高中数学圆的方程专题复习

<一>圆的方程(x-a)^2+(y-b)^2=r^2，圆心O（a，b），半径r。

（1）圆的一般式方程：x^2+y^2+Dx+Ey+F=0此方程可用于解决两圆的位置关系：配方化为标准方程：（x+D/2）^2.+(y+E/2)^2=(D^2+E^2-4F)/4其圆心坐标：（-D/2,-E/2）半径为r=√[（D^2+E^2-4F）]/2此方程满足为圆的方程的条件是:D^2+E^2-4F>0若不满足,则不可表示为圆的方程（2）点与圆的位置关系点P（X1,Y1) 与圆(x－a)^2+(y－b) ^2=r^2的位置关系：⑴当(x1－a)^2+(y1－b) ^2>r^2时，则点P在圆外。

⑵当(x1－a)^2+(y1－b) ^2=r^2时，则点P在圆上。

⑶当(x1－a)^2+(y1－b) ^2<r^2时，则点P在圆内。

圆与直线的位置关系判断平面内，直线Ax+By+C=0与圆x^2+y^2+Dx+Ey+F=0的位置关系判断一般方法是：1.由Ax+By+C=0，可得y=(-C-Ax)/B，（其中B不等于0），代入x^2+y^2+Dx+Ey+F=0，即成为一个关于x的一元二次方程f（x）=0。

利用判别式b^2-4ac的符号可确定圆与直线的位置关系如下：如果b^2-4ac>0，则圆与直线有2交点，即圆与直线相交。

如果b^2-4ac=0，则圆与直线有1交点，即圆与直线相切。

如果b^2-4ac<0，则圆与直线有0交点，即圆与直线相离。

2.如果B=0即直线为Ax+C=0，即x=-C/A，它平行于y轴（或垂直于x 轴），将x^2+y^2+Dx+Ey+F=0化为 (x－a)^2+(y－b) ^2=r^2。

令y=b，求出此时的两个x值x1、x2，并且规定x1<x2，那么：当x=-C/A<x1或x=-C/A>x2时，直线与圆相离；当x1<x=-C/A<x2时，直线与圆相交；半径r，直径d在直角坐标系中，圆的解析式为：(x-a)^2+(y-b)^2=r^2;x^2+y^2+Dx+Ey+F=0=> (x+D/2)^2+(y+E/2)^2=(D^2+E^2-4F)/4=> 圆心坐标为(-D/2,-E/2)其实只要保证X方Y方前系数都是1就可以直接判断出圆心坐标为(-D/2,-E/2)这可以作为一个结论运用的且r=根号（圆心坐标的平方和-F）<二>椭圆的标准方程椭圆的标准方程分两种情况：当焦点在x轴时,椭圆的标准方程是：x^2/a^2+y^2/b^2=1，(a>b>0)；当焦点在y轴时,椭圆的标准方程是：y^2/a^2+x^2/b^2=1，(a>b>0)；其中a>0，b>0。

高中数学圆的方程知识点题型归纳第一讲圆的方程一、知识清单一）圆的定义及方程圆的定义是平面内距离定点距离相等的点的轨迹。

圆的标准方程为 (y-b)2=r2，一般方程为 x2+y2+Dx+Ey+F=0，其中圆心为 (a,b)，半径为 r。

标准方程和一般方程可以互相转化。

二）点与圆的位置关系点 M(x,y) 与圆 (x-a)2+(y-b)2=r2 的位置关系有三种情况：在圆外、在圆上和在圆内。

三）温馨提示求圆的方程时，可以利用圆的几何性质简化运算，如圆心在过切点且与切线垂直的直线上、圆心在任一弦的中垂线上、两圆内切或外切时，切点与两圆圆心三点共线。

此外，中点坐标公式也是常用的计算方法。

二、典例归纳本讲内容主要是圆的方程和点与圆的位置关系。

在求圆的方程时，需要注意利用圆的几何性质简化运算。

同时，中点坐标公式也是常用的计算方法。

在实际问题中，需要根据具体情况选择合适的方法来解决问题。

且圆心在直线2x+y=0上，求该圆的方程。

变式3】已知圆C的方程为x2+y2-4x-6y+9=0，直线l的方程为2x+3y-6=0，求圆C与直线l的交点坐标。

变式4】已知圆C的方程为x2+y2-2x+4y-4=0，直线l的方程为x-y+2=0，求圆C与直线l的交点坐标。

方法总结：1.对于一般的圆方程，可以通过平移变换将其化为标准方程，然后根据圆的几何性质求出圆心和半径，进而写出标准方程。

2.对于已知圆心和半径的问题，可以利用圆的几何性质直接写出标准方程。

3.对于圆与直线的交点问题，可以将直线方程代入圆方程中解方程，或者将圆方程代入直线方程中解方程，求出交点坐标。

变式3】给定四个点A(0,1)，B(2,1)，C(3,4)，D(-1,2)，判断它们能否在同一个圆上，并说明原因。

这题可以通过计算四边形ABCD的两条对角线的中垂线是否相交来判断四个点是否在同一个圆上。

首先可以计算出AC的中点坐标为M(1.5.2.5)，斜率为-3/2，所以AC的中垂线的方程为y-2.5 = 2/3(x-1.5)。

圆与方程知识点1.圆的标准方程：以点),(b a C 为圆心，r 为半径的圆的标准方程是222)()(r b y a x =-+-.特例：圆心在坐标原点，半径为r 的圆的方程是：222r y x =+.2.点与圆的位置关系：(1).设点到圆心的距离为d，圆半径为r：a.点在圆内d＜r；b.点在圆上d=r；c.点在圆外d＞r(2).给定点),(00y x M 及圆222)()(:r b y a x C =-+-.①M 在圆C 内22020)()(r b y a x <-+-⇔②M 在圆C 上22020)()r b y a x =-+-⇔（③M 在圆C 外22020)()(r b y a x >-+-⇔（3）涉及最值：1圆外一点B ，圆上一动点P ，讨论PB 的最值min PB BN BC r ==-max PB BM BC r==+2圆内一点A ，圆上一动点P ，讨论PA 的最值min PA AN r AC==-max PA AM r AC==+思考：过此A 点作最短的弦？（此弦垂直AC ）3.圆的一般方程：022=++++F Ey Dx y x .(1)当0422>-+F E D 时，方程表示一个圆，其中圆心⎪⎭⎫⎝⎛--2,2E D C ，半径2422FE D r -+=.(2)当0422=-+F E D 时，方程表示一个点⎪⎭⎫ ⎝⎛--2,2E D .(3)当0422<-+F E D 时，方程不表示任何图形.注：方程022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 表示圆的充要条件是：0=B 且0≠=C A 且0422 AF E D -+.4.直线与圆的位置关系：直线0=++C By Ax 与圆222)()(r b y a x =-+-圆心到直线的距离22B A C Bb Aa d +++=1）无交点直线与圆相离⇔⇔>r d ；2）只有一个交点直线与圆相切⇔⇔=r d ；3）有两个交点直线与圆相交⇔⇔<r d ；弦长|AB|=222d r -还可以利用直线方程与圆的方程联立方程组⎩⎨⎧=++++=++022F Ey Dx y x C By Ax 求解，通过解的个数来判断：（1）当0>∆时，直线与圆有2个交点，，直线与圆相交；（2）当0=∆时，直线与圆只有1个交点，直线与圆相切；（3）当0<∆时，直线与圆没有交点，直线与圆相离；5.两圆的位置关系（1）设两圆2121211)()(:r b y a x C =-+-与圆2222222)()(:r b y a x C =-+-，圆心距221221)()(b b a a d -+-=1条公切线外离421⇔⇔+>r r d ；2条公切线外切321⇔⇔+=r r d ；3条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r ；4条公切线内切121⇔⇔-=r r d ；5无公切线内含⇔⇔-<<210r r d ；外离外切相交内切（2）两圆公共弦所在直线方程圆1C ：221110x y D x E y F ++++=，圆2C ：222220x y D x E y F ++++=，则()()()1212120D D x E E y F F -+-+-=为两相交圆公共弦方程.补充说明：1若1C 与2C 相切，则表示其中一条公切线方程；2若1C 与2C 相离，则表示连心线的中垂线方程.（3）圆系问题过两圆1C ：221110x y D x E y F ++++=和2C ：222220x y D x E y F ++++=交点的圆系方程为()22221112220x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=（1λ≠-）补充：1上述圆系不包括2C ；22）当1λ=-时，表示过两圆交点的直线方程（公共弦）3过直线0Ax By C ++=与圆220x y Dx Ey F ++++=交点的圆系方程为()220x y Dx Ey F Ax By C λ+++++++=6.过一点作圆的切线的方程：(1)过圆外一点的切线：①k 不存在，验证是否成立②k 存在，设点斜式方程，用圆心到该直线距离=半径，即⎪⎩⎪⎨⎧+---=-=-1)()(2110101R x a k y b R x x k y y 求解k，得到切线方程【一定两解】例1.经过点P(1，—2)点作圆(x+1)2+(y —2)2=4的切线，则切线方程为。

