江苏高考数学复习平面解析几何第45课圆的方程教师用书.docx

第45课 圆的方程最新考纲内容要求ABC圆的标准方程与一般方程1圆的定义及方程定义平面内与定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)标准方程(xa)2(yb)2r2(r0)圆心(a，b)，半径r一般方程x2y2DxEyF0，(D2E24F0)圆心，半径2.点与圆的位置关系点M(x0，y0)与圆(xa)2(yb)2r2的位置关系：(1)若M(x0，y0)在圆外，则(x0a)2(y0b)2r2.(2)若M(x0，y0)在圆上，则(x0a)2(y0b)2r2.(3)若M(x0，y0)在圆内，则(x0a)2(y0b)2r2.1(思考辨析)判断下列结论的正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)确定圆的几何要素是圆心与半径()(2)方程(xa)2(yb)2t2(tR)表示圆心为(a，b)，半径为t的一个圆()(3)方程Ax2BxyCy2DxEyF0表示圆的充要条件是AC0，B0，D2E24AF0.()(4)若点M(x0，y0)在圆x2y2DxEyF0外，则xyDx0Ey0F0.()解析由圆的定义及点与圆的位置关系，知(1)(3)(4)正确(2)中，当t0时，表示圆心为(a，b)，半径为|t|的圆，不正确答案(1)(2)(3)(4)2(教材改编)方程x2y2ax2ay2a2a10表示圆，则a的取值范围是_2a由题意知a24a24(2a2a1)0，解得2a.3(2016全国卷改编)圆x2y22x8y130的圆心到直线axy10的距离为1，则a_.圆x2y22x8y130，得圆心坐标为(1,4)，所以圆心到直线axy10的距离d1，解得a.4若圆C的半径为1，其圆心与点(1,0)关于直线yx对称，则圆C的标准方程为_x2(y1)21根据题意，圆C的圆心为(0,1)，半径为1，则标准方程为x2(y1)21.5过三点A(1,3)，B(4,2)，C(1，7)的圆交y轴于M，N两点，则MN_.4设圆的方程为x2y2DxEyF0，则解得圆的方程为x2y22x4y200.令x0得y22或y22.M(0，22)，N(0，22)MN4.求圆的方程(1)已知三点A(1,0)，B(0，)，C(2，)，则ABC外接圆的圆心到原点的距离为_(2)(2016天津高考)已知圆C的圆心在x轴的正半轴上，点M(0，)在圆C上，且圆心到直线2xy0的距离为，则圆C的方程为_(1)(2)(x2)2y29(1)法一：在坐标系中画出ABC(如图)，利用两点间的距离公式可得ABACBC2(也可以借助图形直接观察得出)，所以ABC为等边三角形设BC的中点为D，点E为外心，同时也是重心所以AEAD，从而OE.法二：设圆的一般方程为x2y2DxEyF0，则解得所以ABC外接圆的圆心为.因此圆心到原点的距离d.(2)因为圆C的圆心在x轴的正半轴上，设C(a,0)，且a0，所以圆心到直线2xy0的距离d，解得a2，所以圆C的半径rCM3，所以圆C的方程为(x2)2y29.规律方法1.直接法求圆的方程，根据圆的几何性质，直接求出圆心坐标和半径，进而写出方程2待定系数法求圆的方程：若已知条件与圆心(a，b)和半径r有关，则设圆的标准方程，依据已知条件列出关于a，b，r的方程组，从而求出a，b，r的值；若已知条件没有明确给出圆心或半径，则选择圆的一般方程，依据已知条件列出关于D，E，F的方程组，进而求出D，E，F的值温馨提醒：解答圆的方程问题，应注意数形结合，充分运用圆的几何性质变式训练1经过点A(5,2)，B(3，2)，且圆心在直线2xy30上的圆的方程为_x2y24x2y50(或(x2)2(y1)210)法一：圆过A(5,2)，B(3，2)两点，圆心一定在线段AB的垂直平分线上易知线段AB的垂直平分线方程为y(x4)设所求圆的圆心为C(a，b)，则有解得a2，且b1.