.8 B.-4 C.6 D.无法确定7.若圆x 2+y 2-2x-4y=0的圆心到直线x-y+a=0的距离为√22,则a 的值为( )A.-2或2B.12或32 C.2或0D.-2或0二、填空题8.过圆x 2+y 2-6x+4y-3=0的圆心,且平行于直线x+2y+11=0的直线的方程是 . 9.已知点(a+1,a-1)在圆x 2+y 2-x+y-4=0的外部,则a 的取值范围是 . 10.若曲线x 2+y 2+a 2x+(1-a 2)y-4=0关于直线y-x=0的对称曲线仍是其本身,则实数a= . 11.圆x 2+y 2-4x-4y-10=0上的点到直线x+y-14=0的最大距离与最小距离的差是 .三、解答题12.已知圆C:x 2+y 2-4x-14y+45=0及点Q(-2,3). (1)P(a,a+1)在圆上,求线段PQ 的长及直线PQ 的斜率; (2)若M 为圆C 上任一点,求|MQ|的最大值和最小值.13.定长为4的线段AB 的两个端点A,B 分别在x 轴和y 轴上滑动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程.一、选择题1.(2015辽宁锦州统测,★☆☆)已知圆x 2+y 2-2ax-2y+(a-1)2=0(0<a<1),则原点O 在( ) A.圆内 B.圆外C.圆上D.圆上或圆外2.(2014贵州四校联考,★☆☆)圆x2+y2-2x-2y+1=0上的点到直线x-y=2的距离的最大值是( )A.2B.1+√2C.2+√22D.1+2√23.(2014福建福州期中,★☆☆)圆C1:x2+y2-4x+2y+4=0与圆C2:x2+y2+4x-10y+28=0关于直线l对称,则直线l的方程为( )A.2x-3y+6=0B.2x-3y-6=0C.3x+2y-4=0D.3x+2y+4=04.(2013河南商丘测试,★☆☆)已知圆的方程是x2+y2-4x+6y+9=0,下列直线中经过圆心的是( )A.3x+2y-1=0B.3x+2y=0C.3x-2y=0D.3x-2y+1=05.(2013河北唐山一模,★☆☆)已知两定点A(-2,0),B(1,0),如果动点P满足|PA|=2|PB|,那么点P的轨迹所包围的图形的面积等于( )A.πB.8πC.4πD.9π二、填空题6.(2015合肥金寨段考,★★★)经过A(4,2),B(-1,3)两点,且在两坐标轴上的四个截距之和为4的圆的一般方程为.三、解答题7.(2014湖北黄冈中学训练,★★☆)已知方程x2+y2+2x-6y+m=0.(1)若m∈R,试确定方程所表示的曲线;(2)若方程表示的是圆,且圆的圆心到直线2x-y-1=0的距离等于半径,求m的值.知识清单①(x+D2)2+(y+E2)2=14(D2+E2-4F) ②(-D2,-E2)③12√D2+E2-4F④(-D2,-E2)⑤x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)链接高考1.B 由题意知(4k)2+(-2)2-20k>0,所以4k2-5k+1>0,所以k>1或k<14.2.A 由题意得以AB为直径的圆C过原点O,圆心C为AB的中点,设D为切点,要使圆C的面积最小,只需圆的半径最短,也只需OC+CD最小,其最小值为OE(过原点O作直线2x+y-4=0的垂线,垂足为E)的长度.由点到直线的距离公式得OE=√5.∴圆C面积的最小值为π(√5)2=45π.故选A.3.C 设中点为M(x,y),则动点A(2x-3,2y),∵A在圆x2+y2=1上,∴(2x-3)2+(2y)2=1,即(2x-3)2+4y2=1,故选C.4.答案x+y-1=0解析过点M的最短弦与CM垂直,圆C:x2+y2-4x-2y=0的圆心为C(2,1),∵kCM =1-02-1=1,∴最短弦所在直线的方程为y-0=-1(x-1),即x+y-1=0.基础过关一、选择题1.D 原方程可化为(x+1)2+(y-2)2=11,所以表示以(-1,2)为圆心,√11为半径的圆.2.B 令D2+E2-4F=(-2)2+12-4k>0,得k<54.3.C 因为a>1,所以02+02-2a×0-2×0+(a-1)2>0,所以原点在圆外.4.A x2+2x+y2=0可化为(x+1)2+y2=1,∴圆心为C(-1,0).又所求直线与直线x+y=0垂直,∴所求直线的斜率为1,故所求直线的方程为y=x+1, 即x-y+1=0.5.C 配方得(x +D 2)2+(y +E 2)2=D 2+E 2-4F4.∵圆与x 轴相切于原点, ∴{-D2=0,|-E 2|=√D 2+E 2-4F2≠0,∴{D =0,E ≠0,F =0.6.C 圆上存在关于直线x-y+3=0对称的两点,则直线x-y+3=0过圆心(-m2,0),即-m2+3=0,∴m=6. 7.C 配方得(x-1)2+(y-2)2=5,圆心为(1,2),圆心到直线的距离d=√2=√22,所以a=2或0,故选C.二、填空题 8.答案 x+2y+1=0解析 由题意知圆心为(3,-2),设所求直线的方程为x+2y+m=0(m≠11),将圆心(3,-2)代入,得3-4+m=0,∴m=1,故所求直线的方程为x+2y+1=0. 9.答案 a>√2或a<-√2解析 ∵点(a+1,a-1)在圆x 2+y 2-x+y-4=0的外部,∴(a+1)2+(a-1)2-(a+1)+a-1-4>0, ∴a 2>2,即a>√2或a<-√2. 10.答案 ±√22解析 若曲线x 2+y 2+a 2x+(1-a 2)y-4=0关于直线y-x=0的对称曲线仍是其本身,则它是圆心在此直线上的圆,而圆心坐标是(-a 22,-1-a 22),则-a 22=-1-a 22,解得a=±√22.11.答案 6√2解析 x 2+y 2-4x-4y-10=0可化为(x-2)2+(y-2)2=(3√2)2,圆心到直线x+y-14=0的距离d=√12+12=5√2>r=3√2,∴圆上的点到直线的距离的最大值与最小值的差为2r=6√2. 三、解答题12.解析 (1)∵点P(a,a+1)在圆上,∴a 2+(a+1)2-4a-14(a+1)+45=0,∴a=4, ∴P(4,5),∴|PQ|=√(4+2)2+(5-3)2=2√10,k PQ =3-5-2-4=13.(2)∵圆心C 的坐标为(2,7),∴|QC|=√(2+2)2+(7-3)2=4√2,又圆的半径是2√2,∴点Q 在圆外,∴|MQ|max =4√2+2√2=6√2,|MQ|min =4√2-2√2=2√2.13.解析 解法一:设线段AB 的中点M 的坐标为(x,y),则A(2x,0),B(0,2y). 由|AB|=4,得√(2x )2+(-2y )2=4, 化简得x 2+y 2=4,所以线段AB 的中点M 的轨迹方程是x 2+y 2=4. 解法二:设M(x,y),A(x 0,0),B(0,y 0),则{x 0=2x ,y 0=2y .|AB|=√x 02+(-y 0)2=4,即(2x)2+(2y)2=16,化简得x 2+y 2=4,所以线段AB 的中点M 的轨迹方程是x 2+y 2=4.三年模拟一、选择题1.B 将O(0,0)代入x 2+y 2-2ax-2y+(a-1)2可得(a-1)2,因为0<a<1,所以(a-1)2>0,即原点O 在圆外.2.B 圆的方程可化为(x-1)2+(y-1)2=1. 圆心到直线x-y-2=0的距离为√2=√2>1,∴圆上的点到直线x-y=2的距离的最大值为1+√2. 3.A 圆C 1的方程可化为(x-2)2+(y+1)2=1, 圆C 2的方程可化为(x+2)2+(y-5)2=1,则C 1(2,-1),C 2(-2,5),所以线段C 1C 2的中点为(0,2),k C 1C 2=-32.由题意知直线l 是线段C 1C 2的中垂线,所以直线l 的方程为y-2=23x,即2x-3y+6=0. 4.B 根据题意知该圆的圆心坐标为(2,-3).各选项中只有3x+2y=0过点(2,-3),故选B.5.C 设P(x,y),由|PA|=2|PB|得√(x +2)2+y 2=2√(x -1)2+y 2,整理得x 2+y 2-4x=0,即(x-2)2+y 2=4,表示圆心为(2,0),半径为2的圆.圆的面积为π×22=4π.二、填空题6.答案 x 2+y 2-3x-5y+2=0解析 设所求圆的方程为x 2+y 2+Dx+Ey+F=0,在x 轴上的两个截距为x 1,x 2,在y 轴上的两个截距为y 1,y 2. 当x=0时,y 2+Ey+F=0,则y 1+y 2=-E2;当y=0时,x 2+Dx+F=0,则x 1+x 2=-D2. 则{16+4+4D +2E +F =0,1+9-D +3E +F =0,(-D2)+(-E2)=4,解得{D =-3,E =-5,F =2,∴圆的方程为x 2+y 2-3x-5y+2=0.三、解答题7.解析 (1)原方程可变形为 (x+1)2+(y-3)2=10-m.当m<10时,方程表示的曲线是以(-1,3)为圆心、√10-m 为半径的圆; 当m=10时,方程表示的图形是点(-1,3); 当m>10时,方程不表示任何曲线.(2)当m<10时,圆心(-1,3)到直线的距离等于圆的半径√10-m . 即√22+(-1)=√10-m ,∴m=145.。