高中数学复习：圆的方程一、单选题1．曲线方程2240x y Ex y ++-+=表示一个圆的充要条件为（ ） A ．15E >B ．15E ≥C ．215E >D ．215E ≥2．圆心在(2)1-，上，半径为3的圆的标准方程为（ ） A ．22(2)(1)3x y -++= B ．22(2)(1)9x y -++= C ．22(2)(1)3x y -+-=D ．22(2)(1)9x y -+-=3．设()()2141A B -，，，，则以线段AB 为直径的圆的方程是（ ）A ．22(3)2x y -+=B ．22(3)8x y -+=C ．22(3)2x y ++=D ．22(3)8x y ++=4．圆心为()1,1且过原点的圆的方程是（ ） A ．()()22111x y -+-= B ．()()22111x y +++= C ．()()22112x y +++= D ．()()22112x y -+-=5．已知点()3,6A ，()1,4B ，()1,0C ，则ABC ∆外接圆的圆心坐标为( ) A ．()5,2B ．()5,2-C ．()2,5D ．()5,2-6．若圆C 的半径为1，圆心在第一象限，且与直线430x y -=和x 轴相切，则该圆的标准方程是（ ） A ．22(2)(1)1x y -+-=B ．227(3)13x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭C ．22(1)(3)1x y -+-=D ．223(1)12x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭7．已知圆M 与直线340x y -=和34+100x y -=都相切，圆心在直线4y x =--上，则圆M 的方程为（ ）A ．22(3)(1)1x y ++-=B ．22(3)(1)1x y -++=C ．22(3)(1)1x y +++=D ．22(3)(1)1x y -+-=8．已知圆221x y +=，点1,0A ，ABC ∆内接于圆，且60BAC ∠=︒，当B ，C 在圆上运动时，BC 中点的轨迹方程是（ ） A ．2212x y +=B ．2214x y += C ．221122x y x ⎛⎫+=< ⎪⎝⎭D ．221144x y x ⎛⎫+=< ⎪⎝⎭9．已知圆C 过点()()()4,6,2,2,5,5--，点,M N 在圆C 上，则CMN ∆面积的最大值为（ ） A ．100B ．25C ．50D ．25210．已知2，2m n +，6-成等差数列，则圆C ：(()2214x y -++=上的点到点(),M m n 距离的最大值为（ ）A ．1B ．2C ．5D ．二、多选题11．圆22410x y x +--=（ ） A ．关于点()2,0对称B ．关于直线0y =对称C ．关于直线320x y +-=对称D ．关于直线20x y -+=对称12．已知点()()cos ,sin P R θθθ∈，直线:40l x my +-=，下列结论正确的是（ ） A ．l 恒过定点()4,0B ．1OP =（O 为坐标原点）C ．P 到直线l 的距离有最小值，最小值为3D ．P 到直线l 的距离有最大值，最大值为513．古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点,A B 的距离之比为定值()1λλ≠的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆在平面直角坐标系xOy 中,()()2,0,4,0,A B -点12PA P PB=满足.设点P 的轨迹为C ,下列结论正确的是（ ） A ．C 的方程为()2249x y ++=B ．在x 轴上存在异于,A B 的两定点,D E ,使得12PD PE=C ．当,,A B P 三点不共线时,射线PO 是APB ∠的平分线D ．在C 上存在点M ,使得2||MO MA = 三、填空题14．圆22:(1)(2)4C x y ++-=关于直线21y x =-的对称圆的方程为_____.15．方程22230x y x my m +-+--=表示圆C 中，则圆C 面积的最小值等于________. 16．已知点(0,0)O ，(4,0)A ，M 是圆22:(2)1C x y -+=上一点，则||||OM AM 的最小值为_________17．已知圆心在直线30x y -=上的圆C 与y 轴的正半轴相切，且截x 轴所得的弦长为42，则圆C 的方程为______，则点()6,5P 到圆C 上动点Q 的距离最大值为______. 四、解答题18．求过点A (0,6)且与圆C ：x 2＋y 2＋10x ＋10y ＝0切于原点的圆的方程．19．已知一个圆与y 轴相切，在直线y x =上截得弦长为27，且圆心在直线30x y -=上，求此圆的方程.20．已知圆：，圆关于直线对称，圆心在第二象限，半径为.（1）求圆的方程；（2）直线与圆相切，且在轴、轴上的截距相等，求直线的方程. 21．已知圆P 过()5,2,(0,3),(4,1)A B C -. （1）求圆P 的方程；（2）若过点(3,3)M --的直线l 被圆P 所截得的弦长为8，求直线l 的方程.22．圆C 过点()60A ，，()1,5B ，且圆心在直线:2780l x y -+=上.（1）求圆C 的方程；（2）P 为圆C 上的任意一点，定点()8,0Q ，求线段PQ 中点M 的轨迹方程.23．已知圆C 的圆心在直线320x y +=上，并且与x 轴的交点分别为(2,0),(6,0)A B -. （1）求圆C 的方程；（2）若直线l 过原点且垂直于直线320x y +=，直线l 交圆C 于M ，N ，求MCN △的面积.圆的方程一、单选题1．曲线方程2240x y Ex y ++-+=表示一个圆的充要条件为（ ） A ．15E > B ．15E ≥C ．215E >D ．215E ≥【答案】C 【解析】表示圆的充要条件是()221440E +--⨯>，即215E >. 故选：C ．2．圆心在(2)1-，上，半径为3的圆的标准方程为（ ） A ．22(2)(1)3x y -++= B ．22(2)(1)9x y -++= C ．22(2)(1)3x y -+-= D ．22(2)(1)9x y -+-=【答案】B 【解析】圆心在(2)1-，上，半径为3的圆的标准方程为：22(2)(1)9x y -++= 故选： B3．设()()2141A B -，，，，则以线段AB 为直径的圆的方程是（ ）A ．22(3)2x y -+=B ．22(3)8x y -+=C ．22(3)2x y ++=D ．22(3)8x y ++=【答案】A 【解析】AB 的中点坐标为：()3,0，圆半径为22ABr ===， 圆方程为22(3)2x y -+=. 故选：A .4．圆心为()1,1且过原点的圆的方程是（ ） A ．()()22111x y -+-= B ．()()22111x y +++= C ．()()22112x y +++= D ．()()22112x y -+-= 【答案】D 【解析】设圆的方程为()()2211(0)x y m m -+-=>，且圆过原点，即()()220101(0)m m -+-=>，得2m =，所以圆的方程为()()22112x y -+-=.故选D.5．已知点()3,6A ，()1,4B ，()1,0C ，则ABC ∆外接圆的圆心坐标为( ) A ．()5,2 B ．()5,2-C ．()2,5D ．()5,2-【答案】A 【解析】线段AB 中点坐标为()2,5，线段AB 斜率为64131-=-，所以线段AB 垂直平分线的斜率为1-，故线段AB 的垂直平分线方程为()52y x -=--，即7y x =-+.线段AC 中点坐标为()2,3，线段AC 斜率为60331-=-，所以线段AC 垂直平分线的斜率为13-，故线段AC 的垂直平分线方程为()1323y x -=--，即11133y x =-+. 由75111233y x x y y x =-+⎧=⎧⎪⇒⎨⎨==-+⎩⎪⎩.所以ABC ∆外接圆的圆心坐标为()5,2. 故选：A6．若圆C 的半径为1，圆心在第一象限，且与直线430x y -=和x 轴相切，则该圆的标准方程是（ ） A ．22(2)(1)1x y -+-=B ．227(3)13x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭ C ．22(1)(3)1x y -+-= D ．223(1)12x y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭【答案】A 【解析】设圆心坐标为（a ，b ）（a ＞0，b ＞0），由圆与直线4x-3y=0相切，可得圆心到直线的距离d=4315a b r -==，化简得：|4a-3b|=5①，又圆与x 轴相切，可得|b|=r=1，解得b=1或b=-1（舍去）， 把b=1代入①得：4a-3=5或4a-3=-5，解得a=2或a=-12（舍去），∴圆心坐标为（2，1）， 则圆的标准方程为：（x-2）2+（y-1）2=1． 故选A7．已知圆M 与直线340x y -=和34+100x y -=都相切，圆心在直线4y x =--上，则圆M 的方程为（ ）A ．22(3)(1)1x y ++-=B ．22(3)(1)1x y -++=C ．22(3)(1)1x y +++=D ．22(3)(1)1x y -+-=【答案】C 【解析】到两直线340x y -=及34100x y -+=的距离都相等的直线方程为3450x y -+=，联立方程组3450{4x y y x -+==--，解得3{1x y =-=-.两平行线之间的距离为2，所以，半径为1，从而圆M 的方程为()()22311x y +++=. 选C .8．已知圆221x y +=，点1,0A ，ABC ∆内接于圆，且60BAC ∠=︒，当B ，C 在圆上运动时，BC 中点的轨迹方程是（ ）A ．2212x y +=B ．2214x y += C ．221122x y x ⎛⎫+=< ⎪⎝⎭D ．221144x y x ⎛⎫+=< ⎪⎝⎭【答案】D 【解析】设BC 中点为D ，圆心角等于圆周角的一半，60BAC ∠=︒，60BOD ∴∠=，在直角三角形BOD 中，由1122OD OB ==， 故中点D 的轨迹方程是：2214x y +=，如图，由BAC ∠的极限位置可得，14x <.故选：D9．已知圆C 过点()()()4,6,2,2,5,5--，点,M N 在圆C 上，则CMN ∆面积的最大值为（ ） A ．100 B ．25C ．50D ．252【答案】D 【解析】设圆C 的方程为220x y Dx Ey F ++++=，将()()()4,6,2,2,5,5--代入可得，52460822050550D E F D E F D E F +++=⎧⎪--+=⎨⎪+++=⎩，解得2,4,20D E F =-=-=-. 故圆C 的一般方程为2224200x y x y +---=，即()()221225x y -+-=，故CMN ∆的面积11125sin 55sin 5512222S CM CN MCN MCN =∠=⨯⨯∠≤⨯⨯⨯=. CMN ∴∆面积的最大值为252. 故选：D .10．已知2，2m n +，6-成等差数列，则圆C：(()2214x y -++=上的点到点(),M m n 距离的最大值为（ ） A ．1 B ．2C ．5D．【答案】C 【解析】因为2，2m n +，6-成等差数列，所以()2226m n +=-，可得220m n ++=，所以点M 的轨迹方程为220x y ++=，圆心()1-，则圆C 上的点到点M的最大值为max 2325d ==+=.故选：C 二、多选题11．圆22410x y x +--=（ ） A ．关于点()2,0对称B ．关于直线0y =对称C ．关于直线320x y +-=对称D ．关于直线20x y -+=对称【答案】ABC 【解析】22224102)5(x y x x y +--=⇒+=-，所以圆心的坐标为()2,0.A ：圆是关于圆心对称的中心对称图形，而点()2,0是圆心，所以本选项正确；B ：圆是关于直径对称的轴对称图形，直线0y =过圆心，所以本选项正确；C ：圆是关于直径对称的轴对称图形，直线320x y +-=过圆心，所以本选项正确；D ：圆是关于直径对称的轴对称图形，直线20x y -+=不过圆心，所以本选项不正确. 故选：ABC12．已知点()()cos ,sin P R θθθ∈，直线:40l x my +-=，下列结论正确的是（ ） A ．l 恒过定点()4,0B ．1OP =（O 为坐标原点）C ．P 到直线l 的距离有最小值，最小值为3D ．P 到直线l 的距离有最大值，最大值为5 【答案】ABD 【解析】直线:40l x my +-=，当0y =时，4x =，故A 正确；22cos sin 1OP θθ+==，故B 正确；点P 的轨迹是以()0,0为圆心，半径为1的圆，直线过定点()4,0，位置如图：由图可知，点P 到直线l 的距离最小值为0，当直线与x 轴垂直时，圆心到直线的距离最大，最大值为4，所以P 到直线l 的距离有最大值，最大值为5.故C 错误，D 正确. 故选：ABD.13．古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点,A B 的距离之比为定值()1λλ≠的点的轨迹是圆”.后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆在平面直角坐标系xOy 中,()()2,0,4,0,A B -点12PA P PB=满足.设点P 的轨迹为C ,下列结论正确的是（ ）A ．C 的方程为()2249x y ++=B ．在x 轴上存在异于,A B 的两定点,D E ,使得12PD PE=C ．当,,A B P 三点不共线时,射线PO 是APB ∠的平分线D ．在C 上存在点M ,使得2||MO MA = 【答案】BC 【解析】设点(),P x y ，则12PA PB=，化简整理得2280x y x ++=，即()22416x y ++=，故A错误；当()()1,0,2,0,D B -时，12PDPE =，故B 正确；对于C 选项，222cos =2AP PO AO APO AP PO+-∠⋅，222cos =2BP PO BO BPO BP PO+-∠⋅,要证PO 为角平分线，只需证明cos =cos APO BPO ∠∠，即证22222222AP PO AO BP PO BO AP PO BP PO+-+-=⋅⋅，化简整理即证2228PO AP =-，设(),P x y ，则222PO x y =+， ()()222222222282828AP x x y x x y x y x y -=++=++++=+，则证cos =cos APO BPO ∠∠，故C 正确；对于D 选项，设()00,M x y,由2||MO MA =可得整理得220003316+160x y x ++=，而点M 在圆上，故满足2280x y x ++=，联立解得0=2x ，0y 无实数解，于是D 错误.故答案为BC. 三、填空题14．圆22:(1)(2)4C x y ++-=关于直线21y x =-的对称圆的方程为_____. 【答案】22(3)4x y -+= 【解析】22:(1)(2)4C x y ++-=的圆心为(1,2)-，关于21y x =-对称点设为(,)x y ，则有: 2121222112y x y x +-⎧=⨯-⎪⎪⎨-⎪=-⎪+⎩，解得30x y =⎧⎨=⎩， 所以对称后的圆心为(3,0)，故所求圆的方程为22(3)4x y -+=.故答案为：22(3)4x y -+=15．方程22230x y x my m +-+--=表示圆C 中，则圆C 面积的最小值等于________.【答案】3π【解析】 ()222222301424m m x y x my m x y m ⎛⎫+-+--=∴+++=++ ⎪⎝⎭ ()222142344m R m m =++=++ 当2m =-23R ππ=故答案为3π16．已知点(0,0)O ，(4,0)A ，M 是圆22:(2)1C x y -+=上一点，则||||OM AM 的最小值为_________ 【答案】13【解析】设点(,)M x y ，则222222||||(4)OM x y AM x y+=-+ 又因为22(2)1x y -+=，则221(2)y x =--， 故22||43101||413413OM x AM x x -==-+-+-+，[1,3]x ∈， 易得函数101413y x =-+-+在[1,3]上单调递增. 则22||||OM AM 的最小值为19，故||||OM AM 的最小值为13.故答案为：13 17．已知圆心在直线30x y -=上的圆C 与y 轴的正半轴相切，且截x 轴所得的弦长为42，则圆C 的方程为______，则点()6,5P 到圆C 上动点Q 的距离最大值为______.【答案】()()22319x y -+-= 8【解析】设圆的方程为222()()x a y b r -+-=(0,0)a b >> 由题意可得22308a b a r b r -=⎧⎪=⎨⎪+=⎩，解得313a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩，所以圆的方程为()()22319x y -+-=；设点()6,5P 到圆心(3,1)C 的距离为22(63)(51)5d =-+-=，则点()6,5P 到圆C 上动点Q 的距离最大值为538d r +=+=.故答案为：()()22319x y -+-=；8四、解答题18．求过点A (0,6)且与圆C ：x 2＋y 2＋10x ＋10y ＝0切于原点的圆的方程．【答案】(x －3)2＋(y －3)2＝18.【解析】设圆的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2(r >0)． 由题意得222222(6)a b r a b r a b ⎧+=⎪+-=⎨⎪=⎩解得∴圆的方程为(x －3)2＋(y －3)2＝18.点睛：确定圆的方程方法 (1)直接法：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①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；②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．19．已知一个圆与y 轴相切，在直线y x =上截得弦长为27，且圆心在直线30x y -=上，求此圆的方程.【答案】22(3)(1)9x y -+-=，22(3)(1)9x y +++= 【解析】 设圆的方程为：222()()x a y b r -+-=，则：||a r =， 30a b -=，272r =-， 所以313a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩或313a b r =-⎧⎪=-⎨⎪=⎩，因此圆的方程为：22(3)(1)9x y -+-=，22(3)(1)9x y +++=.20．已知圆：，圆关于直线对称，圆心在第二象限，半径为. （1）求圆的方程；（2）直线与圆相切，且在轴、轴上的截距相等，求直线的方程.【答案】（1）（2）或.或 【解析】分析：（1）通过圆关于直线对称，可知圆心在直线上，再结合半径为，得到关于的方程组，求解方程组，选择在第二象限中的根，即可求得圆的方程；（2）分截距为零和不为零两种情况讨论，利用圆心到直线距离等于半径求解直线方程。

高中数学圆的方程典型题型归纳总结类型一：巧用圆系求圆的过程在解析几何中，符合特定条件的某些圆构成一个圆系，一个圆系所具有的共同形式的方程称为圆系方程。

常用的圆系方程有如下几种：⑴以为圆心的同心圆系方程⑵过直线与圆的交点的圆系方程⑶过两圆和圆的交点的圆系方程此圆系方程中不包含圆，直接应用该圆系方程，必须检验圆是否满足题意，谨防漏解。

当时，得到两圆公共弦所在直线方程例1：已知圆与直线相交于两点，为坐标原点，若，求实数的值。

分析：此题最易想到设出，由得到，利用设而不求的思想，联立方程，由根与系数关系得出关于的方程，最后验证得解。

倘若充分挖掘本题的几何关系，不难得出在以为直径的圆上。

而刚好为直线与圆的交点，选取过直线与圆交点的圆系方程，可极大地简化运算过程。

解：过直线与圆的交点的圆系方程为：，即………………….①依题意，在以为直径的圆上，则圆心（）显然在直线上，则，解之可得又满足方程①，则故例2：求过两圆和的交点且面积最小的圆的方程。

解：圆和的公共弦方程为，即过直线与圆的交点的圆系方程为，即依题意，欲使所求圆面积最小，只需圆半径最小，则两圆的公共弦必为所求圆的直径，圆心必在公共弦所在直线上。

即，则代回圆系方程得所求圆方程 例3:求证：m 为任意实数时，直线(m －1)x ＋(2m －1)y ＝m －5恒过一定点P ，并求P 点坐标。

分析：不论m 为何实数时，直线恒过定点，因此，这个定点就一定是直线系中任意两直线的交点。

解：由原方程得m(x ＋2y －1)－(x ＋y －5)＝0，①即⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧=-+=-+4y 9x 05y x 01y 2x 解得， ∴直线过定点P （9，－4）注：方程①可看作经过两直线交点的直线系。

