4.1 圆的方程
4.1.1 圆的标准方程
圆与方程
1.正确掌握圆的标准方程及其推导过程.
2.掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、
半径的具体条件准确地写出圆的标准方程,
3.能运用圆的标准方程正确地求出其圆心和半径,解
决一些简单的实际问题,并会推导圆的标准方程.
基础梳理
1.圆的标准方程:圆心为C(a,b)、半径为r的圆的
标准方程为:____________________.
练习1.(1)圆心在原点,半径是3的圆的标准方程为:
____________.
(2)已知圆的圆心为(-1,2),半径为3,则圆的标准方
程为:________________.
1.(x-a)2+(y-b)2=r2
练习1. (1)x2+y2=9
(2)(x+1)2+(y-2)2=32
2.点与圆的位置关系
设点P到圆心的距离为d,圆的半径为r,则点与圆的
位置有如表所示的对应关系
练习2.圆(x-1)2+(y+2)2=32的圆心为:________
,半径为________.
位置关系 点在圆外 点在圆上 点在圆内
d与r的关系 d>r d=r d24,点在圆外.
答案:A
3.以点(-3,4)为圆心,且与x轴相切的圆的方程是( )
A.(x-3)2+(y+4)2=16
B.(x+3)2+(y-4)2=16
C.(x-3)2+(y+4)2=9
D.(x+3)2+(y-4)2=9
解析:因圆与x轴相切,故圆的半径r=4.
答案:B
4.圆(x-1)2+y2=1的圆心到直线y= x的距离是( )
A. B. C.1 D.
解析:圆心C(1,0),再利用点到直线的距离公式得d= .
答案:A
5.已知圆心在点C(-3,-4),且经过原点,求该圆
的标准方程,并判断点P1(-1,0),P2(1,-1),P3(3,-4)
和圆的位置关系.
圆的标准方程
求满足下列条件的各圆的方程:
(1)圆心在y轴上,半径是1,且过点(1,2);
(2)圆心在点C(3,4),半径是 ;
(3)经过点P(5,1),圆心在点C(8,-3).
解析:根据题设条件,可利用圆的标准方程解决.
(1)x2 +(y-2)2=1;
(2)(x-3)2+(y-4)2=5;
(3)解法一:∵圆的半径r=|CP|= =5
,圆心在点(8,-3).
∴圆的方程是(x-8)2+(y+3)2=25.
解法二:∵圆心为C(8,-3),故设圆的方程为(x-
8)2+(y+3)2=r2.
又∵点P(5,1)在圆上,
∴(5-8)2+(1+3)2=r2,
∴r2=25,
∴所求圆的方程是(x-8)2+(y+3)2=25.
点评:确定圆的标准方程只需确定圆心的坐标和圆的
半径,因此圆心和半径被称为圆的两要素.
跟踪训练
1.写出下列方程表示的圆的圆心和半径.
(1)x2+y2=2;
(2)(x-3)2+y2=a2(a≠0);
(3)(x+2)2+(y+1)2=b2(b≠0).
解析:搞清圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)中,
圆心为(a,b),半径为r,本题易于解决.
(1)圆心(0,0),半径为 .
(2)圆心(3,0),半径为|a|.
(3)圆心(-2,-1),半径为|b|.
点与圆的位置关系
已知两点P(-5,6)和Q(5,-4),求以P、Q为
直径端点的圆的标准方程,并判断点A(2,2),B(1,8),
C(6,5)是在圆上,在圆内,还是在圆外?
解析:由已知条件及圆的性质可知,圆心M在直径
PQ的中点处,
∴圆心M的坐标为(0,1),
点评:判定点与圆的位置关系,可以判定该点与圆心的
距离和圆的半径的大小关系,也可将该点坐标代入圆的方程
判断,方法如下:
点A(x0,y0)到圆心C(a,b)的距离为
|AC|=
①当点A(x0,y0)在圆上时,|AC|=r,
即(x0-a)2+(y0-b)2=r2;
②当点A(x0,y0)在圆内时,|AC|r2.
跟踪训练
2.判断点M(6,9),N(3,3),O(5,3)与圆(x-5)2+(y-6)2
=10的位置关系.
解析:∵圆的方程为(x-5)2+(y-6)2=10,
分别将M(6,9),N(3,3),O(5,3)代入得
(6-5)2+(9-6)2=10,
∴M在圆上;
(3-5)2+(3-6)2=13>10,
∴N在圆外;
(5-5)2+(3-6)2=90),
代入方程②,求得x0= .
即水面下降1 m后,水面宽为2x0=2 ≈14.28 m.
跟踪训练
3.求以点C(2,-1)为圆心,截直线x+y+1=0所得的弦
长为 2 的圆的方程.
1.已知点P(a,a+1)在圆x2+y2=25内部,那么a的取值
范围是( )
A.-4