人教A版高一圆的一般方程精选试卷练习(含答案)4

人教A版高一圆的一般方程精选试卷练习(含答案)4

第1页 共8页 ◎ 第2页 共8页人教A 版高一圆的一般方程精选试卷练习(含答案)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________评卷人得分一、单选题1.圆()2215x y ++=上的点到直线240x y -+=的最大距离为( )A .25B .52+C .52-D .352.已知两点(0,3)A -,(4,0)B ,若点P 是圆2220x y y +-=上的动点,则△ABP 面积的最小值是 A .112B .6C .8D .2123.点(3,4)M 到圆221x y +=上的点的距离的最小值是( ) A .1B .4C .5D .64.方程224250x y mx y m ++-+=表示圆的充要条件是( )A .114m <<B .114mm 或 C .14m <D .1m >5.已知点P (2,2),点M 是圆()2211:14O x y +-=上的动点,点N 是圆()222124O x y -+=:上的动点,则PN PM -的最大值是() A .51-B .52-C .25-D .35-6.圆22:630C x y x y ++-+=上有两点A ,B 关于直线40kx y -+=对称,则k =( )A .2B .32- C .32±D .不存在7.圆22(1)(2)1x y ++-=上的动点P 到直线3490x y --=的最短距离为( ) A .3B .4C .5D .68.著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,隔裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:()()22x a y b -+-可以转化为平面上点M (x ,y )与点N (a ,b )的距离.结合上述观点,可得()22420210f x x x x x =+++++的最小值为( )A .25B .52C .4D .89.如图所示,有一条长度为1的线段MN ,其端点M ,N 在边长为3的正方形ABCD 的四边上滑动,当点N 绕着正方形的四边滑动一周时,MN 的中点P 所形成轨迹的长度为()A .82π+B .8π+C .122π+D .12π+10.已知在圆M :x 2+y 2-4x +2y =0内,过点E(1,0)的最长弦和最短弦分别是AC 和BD ,则四边形ABCD 的面积为( )A .35B .65C .415D .215 11.已知圆关于对称,则的值为 A .B .1C .D .012.点P 为圆22:9C x y +=上的一个动点,点()1,1M 为线段PQ 的中点,则点Q 的轨迹方程为( ) A .221x y +=B .2225x y +=C .()()22229x y -+-=D .()()22221x y -+-=13.已知圆()22:216M x y +-=,过点()2,5P 作圆M 的最长弦AB 和最短弦CD ,则直线AB ,CD 的斜率之和为A .1-B .56-C .1D .5614.圆x 2+y 2-4x-4y-10=0上的点到直线x+y-14=0的最大距离与最小距离的差是( )第3页 共8页 ◎ 第4页 共8页A .36B .18C .D .15.圆224210x y x y +--+=的圆心在( ) A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限16.圆222210x y x y +--+=上的点到直线3480x y ++=的最大距离是( ) A .1B .2C .3D .417.若直线250x y a -+=平分圆224250x y x y +-+-=的周长,则a = A .9B .-9C .1D .-118.圆1C :22(1)(3)9x y -+-=和2C :22(2)1x y +-=,M ,N 分别是圆1C ,2C 上的点,P 是直线1y =-上的点,则PM PN +的最小值是( ) A .524?B 171C .622-D 1719.当点P 在圆221x y +=上变动时,它与定点()3,0Q 相连,线段PQ 的中点M 的轨迹方程是()A .22(3)1x y -+=B .22(23)41x y -+=C .22(3)4x y ++=D .22(23)44x y ++=20.一束光线从点()1,1A -出发,经x 轴反射到圆()()22:231C x y -+-=上的最短路程是 A .321B .6C .4D .521.圆22:20C x y x +-=的圆心坐标和半径分别是( ) A .(1,0),2 B .(1,0),1 C .(1,0)-,2D .(1,0)-,1评卷人 得分二、填空题22.边长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,点M 为上底面1111D C B A 的中心,N 为下底面ABCD 内一点,且直线MN 与底面ABCD 所成线面角的正切值为2,则点N 的轨迹围成的封闭图象的面积为_____.23.当直线():12I y k x =-+被圆()()22:215C x y -+-=截得的弦长最短时,k 的值为 .24.已知圆22:(2)4C x y -+=,点P 在圆C 上运动,则OP 的中点M 的轨迹方程_____.(O 为坐标原点)25.点A B 、分别为圆22:(3)1M x y +-=与圆22:(3)(8)4N x y -+-=上的动点,点C 在直线0x y +=上运动,则AC BC +的最小值为__________.26.已知a R ∈,方程222(2)4850a x a y x y a +++++=表示圆,则圆心坐标是_____,半径是______.27.圆221x y +=上的点到直线34250x y +-=的距离的最小值是 .28.已知圆C 过定点(7,2),且和圆22:(3)2C x y '+-=相切于点(1,2),则圆C 的一般方程是_____.29.已知圆C 关于y 轴对称,经过点()1,0A ,且被x 轴分成两段弧,弧长之比为1:2,则圆C 的方程为:____.30.一束光线从点A(-1,1)出发经x 轴反射到圆C:(x-2)2+(y-3)2=1上点的最短距离是 .31.已知平面向量a r ,m u r ,n r ,满足4a =r ,且221010m a m n a n ⎧-⋅+=⎨-⋅+=⎩v v v v v v ,则当m n -=u r r _____,则m v 与nv 的夹角最大.32.设圆221:(5)(2)4C x y -++=圆222:(7)(1)25C x y -++=.点,A B 分别是圆12,C C 上的动点,P 为直线y x =上的动点,则||||PA PB +的最小值为_________.33.公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯(Apollonius )在《平面轨迹》一书中,曾研究了众多的平面轨迹问题,其中有如下结果:平面内到两定点距离之比等于已知数的动点轨迹为直线或圆.后世把这种圆称之为阿波罗尼斯圆. 已知直角坐标系中(2,0),(2,0)A B -,则满足||2||PA PB =的点P 的轨迹的圆心为____________,面积为____________.34.已知圆C 1:22(2)(3)1x y -+-=,圆C 2:22(3)(4)9x y -+-=,M ,N 分别是圆C 1,C 2上的动点,P 为x 轴上的动点,则PM PN +的最小值_____.第5页 共8页 ◎ 第6页 共8页35.圆22:2220C x y x y +++-=,:20l x y -+=,求圆心到直线l 的距离________. 36.方程y =( ) A .一条射线B .一个圆C .两条射线D .半个圆37.圆22:(1)1C x y +-=上的点P 到直线:230l x y --=的距离的最小值是______.三、解答题38.求满足下列条件的圆C 的方程:(1)圆C 经过P (-2,4),Q (3,-1)两点,且在x 轴上截得的弦长等于6; (2)圆心在直线x -2y -3=0上,且过A (2,-3),B (-2,-5)两点.39.二次函数2(0)y x bx b =+≠图像与x 轴交于O ,A 两点,交直线:l y x =于O ,B 两点,经过三点O ,A ,B 作圆C .(1)求证:当b 变化时,圆C 的圆心在一条定直线上; (2)求证:圆C 经过除原点外的一个定点.40.如果实数x ,y 满足()()22336x y -+-=,求:(1)yx的最大值与最小值; (2)x y +的最大值与最小值;(3)22xy +的最大值和最小值.41.已知圆C :x 2+y 2+Dx +Ey +3=0,圆心在直线x +y -1=0上,且圆心在第二象限,,求圆的一般方程.42.已知点E 在椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>上,以E 为圆心的圆与x 轴相切于椭圆C 的右焦点2F ,与y 轴相交于A ,B 两点,且ABE ∆是边长为2的正三角形. (Ⅰ)求椭圆C 的方程; (Ⅱ)已知圆2218:5O x y +=,设圆O 上任意一点P 处的切线交椭圆C 于M 、N 两点,试判断以MN为直径的圆是否过定点?若过定点,求出该定点坐标,并直接写出||||PM PN ⋅的值;若不过定点,请说明理由.43.在直角坐标系xOy 中,直线4y x =-与30x y +-=相交于点A ,圆C 的圆心在直线30x y +-=上,且与直线4y x =-相切于点O . (Ⅰ)求圆C 的方程;(Ⅱ)求tan OAC ∠,并求点A 到圆C 的距离.(注:点P 到曲线C 的距离即点P 到曲线C 上各点距离的最小值)44.设定点()3,4M -,动点N 在圆224x y +=上运动,以OM ,ON 为两边作平行四边形MONP ,求点P 的轨迹.45.已知圆心为C 的圆过点),且与直线2y =相切于点()0,2。