例4已知圆C ：（x －1）2＋（y －2）2＝25，直线l ：（2m +1）x +（m +1）y －7m －4=0（m ∈R ）.（1）证明：不论m 取什么实数，直线l 与圆恒交于两点； （2）求直线被圆C 截得的弦长最小时l 的方程.剖析：直线过定点，而该定点在圆内，此题便可解得. （1）证明：l 的方程（x +y －4）+m （2x +y －7）=0. 2x +y －7=0， x =3， x +y －4=0， y =1，即l 恒过定点A （3，1）.∵圆心C （1，2），｜AC ｜＝5＜5（半径）， ∴点A 在圆C 内，从而直线l 恒与圆C 相交于两点. （2）解：弦长最小时，l ⊥AC ，由k AC ＝－21， ∴l 的方程为2x －y －5=0.评述：若定点A 在圆外，要使直线与圆相交则需要什么条件呢？思考讨论类型二：直线与圆的位置关系例5、若直线m x y +=与曲线24x y -=有且只有一个公共点，求实数m 的取值范围.解：∵曲线24x y -=表示半圆)0(422≥=+y y x ，∴利用数形结合法，可得实数m 的取值范围是22<≤-m 或22=m . 变式练习：1.若直线y=x+k 与曲线x=21y -恰有一个公共点，则k 的取值范围是___________.解析：利用数形结合. 答案：－1＜k ≤1或k=－2例6 圆9)3()3(22=-+-y x 上到直线01143=-+y x 的距离为1的点有几个？分析：借助图形直观求解．或先求出直线1l 、2l 的方程，从代数计算中寻找解答． 解法一：圆9)3()3(22=-+-y x 的圆心为)3,3(1O ，半径3=r ． 设圆心1O 到直线01143=-+y x 的距离为d ，则324311343322<=+-⨯+⨯=d ．如图，在圆心1O 同侧，与直线01143=-+y x 平行且距离为1的直线1l 与圆有两个交点，这两个交点符合题意．又123=-=-d r ．∴与直线01143=-+y x 平行的圆的切线的两个切点中有一个切点也符合题意． ∴符合题意的点共有3个．解法二：符合题意的点是平行于直线01143=-+y x ，且与之距离为1的直线和圆的交点．设∵m ∈R ，∴得所求直线为043=++m y x ，则1431122=++=m d ，∴511±=+m ，即6-=m ，或16-=m ，也即06431=-+y x l ：，或016432=-+y x l ：．设圆9)3()3(221=-+-y x O ：的圆心到直线1l 、2l 的距离为1d 、2d ，则 34363433221=+-⨯+⨯=d ，143163433222=+-⨯+⨯=d ．∴1l 与1O 相切，与圆1O 有一个公共点；2l 与圆1O 相交，与圆1O 有两个公共点．即符合题意的点共3个．说明：对于本题，若不留心，则易发生以下误解：设圆心1O 到直线01143=-+y x 的距离为d ，则324311343322<=+-⨯+⨯=d ．∴圆1O 到01143=-+y x 距离为1的点有两个．显然，上述误解中的d 是圆心到直线01143=-+y x 的距离，r d <，只能说明此直线与圆有两个交点，而不能说明圆上有两点到此直线的距离为1．类型三：圆中的最值问题例7：圆0104422=---+y x y x 上的点到直线014=-+y x 的最大距离与最小距离的差是解：∵圆18)2()2(22=-+-y x 的圆心为（2，2），半径23=r ，∴圆心到直线的距离r d >==25210，∴直线与圆相离，∴圆上的点到直线的最大距离与最小距离的差是262)()(==--+r r d r d .例8 (1)已知圆1)4()3(221=-+-y x O ：，),(y x P 为圆O 上的动点，求22y x d +=的最大、最小值．(2)已知圆1)2(222=++y x O ：，),(y x P 为圆上任一点．求12--x y 的最大、最小值，求yx 2-的最大、最小值．分析：(1)、(2)两小题都涉及到圆上点的坐标，可考虑用圆的参数方程或数形结合解决．解：(1)(法1)由圆的标准方程1)4()3(22=-+-y x ．可设圆的参数方程为⎩⎨⎧+=+=,sin 4,cos 3θθy x （θ是参数）．则θθθθ2222sin sin 816cos cos 69+++++=+=y x d)cos(1026sin 8cos 626φθθθ-+=++=（其中34tan =φ）． 所以361026max =+=d ，161026min =-=d ．(法2)圆上点到原点距离的最大值1d 等于圆心到原点的距离'1d 加上半径1，圆上点到原点距离的最小值2d 等于圆心到原点的距离'1d 减去半径1．所以6143221=++=d ．4143222=-+=d ．所以36max =d ．16min =d ．(2) (法1)由1)2(22=++y x 得圆的参数方程：⎩⎨⎧=+-=,sin ,cos 2θθy x θ是参数．则3cos 2sin 12--=--θθx y ．令t =--3cos 2sin θθ， 得t t 32cos sin -=-θθ，t t 32)sin(12-=-+φθ1)sin(1322≤-=+-⇒φθt t 433433+≤≤-⇒t ． 所以433max +=t ，433min -=t ． 即12--x y 的最大值为433+，最小值为433-．此时)cos(52sin 2cos 22φθθθ++-=-+-=-y x ． 所以y x 2-的最大值为52+-，最小值为52--． (法2)设k x y =--12，则02=+--k y kx ．由于),(y x P 是圆上点，当直线与圆有交点时，如图所示，两条切线的斜率分别是最大、最小值． 由11222=++--=k k k d ，得433±=k ． 所以12--x y 的最大值为433+，最小值为433-．令t y x =-2，同理两条切线在x 轴上的截距分别是最大、最小值．由152=--=m d ，得52±-=m ．所以y x 2-的最大值为52+-，最小值为52--．例9、已知对于圆1)1(22=-+y x 上任一点),(y x P ，不等式0≥++m y x 恒成立，求实数m 的取值范围．设圆1)1(22=-+y x 上任一点)sin 1,(cos θθ+P )2,0[πθ∈ ∴θcos =x ，θsin 1+=y ∵0≥++m y x 恒成立 ∴0sin 1cos ≥+++m θθ即)sin cos 1(θθ++-≥m 恒成立．∴只须m 不小于)sin cos 1(θθ++-的最大值． 设1)4sin(21)cos (sin -+-=-+-=πθθθu∴12max -=u 即12-≥m ．说明：在这种解法中，运用了圆上的点的参数设法．一般地，把圆222)()(r b y a x =-+-上的点设为)sin ,cos (θθr b r a ++()2,0[πθ∈)．采用这种设法一方面可减少参数的个数，另一方面可以灵活地运用三角公式．从代数观点来看，这种做法的实质就是三角代换．。

圆的一般方程【知识梳理】圆的一般方程(1)圆的一般方程的概念：当D 2＋E 2－4F ＞0时，二元二次方程x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0叫做圆的一般方程．(2)圆的一般方程对应的圆心和半径：圆的一般方程x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0(D 2＋E 2－4F ＞0)表示的圆的圆心为(－D 2，－E 2)，半径长为12D 2＋E 2－4F . 【常考题型】题型一、圆的一般方程的概念辨析【例1】 若方程x 2＋y 2＋2mx －2y ＋m 2＋5m ＝0表示圆，求(1)实数m 的取值范围；(2)圆心坐标和半径．[解] (1)据题意知D 2＋E 2－4F ＝(2m )2＋(－2)2－4(m 2＋5m )＞0，即4m 2＋4－4m 2－20m ＞0， 解得m ＜15， 故m 的取值范围为(－∞，15)． (2)将方程x 2＋y 2＋2mx －2y ＋m 2＋5m ＝0写成标准方程为(x ＋m )2＋(y －1)2＝1－5m ， 故圆心坐标为(－m,1)，半径r ＝1－5m .【类题通法】形如x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0的二元二次方程，判定其是否表示圆时可有如下两种方法： ①由圆的一般方程的定义令D 2＋E 2－4F ＞0，成立则表示圆，否则不表示圆，②将方程配方后，根据圆的标准方程的特征求解，应用这两种方法时，要注意所给方程是不是x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0这种标准形式，若不是，则要化为这种形式再求解．【对点训练】1．下列方程各表示什么图形？若表示圆，求其圆心和半径．(1)x 2＋y 2＋x ＋1＝0；(2)x 2＋y 2＋2ax ＋a 2＝0(a ≠0)；(3)2x 2＋2y 2＋2ax －2ay ＝0(a ≠0)．解：(1)∵D ＝1，E ＝0，F ＝1，∴D 2＋E 2－4F ＝1－4＝－3＜0，∴方程(1)不表示任何图形．(2)∵D ＝2a ，E ＝0，F ＝a 2，∴D 2＋E 2－4F ＝4a 2－4a 2＝0，∴方程表示点(－a,0)．(3)两边同除以2，得x 2＋y 2＋ax －ay ＝0，D ＝a ，E ＝－a ，F ＝0，∴D 2＋E 2－4F ＝2a 2＞0，∴方程(3)表示圆，它的圆心为(－a 2，a 2)， 半径r ＝12 D 2＋E 2－4F ＝22|a |. 题型二、圆的一般方程的求法【例2】 已知△ABC 的三个顶点为A (1,4)，B (－2,3)，C (4，－5)，求△ABC 的外接圆方程、外心坐标和外接圆半径．[解] 法一：设△ABC 的外接圆方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，∵A ，B ，C 在圆上，∴⎩⎪⎨⎪⎧ 1＋16＋D ＋4E ＋F ＝0，4＋9－2D ＋3E ＋F ＝0，16＋25＋4D －5E ＋F ＝0，∴⎩⎪⎨⎪⎧ D ＝－2，E ＝2，F ＝－23，∴△ABC 的外接圆方程为x 2＋y 2－2x ＋2y －23＝0，即(x －1)2＋(y ＋1)2＝25.∴外心坐标为(1，－1)，外接圆半径为5.法二：∵k AB ＝4－31＋2＝13，k AC ＝4＋51－4＝－3， ∴k AB ·k AC ＝－1，∴AB ⊥AC .∴△ABC 是以角A 为直角的直角三角形，∴外心是线段BC 的中点，坐标为(1，－1)，r ＝12|BC |＝5. ∴外接圆方程为(x －1)2＋(y ＋1)2＝25.应用待定系数法求圆的方程时：(1)如果由已知条件容易求得圆心坐标、半径或需利用圆心的坐标或半径列方程的问题，一般采用圆的标准方程，再用待定系数法求出a ，b ，r .(2)如果已知条件与圆心和半径都无直接关系，一般采用圆的一般方程，再用待定系数法求出常数D 、E 、F .【对点训练】2．求经过点A (－2，－4)且与直线x ＋3y －26＝0相切于点B (8,6)的圆的方程． 解：设所求圆的方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，则圆心坐标为⎝⎛⎭⎫－D 2，－E 2. ∵圆与x ＋3y －26＝0相切，∴6＋E 28＋D 2·⎝⎛⎭⎫－13＝－1，即E －3D －36＝0.①∵(－2，－4)，(8,6)在圆上，∴2D ＋4E －F －20＝0，②8D ＋6E ＋F ＋100＝0.③联立①②③，解得D ＝－11，E ＝3，F ＝－30，故所求圆的方程为x 2＋y 2－11x ＋3y －30＝0.题型三、代入法求轨迹方程【例3】 已知△ABC 的边AB 长为4，若BC 边上的中线为定长3，求顶点C 的轨迹方程．[解] 以直线AB 为x 轴，AB 的中垂线为y 轴建立坐标系(如图)，则A (－2,0)，B (2,0)，设C (x ，y )，BC 中点D (x 0，y 0)．∴⎩⎨⎧2＋x 2＝x 0，0＋y 2＝y 0. ①∵|AD |＝3，∴(x 0＋2)2＋y 20＝9. ②将①代入②，整理得(x ＋6)2＋y 2＝36.∵点C 不能在x 轴上，∴y ≠0.综上，点C 的轨迹是以(－6,0)为圆心，6为半径的圆，去掉(－12,0)和(0,0)两点． 轨迹方程为(x ＋6)2＋y 2＝36(y ≠0)．用代入法求轨迹方程的一般步骤【对点训练】3．过点A (8,0)的直线与圆x 2＋y 2＝4交于点B ，则AB 中点P 的轨迹方程为________________． 解析：设点P 的坐标为(x ，y )，点B 为(x 1，y 1)，由题意，结合中点坐标公式可得x 1＝2x －8，y 1＝2y ，故(2x －8)2＋(2y )2＝4，化简得(x －4)2＋y 2＝1，即为所求．答案：(x －4)2＋y 2＝1【练习反馈】1．圆x 2＋y 2－4x ＋6y ＝0的圆心坐标是( )A ．(2,3)B ．(－2,3)C ．(－2，－3)D ．(2，－3)解析：选D 圆的方程化为(x －2)2＋(y ＋3)2＝13，圆心(2，－3)，选D.2．已知方程x 2＋y 2－2x ＋2k ＋3＝0表示圆，则k 的取值范围是( )A ．(－∞，－1)B ．(3，＋∞)C ．(－∞，－1)∪(3，＋∞)D ．(－32，＋∞) 解析：选A 方程可化为：(x －1)2＋y 2＝－2k －2，只有－2k －2>0，即k <－1时才能表示圆．3．方程x 2＋y 2＋2ax －by ＋c ＝0表示圆心为C (2,2)，半径为2的圆，则a ＝________，b ＝________，c ＝________.解析：∵⎩⎪⎨⎪⎧ －2a 2＝2，－－b 2＝2，12 4a 2＋b 2－4c ＝2，∴⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－2，b ＝4，c ＝4.答案：－2,4,44．设A 为圆(x －1)2＋y 2＝1上的动点，P A 是圆的切线且|P A |＝1，则P 点的轨迹方程是________．解析：设P (x ，y )是轨迹上任一点，圆(x －1)2＋y 2＝1的圆心为B (1,0)，则|P A |2＋1＝|PB |2，∴(x －1)2＋y 2＝2.答案：(x －1)2＋y 2＝25．求过点(－1,1)，且圆心与已知圆x 2＋y 2－6x －8y ＋15＝0的圆心相同的圆的方程． 解：设所求的圆的方程为：x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，又圆x 2＋y 2－6x －8y ＋15＝0的圆心为(3,4)，依题意得⎩⎪⎨⎪⎧2－D ＋E ＋F ＝0，－D 2＝3，－E 2＝4， 解此方程组，可得⎩⎪⎨⎪⎧D ＝－6，E ＝－8，F ＝0. ∴所求圆的方程为x 2＋y 2－6x －8y ＝0.。