因此圆心坐标C(2,1)，半径r|AC|.故所求圆的方程为(x2)2(y1)210.法二：设圆的方程为x2y2DxEyF0(D2E24F0)，则解得D4，E2，F5，所求圆的方程为x2y24x2y50.与圆有关的最值问题已知M(x，y)为圆C：x2y24x14y450上任意一点，且点Q(2,3)(1)求MQ的最大值和最小值；(2)求的最大值和最小值. 【导学号：62172245】解(1)由圆C：x2y24x14y450，可得(x2)2(y7)28，圆心C的坐标为(2,7)，半径r2.又QC4，MQmax426，MQmin422.(2)可知表示直线MQ的斜率k.设直线MQ的方程为y3k(x2)，即kxy2k30.由直线MQ与圆C有交点，所以2，可得2k2，的最大值为2，最小值为2.迁移探究1(变化结论)在本例的条件下，求yx的最大值和最小值解设yxb，则xyb0.当直线yxb与圆C相切时，截距b取到最值，2，b9或b1.因此yx的最大值为9，最小值为1.迁移探究2(变换条件结论)若本例中条件“点Q(2,3)”改为“点Q是直线3x4y10上的动点”，其它条件不变，试求MQ的最小值解圆心C(2,7)到直线3x4y10上动点Q的最小值为点C到直线3x4y10的距离，QCmind7.又圆C的半径r2，MQ的最小值为72.规律方法1.处理与圆有关的最值问题，应充分考虑圆的几何性质，并根据代数式的几何意义，数形结合求解2某些与圆相关的最值可利用函数关系求最值根据题目条件列出关于所求目标式子的函数关系式，然后根据关系式的特征选用参数法、配方法、函数的性质、利用基本不等式求最值是比较常用的变式训练2设P为直线3x4y110上的动点，过点P作圆C：x2y22x2y10的两条切线，切点分别为A，B，求四边形PACB的面积的最小值解圆的标准方程为(x1)2(y1)21，圆心为C(1,1)，半径为r1.根据对称性可知，四边形PACB的面积为2SAPC2PArPA.要使四边形PACB的面积最小，则只需PC最小，最小时为圆心到直线l：3x4y110的距离d2.所以四边形PACB面积的最小值为.与圆有关的轨迹问题设定点M(3,4)，动点N在圆x2y24上运动，以OM，ON为两边作平行四边形MONP，求点P的轨迹. 【导学号：62172246】解如图所示，设P(x，y)，N(x0，y0)，则线段OP的中点坐标为，线段MN的中点坐标为.由于平行四边形的对角线互相平分，故，.从而又N(x3，y4)在圆上，故(x3)2(y4)24.因此所求轨迹为圆：(x3)2(y4)24，但应除去两点和(点P在直线OM上的情况)规律方法求与圆有关的轨迹问题的四种方法(1)直接法：直接根据题设给定的条件列出方程求解(2)定义法：根据圆的定义列方程求解(3)几何法：利用圆的几何性质得出方程求解(4)代入法(相关点法)：找出要求的点与已知点的关系，代入已知点满足的关系式求解变式训练3已知圆x2y24上一定点A(2,0)，B(1,1)为圆内一点，P，Q为圆上的动点(1)求线段AP中点的轨迹方程；(2)若PBQ90，求线段PQ中点的轨迹方程解(1)设AP的中点为M(x，y)，由中点坐标公式可知，P点坐标为(2x2,2y)因为P点在圆x2y24上，所以(2x2)2(2y)24，故线段AP中点的轨迹方程为(x1)2y21.(2)设PQ的中点为N(x，y)，连结BN(图略)在RtPBQ中，PNBN.设O为坐标原点，连结ON，则ONPQ，所以OP2ON2PN2ON2BN2，所以x2y2(x1)2(y1)24.