圆的一般方程及标准方程的转换(含每步提示及答案——原创材料)

圆的一般方程及标准方程的转换(含每步提示及答案——原创材料)

圆的标准方程与一般方程的转换1. 已知方程x ²+y ²+Dx+Ey+F=0是圆的一般方程,则其标准方程为__________。

答案:(x+2D )²+(y+2E)²=2244D E F+-提示①:将原方程配方并整理x ²+Dx+(2D)²+y ²+Ex+(2E )²-(2D )²-(2E )²+F=0(x+2D )²+(y+2E )²-2244D E F +-=0 提示②:将常数项移至方程右边。

(x+2D )²+(y+2E )²=2244D E F+-2. 将圆的方程(x-a )²+(x-b )²=r ²化为一般方程的形式,结果为___________。

答案:x ²+y ²-2ax-2by+a ²+b ²-r ²=0 提示①:将原方程去掉括号并整理x ²+y ²-2ax-2by+a ²+b ²=r ²提示②:将方程右边化为0x ²+y ²-2ax-2by+a ²+b ²-r ²=03. 已知圆的一般方程为x ²+y ²+6x-8y=0,则其标准方程为___。

A 、(x-3)²+(y-4)²=25 B 、(x-3)²+(y-4)²=5 C 、(x+3)²+(y-4)²=25 D 、(x-3)²+(y-4)²=5 答案:C提示①:将原方程配方x ²+6x+3²+y ²-8y+4²-3²-4²=0(x+3)²+(y-4)²-25=0提示②:将常数项移至方程右边(x+3)²+(y-4)²=254.方程2(x+5)²+2y²=3表示一个圆,则这个圆的一般方程为___。

圆的一般方程及标准方程的 转换(含每步提示及答案——原 创材料)

圆的一般方程及标准方程的    转换(含每步提示及答案——原    创材料)

圆的标准方程与一般方程的转换1. 已知方程x²+y²+Dx+Ey+F=0是圆的一般方程,则其标准方程为__________。

答案:(x+)²+(y+)²=提示①:将原方程配方并整理x²+Dx+()²+y²+Ex+()²-()²-()²+F=0(x+)²+(y+)²-=0提示②:将常数项移至方程右边。

(x+)²+(y+)²=2. 将圆的方程(x-a)²+(x-b)²=r²化为一般方程的形式,结果为___________。

答案:x²+y²-2ax-2by+a²+b²-r²=0提示①:将原方程去掉括号并整理x²+y²-2ax-2by+a²+b²=r²提示②:将方程右边化为0x²+y²-2ax-2by+a²+b²-r²=03. 已知圆的一般方程为x²+y²+6x-8y=0,则其标准方程为___。

A、(x-3)²+(y-4)²=25B、(x-3)²+(y-4)²=5C、(x+3)²+(y-4)²=25D、(x-3)²+(y-4)²=5答案:C提示①:将原方程配方x²+6x+3²+y²-8y+4²-3²-4²=0(x+3)²+(y-4)²-25=0提示②:将常数项移至方程右边(x+3)²+(y-4)²=254. 方程2(x+5)²+2y²=3表示一个圆,则这个圆的一般方程为___。