圆与方程【知识梳理】 1、确定圆的要素 2、圆的标准方程和一般方程 3、直线和圆、圆与圆的位置关系 4、用解析方法解决几何问题 【重难点问题】 1、求圆的方程 2、位置关系 3、求最值、范围 4、求轨迹 5、存在性问题 6、定切线，定圆，定点【典题讲练】 【例1】以(2 1)A -，，(1 5)B ，为半径两端点的圆的方程是_______________． 【变】圆心在直线20x y +=上，并且经过点(1 3)A ，和(4 2)B ，的圆的方程为_______________．【拓】求过A （0，0）、B （1，1）、C （4，2）三点的圆的方程，并求这个圆的半径长和圆心坐标．【例2】过点A (4，1)的圆C 与直线x －y －1＝0相切于点B (2，1)，则圆C 的方程为______________． 【变】已知圆C 经过P (－2，4)，Q (3，－1)两点，且在x 轴上截得的弦长等于6，则圆C 的方程为_____________． 【拓1】已知圆C 与直线x －y ＝0及x －y －4＝0都相切，圆心在直线x ＋y ＝0上，则圆C 的标准方程为_______________．【拓2】在平面直角坐标系xOy 中，以点(0，1)为圆心且与直线x －by ＋2b ＋1＝0相切的所有圆中，半径最大的圆的标准方程为_______________．【例3】过点P ﹣1）的直线l 与圆x 2＋y 2＝1有公共点，则直线l 的倾斜角的取值范围是___________．【变】（1）过点P （2，1）的直线l 被圆x 2＋y 2＝10截得的弦长为___________．（2）已知直线0x y a -+=与圆心为C 的圆222440x y x y ++--=相交于A 、B 两点，且AC BC ⊥，则实数a 的值为__________． 【拓】（1）圆x 2＋y 2＋2x ＝0和x 2＋y 2﹣4y ＝0的公共弦所在直线方程为___________．（2）过点（3，1）作圆（x ﹣1）2＋y 2＝1的两条切线，切点分别为A ，B ，则直线AB 的方程为___________．【例4】若直线y ＝k （x ﹣4）与曲线y 有公共点，则k 的取值范围为___________．【练】若过定点M （﹣1，0）且斜率为k 的直线与圆x 2＋y 2＋4x ﹣5＝0在第一象限内的部分有交点，则k 的取值范围是___________．【变】（1）若关于x 的方程3x b +=只有一个解，则实数b 的取值范围是____________．（2）曲线1x 与直线45y kx k =-+有两个不同的交点时，实数k 的取值范围是____________． A ．53(,]124B ．78(,]243C ．8[,)3+∞D ．72(,)(,)243-∞+∞ （3）若曲线221:20C x y x +-=与曲线2:()0C y y mx m --=有四个不同的交点，则实数m 的取值范围是( )A ．(B ．(，0)(0⋃C ．[D ．(-∞，⋃，)+∞【例5】已知实数x ，y 满足方程22410x y x +-+=，求下列各式的最大值与最小值． （1）yx； （2）14y x --； （3）736xy +； （4）y x -；（5）23x y +；（6）22x y +；（7）221014x x y y -+-．【练】已知实数x ，y 满足方程22410x y x +-+=，求下列各式的最大值与最小值． （1）14y x --； （2）23x y +； （3）221014x x y y -+-． （4）若对任意的x ，y 有20x y m ++≥，求m 的取值范围．【变】（1）已知实数x ，y 满足(x －2)2＋y 2＝4，则3x 2＋4y 2的最大值为________．（2）设点P (x ，y )是圆：x 2＋(y －3)2＝1上的动点，定点A (2，0)，B (－2，0)，则P A →·PB →的最大值为________．【拓】（1）已知实数x ，y 满足方程22220x y x y ++-=，则||||x y +的最大值为( )A ．2B ．4C ．D ．2+（2）已知实数x ，y 满足221x y +≤，340x y +≤，则32x x y ---的取值范围是( )A ．[1，4]B ．19[17，4]C ．[1，11]3D ．19[17，11]3（3）设点(,)P x y 是圆22:2230C x x y y ++--=上任意一点，若|2|||x y x y a --+-+为定值，则a 的值可能为( ) A ．4- B ．0C ．3D ．6【例6】设P 为直线0x y -=上的一动点，过P 点做圆22(4)2x y -+=的两条切线，切点分别为A ，B ，则APB ∠的最大值_______________．【练】（1）在平面直角坐标系xOy 中，过圆221:()(4)1C x k y k -++-=上任一点P 作圆222:1C x y +=的一条切线，切点为Q ，则当线段PQ 长最小时，k =_______________．（2）已知点P 为直线1y x =+上的一点，M ，N 分别为圆221:(4)(1)4C x y -+-=与圆222:(2)1C x y +-=上的点，则||||PM PN -的最大值为( ) A ．4 B ．5C ．6D ．7【变】（1）已知两点A (0，－3)，B (4，0)，若点P 是圆C ：x 2＋y 2－2y ＝0上的动点，则△ABP 的面积的最小值为____________．（2）过点(2，0)作直线l 与曲线y ＝1－x 2相交于A ，B 两点，O 为坐标原点，当△AOB 的面积取最大值时，直线l 的斜率等于________．（3）已知圆O ：x 2＋y 2＝9，过点C (2，1)的直线l 与圆O 交于P ，Q 两点，当△OPQ 的面积最大时，直线l 的方程为____________．（4）已知P 是直线3x ＋4y ＋8＝0上的动点，P A ，PB 是圆x 2＋y 2﹣2x ﹣2y ＋1＝0的两条切线，A ，B 是切点，C 是圆心，那么四边形P ACB 面积的最小值为___________．（5）在平面直角坐标系xOy 中，已知点(1,1)A ，(1,1)B -，点P 为圆22(4)4x y -+=上任意一点，记OAP ∆和OBP ∆ 的面积分别为1S 和2S ，则12S S 的最小值是____________．【例7】（1）已知|M 1M 2|＝2，点M 与两定点M 1，M 2距离的比值是一个正数m ．试建立适当坐标系，求点M 的轨迹方程，并说明其轨迹是什么图形．（直接翻译）（2）已知点P 在圆221x y +=运动，点M 的坐标为(2,0)M ，Q 为线段PM 的中点，则点Q 的轨迹方程为_______________．（设坐标转移）（3）由动点P 向圆221x y +=引两条切线PA 、PB ，切点分别为A 、B ，60APB ∠=︒，则动点P 的轨迹方程为_______________．（几何法）（4）已知过原点的动直线l 与圆C 1：x 2＋y 2﹣6x ＋5＝0相交于不同的两点A ，B ． （1）求圆C 1的圆心坐标；（2）求线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程．（消参法）【练】（1）自圆C ：(x －3)2＋(y ＋4)2＝4外一点P (x ，y )引该圆的一条切线，切点为Q ，PQ 的长度等于点P 到原点O 的距离，则点P 的轨迹方程为____________．（2）已知3AB =，动点P 满足2PA PB =，那么PAB ∆的面积的最大值为_______________．（3）在圆228x y +=上任取一点P ，过点P 作x 轴的垂线段PD ，D 为垂足，当点P 在圆上运动时，线段PD 的中点M 的轨迹方程是_______________．（4）已知动圆P 与圆M ：（x ＋1）2＋y 2＝16相切，且经过M 内的定点N （1，0）．试求动圆的圆心P 的轨迹C 的方程．【拓】（1）过定点(3,2)P 任作一直线与圆2242110x y x y +---=相交于A 、B 两点，A 和B 两点处的切线相交于M ，求点M 的轨迹方程．（2）已知圆224x y +=，(1,1)B 为圆内一点，P ，Q 为圆上动点，若90PBQ ∠=︒，则线段PQ 中点的轨迹方程为____________________．（3）已知直线:l y x b =+与圆22:(1)1C x y ++=相交于A ，B 两点，点P 在l 上，且||||2PA PB ⋅=.当b 变化时，求点P 的轨迹方程.【例8】在平面直角坐标系xOy 中，点A (0，－3)，若圆C ：(x －a )2＋(y －a ＋2)2＝1上存在一点M 满足|MA |＝2|MO |，则实数a 的取值范围是_______________．【练】在平面直角坐标系xOy 中，点(0,3)A ，直线:24l y x =-，设圆C 的半径为1，圆心在l 上，若圆C 上存 在点M ，使||2||MA MO =，则圆心C 的横坐标的取值范围为( ) A ．12[0,]5B ．[0，1]C ．12[1,]5D ．12(0,)5【变】（1）在平面直角坐标系xOy 中，已知直线:30l x y +-=和圆22:()8M x y m +-=，若圆M 上存在点P ，使得P 到直线l的距离为，则实数m 的取值范围是_______________．（2）已知圆22:(3)(4)1C x y -+-=和两点(,0)A m -、(B m ，0)(0)m >，若圆C 上存在点P ，使得90APB ∠=︒，则m 的取值范围是( ) A ．[3，7] B ．[4，6]C ．[3，6]D ．[4，7]（3）已知圆22:1O x y +=，圆．若圆上存在点，过点作圆的两条切线，切点为，，使得，则实数的取值范围为_______________．（4）在平面直角坐标系xOy 中，若圆22:(3)()4C x y a -+-=上存在两点A 、B 满足：60AOB ∠=︒，则实数a 的最大值是( ) A ．5B ．3CD．（5）已知(2,0)A -，(2,0)B ，点P 在圆222(3)(4)(0)x y r r -+-=>上，满足2240PA PB +=，若这样的点P 有两个，则r 的取值范围是_______________．22:()(4)1M x a y a -+-+=M P P O A B 60APB ∠=︒a【例9】已知当a R ∈且1a ≠时，圆2222(2)20x y ax a y +-+-+=总与直线l 相切，则直线l 的方程是___________．【练】已知：正数m 取不同的数值时，方程222(42)24410x y m x my m m +-+-+++=表示不同的圆，求：这些圆的公切线（即与这些圆都相切的直线）的方程．【变1】（1）已知直线2:2(1)440l mx m y m +---=，若对任意m R ∈，直线l 与一定圆相切，则该定圆方程为_______________．（2）当实数m 变化时，不在任何直线2mx ＋（1－m 2）y －4m －4＝0上的所有点（x ，y ）形成的图形的面积为_______________．【变2】无论a 如何变化直线sin cos 10x y αα++=总和一个定圆相切，则该定圆方程为_______________．【例10】已知圆22:4C x y +=，点P 为直线290x y +-=上一动点，过点P 向圆C 引两条切线PA 、PB ，A 、B 为切点，则直线AB 经过定点( )A ．48(,)99B ．24(,)99C ．(2,0)D ．(9,0)【变1】已知圆M （M 为圆心）的方程为x 2＋(y －2)2＝1，直线l 的方程为x －2y ＝0，点P 在直线 l 上，过P 点作圆M 的切线P A 、PB ，切点为A 、B ． （1）若∠APB ＝60°，试求点P 的坐标；（2）求证：经过A 、P 、M 三点的圆必过定点，并求出所有定点的坐标．【变2】已知圆O 过点A (1,1)，且与圆M ：(x ＋2)2＋(y ＋2)2＝r 2(r ＞0)关于直线x ＋y ＋2＝0对称． （1）求圆O 的方程；（2）若EF 、GH 为圆O 的两条相互垂直的弦，垂足为N （1，22），求四边形EGFH 的面积的最大值； （3）已知直线l ：y ＝12x －2，P 是直线l 上的动点，过P 作圆O 的两条切线PC 、PD ，切点为C 、D ，试探究直线CD 是否过定点，若过定点，求出定点；若不过定点，请说明理由．【变3】已知圆O 的方程为x 2＋y 2＝1，直线l 1过点A （3，0），且与圆O 相切． （1）求直线l 1的方程；（2）设圆O 与x 轴相交于P ，Q 两点，M 是圆O 上异于P ，Q 的任意一点，过点A 且与x 轴垂直的直线为l 2，直线PM 交直线l 2于点P ′，直线QM 交直线l 2于点Q ′．求证：以P ′Q ′为直径的圆C 总经过定点，并求出定 点坐标．【家庭作业】1、过点(3,4)P -作圆22(1)2x y -+=的切线，切点分别为A 、B ，则直线AB 的方程为( ) A ．220x y +-=B ．210x y --=C ．220x y --=D ．220x y ++=2、圆C 的方程为221x y +=，(,2)P x ．过P 作圆C 的切线，切点分别为A ，B 两点．则APB ∠最大为( ) A ．30︒B ．45︒C ．60︒D ．90︒3、已知直线1:360l x y +-=与圆心为(0,1)M ，半径为的圆相交于A ，B 两点，另一直线2:22330l kx y k +--=与圆M 交于C ，D 两点，则四边形ACBD 面积的最大值为( )A ．B ．C ．1)D ．1)4、在平面直角坐标系xOy 中，若圆22:(3)()4C x y a -+-=上存在两点A 、B 满足：60AOB ∠=︒，则实数a 的最大值是( )A ．5B ．3CD ．5、已知关于x 2ax =-有且只有一个解，则实数a 的取值范围为_______________．6、已知实数x ，y 满足22430x x y -++=，则21x y x ++-的取值范围是_______________． 7、设圆22:(1)1C x y -+=，过点(1,0)-作圆的任意弦，求所作弦的中点的轨迹方程．8、在平面直角坐标系xOy 中，直线:420l kx y k ---=，k R ∈，点(2,0)A -，(1,0)B ，若直线l 上存在点P 满足条件2PA PB =，求实数k 的取值范围．9、设实数x 、y 满足方程：2286210x y x y +--+=． （1）当3x ≠时，求12y P x +==-的取值范围； （2）求2S x y =-的最大值与最小值；（3）求2210226T x y x y =+-++的最大值与最小值．10、已知点(0,4)A ，点P 在直线20x y -=上运动．以线段AP 为直径作一个圆，求该圆恒过的定点坐标．11、已知圆22:4C x y +=，点P 为直线280x y --=上的一个动点，过点P 向圆C 引两条切线PA 、PB 、A 、B 为切点，求证直线AB 恒过点.。