故线段PQ中点的轨迹方程为x2y2xy10.思想与方法1确定一个圆的方程，需要三个独立条件，“选形式、定参数”是求圆的方程的基本方法2解答圆的问题，应注意数形结合，充分运用圆的几何性质，简化运算易错与防范1二元二次方程x2y2DxEyF0表示圆时易忽视D2E24F0这一前提条件2求圆的方程需要三个独立条件，所以不论是设哪一种圆的方程都要列出系数的三个独立方程3求轨迹方程和求轨迹是有区别的，求轨迹方程得出方程即可，而求轨迹在得出方程后还要指明轨迹表示什么曲线课时分层训练(四十五)A组基础达标(建议用时：30分钟)一、填空题1圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是_(x1)2(y1)22圆的半径r，圆的方程为(x1)2(y1)22.2圆(x1)2(y2)21关于直线yx对称的圆的方程为_. 【导学号：62172247】(x2)2(y1)21(1,2)关于直线yx对称的点为(2,1)，圆(x1)2(y2)21关于直线yx对称的圆的方程为(x2)2(y1)21.3圆x2y22x4y30的圆心到直线xy1的距离为_圆的方程可化为(x1)2(y2)22，则圆心坐标为(1，2)故圆心到直线xy10的距离d.4已知圆(x2)2(y1)216的一条直径通过直线x2y30被圆所截弦的中点，则该直径所在的直线方程为_2xy30易知圆心坐标为(2，1)由于直线x2y30的斜率为，该直径所在直线的斜率k2.故所求直线方程为y12(x2)，即2xy30.5若圆心在x轴上，半径为的圆O位于y轴左侧，且与直线x2y0相切，则圆O的方程是_(x5)2y25设圆心为(a,0)(a0)，则r，解得a5，所以圆O的方程为(x5)2y25.6经过原点并且与直线xy20相切于点(2,0)的圆的标准方程是_. 【导学号：62172248】(x1)2(y1)22设所求圆的圆心为(a，b)依题意(a2)2b2a2b2，1，解得a1，b1，则半径r，所求圆的标准方程为(x1)2(y1)22.7设P是圆(x3)2(y1)24上的动点，Q是直线x3上的动点，则PQ的最小值为_4如图所示，圆心M(3，1)与直线x3的最短距离为MQ3(3)6，又圆的半径为2，故所求最短距离为624.8(2016浙江高考)已知aR，方程a2x2(a2)y24x8y5a0表示圆，则圆心坐标是_，半径是_(2，4)5由二元二次方程表示圆的条件可得a2a2，解得a2或1.当a2时，方程为4x24y24x8y100，即x2y2x2y0，配方得2(y1)20)，则有解得故圆的方程是x2y26x2y10.法二：(几何法)曲线yx26x1与y轴的交点为(0,1)，与x轴的交点为(32，0)，(32，0)故可设C的圆心为(3，t)，则有32(t1)2(2)2t2，解得t1.则圆C的半径为3，所以圆C的方程为(x3)2(y1)29.3已知点P(2,2)，圆C：x2y28y0，过点P的动直线l与圆C交于A，B两点，线段AB的中点为M，O为坐标原点(1)求M的轨迹方程；(2)当OPOM时，求l的方程及POM的面积解(1)圆C的方程可化为x2(y4)216，所以圆心为C(0,4)，半径为4.设M(x，y)，则(x，y4)，(2x,2y)由题设知0，故x(2x)(y4)(2y)0，即(x1)2(y3)22.由于点P在圆C的内部，所以M的轨迹方程是(x1)2(y3)22.(2)由(1)可知M的轨迹是以点N(1,3)为圆心，为半径的圆由于OPOM，故O在线段PM的垂直平分线上又P在圆N上，从而ONPM.因为ON的斜率为3，所以l的斜率为，故l的方程为yx.又OMOP2，O到l的距离为，PM