基础练习-圆的一般方程

基础练习-圆的一般方程

2.3.2 圆的一般方程一、选择题1.圆的方程为(x -1)(x +2)+(y -2)(y +4)=0,则圆心坐标为( )A .(1,-1)B .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-1C .(-1,2)D .⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-1 2.方程x 2+y 2+ax +2ay +2a 2+a -1=0表示圆,则a 的范围是( )A .a <-2或a >23B .-23<a <2 C .-2<a <0 D .-2<a <233.圆x 2+y 2-2x +6y +8=0的周长等于( ) A.2π B .2π C .22π D .4π4.方程2x 2+2y 2-4x +8y +10=0表示的图形是( )A .一个点B .一个圆C .一条直线D .不存在5.若直线mx +2ny -4=0始终平分圆x 2+y 2-4x -2y -4=0的周长,则mn 的取值范围是( )A .(0,1)B .(0,1]C .(-∞,1)D .(-∞,1]6.如果圆x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0)关于直线y =x 对称,则有( )A .D +E =0B .D =EC .D =F D .E =F7.如果直线l 将圆x 2+y 2-2x -6y =0平分,且不通过第四象限,那么直线l 的斜率的取值范围是( )A .[0,3]B .[0,1]C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,13D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,13 8.已知圆x 2+y 2+kx +2y +k 2=0,当该圆的面积取最大值时,圆心坐标是( )A .(0,-1)B .(1,-1)C .(-1,0)D .(-1,1)二、填空题9.点P (1,-2)和圆C :x 2+y 2+m 2x +y +m 2=0的位置关系是________10.若方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示以(2,-4)为圆心,4为半径的圆,则F =________.11.若x 20+y 20+Dx 0+Ey 0+F >0,则点P (x 0,y 0)在圆x 2+y 2+Dx +Ey +F =0的12.已知圆x2+y2-2x+4y-20=0上一点P(a,b),则a2+b2的最小值是________.三、解答题13.经过两点P(-2,4)、Q(3,-1),且在x轴上截得的弦长为6的圆的方程.14.圆C通过不同三点P(k,0)、Q(2,0)、R(0,1),已知圆C在点P的切线的斜率为1,试求圆C的方程.15.求经过点A(-2,-4)且与直线l:x+3y-26=0相切于点B(8,6)的圆的方程.16.已知圆经过点(4,2)和(-2,-6),该圆与两坐标轴的四个截距之和为-2,求圆的标准方程.1. [答案] D[解析] 圆的方程(x -1)(x +2)+(y -2)(y +4)=0可化为x 2+y 2+x +2y -10=0,∴圆心坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-1. 2. [答案] D[解析] 由题知a 2+(2a )2-4(2a 2+a -1)>0,即(3a -2)(a +2)<0,因此-2<a <23.3. [答案] C[解析] 圆的方程x 2+y 2-2x +6y +8=0可化为(x -1)2+(y +3)2=2,∴圆的半径r =2,故周长l =2πr =22π.4. [答案] A[解析] 方程2x 2+2y 2-4x +8y +10=0,可化为x 2+y 2-2x +4y +5=0,即(x -1)2+(y +2)2=0,∴方程2x 2+2y 2-4x +8y +10=0表示点(1,-2).5. [答案] D[解析] 可知直线mx +2ny -4=0过圆心(2,1),有2m +2n -4=0,即n =2-m ,则mn =m ·(2-m )=-m 2+2m =-(m -1)2+1≤1.6. [答案] B[解析] 由圆的对称性知,圆心在直线y =x 上,故有-E 2=-D 2,即D =E .7. [答案] A[解析] l 过圆心C (1,3),且不过第四象限.由数形结合法易知:0≤k ≤3.8. [答案] A[解析] 圆的半径r =124-3k 2,要使圆的面积最大,即圆的半径r 取最大值,故当k =0时,r 取最大值1,∴圆心坐标为(0,-1).9. [答案] 在圆C 外部[解析] 将点P (1,-2)代入圆的方程,得1+4+m 2-2+m 2=2m 2+3>0,∴点P 在圆C 外部.10. [答案] 4[解析] 由题意,知D =-4,E =8,r =(-4)2+82-4F 2=4,∴F =4. 11. [答案] 外部[解析] ∵x 20+y 20+Dx 0+Ey 0+F >0,∴点P (x 0,y 0)在圆x 2+y 2+Dx +Ey +F =0的外部.12. [答案] 30-10 5[解析] 原点到圆心的距离为5,半径r =5,则a 2+b 2最小值为(5-5)2=30-10 5.13. [解析] 设圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,将P 、Q 两点的坐标分别代入,得⎩⎨⎧2D -4E -F =203D -E +F =-10①② 又令y =0,得x 2+Dx +F =0.由已知,|x 1-x 2|=6(其中x 1,x 2是方程x 2+Dx +F =0的两根),∴D 2-4F =36,③①、②、③联立组成方程组,解得⎩⎨⎧ D =-2E =-4F =-8, 或⎩⎨⎧D =-6E =-8F =0.∴所求圆的方程为x 2+y 2-2x -4y -8=0或x 2+y 2-6x -8y =0.14. [解析] 设圆C 的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,∵点P (k,0)、Q (2,0)在圆上,∴k 、2为方程x 2+Dx +F =0的两根.∴k +2=-D,2k =F .即⎩⎨⎧ D =-(k +2)F =2k ,又因圆过点P (0,1),故1+E +F =0.∴E =-F -1=-2k -1,故圆的方程为x 2+y 2-(k +2)x -(2k +1)y +2k =0.∴圆心C 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫k +22,2k +12.又∵圆在点P 的切线斜率为1,∴2k +12-0k +22-k=-1,即k =-3,从而D =1,E =5,F =-6.即圆的方程为x 2+y 2+x +5y -6=0.15. [解析] 解法一:设所求圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,则圆心C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-D 2,-E 2.∴k CB =6+E 28+D 2,由k CB ·k l =-1,得6+E 28+D 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=-1,①又有(-2)2+(-4)2-2D -4E +F =0,②82+62+8D +6E +F =0.③由①②③联立可得D =-11,E =3,F =-30.∴圆的方程为x 2+y 2-11x +3y -30=0.解法二:设圆的圆心为C ,则CB ⊥l ,从而可得CB 所在直线的方程为y -6=3(x -8),即3x -y -18=0.①由于A (-2,-4)、B (8,6),则AB 的中点坐标为(3,1),又k AB =6+48+2=1, ∴AB 的垂直平分线的方程为y -1=-(x -3),即x +y -4=0②由①②联立后,可解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =112y =-32.即圆心的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫112,-32 ∴所求圆的半径r =⎝ ⎛⎭⎪⎫112-82+⎝ ⎛⎭⎪⎫6+322=1252. ∴所求圆的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1122+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +322=1252. 16. [解析] 设圆的一般方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0.∵圆经过点(4,2)和(-2,-6),∴⎩⎨⎧4D +2E +F +20=0 ①2D +6E -F -40=0 ②设圆在x 轴上的截距为x 1、x 2,它们是方程x 2+Dx +F =0的两个根,得x 1+x 2=-D .设圆在y 轴上的截距为y 1、y 2,它们是方程y 2+Dy +F =0的两个根,得y 1+y 2=-E .由已知,得-D +(-E )=-2,即D +E -2=0.③.由①②③联立解得D =-2,E =4,F =-20.∴所求圆的一般方程为x 2+y 2-2x +4y -20=0,化为标准方程为(x -1)2+(y +2)2=25.。

高中数学圆的方程典型例题(含答案)

高中数学圆的方程典型例题(含答案)