圆与方程的知识点整理一、标准方程：____________________________1.求标准方程的方法——关键是求出圆心(),a b和半径r①待定系数：往往已知圆上三点坐标，例如教材119P例2②利用平面几何性质往往涉及到直线与圆的位置关系，特别是：相切和相交相切：利用到圆心与切点的连线垂直直线相交：利用到点到直线的距离公式及垂径定理2.特殊位置的圆的标准方程设法（无需记，关键能理解）条件方程形式圆心在原点() 2220 x y r r+=≠过原点()()() 2222220 x a y b a b a b-+-=++≠圆心在x轴上()()2220 x a y r r-+=≠圆心在y轴上()()2220 x y b r r+-=≠圆心在x轴上且过原点()()2220 x a y a a-+=≠圆心在y轴上且过原点()()2220 x y b b b+-=≠与x轴相切()()() 2220 x a y b b b-+-=≠与y轴相切()()() 2220 x a y b a a-+-=≠与两坐标轴都相切()()() 2220 x a y b a a b-+-==≠练习：1.圆心为(1，1)且过原点的圆的方程是()A.(x－1)2＋(y－1)2＝1B.(x＋1)2＋(y＋1)2＝1C.(x＋1)2＋(y＋1)2＝2D.(x－1)2＋(y－1)2＝22.当a为任意实数时，直线(a－1)x－y＋a＋1＝0恒过定点C，则以C为圆心，半径为5的圆的方程为()A.x2＋y2－2x＋4y＝0B.x2＋y2＋2x＋4y＝0C.x2＋y2＋2x －4y ＝0D.x2＋y2－2x －4y ＝03.如图，已知圆C 与x 轴相切于点T(1，0)，与y 轴正半轴交于两点A ，B(B 在A 的上方)，且|AB|＝2. (1)圆C 的标准方程为________.(2)圆C 在点B 处的切线在x 轴上的截距为________.4.在平面直角坐标系xOy 中，以点(1，0)为圆心且与直线mx －y －2m －1＝0(m ∈R)相切的所有圆中，半径最大的圆的标准方程为_____________.5.过直线2x ＋y ＋4＝0和圆(x ＋1)2＋(y －2)2＝4的交点，并且面积最小的圆的方程为( ) A.x2＋y2＋265x －125y ＋375＝0 B.x2＋y2＋265x －125y －375＝0 C.x2＋y2－265x －125y ＋375＝0 D.x2＋y2－265x －125y －375＝0 6.以(1,0)为圆心,且与直线x-y+3=0相切的圆的方程是( )A.(x-1)2+y2=8B.(x+1)2+y2=8C.(x-1)2+y2=16D.(x+1)2+y2=167.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)(m>0)到其焦点F 的距离为5,则以M 为圆心且与y 轴相切的圆的方程为( ) A.(x-1)2+(y-4)2=1 B.(x-1)2+(y+4)2=1 C.(x-1)2+(y-4)2=16D.(x-1)2+(y+4)2=168.抛物线y2=4x 与其过焦点且垂直于x 轴的直线交于A 、B 两点,其准线与x 轴的交点为M,则过M,A,B 三点的圆的标准方程是( ) A.x2+y2=5 B.(x-1)2+y2=1 C.(x-1)2+y2=2 D.(x-1)2+y2=4圆C 经过两点A(3,2),B(4,1),且圆心在直线2x+y-4=0上,则圆C 的方程是 ____________.二、一般方程()2222040x y Dx Ey F D E F ++++=+->1.220Ax By Cxy Dx Ey F +++++=表示圆方程则22220004040A B A B C C D E AF D E F A A A ⎧⎪=≠=≠⎧⎪⎪⎪=⇔=⎨⎨⎪⎪+->⎩⎛⎫⎛⎫⎪+-⋅> ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎩2.求圆的一般方程一般可采用待定系数法：如教材122P 例r 43.2240D E F +->常可用来求有关参数的范围练习：.已知a ∈R ，方程a2x2＋(a ＋2)y2＋4x ＋8y ＋5a ＝0表示圆，则圆心坐标是________.半径是________. 三、点与圆的位置关系1.判断方法：点到圆心的距离d 与半径r 的大小关系d r <⇒点在圆内；d r =⇒点在圆上；d r >⇒点在圆外 2.涉及最值：（1）圆外一点B ，圆上一动点P ，讨论PB的最值min PB BN BC r==- max PB BM BC r ==+（2）圆内一点A ，圆上一动点P ，讨论PA的最值min PA AN r AC ==-max PA AM r AC==+思考：过此A 点作最短的弦？（此弦垂直AC ） 练习：1.设P 是圆(x-3)2+(y+1)2=4上的动点,Q 是直线x=-3上的动点,则|PQ|的最小值为( ) A.6B.4 C .3 D.2 2.设P(x ，y)是圆(x －2)2＋y2＝1上的任意点，则(x －5)2＋(y ＋4)2的最大值为( )A.6B.25C.26D.36四、直线与圆的位置关系1.判断方法（d 为圆心到直线的距离） （1）相离⇔没有公共点⇔0d r ∆<⇔> （2）相切⇔只有一个公共点⇔0d r ∆=⇔=（3）相交⇔有两个公共点⇔0d r ∆>⇔<这一知识点可以出如此题型：告诉你直线与圆相交让你求有关参数的范围. 2.直线与圆相切 （1）知识要点 ①基本图形②主要元素：切点坐标、切线方程、切线长等 问题：直线l 与圆C 相切意味着什么？ 圆心C 到直线l 的距离恰好等于半径r （2）常见题型——求过定点的切线方程 ①切线条数点在圆外——两条；点在圆上——一条；点在圆内——无 ②求切线方程的方法及注意点 i ）点在圆外 如定点()00,P x y ，圆：()()222x a y b r -+-=，[()()2220x a y b r -+->]第一步：设切线l 方程()00y y k x x -=-第二步：通过d r =k ⇒，从而得到切线方程特别注意：以上解题步骤仅对k 存在有效，当k 不存在时，应补上——千万不要漏了！ 如：过点()1,1P 作圆2246120x y x y +--+=的切线，求切线方程. 答案：3410x y -+=和1x = ii ）点在圆上若点()00x y ，在圆222x y r +=上，则切线方程为200x x y y r +=会在选择题及填空题中运用，但一定要看清题目.若点()00x y ，在圆()()222x a y b r -+-=上，则切线方程为()()()()200x a x a y b y b r --+--=碰到一般方程则可先将一般方程标准化，然后运用上述结果.由上述分析，我们知道：过一定点求某圆的切线方程，非常重要的第一步就是——判断点与圆的位置关系，得出切线的条数.③求切线长：利用基本图形，222AP CP r AP =-⇒=求切点坐标：利用两个关系列出两个方程1AC AP AC r k k ⎧=⎨⋅=-⎩ 3.直线与圆相交（1）求弦长及弦长的应用问题 垂径定理及勾股定理——常用弦长公式：12l x =-=（2）判断直线与圆相交的一种特殊方法（一种巧合）：直线过定点，而定点恰好在圆内. （3）关于点的个数问题例：若圆()()22235x y r -++=上有且仅有两个点到直线4320x y --=的距离为1，则半径r的取值范围是_________________.4.直线与圆相离会对直线与圆相离作出判断（特别是涉及一些参数时） 练习：1.过点(1,2)总可以作两条直线与圆x2+y2+kx+2y+k2-15=0相切,则实数k 的取值范围是 .2.已知圆M ：x2＋y2－2ay ＝0(a ＞0)截直线x ＋y ＝0所得线段的长度是22，则圆M 与圆N ：(x －1)2＋(y －1)2＝1的位置关系是( ) A.内切 B.相交 C.外切 D.相离3.已知圆x2＋y2＋2x －2y ＋a ＝0截直线x ＋y ＋2＝0所得弦的长度为4，则实数a 的值是( ) A.－2 B.－4 C.－6D.－8 4.圆C ：(x －1)2＋y2＝25，过点P(2，－1)作圆的所有弦中，以最长弦和最短弦为对角线的四边形的面积是( ) A.1013 B.921 C.1023D.9115.若圆(x －5)2＋(y －1)2＝r2(r>0)上有且仅有两点到直线4x ＋3y ＋2＝0的距离等于1，则实数r 的取值范围为( ) A.[4，6] B.(4，6) C.[5，7] D.(5，7)6.若直线x-y+1=0与圆(x-a)2+y2=2有公共点,则实数a 的取值范围是( )A.[-3,-1]B.[-1,3]C.[-3,1]D.(-∞,-3]∪[1,+∞) 7.若直线3x+y+a=0过圆x2+y2+2x-4y=0的圆心,则a 的值为( ) A.-1B.1 C .3 D.-38.直线y=2x+3被圆x2+y2-6x-8y=0所截得的弦长等于 .9.过点(-1,-2)的直线l 被圆x2+y2-2x-2y+1=0截得的弦长为错误!未找到引用源。

章末复习一、知识导图二、要点归纳1.圆的方程(1)圆的标准方程：(x－a)2＋(y－b)2＝r2.(2)圆的一般方程：x2＋y2＋Dx＋Ey＋F＝0(D2＋E2－4F>0).2.点和圆的位置关系设点P(x0，y0)及圆的方程(x－a)2＋(y－b)2＝r2.(1)(x0－a)2＋(y0－b)2>r2⇔点P在圆外.(2)(x0－a)2＋(y0－b)2<r2⇔点P在圆内.(3)(x0－a)2＋(y0－b)2＝r2⇔点P在圆上.3.直线与圆的位置关系设直线l与圆C的圆心之间的距离为d，圆的半径为r，则d>r⇒相离；d＝r⇒相切；d<r⇒相交.4.圆与圆的位置关系设C1与C2的圆心距为d，半径分别为r1与r2，则位置关系外离外切相交内切内含图示d与r1，r2的d>r1＋r2d＝r1＋r2|r1－r2|<d<r1＋r2d＝|r1－r2| d<|r1－r2|关系(1)求相交两圆的弦长时，可先求出两圆公共弦所在直线的方程，再利用相交两圆的几何性质和勾股定理来求弦长.(2)过圆C1：x2＋y2＋D1x＋E1y＋F1＝0与圆C2：x2＋y2＋D2x＋E2y＋F2＝0的交点的直线方程为(D1－D2)x＋(E1－E2)y＋F1－F2＝0.5.空间直角坐标系(1)建立的空间直角坐标系要遵循右手法则，空间上的任意一点都与有序实数组(x，y，z)一一对应.(2)空间中P1(x1，y1，z1)，P2(x2，y2，z2)之间的距离|P1P2|＝(x1－x2)2＋(y1－y2)2＋(z1－z2)2.(3)可利用“关于谁对称，谁保持不变，其余坐标相反”的方法来求空间直角坐标系下的对称点.题型一圆的方程例1一个圆和已知圆x2＋y2－2x＝0相外切，并与直线l：x＋3y＝0相切于M(3，－3)点，求该圆的方程.考点题点解∵圆C与圆x2＋y2－2x＝0相外切，故两个圆心之间的距离等于半径的和，又∵圆C与直线l：x＋3y＝0相切于M(3，－3)点，可得圆心与点M(3，－3)的连线与直线x＋3y＝0垂直，其斜率为 3.设圆C的圆心为(a，b)，则⎩⎪⎨⎪⎧ b ＋3a －3＝3，(a －1)2＋b 2＝1＋|a ＋3b |2.解得a ＝4，b ＝0，r ＝2或a ＝0，b ＝－43，r ＝6，∴圆C 的方程为(x －4)2＋y 2＝4或x 2＋(y ＋43)2＝36.反思感悟 求圆的方程主要是根据圆的标准方程和一般方程，利用待定系数法求解，采用待定系数法求圆的方程的一般步骤：第一步：选择圆的方程的某一形式.第二步：由题意得a ，b ，r (或D ，E ，F )的方程(组).第三步：解出a ，b ，r (或D ，E ，F ).第四步：代入圆的方程.注：解题时充分利用圆的几何性质可获得解题途径，减少运算量，例如：圆的切线垂直于经过切点的半径；圆心与弦的中点连线垂直于弦；当两圆相交时，连心线垂直平分两圆的公共弦；当两圆相切时，连心线过切点等.跟踪训练1 (1)如图所示，圆C 与x 轴相切于点T (1,0)，与y 轴正半轴交于两点A ，B (B 在A 的上方)，且|AB |＝2，则圆C 的标准方程为____________________.答案 (x －1)2＋(y －2)2＝2解析 取AB 的中点D ，连接CD ，AC ，则CD ⊥AB .由题意知，|AD |＝|CD |＝1，故|AC |＝|CD |2＋|AD |2＝2，即圆C 的半径为 2.又因为圆C 与x 轴相切于点T (1,0)，所以圆心C (1，2)，故圆的标准方程为(x －1)2＋(y －2)2＝2.(2)求半径为10，圆心在直线y ＝2x 上，被直线x －y ＝0截得的弦长为42的圆的方程. 解 设圆的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2，则圆心坐标为(a ，b )，半径r ＝10，圆心(a ，b )到直线x －y ＝0的距离d ＝|a －b |2， 由半弦长，弦心距，半径组成的直角三角形得，d 2＋⎝⎛⎭⎫4222＝r 2， 即(a －b )22＋8＝10， ∴(a －b )2＝4，又∵b ＝2a ，∴a ＝2，b ＝4或a ＝－2，b ＝－4，故所求圆的方程是(x －2)2＋(y －4)2＝10或(x ＋2)2＋(y ＋4)2＝10.题型二 直线与圆、圆与圆的位置关系例2 (1)已知圆M ：x 2＋y 2－2ay ＝0(a >0)截直线x ＋y ＝0所得线段的长度是22，则圆M 与圆N ：(x －1)2＋(y －1)2＝1的位置关系是( )A.内切B.相交C.外切D.相离考点题点答案 B解析 由垂径定理得⎝⎛⎭⎫a 22＋(2)2＝a 2，解得a 2＝4， ∴圆M ：x 2＋(y －2)2＝4， ∴圆M 与圆N 的圆心距d ＝(0－1)2＋(2－1)2＝ 2.∵2－1<2<2＋1，∴两圆相交.(2)已知直线l ：x －3y ＋6＝0与圆x 2＋y 2＝12交于A ，B 两点，过A ，B 分别作l 的垂线与x 轴交于C ，D 两点，则|CD |＝________.考点题点答案 4解析 联立⎩⎨⎧ x －3y ＋6＝0，x 2＋y 2＝12，消去x 得y 2－33y ＋6＝0， 解得⎩⎨⎧ x ＝－3，y ＝3或⎩⎨⎧x ＝0，y ＝2 3. 不妨设A (－3，3)，B (0,23)，则过点A 且与直线l 垂直的直线方程为3x ＋y ＋23＝0，令y ＝0得x C ＝－2.同理得过点B 且与l 垂直的直线与x 轴交点的横坐标x D ＝2，∴|CD |＝4.反思感悟 直线与圆、圆与圆的主要题型为：①位置关系的判断，②弦长问题，③求圆的方程.解决问题的方法主要有两种，一种代数法，一种几何法.跟踪训练2 (1)圆(x ＋1)2＋y 2＝2的圆心到直线y ＝x ＋3的距离为( )A.1B.2C. 2D.2 2考点题点答案 C(2)设直线y ＝x ＋2a 与圆C ：x 2＋y 2－2ay －2＝0相交于A ，B 两点，若|AB |＝23，则圆C 的面积为________.考点题点答案 4π解析 x 2＋y 2－2ay －2＝0，即x 2＋(y －a )2＝a 2＋2，则圆心为C (0，a ).又|AB |＝23，C 到直线y ＝x ＋2a 的距离为|0－a ＋2a |2， 所以⎝⎛⎭⎫2322＋⎝ ⎛⎭⎪⎫|0－a ＋2a |22＝a 2＋2， 得a 2＝2，所以圆C 的面积为π(a 2＋2)＝4π.题型三 对称问题例3 从点B (－2,1)发出的光线经x 轴上的点A 反射，反射光线所在的直线与圆x 2＋y 2＝12相切，求点A 的坐标.考点题点解 点B (－2,1)关于x 轴对称的点为B ′(－2，－1)，易知反射光线所在直线的斜率存在，设反射光线所在的直线方程为y ＋1＝k (x ＋2)，即kx －y ＋2k －1＝0.由题意，得|0－0＋2k －1|k 2＋1＝12， 化简得7k 2－8k ＋1＝0，解得k ＝1或k ＝17， 故所求切线方程为x －y ＋1＝0或x －7y －5＝0.令y ＝0，则x ＝－1或x ＝5.所以A 点的坐标为(－1,0)或(5,0).反思感悟 (1)对称的两种类型即轴对称与中心对称.(2)准确把握对称的几何性质.(3)圆的对称图形关键是圆心的对称，其半径不变.跟踪训练3 若圆C 的半径为1，其圆心与点(1,0)关于直线y ＝x 对称，则圆C 的标准方程为________________________________________________________________________. 答案 x 2＋(y －1)2＝1解析 由题意知圆C 的圆心为(0,1)，半径为1，所以圆C 的标准方程为x 2＋(y －1)2＝1.题型四 圆中的最值问题例4 圆x 2＋y 2＋2ax ＋2ay ＋2a 2－1＝0与x 2＋y 2＋2bx ＋2by ＋2b 2－2＝0的公共弦长的最大值为( )A.2 2B.2C. 2D.1考点 与圆有关的最值问题题点 与圆的几何性质有关的最值答案 B解析 由题意得，两圆的标准方程分别为(x ＋a )2＋(y ＋a )2＝1和(x ＋b )2＋(y ＋b )2＝2，两圆的圆心坐标分别为(－a ，－a )，(－b ，－b )，半径分别为1，2，则当公共弦为圆(x ＋a )2＋(y ＋a )2＝1的直径时，公共弦长最大，最大值为2.反思感悟 与圆有关的最值问题包括(1)求圆O 上一点到圆外一点P 的最大距离、最小距离：d max ＝|OP |＋r ，d min ＝||OP |－r |.(2)求圆上的点到某条直线的最大、最小距离：设圆心到直线的距离为m ，则d max ＝m ＋r ，d min＝|m －r |.(3)已知点的运动轨迹是(x －a )2＋(y －b )2＝r 2，求①y x ；②y －m x －n；③x 2＋y 2等式子的最值，一般是运用几何法求解.跟踪训练4 已知P 是直线3x ＋4y ＋8＝0上的动点，P A ，PB 是圆x 2＋y 2－2x －2y ＋1＝0的两条切线，A ，B 是切点，C 是圆心，那么四边形P ACB 的面积的最小值为________. 考点 与圆有关的最值问题题点 与面积有关的最值答案 2 2解析 圆x 2＋y 2－2x －2y ＋1＝0的圆心为C (1,1)，半径为1，由题意知，当圆心C 到点P 的距离最小时(即为圆心到直线的距离)，四边形的面积最小，又圆心到直线的距离d ＝|3＋4＋8|32＋42＝3， ∴|P A |＝|PB |＝d 2－r 2＝22，∴S 四边形P ACB ＝2×12|P A |r ＝2 2.1.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＝16B.(x ＋3)2＋(y －4)2＝16C.(x －3)2＋(y ＋4)2＝9D.(x ＋3)2＋(y －4)2＝9考点 圆的标准方程题点 求与某直线相切的圆的标准方程答案 B2.已知圆C 与直线x －y ＝0和x －y －4＝0都相切，圆心在直线x ＋y ＝0上，则圆C 的方程为( )A.(x ＋1)2＋(y －1)2＝2B.(x －1)2＋(y ＋1)2＝2C.(x －1)2＋(y －1)2＝2D.(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝2题点 求圆的标准方程答案 B3.两圆x 2＋y 2－6x ＋16y －48＝0与x 2＋y 2＋4x －8y －44＝0的公切线的条数为( )A.4B.3C.2D.1考点 圆与圆的位置关系题点 两圆的位置关系与其公切线答案 C解析 两圆的标准方程分别为(x －3)2＋(y ＋8)2＝121；(x ＋2)2＋(y －4)2＝64，则两圆的圆心与半径分别为C 1(3，－8)，r 1＝11；C 2(－2,4)，r 2＝8.圆心距为|C 1C 2|＝(3＋2)2＋(－8－4)2＝13.∵r 1－r 2<|C 1C 2|<r 1＋r 2，∴两圆相交，则公切线共2条.4.经过两个定点A (a,0)，A 1(a ，a )，且圆心在直线y ＝13x 上的圆的方程为________________________.答案 ⎝⎛⎭⎫x －32a 2＋⎝⎛⎭⎫y －a 22＝a 22 解析 圆过点A (a,0)，A 1(a ，a )，则圆心在直线y ＝a 2上. 又圆心在直线y ＝13x 上， 所以圆心坐标为⎝⎛⎭⎫32a ，a 2，则半径r ＝⎝⎛⎭⎫a －32a 2＋⎝⎛⎭⎫－a 22＝22|a |， 故圆的方程为⎝⎛⎭⎫x －32a 2＋⎝⎛⎭⎫y －a 22＝a 22. 5.已知直线x －my ＋3＝0和圆x 2＋y 2－6x ＋5＝0.(1)当直线与圆相切时，求实数m 的值；(2)当直线与圆相交，且所得弦长为2105时，求实数m 的值. 考点 直线和圆的位置关系解 (1)因为圆x 2＋y 2－6x ＋5＝0可化为(x －3)2＋y 2＝4，所以圆心坐标为(3,0)，r ＝2. 因为直线x －my ＋3＝0与圆相切， 所以|3＋3|1＋(－m )2＝2， 解得m ＝±2 2.(2)圆心(3,0)到直线x －my ＋3＝0的距离为d ＝|3＋3|1＋(－m )2.由24－⎝ ⎛⎭⎪⎫|3＋3|1＋(－m )22＝2105， 得2＋2m 2＝20m 2－160，即m 2＝9.故m ＝±3.。