高中数学圆的方程典型例题类型一:圆的方程例1 求过两点 A(1,4)、B(3,2)且圆心在直线 y 0上的圆的标准方程并判断点 P(2,4)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 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, 则点在圆内.解法一:(待定系数法)设圆的标准方程为 (x a)2 (y b)2 r 2 . ∵圆心在 y 0 上,故 b 0. ∴圆的方程为 (x a)2 y 2 r 2.又∵该圆过 A(1,4)、 B(3,2)两点.22(1 a)216 r 2 22(3 a)24 r 2解之得: a 1, r 2 20.所以所求圆的方程为 (x 1)2 y 2 20 . 解法二:(直接求出圆心坐标和半径)42 因为圆过 A(1,4) 、 B(3 , 2)两点,所以圆心 C 必在线段 AB 的垂直平分线 l 上,又因为 k AB 4 21AB1 3 斜率为1,又 AB 的中点为 (2,3),故 AB 的垂直平分线 l 的方程为: y 3 x 2即 x y 1 0.又知圆心在直线 y 0上,故圆心坐标为 C( 1,0) ∴半径 r AC (1 1)2 42 20 . 故所求圆的方程为 (x 1)2 y 2 20 . 又点 P(2 ,4) 到圆心 C( 1,0)的距离为d PC (2 1)2 4225 r .∴点 P 在圆外.例2 求半径为 4,与圆 x 2 y 2 4x 2y 4 0相切,且和直线 y 0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 C :(x a)2 (y b)2 r 2.圆C 与直线 y 0相切,且半径为 4,则圆心 C 的坐标为 C 1(a, 4)或C 2(a, 4). 又已知圆 x 2 y 2 4x 2y 4 0的圆心 A 的坐标为 (2 ,1) ,半径为 3.P 与圆,故 l 的52t 3tt 2 (3t 5)2 .若两圆相切,则 CA 4 3 7或 CA 4 3 1.2 2 2 2 2 2(1)当C 1(a , 4)时, (a 2)2 (4 1)2 72,或 (a 2)2 (4 1)2 12 (无解),故可得 a 2 2 10.∴所求圆方程为 (x 2 2 10)2 (y 4)2 42,或 (x 2 2 10)2 (y 4)2 42.(2)当C 2 (a , 4)时, (a 2)2 ( 4 1)2 72,或(a 2)2 ( 4 1)2 12 (无解),故 a 2 2 6.∴所求圆的方程为 (x 2 2 6)2 (y 4)2 42 ,或 (x 2 2 6)2 (y 4)2 42. 说明: 对本题,易发生以下误解:由题意,所求圆与直线 y 0相切且半径为 4,则圆心坐标为 C(a,4) ,且方程形如 (x a)2 (y 4)2 42.又 2 2 2 2 2圆x 2 y 2 4x 2y 4 0,即(x 2)2 (y 1)2 3 2 ,其圆心为 A(2 , 1) ,半径为 3.若两圆相切,则 CA 4 3.故 (a 2)2 (4 1)2 72 , 解 之 得 a 2 2 10 . 所 以 欲 求 圆 的 方 程 为 (x 2 2 10)2 (y 4)2 42 , 或 2 2 2 (x 2 2 10)2 (y 4)2 42 .上述误解只考虑了圆心在直线 y 0 上方的情形,而疏漏了圆心在直线 y 0下方的情形.另外,误解中没有考虑两圆 内切的情况.也是不全面的.例3 求经过点 A(0 , 5) ,且与直线 x 2y 0和2x y 0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 x 2y 0与 2x y 0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 x 2y 0和 2x y 0 的距离相等.∴x 2y x 2y .∴ 5 5 .∴两直线交角的平分线方程是 x 3y 0或 3x y 0. 又∵圆过点 A(0 ,5) ,∴圆心 C 只能在直线 3x y 0 上. 设圆心 C(t ,3t)∵ C 到直线 2x y 0 的距离等于 AC化简整理得 t 2 6t 5 0 .解得: t 1或 t 5∴圆心是 (1 , 3) ,半径为 5 或圆心是 (5 ,15) ,半径为 5 5 . ∴所求圆的方程为 (x 1)2 (y 3)2 5或 (x 5)2 (y 15)2 125.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 3:1,在满足条件 (1)(2)的所有圆中, 求圆心到直线 l :x 2y 0 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 P(a ,b) ,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 2r . 2∴r 2b 2又圆截 y 轴所得弦长为 2.2∴r a 2 1 .又∵ P(a ,b) 到直线 x 2y 0的距离为22a 2 4b 24ab2 2 2 2a 2 4b 2 2(a 2 b 2 )2b当且仅当 a b 时取“ =”号,此时 d mina b这时有2b 2 a 2 1a 1 a1或b 1b1又r22b 22∴ 5d 22a 2b2故所求圆的方程为(x 1)2 (y 1)2 2或(x 1)2 (y 1)2 2 解法二:同解法一,得a 2bd.5∴ a 2b 5d .2 2 2∴ a2 4b2 4 5bd 5d2.将a2 2b2 1代入上式得:222b2 4 5bd 5d2 1 0 .上述方程有实根,故28(5d 2 1) 0,∴d 5.5将d 5代入方程得b 1.5又2b2 a2 1 ∴ a 1.由a 2b 1 知a 、b 同号.故所求圆的方程为(x 1)2 (y 1)2 2或(x 1)2 (y 1)2 2 .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O:x2 y2 4,求过点P 2,4 与圆O相切的切线.解:∵点P 2,4 不在圆O 上,∴切线PT 的直线方程可设为y k x 2 4根据d r∴2k 4 221 k3解得k343所以y 3 x 2 44即3x 4y 10 0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2x0x y0y r 2,求出切点坐标x0、y0的值来解决,此时没有漏解.例6 两圆C 1:x 2 y 2 D 1x E 1y F 1 0与C 2:x 2 y 2 D 2x E 2yF 2 0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,可以采用“设而不求”的技巧.解: 设两圆 C 1、C 2 的任一 交点坐标为 (x 0 , y 0) ,则有:22 x 0 y 0 D 1xE 1y 0F 1 0①22 x 0 yD 2x0 E 2 yF 2 0②①-②得: (D 1 D 2)x 0 (E 1 E 2)y 0 F 1F 2 0 .∵ A 、 B 的坐标满足方程(D 1 D 2)x(E 1 E 2)yF 1F 2 0 .∴方程 (D 1 D 2 )x (E 1E 2)yF 1 F 2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C 1、 C 2的公共弦 AB 所在直线的方程为 (D 1 D 2)x (E 1 E 2)yF 1 F 2 0.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,从知识内容的角度上说,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 x 2 y 2 1外一点 M(2,3) ,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。

圆的方程 高中数学例题课后习题详解

圆的方程 高中数学例题课后习题详解

第二章直线和圆的方程2.4圆的方程2.4.1圆的标准方程例1求圆心为(2,3)A -,半径为5的圆的标准方程,并判断点1(5,7)M -,2(2,1)M --是否在这个圆上.分析:根据点的坐标与圆的方程的关系,只要判断一个点的坐标是否满足圆的方程,就可以得到这个点是否在图上.解:圆心为(2,3)A -,半径为5的圆的标准方程是22(2)(3)25x y -++=把点1(5,7)M -的坐标代入方程22(2)(3)25x y -++=的左边,得22(52)(73)25-+-+=,左右两边相等,点1M 的坐标满足圆的方程,所以点1M 在这个圆上.把点2(2,1)M --的坐标代入方程22(2)(3)25x y -++=的左边,得22(22)(13)20--+-+=,左右两边不相等,点2M 的坐标不满足圆的方程,所以点2M 不在这个圆上(图2.4-2).图2.4-2例2ABC 的三个顶点分别是(5,1)A ,(7,3)B -,(2,8)C -,求ABC 的外接圆的标准方程.分析:不在同一条直线上的三个点可以确定一个圆,三角形有唯一的外接圆.显然已知的三个点不在同一条直线上.只要确定了a ,b ,r ,圆的标准方程就确定了.解:设所求的方程是222()()x a y b r -+-=.①因为(5,1)A ,(7,3)B -,(2,8)C -三点都在圆上,所以它们的坐标都满足方程①.于是222222222(5)(1),(7)(3),(2)(8),a b r a b r a b r ⎧-+-=⎪-+--=⎨⎪-+--=⎩即22222222210226,14658,41668,a b a b r a b a b r a b a b r ⎧+--+=⎪+-++=⎨⎪+-++=⎩观察上面的式子,我们发现,三式两两相减,可以消去2a ,2b ,2r ,得到关于a ,b 的二元一次方程组28,1.a b a b -=⎧⎨+=-⎩解此方程组,得2,3.a b =⎧⎨=-⎩代入222(5)(1)a b r -+-=,得225r =.所以,ABC 的外接圆的标准方程是22(2)(3)25x y -++=.例3已知圆心为C 的圆经过(1,1)A ,(2,2)B -两点,且圆心C 在直线:10l x y -+=,求此圆的标准方程.分析:设圆心C 的坐标为(,)a b .由已知条件可知,||||CA CB =,且10a b -+=.由此可求出圆心坐标和半径.另外,因为线段AB 是圆的一条弦,根据平面几何知识,AB 的中点与圆心C 的连线垂直于AB ,由此可得到另一种解法.解法1:设圆心C 的坐标为(,)a b .因为圆心C 在直线:10l x y -+=上,所以10a b -+=.①因为A ,B 是圆上两点,所以||||CA CB ==,即330a b --=②由①②可得3a =-,2b =-.所以圆心C 的坐标是(3,2)--.圆的半径||5r AC ===.所以,所求圆的标准方程是22(3)(2)25x y +++=.解法2:如图2.4-3,设线段AB 的中点为D .由A ,B 两点的坐标为(1,1),(22)-,可得点D 的坐标为31,22⎛⎫- ⎪⎝⎭,直线AB 的斜率为21321AB k --==--.因此,线段AB 的垂直平分线l '的方程是113232y x ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,即330x y --=.由垂径定理可知,圆心C 也在线段AB 的垂直平分线上,所以它的坐标是方程组330,10x y x y --=⎧⎨-+=⎩的解.解这个方程组,得3,2.x y =-⎧⎨=-⎩所以圆心C 的坐标是(3,2)--.圆的半径||5r AC ===.所以,所求圆的标准方程是22(3)(2)25x y +++=.图2.4-3练习1.写出下列圆的标准方程.(1)圆心为()3,4C -,半径是;(2)圆心为()8,3C -,且经过点()5,1M --.【答案】(1)(x +3)2+(y ﹣4)2=5.(2)(x +8)2+(y ﹣3)2=25.【解析】【分析】(1)根据圆心和半径,直接写出圆的标准方程.(2)先求出圆的半径,可得圆的标准方程.【详解】解:(1)∵圆心在C (﹣3,4)x +3)2+(y ﹣4)2=5.(2)∵圆心在C (﹣8,3),且经过点M (﹣5,﹣1),故半径为MC ==5,故圆的标准方程为(x +8)2+(y ﹣3)2=25.2.已知圆的标准方程是()()223216x y -++=,借助计算工具计算,判断下列各点在圆上、圆外,还是在圆内.(1)()14.30, 5.72M -;(2)()25.70,1.08M ;(3)()33,6M -.【答案】(1)1M 在圆内;(2)2M 在圆外;(3)3M 在圆上.【解析】【分析】分别将三个点代入方程,和等号右边比较即可判断.【详解】(1)22(4.303)(5.722)15.528416-+-+=< ,1M ∴在圆内;(2)22(5.703)(1.082)16.776416-++=> ,2M ∴在圆外;(3)22(33)(62)16-+-+= ,3M ∴在圆上.3.已知()14,9P ,()26,3P 两点,求以12PP 为直径的圆的方程,并判断点()6,9M ,()3,3N ,()5,3Q 与圆的位置关系.【答案】点M 在圆上,点N 在圆外,点Q 在圆内【解析】【分析】先求出圆心和半径,得到圆方程,再计算点到圆心的距离,与半径作比较得到答案.【详解】由线段的中点坐标公式,求得圆心()5,6C .直径12PP ==.故所求圆的方程为()()225610x y -+-=.CM r == ,∴点M在圆上;CN r => ,∴点N 在圆外;3CQ r =< ,∴点Q 在圆内.综上:点M 在圆上,点N 在圆外,点Q 在圆内【点睛】本题考查了点和圆的位置关系,属于基础题型.4.已知AOB 的三个顶点分别是点()4,0A ,()0,0O ,()0,3B ,求AOB 的外接圆的标准方程.【答案】()22325224x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭【解析】【分析】由题意可确定圆的直径为AB ,根据中点坐标公式求出圆心坐标,结合两点距离公式求出半径即可.【详解】由题意知,AB 为圆的直径,设圆心为()C a b ,,则AB 中点即为3(2)2C ,,所以半径为52OC =,故外接圆的标准方程为:22325(2)()24x y -+-=.2.4.2圆的一般方程例4求过三点(0,0)O ,1(1,1)M ,2(4,2)M 的圆的方程,并求这个圆的圆心坐标和半径.分析:将点O ,1M ,2M 的坐标分别代入圆的一般方程,可得一个三元一次方程组,解方程组即可求出圆的方程.解:设圆的方程是220x y Dx Ey F ++++=.①因为O ,1M ,2M 三点都在圆上,所以它们的坐标都是方程①的解.把它们的坐标依次代入方程①,得到关于D ,E ,F 的一个三元一次方程组0,20,42200.F D E F D E F =⎧⎪+++=⎨⎪+++=⎩解这个方程组,得8,6,0.D E F =-⎧⎪=⎨⎪=⎩所以,所求圆的方程是22860x y x y +-+=.由前面的讨论可知,所求圆的圆心坐标是(4,3)-,半径5r ==.例5已知线段AB 的端点B 的坐标是(4,3),端点A 在圆22(1)4x y ++=上运动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程.分析:如图2.4-4,点A 运动引起点M 运动,而点A 在已知圆上运动,点A 的坐标满足方程22(1)4x y ++=.建立点M 与点A 坐标之间的关系,就可以利用点A 的坐标所满足的关系式得到点M 的坐标满足的关系式,求出点M的轨迹方程.图2.4-4解:设点M 的坐标是(),x y ,点A 的坐标是()00,x y ,由于点B 的坐标是(4,3),且M 是线段AB 的中点,所以042x x +=,032y y +=.于是有024x x =-,023y y =-.①因为点A 在圆22(1)4x y ++=上运动,所以点A 的坐标满足圆的方程,即()220014x y ++=.②把①代入②,得22(241)(23)4x y -++-=,整理,得2233122x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭这就是点M 的轨迹方程,它表示以33,22⎛⎫ ⎪⎝⎭为圆心,半径为1的圆.练习5.求下列各圆的圆心坐标和半径.(1)2260x y x +-=;(2)2220x y by ++=;(3)222230x y ax a +--+=.【答案】(1)圆心为(30),,半径为3;(2)圆心为(0)b -,,半径为b ;(3)圆心为()a ,半径为a .【解析】【分析】结合配方法将圆的一般方程化为标准方程,再求出圆心和半径即可.【详解】(1)方程222260(3)9x y x x y +-=⇒-+=,所以圆心为(30),,半径为3;(2方程2222220()x y by x y b b ++=⇒++=,所以圆心为(0)b -,,半径为b ;(3)方程222222230()()x y ax a x a y a +--+=⇒-+-=,所以圆心为()a ,半径为a ;6.判断下列方程分别表示什么图形,并说明理由.(1)220x y +=;(2)222460x y x y +-+-=;(3)22220x y ax b ++-=.【答案】答案见解析【解析】【分析】(1)由方程可得0,0x y ==;(2)化简可得()()221211x y -++=可判断;(3)化简可得()2222x a y a b ++=+,分0a b ==和0a ≠或0b ≠时讨论可得.【详解】(1) 220x y +=,0,0x y ∴==,故220x y +=表示点()0,0;(2)222460x y x y +-+-=可化为()()221211x y -++=,所以方程222460x y x y +-+-=表示以()1,2-为半径的圆;(3)22220x y ax b ++-=可化为()2222x a y a b ++=+,当0a b ==时,方程22220x y ax b ++-=表示点()0,0,当0a ≠或0b ≠时,方程22220x y ax b ++-=表示以(),0a -为半径的圆.7.