4.1.2圆的一般方程一、圆的一般方程 1．圆的一般方程的定义当2240D E F +->时，方程220x y Dx Ey F +++=+表示一个圆，这个方程叫做圆的一般方程，其中圆心为________________，半径r =_________________. 2．圆的一般方程的推导把以(,)a b 为圆心，r 为半径的圆的标准方程222()()x a y b r -+-=展开，并整理得22222220x y ax by a b r +--++-=.取2222,2,D a E b F a b r =-=-=+-，得： 220x y Dx Ey F +++=+ ①.把①的左边配方，并把常数项移到右边，得22224()()224D E D E Fx y +-+++=.当且仅当_______________时，方程表示圆，且圆心为__________，半径长为___________； 当2240D E F +-=时，方程只有实数解,22D Ex y =-=-，所以它表示一个点____________； 当2240D E F +-<时，方程没有实数解，因而它不表示任何图形． 3．点与圆的位置关系点00)(,P x y 与圆22220(40)x y Dx Ey F D E F ++=+->++的位置关系是：P 在圆内⇔_______________________，P 在圆上⇔_______________________，P 在圆外⇔_______________________.二、待定系数法求圆的一般方程求圆的方程常用“待定系数法”，用“待定系数法”求圆的方程的大致步骤是： ①根据题意，选择____________________；②根据条件列出关于a b r 、、或D E F 、、的________； ③解出a b r 、、或D E F 、、，代入标准方程或一般方程． 三、轨迹和轨迹方程 1．轨迹和轨迹方程的定义平面上一动点M ，按照一定规则运动，形成的曲线叫做动点M 的轨迹.在坐标系中，这个轨迹可用一个方程表示，这个方程就是轨迹方程.2．求轨迹方程的五个步骤①________：建立适当的坐标系，用(,)x y 表示曲线上任意一点M 的坐标； ②________：写出适合条件P 的点M 的集合){}(|P M p M =； ③________：用坐标(,)x y 表示条件()p M ，列出方程(,)0F x y =； ④________：化方程(,)0F x y =为最简形式；⑤査漏、剔假：证明化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点．K 知识参考答案： 一、1．(,)22D E -- 22142D E F +- 2．2240D E F +-> (,)22D E -- 22142D E F +-(,)22D E--3．2200000x y Dx Ey F ++++< 2200000x y Dx Ey F ++++= 2200000x y Dx Ey F ++++>二、①标准方程或一般方程 ②方程组 三、2．①建系 ②设点 ③列式 ④化简K —重点 圆的一般方程、用待定系数法求圆的一般方程K —难点 与圆有关的轨迹问题K —易错忽视圆的一般方程应满足的条件致错1．圆的方程的判断判断二元二次方程220x y Dx Ey F ++++=是否表示圆的方法: （1）利用圆的一般方程的定义,求出224D E F +-利用其符号判断. （2）将方程配方化为()()22x a y b m -+-=的形式,根据m 的符号判断. 【例1】判断下列方程是否表示圆,若是,化成标准方程. (1)x 2+y 2+2x+1=0; (2)x 2+y 2+2ay-1=0; (3)x 2+y 2+20x+121=0;(4)x 2+y 2+2ax =0.【例2】 方程x 2+y 2+4mx-2y+5m =0表示圆的条件是 A ．14<m <1 B ．m <14或m >1 C ．m <14D ．m >1【答案】B【解析】由于二元二次方程x 2+y 2+4mx-2y+5m =0表示一个圆，则D 2+E 2-4F =16m 2+4-20m >0，解得m >1或m <14. 2．用待定系数法求圆的一般方程应用待定系数法求圆的一般方程的步骤如下：【例3】已知圆经过点(4,2)和(-2,-6),且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22220(40)x y Dx Ey F D E F ++++=+->.由圆经过点(4,2)和(-2,-6),得4220026400　①　②D E F D E F +++=⎧⎨+--=⎩，设圆在x 轴上的截距为x 1,x 2,则x 1,x 2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,则y 1,y 2是方程y 2+Ey+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 联立①②③,解得D =-2,E =4,F =-20, 故所求圆的方程为x 2+y 2-2x+4y-20=0.【例4】试判断(1,2)A ，(0,1)B ，(76)C -，，(4,3)D 四点是否在同一个圆上.解法二： 因为211611007AB BC k k -+⋅=⨯=---，所以AB BC ⊥， 所以AC 是过,,A B C 三点的圆的直径，22||(17)(26)10,AC =-++=线段AC 的中点M 即圆心2(4,)M -．因为221||(44)(32)5||2DM AC -++===， 所以点D 在圆M 上，所以,,,A B C D 四点在同一个圆上．【名师点睛】判断四点是否在同一个圆上，一般可先求过其中三点的圆的方程，然后把第四个点的坐标代入，若满足方程，则四点在同一个圆上，若不满足方程，则四点不在同一个圆上. 3．与圆有关的轨迹问题求与圆有关的轨迹方程的常用方法：（1）直接法: 能直接根据题目提供的条件列出方程．步骤如下：（2）定义法:当动点的轨迹符合圆的定义时,可直接写出动点的轨迹方程.（3）相关点法:若动点,()P x y 随着圆上的另一动点11(),Q x y 运动而运动,且11,x y 可用,x y 表示,则可将Q 点的坐标代入已知圆的方程,即得动点P 的轨迹方程.【例5】已知点P (x ,y ),A (1,0),B (-1,1),且|PA|=|PB|.(1)求点P 的轨迹方程;(2)判断点P 的轨迹是否为圆,若是,求出圆心坐标及半径;若不是,请说明理由. 【解析】(1)由题意得·,两边同时平方,化简得x 2+y 2+6x-4y+3=0, 即点P 的轨迹方程为x 2+y 2+6x-4y+3=0. (2)解法一：由(1)得(x+3)2+(y-2)2=10, 故点P 的轨迹是圆, 其圆心坐标为(-3,2),半径为.解法二：由(1)得D =6,E =-4,F =3, 所以D 2+E 2-4F =36+16-12=40>0, 故点P 的轨迹是圆. 又32D -=-,22E-=, 所以圆心坐标为(-3,2),半径r =.【例6】已知直角ABC △的斜边为AB ,且1,0,()(,0)3A B -,求: （1）直角顶点C 的轨迹方程;（2）直角边BC 中点M 的轨迹方程.解法二：同解法一得3x ≠且1x ≠-.由勾股定理得222||||||AC BC AB +=，即2222131))6((x y x y +++-+=， 化简得22230x y x +--=.因此,直角顶点C 的轨迹方程为22230(31)x y x x x +--=≠≠-且.解法三：设AB 中点为D ,由中点坐标公式得()1,0D ,由直角三角形的性质知, 122||||CD AB ==, 由圆的定义知,动点C 的轨迹是以()1,0D 为圆心,以2为半径的圆（由于,,A B C 三点不共线,所以应除去与x 轴的交点）.设,()C x y ,则直角顶点C 的轨迹方程为2214))1((3x y x x -+=≠≠-且. （2）设点00,,(),()M x y C x y 点,因为,(3,0)B M 是线段BC 的中点,由中点坐标公式得032x x += (3x ≠且1x ≠), 02yy =, 于是有0023,2x x y y =-=.由（1）知,点C 在圆2214))1((3x y x x -+=≠≠-且上运动,将00,x y 代入该方程得22()(244)2x y -+=,即2221()x y -+=.因此动点M 的轨迹方程为2221))1((3x y x x -+=≠≠且. 4．忽视圆的一般方程应满足的条件致错【例7】已知点()0,0O 在圆2222210x y kx ky k k +++-+=+外，求k 的取值范围.【错解】∵点()0,0O 在圆外，∴2210k k ->+，解得11.2k k ><-或 ∴k 的取值范围是(),1-∞-U 1(,)2+∞．【错因分析】本题忽视了圆的一般方程220x y Dx Ey F +++=+表示圆的条件为2240D E F +->，而导致错误．【正解】∵方程表示圆，∴222()(2420)1k k k k +-+>-，即23440k k -<+，解得22.3k -<< 又∵点()0,0O 在圆外，∴2210k k ->+，解得12k >或1k <-. 综上所述，k 的取值范围是1()(22,3)12--U ，．【易错点睛】一个二元二次方程是否满足表示圆的条件，这是将二元二次方程按圆的方程处理时应首先考虑的问题．1．圆x 2＋y 2＋4x －6y －3＝0的圆心和半径分别为 A ．（4，－6），16 B ．（2，－3），4 C ．（－2，3），4D ．（2，－3），162．若方程x 2＋y 2－x ＋y ＋m ＝0表示圆，则实数m 的取值范围是 A ．1(,)2-∞ B ．(,0)-∞ C ．1(,)2+∞D ．1(,]2-∞3．设圆的方程是22222(10)x y ax y a +++-=+，若01a <<，则原点与圆的位置关系是A ．在圆上B ．在圆外C ．在圆内D ．不确定4．与圆224630x y x y +-++=同圆心，且过()1,1-的圆的方程是 A ．224680x y x y +-+-= B ．224680x y x y +-++= C ．224680x y x y ++--=D ．224680x y x y ++-+=5．若Rt △ACB 的斜边的两端点A ,B 的坐标分别为(-3,0)和(7,0),则直角顶点C 的轨迹方程为 A ．x 2+y 2=25(y ≠0) B ．x 2+y 2=25 C ．(x-2)2+y 2=25(y ≠0)D ．(x-2)2+y 2=256．圆心是（－3，4），经过点M （5，1）的圆的一般方程为 ．7．已知圆C ：x 2＋y 2－2x ＋2y －3＝0，AB 为圆C 的一条直径，点A （0,1），则点B 的坐标为 ． 8．下列方程各表示什么图形？若表示圆，求其圆心和半径． （1）2210x y x +++=；（2）222200()x y ax a a +=≠++； （3）222222)0(0x y ax ay a -=≠++．9．已知方程(m ∈R )表示一个圆.(1)求m 的取值范围.(2)若m ≥0，求该圆半径r 的取值范围.10．已知三点坐标分别是A (0,5),B (1,-2),C (-3,-4),求过A ,B ,C 的圆的一般方程,并判断点M (1,4),N (6,4),P (0,1)与所求圆的位置关系.11．若圆22230x y ax by +-=+的圆心位于第三象限，那么直线0x ay b ++=一定不经过A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限12．已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|PA |=2|PB |,则点P 的轨迹所包围的图形的面积等于A ．πB ．4πC ．8πD ．9π13．当a 为任意实数时,直线(a-1)x-y +a +2=0恒过定点C ,则以C 为圆心,为半径的圆的方程为A ．x 2+y 2-2x +6y =0 B ．x 2+y 2+2x +6y =0 C ．x 2+y 2+2x-6y =0 D ．x 2+y 2-2x-6y =014．如图，设定点，动点在圆上运动，以为邻边作平行四边形，求点的轨迹．15．（2016新课标II ）圆2228130x y x y +--+=的圆心到直线10ax y +-=的距离为1，则a=A ．43-B ．34- C ．3D ．216．（2016新课标I ）设直线2y x a =+与圆22220C x y ay +--=：相交于,A B 两点,若||23AB =,则圆C 的面积为 .1 2 3 4 5 11 12 13 15 CABBCDBCA1．【答案】C【解析】由圆的一般方程可知圆心坐标为（－2，3），半径2214(6)12 4.2r =+-+=故选C. 2．【答案】A【解析】由方程x 2＋y 2－x ＋y ＋m ＝0表示圆，可得1140m +->，解得12m <.故选A. 3．【答案】B【解析】将原点坐标(0,0)代入圆的方程得2()1a -，∵01a <<，∴2(10)a ->，∴原点在圆外． 4．【答案】B【解析】把圆224630x y x y +-++=化成标准方程为22(2)(3)10x y -++=，由于两圆共圆心，可设另一个圆的方程为：222(2)(3)x y r -++=，把1,1x y ==-代入所设方程，得：222(12)(13),r -+-+=∴25r =，所以所求的圆的方程为22(2)(3)5x y -++=，化简为：224680x y x y +-++=，故选B.5．【答案】C【解析】线段AB 的中点坐标为(2,0)，因为△ABC 为直角三角形，C 为直角顶点，所以点C 到点(2,0)的距离为|AB|=5,所以点C (x ,y )满足=5(y ≠0),即(x-2)2+y 2=25(y ≠0).8．【解析】（1）∵1,0,1D E F ===，∴2241430D E F =-=--<+.∴方程（1）不表示任何图形．（2）∵220D a E F a ===，，，∴22224440D E F a a +--==.∴方程（2）表示点(),0a -．（3）方程两边同除以2，得220x y ax ay +-=+，∴0D a E a F ==-=,,，∴222420D E F a =->+.∴方程（3）表示圆，它的圆心为(,)22aa-， 半径22124||2r D E F a =+-=.9．【解析】(1)依题意，得4(m ＋3)2＋4(2m －1)2－4(5m 2＋2)＞0，即8m ＋32＞0，解得m ＞－4，所以m 的取值范围是(－4，＋∞).(2)，因为m ∈[0，＋∞)，所以，所以r 的取值范围是.11．【答案】D【解析】圆22230x y ax by +-=+的圆心为（a ，32b -），则a <0，b >0.直线y ＝1x a -－b a，其斜率k ＝1a ->0，在y 轴上的截距为－b a>0，所以直线不经过第四象限，故选D ． 12．【答案】B【解析】设点P 的坐标为(x ,y ),则(x +2)2+y 2=4[(x -1)2+y 2],即(x -2)2+y 2=4,所以点P 的轨迹是以(2,0)为圆心,2为半径长的圆,所以点P 的轨迹所包围的图形的面积等于4π.13．【答案】C【解析】直线方程可化为(x +1)a-(x +y-2)=0，直线过定点,即对任意的实数a ，方程恒成立，故有,解得，即直线过定点C (-1,3)，故所求圆的方程为(x +1)2+(y-3)2=10，即x 2+y 2+2x-6y =0.15．【答案】A【解析】圆的方程可化为22(1)(4)4x y -+-=，所以圆心坐标为(1,4)，由点到直线的距离公式得24111a d a +-==+，解得43a =-，故选A . 16．【答案】4π【解析】圆22:220C x y ay +--=，即222:()2C x y a a +-=+，圆心为(0,)C a ， 由||3,AB =且圆心C 到直线2y x a =+222223()(222a +=+，则22,a = 所以圆的面积为2π(2)4πa +=.【名师点睛】注意在求圆心坐标、半径、弦长时常用圆的几何性质,如圆的半径r 、弦长l 、圆心到弦的距离d 之间的关系：222()2lr d =+在求圆的方程时常常用到.。