如图,在四边形ABCD 中,6AB =,3CD =,且//AB CD ,AD BC =,AB 与CD 间的距离为3.求等腰梯形ABCD 的外接圆的方程,并求这个圆的圆心坐标和半径.【答案】圆心坐标为30,8⎛⎫ ⎪⎝⎭,半径长为8.【解析】【分析】设所求圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=,将A,B,C 三点坐标代入求解即可.【详解】由题意可知A (-3,0),B (3,0),C 3,32⎛⎫ ⎪⎝⎭设所求圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=,则9309309393042D F D F D E F ⎧⎪-+=⎪++=⎨⎪⎪++++=⎩.解得0349D E F =⎧⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎩,故所求圆的方程为223904x y y +--=,其圆心坐标为30,8⎛⎫ ⎪⎝⎭,3658=.习题2.4复习巩固8.求下列各圆的圆心坐标和半径,并画出它们的图形.(1)22250x y x +--=;(2)222440x y x y ++--=;(3)2220x y ax ++=;(4)222220x y by b +--=.【答案】(1)圆心(10),,半径r =,图见解析;(2)圆心(12)-,,半径3r =,图见解析;(3)圆心(0)a -,,半径r a =,图见解析;(4)圆心(0)b ,,半径r =,图见解析;【解析】【分析】结合配方法将圆的一般方程化为标准方程,再求出圆心和半径,进而画出图形即可.【详解】(1)方程2222250(1)6x y x x y +--=⇒-+=,所以圆心为(10),,如图;(2方程22222440(1)(2)9x y x y x y ++--=⇒++-=,所以圆心为(12)-,,半径为3,如图;(3)方程2222220()x y ax x a y a ++=⇒++=,0a ≠所以圆心为(0)a -,,半径为a ;不妨设=2a ,如图;(4)方程222222220()3x y by b x y b b +--=⇒+-=,0b ≠所以圆心为(0)b ,;不妨设=1b ,如图;9.求下列各圆的方程,并面出图形.(1)圆心为点()8,3C -,且过点()5,1A ;(2)过()1,5A -,()5,5B ,()6,2C -三点.【答案】(1)22(8)(3)25x y -++=(图见解析)(2)2242200x y x y +---=(图见解析)【解析】【分析】(1)求出半径,利用圆的标准方程写出即可.(2)设出圆的一般方程,将三点代入解出即可.【详解】(1)由题意知半径5r ==,所以圆的方程为:22(8)(3)25x y -++=.(2)设圆的一般方程为:220x y Dx Ey F ++++=.将()1,5A -,()5,5B ,()6,2C -代入得:1+255042525550236462020D E F D D E F E D E F F -++==-⎧⎧⎪⎪++++=⇒=-⎨⎨⎪⎪++-+==-⎩⎩所以圆的方程为:2242200x y x y +---=.10.已知圆C 经过原点和点()2,1A ,并且圆心在直线:210l x y --=上,求圆C 的标准方程.【答案】22612951020x y ⎛⎫⎛⎫-+-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【解析】【分析】设圆C 的标准方程为()()222x a y b r -+-=,根据题意得到不等式组,解之即可求出结果.【详解】设圆C 的标准方程为()()222x a y b r -+-=,由题意可得()()()()2222220021210a b r a b r a b ⎧-+-=⎪⎪-+-=⎨⎪--=⎪⎩,解得2651102920a b r ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩,因此22612951020x y ⎛⎫⎛⎫-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.11.圆C 的圆心在x 轴上,并且过()1,1A -和()1,3B 两点,求圆C 的方程.【答案】()22210x y -+=【解析】【分析】由题意,设圆心坐标和半径表示圆的标准方程,结合待定系数法即可.【详解】设圆C 的圆心坐标为()C a ,0,半径为r ,则圆C 的标准方程为:222()x a y r -+=,有{222222(1)1(1)3a r a r --+=-+=,解得2210a r ==,,所以圆C 的标准方程为:22(2)10x y -+=综合运用12.已知圆的一条直径的端点分别是A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).求证:此圆的方程是(x –x 1)(x –x 2)+(y –y 1)(y –y 2)=0.【答案】证明见解析【解析】【分析】由题意求得圆心和半径,可得圆的标准方程,化简即可.【详解】∵圆的一条直径的端点分别是A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),∴圆心为C (122x x +,122y y +),半径为2AB =∴此圆的方程是2122x x x +⎛⎫- ⎪⎝⎭+()()22212121224x x y y y y y -+-+⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即x 2–(x 1+x 2)x +()2124x x ++y 2–(y 1+y 2)y +()()()22212121244y y x x y y +-+-=,即x 2–(x 1+x 2)x +x 1•x 2+y 2–(y 1+y 2)y +y 1•y 2=0,即(x –x 1)(x –x 2)+(y –y 1)(y –y 2)=0.【点睛】本题主要考查圆的标准方程的特征,属于基础题.13.平面直角坐标系中有()0,1A ,()2,1B ,()3,4C ,()1,2D -四点,这四点是否在同一个圆上?为什么?【答案】四点在同一个圆上(证明见解析)【解析】【分析】以、、A B C 三点,求出圆的方程,再将点D 代入即可得出答案.【详解】设过、、A B C 三点的圆的一般方程为220x y Dx Ey F ++++=.将、、A B C 三点代入得:1+02412069163405E F D D E F E D E F F +==-⎧⎧⎪⎪++++=⇒=-⎨⎨⎪⎪++++==⎩⎩.所以圆的一般方程为222650x y x y +--+=.将点()1,2D -代入得:22(1)22(1)6250-+-⨯--⨯+=,满足方程.所以四点在同一个圆上.14.已知等腰三角形ABC 的一个顶点为()4,2A ,底边的一个端点为()3,5B ,求底边的另一个端点C 的轨迹方程,并说明它是什么图形.【答案】22(4)(2)10x y -+-=(去掉(3,5),(5,-1)两点);表示是以()4,2为圆心,半径,且去掉(3,5),(5,-1)两点的圆【解析】【分析】根据等腰三角形和已知顶点A (4,2),一个端点B (3,5),利用腰相等且能构成三角形即可求端点C 的轨迹方程;【详解】由题意知:设另一个端点(,)C x y,腰长为r ==,∴C 的轨迹方程:22(4)(2)10x y -+-=,又由A 、B 、C 构成三角形,即三点不可共线,∴需要去掉重合点(3,5),反向共线点(5,-1),即表示是以()4,2为圆心,以半径,且去掉(3,5),(5,-1)两点的圆.15.长为2a 的线段AB 的两个端点A 和B 分别在x 轴和y 轴上滑动,求线段AB 的中点的轨迹方程,并说明轨迹的形状.【答案】轨迹方程为:x 2+y 2=a 2(a >0).表示圆心在原点半径为a 的圆.【解析】【分析】设AB 的中点坐标为(x ,y ),当A 、B 均不与原点重合时,由直角三角形虚部的中线等于斜边的一半可得AB 中点轨迹,验证A 、B 有一点与原点重合时成立得答案.【详解】解:设线段AB 的中点P (x ,y ),若A 、B 不与原点重合时,则△AOB 是直角三角形,且∠O 为直角,则OP 12=AB ,而AB =2a ,∴OP =a ,即P 的轨迹是以原点为圆心,以a 为半径的圆,方程为x 2+y 2=a 2(a >0);若A 、B 有一个是原点,同样满足x 2+y 2=a 2(a >0).故线段AB 的中点的轨迹方程为:x 2+y 2=a 2(a >0).表示圆心在原点半径为a 的圆.拓广探索16.已知动点M 与两个定点()0,0O ,()3,0A 的距离的比为12,求动点M 的轨迹方程,并说明轨迹的形状.【答案】22(1)4x y ++=,以(1,0)-为圆心2为半径的圆【解析】【分析】设出点M ,根据题意列出等式,化简即为答案.【详解】设点(,)M x y .则12MO MA==,化简得:2222230(1)4x y x x y ++-=⇒++=为以(1,0)-为圆心2为半径的圆.17.在半面直角坐标系中,如果点P 的坐标(),x y 满足cos sin x a r y b r θθ=+⎧⎨=+⎩,其中θ为参数.证明:点P 的轨迹是圆心为(),a b ,半径为r 的圆.【答案】证明见解析.【解析】【分析】将参数方程化为普通方程可证得结果.【详解】由cos sin x a r y b r θθ=+⎧⎨=+⎩可得cos sin x ary b r θθ-⎧=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩,又因为22cos sin 1θθ+=,所以221x a y b r r --⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即222()()x a y b r -+-=,所以点P 的轨迹是圆心为(,)a b ,半径为r 的圆.。