第3讲 圆的方程随堂演练巩固1.点P (2,-1)为圆22(1)25x y -+=内弦AB 的中点,则直线AB 的方程是( )A.x -y -3=0B.2x +y -3=0C.x +y -1=0D.2x -y -5=0【答案】A【解析】因为过圆心和点P 的直线垂直于弦AB 所在的直线,设圆心C(1,0),直线C P 、AB 的斜率分别为CP k 、AB k ,则1CP AB k k ⋅=-,即0(1)112AB k --⋅=-,-所以1AB k =. 又直线AB 过点P (2,-1),所以直线AB 的方程为y +1=x -2,即x -y -3=0.2.已知点O (0,0),A(6,0),B(0,8),C(5,8),下列判断正确的是( )A.O 、A 、B 、C 四点共圆,且圆的半径为5B.O 、A 、B 、C 四点不共圆,点C 在过O 、A 、B 三点的圆外C.O 、A 、B 、C 四点不共圆,点C 在过O 、A 、B 三点的圆内D.O 、A 、B 、C 四点共圆,且圆的半径为25【答案】C【解析】由于OA OB ⊥,∴过O 、A 、B 三点的圆以AB 长为直径.圆心M (3,4),半径r=2216852+=. ∴M e 的方程为22(3)(4)25x y -+-=.由于2(53)(8-+-24)2025=<,∴点C(5,8)在M e 的内部.3.由直线y =x +1上的一点向圆22(3)1x y -+=引切线,则切线长的最小值为( ) A.1 B.22 C.7 D.3【答案】C【解析】如图所示,设直线上一点P ,由P 所引圆的切线的切点为Q ,圆心为M ,则|PQ |即为切线长,MQ 为圆M 的半径,长度为1,|PQ |2221PM MQ PM =||-||=||-,要使|PQ |最小,即求|PM |的最小值,此题转化为求直线y =x +1上的点到圆心M 的最小距离,设圆心到直线y =x +1的距离为d,则22221(1)d ==,+-∴|PM |的最小值为22.∴|PQ |221(22)17PM =||-≥-=.4.若圆心在直线2x -y -7=0上的圆C 与y 轴交于两点A(0,-4),B(0,-2),则圆C 的方程为 .【答案】22(2)(3)5x y -++=【解析】圆心是AB 的垂直平分线和直线2x -y -7=0的交点,则圆心为E (2,-3),r=|EA |415=+=,故圆的方程为222(2)(3)5x y r -++==.课后作业夯基基础巩固1.圆心在y 轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程是( )A.22(2)1x y +-=B.22(2)1x y ++=C.22(1)(3)1x y -+-=D.22(3)1x y +-= 【答案】A【解析】设圆的圆心为C(0,b ),则22(01)(2)1b -+-=,∴b =2.∴圆的标准方程是22(2)1x y +-=.2.若方程222(2)20a x a y ax a ++++=表示圆,则a 的值是( )A.-1B.2C.-1或2D.1【答案】A【解析】当方程222(2)20a x a y ax a ++++=表示圆时,0a ≠. ∴方程可转化为22222a x y x a a++++10a =. 若方程表示圆,则有2222214440a a D E F a a +⎧=,⎪⎨⎪+-=->,⎩即1210a a a a =-=,⎧⎨<≠,⎩或且 也即a =-1时方程表示圆. 3.已知圆的方程为22268x y x y +-++=0,那么下列直线中经过圆心的直线的方程为( )A.2x -y +1=0B.2x -y -1=0C.2x +y +1=0D.2x +y -1=0【答案】C【解析】圆的方程可化为22(1)(3)2x y -++=,圆心为(1,-3),而(1,-3)满足2x +y +1=0. ∴直线2x +y +1=0过圆心.4.已知两点A(-1,0),B(0,2),点P 是圆22(1)1x y -+=上任意一点,则△PAB 面积的最大值与最小值分别是( )A.12(45)2, B.11(45)(45)22+, 545,D.1152)52)22, 【答案】B【解析】如图,圆心(1,0)到直线AB :2x -y +2=0的距离为45d =故圆上的点P 到直线AB 的距离的415+,415-.又|AB |5=,故△PAB 面积的最大值和最小值分别是552222+,-. 5.若两条直线y =x +2a ,y =2x +a 的交点P 在圆22(1)(1)4x y -+-=的内部,则实数a 的取值范围是( ) A.115a -<< B.a >1或15a <- C.115a -≤< D.1a ≥或15a ≤- 【答案】A【解析】由22y x a y x a =+,⎧⎨=+,⎩ 得P (a ,3a ),∴22(1)(31)4a a -+-<.∴115a -<<,故应选A. 6.若圆22240x y x y +--=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32C.-2或0D.2或0 【答案】C【解析】∵圆22240x y x y +--=的圆心(1,2)到直线x -y -a =0的距离为22,∴22=.∴a =-2或a =0,选C. 7.已知圆C 的方程为22(3)(4)25x y -+-=.设过点(3,5)的直线l 将圆C 分成两段弧,当其中的劣弧最短时,直线l 被圆C 截得的弦长为( )A.66B.46C.266 【答案】B【解析】依题意知劣弧最短时,弦长最短,故过点(3,5)的最短弦长为2225146-=,选B. 8.设A 为圆22(1)1x y -+=上的动点,PA 是圆的切线且|PA |=1,则P 点的轨迹方程是( )A.22(1)4x y -+=B.22(1)2x y -+=C.22y x =D.22y x =- 【答案】B【解析】作图可知圆心(1,0)到P 2,所以P 在以(1,0)为圆心,2为半径的圆上,其轨迹方程为2(1)x -22y +=.9.已知圆C:2223x y x ay +++-=0(a 为实数)上任意一点关于直线l :x -y +2=0的对称点都在圆C 上,则a = . 【答案】-2 【解析】由题意,知直线x -y +2=0需经过圆心(1)2a -,-,所以1202a -++=,从而有a =-2. 10.已知M 是圆C:221x y +=上的动点,点N(2,0),则M N 的中点P 的轨迹方程是 .【答案】221(1)4x y -+= 【解析】设P (x 00)()y M x y ,,,,则00222x x y y =-,=,∵22001x y +=,∴点P 的轨迹方程是221(1)4x y -+=. 11.已知直线1l :4x +y =0,直线2l :x +y -1=0以及2l 上一点P (3,-2).求圆心C 在1l 上且与直线2l 相切于点P 的圆的方程.【解】设圆心为C(a ,b ),半径为r,依题意,得b =-4a .又2PC l ⊥,直线2l 的斜率21k =-,∴过P ,C 两点的直线的斜率2(4)13PC a k a---==,- 解得a =1,b =-4,r=|P C|22=.故所求圆的方程为22(1)(4)8x y -++=.12.如图,已知点A(-1,0)与点B(1,0),C 是圆221x y +=上的动点,连接BC 并延长至D,使得|CD |=|BC |,求AC 与OD 的交点P 的轨迹方程.【解】设动点P (x ,y ),由题意可知P 是△AB D 的重心.由A(-1,0),B(1,0),令动点00()C x y ,,则00(212)D x y -,,由重心坐标公式:0011(21)323x x y y -++-⎧=,⎪⎨⎪=,⎩则0003123(0)2x x y y y +⎧=,⎪⎨⎪=≠,⎩ 代入221x y +=,整理得 所求轨迹方程为2214()(0)39x y y ++=≠. 13.已知圆M 过两点C(1,-1),D(-1,1),且圆心M 在x +y -2=0上.(1)求圆M 的方程;(2)设P 是直线3x +4y +8=0上的动点,PA 、PB 是圆M 的两条切线,A 、B 为切点,求四边形PAM B 面积的最小值.【解】 (1)设圆M 的方程为222()()(0)x a y b r r -+-=>. 根据题意,得222222(1)(1)(1)(1)20a b r a b r a b ⎧-+--=,⎪--+-=,⎨⎪+-=,⎩解得a =b =1,r=2,故所求圆M 的方程为22(1)(1)4x y -+-=.(2)因为四边形PAM B 的面积12PAM PBM S S S =+=V V |AM |⋅|PA |12+|BM |⋅|PB |, 又|AM |=|BM |=2,|PA |=|PB |,所以S =2|PA |,而|PA|==即S =因此要求S 的最小值,只需求|PM |的最小值即可,即在直线3x +4y +8=0上找一点P ,使得|PM |的值最小,所以|PM|min 3==.所以四边形PAM B 面积的最小值为S===.拓展延伸14.已知方程2222(3)2(14)x y t x t y +-++-+4169t +=0表示一个圆.(1)求t 的取值范围;(2)求该圆半径的取值范围;(3)当t 在上述范围内变化时,求该圆圆心的轨迹方程.【解】(1)方程表示圆的充要条件是224D E F +-=24(3)t ++4(1-2244)4(169)0t t -+>,解得17-<t<1,即t 的取值范围是{t|117t -<<}. (2)圆的方程可化为[x -2(3)]t ++22[(41)]y t --=23167()77t --+,所以r =≤.因此0r <≤. (3)设圆心P 的坐标为00()x y ,,则 020341x t y t =+,⎧⎨=-,⎩消去参数t 得2004(3)y x =--201(7<04)x <. 因此圆心P 的轨迹方程为y =4(x -23)-201(7<x <4).。