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圆的方程练习题及答案
圆的标准方程(x-a)²+(y-b)²=r²中,有三个参数a、b、r,只要求出a、b、r,这时圆的方程就被确定。

今天,店铺为大家整理了圆的方程练习题。

圆的方程练习题
1.若圆C的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x-3y=0和x 轴都相切,则该圆的标准方程是________.
[解析] 设圆心C(a,b)(a>0,b>0),由题意得b=1.
又圆心C到直线4x-3y=0的距离d==1,
解得a=2或a=-(舍).
所以该圆的标准方程为(x-2)2+(y-1)2=1.
[答案] (x-2)2+(y-1)2=1
2.(2014·南京质检)已知点P(2,1)在圆C:x2+y2+ax-2y+b=0上,点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆C上,则圆C的圆心坐标为________.
[解析] 因为点P关于直线x+y-1=0的对称点也在圆上,
该直线过圆心,即圆心满足方程x+y-1=0,
因此-+1-1=0,解得a=0,所以圆心坐标为(0,1).
[答案] (0,1)
3.已知圆心在直线y=-4x上,且圆与直线l:x+y-1=0相切于点P(3,-2),则该圆的方程是________.
[解析] 过切点且与x+y-1=0垂直的直线为y+2=x-3,与y=-4x 联立可求得圆心为(1,-4).
半径r=2,所求圆的方程为(x-1)2+(y+4)2=8.
[答案] (x-1)2+(y+4)2=8
4.(2014·江苏常州模拟)已知实数x,y满足x2+y2-4x+6y+12=0,则|2x-y|的最小值为________.
[解析]x2+y2-4x+6y+12=0配方得(x-2)2+(y+3)2=1,令x=2+cos α,
y=-3+sin α,则|2x-y|=|4+2cos α+3-sin α|
=|7-sin (α-φ)|≥7-(tan φ=2).
[答案] 7-
5.已知圆x2+y2+4x-8y+1=0关于直线2ax-by+8=0(a>0,b>0)对称,则+的最小值是________.
[解析] 由圆的对称性可得,直线2ax-by+8=0必过圆心(-2,4),所以a+b=2.所以+=+=++5≥2+5=9,由=,则a2=4b2,又由a+b=2,故当且仅当a=,b=时取等号.
[答案] 9
6.(2014·南京市、盐城市高三模拟)在平面直角坐标系xOy中,若圆x2+(y-1)2=4上存在A,B两点关于点P(1,2)成中心对称,则直线AB的方程为________.
[解析] 由题意得圆心与P点连线垂直于AB,所以kOP==1,kAB=-1,
而直线AB过P点,所以直线AB的方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0.
[答案] x+y-3=0
7.(2014·泰州质检)若a,且方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a=________.
[解析]要使方程x2+y2+ax+2ay+2a2+a-1=0表示圆,则a2+(2a)2-4(2a2+a-1)>0,解得-20)关于直线x+y+2=0对称.
(1)求圆C的方程;
(2)设Q为圆C上的一个动点,求·的最小值.
[解] (1)设圆心C(a,b),
由题意得解得
则圆C的方程为x2+y2=r2,
将点P的坐标代入得r2=2,
故圆C的方程为x2+y2=2.
(2)设Q(x,y),则x2+y2=2,
·=(x-1,y-1)·(x+2,y+2)
=x2+y2+x+y-4=x+y-2.
令x=cos θ,y=sin θ,
·=x+y-2=(sin θ+cos θ)-2
=2sin-2,
所以·的最小值为-4.
10.已知圆的圆心为坐标原点,且经过点(-1,).
(1)求圆的方程;
(2)若直线l1:x-y+b=0与此圆有且只有一个公共点,求b的值;
(3)求直线l2:x-y+2=0被此圆截得的弦长.
[解](1)已知圆心为(0,0),半径r==2,所以圆的方程为x2+y2=4.
(2)由已知得l1与圆相切,则圆心(0,0)到l1的距离等于半径2,即=2,解得b=±4.
(3)l2与圆x2+y2=4相交,圆心(0,0)到l2的距离d==,所截弦长l=2=2=2.
曲线与方程练习题
1.(2014·徐州调研)若直线y=kx-2与抛物线y2=8x交于A,B两个不同的点,且AB的中点的横坐标为2,则k=________.
[解析] 由消y得k2x2-4(k+2)x+4=0,由题意得Δ=[-4(k+2)]2-4k2×4=64(1+k)>0解得k>-1,且x1+x2==4解得k=-1或k=2,故k=2.
[答案] 2
2.点P是圆(x-4)2+(y-1)2=4上的动点,O是坐标原点,则线段OP的中点Q的轨迹方程是________.
[解析] 设P(x0,y0),Q(x,y),则x=,y=,x0=2x,y0=2y,(x0,y0)是圆上的动点,
(x0-4)2+(y0-1)2=4.(2x-4)2+(2y-1)2=4.即(x-2)2+2=1.
[答案] (x-2)2+2=1
3.(2014·宿迁质检)设抛物线的顶点在原点,其焦点F在x轴上,抛物线上的点P(2,k)与点F的距离为3,则抛物线方程为________.
[解析] xP=2>0,设抛物线方程为y2=2px,则|PF|=2+=3,=1,p=2.
[答案] y2=4x
4.动点P到两坐标轴的距离之和等于2,则点P的轨迹所围成的图形面积是________.
[解析] 设P(x,y),则|x|+|y|=2.它的图形是一个以2为边长的正方形,故S=(2)2=8.
[答案] 8
5.已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得弦MN的长为8.则求动圆圆心的轨迹C的方程为________.
[解析] 如图,设动圆圆心为O1(x,y),由题意,|O1A|=|O1M|,当O1不在y轴上时,过O1作O1HMN交MN于H,则H是MN的中点.
|O1M|=,
又|O1A|=,
= ,
化简得y2=8x(x≠0).
当O1在y轴上时,O1与O重合,点O1的坐标(0,0)
也满足方程y2=8x,
动圆圆心的轨迹C的方程为y2=8x.
[答案] y2=8x
图883
6.(2014·盐城调研)如图883所示,已知C为圆(x+)2+y2=4的圆心,点A(,0),P是圆上的动点,点Q在直线CP上,且·=0,=2.当点P在圆上运动时,则点Q的轨迹方程为________.
[解析] 圆(x+)2+y2=4的圆心为C(-,0),半径r=2,·=0,=2,MQ⊥AP,点M是线段AP的中点,即MQ是AP的中垂线,连接AQ,则|AQ|=|QP|,
||QC|-|QA||=||QC|-|QP||=|CP|=r=2,
又|AC|=2>2,根据双曲线的定义,点Q的轨迹是以C(-,0),A(,
0)为焦点,实轴长为2的双曲线,由c=,a=1,得b2=1,因此点Q 的轨迹方程为x2-y2=1.
[答案] x2-y2=1
7.已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,经过点F的直线l交抛物线于A、B两点,过A、B两点分别作抛物线的切线,设两切线的交点为M.则点M的轨迹方程为________.
[解析] 设M(x,y),A,B,显然x1≠x2,由x2=4y,得y=x2,y′=x,于是过A、B两点的切线方程分别为y-=(x-x1),即y=x- ,y-=(x-x2),即y=x- ,由解得,设直线l的方程为y=kx+1,由,得x2-4kx-4=0,x1+x2=4k,x1x2=-4 ,代入得,即M(2k,-1),故点M的轨迹方程是y=-1.
[答案] y=-1
8.(2014·江苏泰州中学期末)若椭圆C1:+=1(a1>b1>0)和C2:+=1(a2>b2>0)是焦点相同且a1>a2的两个椭圆,有以下几个命题:C1,C2一定没有公共点;>;a-a=b-b;a1-a2a2,所以b1>b2,C1,C2一定没有公共点;因为a1>a2,b1>b2,所以>不一定成立;由a-b=a-b得a-a=b-b;由a-a=b-b得(a1-a2)(a1+a2)=(b1-b2)(b1+b2),因为a1+a2>b1+b2,所以a1-a2b>0)所围成的封闭图形的面积为4,曲线C1上的点到原点O的最短距离为.以曲线C1与坐标轴的交点为顶点的椭圆记为C2.
(1)求椭圆C2的标准方程;
(2)设AB是过椭圆C2中心O的任意弦,l是线段AB的垂直平分线M是l上的点(与O不重合).
若|MO|=2|OA|,当点A在椭圆C2上运动时,求点M的轨迹方程;
若M是l与椭圆C2的交点,求AMB面积的最小值.
[解] (1)由题意得又a>b>0,解得a2=8,b2=1,因此所求椭圆的标准方程为+y2=1.
(2)设M(x,y),A(m,n),则由题设知||=2||,·=0,
即解得
因为点A(m,n)在椭圆C2上,所以+n2=1. 即+x2=1,亦即+=1,
所以点M的轨迹方程为+=1.
设M(x,y),则A(λy,-λx)(λR,λ≠0),
因为点A在椭圆C2上,所以λ2(y2+8x2)=8,即y2+8x2=,()
又x2+8y2=8,()
(ⅰ)+()得x2+y2=,
所以SAMB=OM·OA=|λ|(x2+y2)=·≥.
当且仅当λ=±1时,(SAMB)min=.。

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