圆的方程考纲解读 1.利用圆的几何要素，求圆的标准方程和一般方程；2.利用代数法、几何法处理圆的问题．[基础梳理]1．圆的定义、方程2.点M(x0，y0)与圆(x－a)2＋(y－b)2＝r2的位置关系：(1)点M(x0，y0)在圆外，则(x0－a)2＋(y0－b)2>r2.(2)点M(x0，y0)在圆上，则(x0－a)2＋(y0－b)2＝r2.(3)点M(x0，y0)在圆内，则(x0－a)2＋(y0－b)2<r2.[三基自测]1．圆x2＋y2－4x＋6y＝0的圆心坐标是()A．(2,3)B．(－2,3)C．(－2，－3) D．(2，－3)答案：D2．过点A(1，－1)，B(－1,1)，且圆心在直线x＋y－2＝0上的圆的方程是()A．(x－3)2＋(y＋1)2＝4B．(x＋3)2＋(y－1)2＝4C．(x－1)2＋(y－1)2＝4D．(x＋1)2＋(y＋1)2＝4答案：C3．(必修2·习题4.1A组改编)△AOB中，A(4,0)，B(0,3)，O(0,0)，则△AOB外接圆的方程为________．答案：x2＋y2－4x－3y＝04．不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2≤1y ≤x 表示的区域面积为________．答案：π2考点一 求圆的方程|方法突破[例1] (1)(2018·南昌检测)圆心在y 轴上，且过点(3,1)的圆与x 轴相切，则该圆的方程是( )A ．x 2＋y 2＋10y ＝0B ．x 2＋y 2－10y ＝0C ．x 2＋y 2＋10x ＝0D ．x 2＋y 2－10x ＝0(2)圆心在直线x －2y －3＝0上，且过点A (2，－3)，B (－2，－5)的圆的方程为________．(此题可用多种方法求解)[解析] (1)根据题意，设圆心坐标为(0，r )，半径为r ，则32＋(r －1)2＝r 2，解得r ＝5，可得圆的方程为x 2＋y 2－10y ＝0，故选B.(2)法一：设所求圆的标准方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2，由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(2－a )2＋(－3－b )2＝r 2，(－2－a )2＋(－5－b )2＝r 2，a －2b －3＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－1，b ＝－2，r 2＝10，故所求圆的方程为(x ＋1)2＋(y ＋2)2＝10.法二：设圆的一般方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，则圆心坐标为(－D 2，－E 2)．由题意得⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫－D 2－2×⎝⎛⎭⎫－E 2－3＝0，4＋9＋2D －3E ＋F ＝0，4＋25－2D －5E ＋F ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧D ＝2，E ＝4，F ＝－5.故所求圆的方程为x 2＋y 2＋2x ＋4y －5＝0.[答案] (1)B (2)(x ＋1)2＋(y ＋2)2＝10 [方法提升] 求圆的方程的方法[母题变式]1．本例(2)变为已知圆的半径为2，圆心在x 轴的正半轴上，且与直线3x ＋4y ＋4＝0相切，则圆的方程是( )A ．x 2＋y 2－4x ＝0B ．x 2＋y 2＋4x ＝0C ．x 2＋y 2－2x －3＝0D ．x 2＋y 2＋2x －3＝0解析：设圆心为C (m,0)(m >0)，因为所求圆与直线3x ＋4y ＋4＝0相切，所以|3m ＋4×0＋4|32＋42＝2，整理，得|3m ＋4|＝10，解得m ＝2或m ＝－143(舍去)，故所求圆的方程为(x －2)2＋y 2＝4，即x 2＋y 2－4x ＝0，故选A.答案：A2．本例(1)变为经过点A (5,2)，B (3，－2)，且圆心在直线2x －y －3＝0上，求圆的方程． 解析：法一：由题意知k AB ＝2，AB 的中点为(4,0)，设圆心为C (a ，b )， ∵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，则⎩⎪⎨⎪⎧b a －4＝－12，2a －b －3＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝1，∴C (2,1)，∴r ＝|CA |＝(5－2)2＋(2－1)2＝10. ∴所求圆的方程为(x －2)2＋(y －1)2＝10. 法二：设圆的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2， 则⎩⎪⎨⎪⎧2a －b －3＝0，(5－a )2＋(2－b )2＝r 2，(3－a )2＋(－2－b )2＝r 2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝1，r ＝10，故所求圆的方程为(x －2)2＋(y －1)2＝10.考点二 与圆有关的最值问题|方法突破[例2] (1)设m ，n ∈R ，若直线(m ＋1)x ＋(n ＋1)y －2＝0与圆(x －1)2＋(y －1)2＝1相切，则m ＋n 的取值范围是( )A ．[1－3，1＋ 3 ]B ．(－∞，1－ 3 ]∪[1＋3，＋∞)C ．[2－22，2＋2 2 ]D ．(－∞，2－2 2 ]∪[2＋22，＋∞) (2)已知实数x 、y 满足x 2＋y 2－4x ＋1＝0. ①求yx 的最大值与最小值；②求y －x 的最大值、最小值； ③求x 2＋y 2的最大值、最小值．[解析] (1)∵直线(m ＋1)x ＋(n ＋1)y －2＝0与圆(x －1)2＋(y －1)2＝1相切， ∴圆心(1,1)到直线的距离为 d ＝|(m ＋1)＋(n ＋1)－2|(m ＋1)2＋(n ＋1)2＝1，∴mn ＝m ＋n ＋1≤⎝⎛⎭⎫m ＋n 22.设t ＝m ＋n ，则14t 2≥t ＋1，解得t ∈(－∞，2－22]∪[2＋22，＋∞)．选D. (2)①原方程可化为(x －2)2＋y 2＝3， 表示以(2,0)为圆心，3为半径的圆．yx的几何意义是圆上一点与原点连线的斜率， 所以设yx＝k ，即y ＝kx .如图所示，当直线y ＝kx 与圆相切时，斜率k 取最大值或最小值，此时|2k －0|k 2＋1＝3，解得k ＝± 3. 所以yx的最大值为3，最小值为－ 3.②y －x 可看作是直线y ＝x ＋b 在y 轴上的截距，如图所示，当直线y ＝x ＋b 与圆相切时，纵截距b 取得最大值或最小值，此时|2－0＋b |2＝3，解得b ＝－2± 6.所以y －x 的最大值为－2＋6，最小值为－2－ 6.③如图所示，x 2＋y 2表示圆上的一点与原点距离的平方，由平面几何知识知，在原点和圆心连线与圆的两个交点处取得最大值和最小值．又圆心到原点的距离为 (2－0)2＋(0－0)2＝2，所以x 2＋y 2的最大值是(2＋3)2＝7＋43，x 2＋y 2的最小值是(2－3)2＝7－4 3. [答案] (1)D [方法提升]1．与圆有关的最值问题的几何转化法(1)形如μ＝y －bx －a 形式的最值问题，可转化为动直线斜率的最值问题．(2)形如t ＝ax ＋by 形式的最值问题，可转化为动直线截距的最值问题．(3)形如(x －a )2＋(y －b )2形式的最值问题，可转化为动点到定点的距离的平方的最值问题．2．与圆有关的参数范围问题常见思路(1)直接利用条件，画出几何图形，结合图形用几何法求参数的范围． (2)根据位置关系列不等式组，用代数法求参数范围． (3)构造关于参数的函数关系，借助函数思想求参数的范围．[跟踪训练]1．(2018·洛阳模拟)在平面直角坐标系内，若曲线C ：x 2＋y 2＋2ax －4ay ＋5a 2－4＝0上所有的点均在第四象限内，则实数a 的取值范围为( )A ．(－∞，－2)B ．(－∞，－1)C ．(1，＋∞)D ．(2，＋∞)解析：圆C 的标准方程为(x ＋a )2＋(y －2a )2＝4，所以圆心为(－a,2a )，半径r ＝2，由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a <0|－a |>2|2a |>2⇒a <－2，故选A.答案：A2．(2018·聊城模拟)已知M (m ，n )为圆C ：x 2＋y 2－4x －14y ＋45＝0上任意一点， (1)求m ＋2n 的最大值； (2)求n －3m ＋2的最大值和最小值． 解析：①因为x 2＋y 2－4x －14y ＋45＝0的圆心C (2,7)，半径r ＝22， 设m ＋2n ＝t ，将m ＋2n ＝t 看成直线方程， 因为该直线与圆有公共点， 所以圆心到直线的距离d ＝|1×2＋2×7－t |12＋22≤22，解上式得：16－210≤t ≤16＋210， 所以，所求的最大值为16＋210.②记点Q (－2,3)．因为n －3m ＋2表示直线MQ 的斜率，设直线MQ 的方程为y －3＝k (x ＋2)， 即kx －y ＋2k ＋3＝0，则n －3m ＋2＝k .由直线MQ 与圆C 有公共点， 所以|2k －7＋2k ＋3|1＋k 2≤2 2.可得2－3≤k ≤2＋3，所以n －3m ＋2的最大值为2＋3，最小值为2－ 3.考点三 与圆有关的轨迹问题|模型突破[例3] (1)过原点O 作圆x 2＋y 2－8x ＝0的弦OA ，则弦OA 中点M 的轨迹方程为________． (2)设定点M (－3,4)，动点N 在圆x 2＋y 2＝4上运动，以OM 、ON 为两边作平行四边形MONP (O 为坐标原点)，求点P 的轨迹．[解析] (1)法一：(几何法)如图，∵M 为OA 的中点，∴∠OMC ＝∠OAD ＝90°.∴动点M 在以OC 为直径的圆上，圆心坐标为(2,0)，半径为2. ∴所求点的轨迹方程为x 2＋y 2－4x ＝0.法二：(代入法)设中点M (x ，y )，A (x 0，y 0)，则由中点坐标公式得x 0＝2x ，y 0＝2y ，将点A (x 0，y 0)代入圆的方程，并化简，得x 2＋y 2－4x ＝0.(2)如图所示，设P (x ，y )，N (x 0，y 0)，则线段OP 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 2，y 2，线段MN 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 0－32，y 0＋4 2.由于平行四边形的对角线互相平分，故x 2＝x 0－32，y 2＝y 0＋42. 从而⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝x ＋3，y 0＝y －4.N (x ＋3，y －4)在圆上，故(x ＋3)2＋(y －4)2＝4. 因此所求点P 的轨迹为圆：(x ＋3)2＋(y －4)2＝4，但应除去两点⎝⎛⎭⎫－95，12 5和⎝⎛⎭⎫－215，28 5(此两点坐标由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝－43x ，(x ＋3)2＋(y －4)2＝4解得，是点P 在直线OM 上时的情况)．[答案] (1)x 2＋y 2－4x ＝0 [模型解法]有关圆的求轨迹问题的关键点 (1)设出动点的坐标(x ，y )．(2)根据动点满足的条件，结合圆的定义，几何性质，点、直线与圆的位置关系，利用几何法、定义法、代入法、建立动点满足的等式关系(方程)．(3)化简方程、得出轨迹．[高考类题](2013·高考新课标全国卷Ⅱ)在平面直角坐标系xOy 中，已知圆P 在x 轴上截得线段长为22，在y 轴上截得线段长为2 3.(1)求圆心P 的轨迹方程； (2)若P 点到直线y ＝x 的距离为22，求圆P 的方程． 解析：(1)设P (x ，y )，圆P 的半径为r .由题设得y 2＋2＝r 2，x 2＋3＝r 2. 从而y 2＋2＝x 2＋3.故P 点的轨迹方程为y 2－x 2＝1. (2)设P (x 0，y 0)，由已知得 |x 0－y 0|2＝22. 又P 在双曲线y 2－x 2＝1上，从而得⎩⎪⎨⎪⎧|x 0－y 0|＝1，y 20－x 20＝1.由⎩⎪⎨⎪⎧ x 0－y 0＝1，y 20－x 20＝1得⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝0，y 0＝－1.此时，圆P 的半径r ＝ 3. 由⎩⎪⎨⎪⎧ x 0－y 0＝－1，y 20－x 20＝1得⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝0，y 0＝1.此时，圆P 的半径r ＝ 3. 故圆P 的方程为x 2＋(y －1)2＝3或x 2＋(y ＋1)2＝3.1.[考点二](2014·高考北京卷)已知圆C ：(x －3)2＋(y －4)2＝1和两点A (－m,0)，B (m,0)(m >0)．若圆C 上存在点P ，使得∠APB ＝90°，则m 的最大值为( )A ．7B ．6C ．5D ．4解析：若∠APB ＝90°，则点P 的轨迹是以AB 为直径的圆，其方程为x 2＋y 2＝m 2.由题意知圆C ：(x －3)2＋(y －4)2＝1与圆O ：x 2＋y 2＝m 2有公共点，所以|m －1|≤|OC |≤m ＋1，易知|OC |＝5，所以4≤m ≤6，故m 的最大值为6.选B.答案：B2.[考点一](2016·高考全国卷Ⅰ)设直线y ＝x ＋2a 与圆C ：x 2＋y 2－2ay －2＝0相交于A ，B 两点，若|AB |＝23，则圆C 的面积为________．解析：圆C 的方程可化为x 2＋(y －a )2＝a 2＋2，可得圆心的坐标为C (0，a )，半径r ＝a 2＋2，所以圆心到直线x －y ＋2a ＝0的距离为|－a ＋2a |2＝|a |2，所以(|a |2)2＋(3)2＝(a 2＋2)2，解得a 2＝2，所以圆C 的半径为2，所以圆C 的面积为4π.答案：4π3.[考点一、三](2017·高考全国卷Ⅲ)已知抛物线C ：y 2＝2x ，过点(2,0)的直线l 交C 于A ，B 两点，圆M 是以线段AB 为直径的圆．(1)证明：坐标原点O 在圆M 上；(2)设圆M 过点P (4，－2)，求直线l 与圆M 的方程． 解析：(1)证明：设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，l ：x ＝my ＋2，由⎩⎪⎨⎪⎧x ＝my ＋2，y 2＝2x 可得y 2－2my －4＝0，则y 1y 2＝－4. 又x 1＝y 212，x 2＝y 222，故x 1x 2＝(y 1y 2)24＝4.因此OA 的斜率与OB 的斜率之积为y 1x 1·y 2x 2＝－44＝－1，所以OA ⊥OB ，故坐标原点O 在圆M 上．(2)由(1)可得y 1＋y 2＝2m ，x 1＋x 2＝m (y 1＋y 2)＋4＝2m 2＋4， 故圆心M 的坐标为(m 2＋2，m )，圆M 的半径 r ＝(m 2＋2)2＋m 2.由于圆M 过点P (4，－2)，因此AP →·BP →＝0， 故(x 1－4)(x 2－4)＋(y 1＋2)(y 2＋2)＝0， 即x 1x 2－4(x 1＋x 2)＋y 1y 2＋2(y 1＋y 2)＋20＝0. 由(1)可知y 1y 2＝－4，x 1x 2＝4，所以2m 2－m －1＝0，解得m ＝1或m ＝－12.当m ＝1时，直线l 的方程为x －y －2＝0，圆心M 的坐标为(3,1)，圆M 的半径为10，圆M 的方程为(x －3)2＋(y －1)2＝10.当m ＝－12时，直线l 的方程为2x ＋y －4＝0，圆心M 的坐标为⎝⎛⎭⎫94，－12， 圆M 的半径为854，圆M 的方程为⎝⎛⎭⎫x －942＋⎝⎛⎭⎫y ＋122＝8516. 4.[考点三](2015·高考广东卷节选)已知过原点的动直线l 与圆C 1：x 2＋y 2－6x ＋5＝0相交于不同的两点A ，B .(1)求圆C 1的圆心坐标；(2)求线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程．解析：(1)由已知得，圆C 1的标准方程为(x －3)2＋y 2＝4，所以圆C 1的圆心坐标为(3,0)． (2)由题意可知，直线l 的斜率必存在，设直线l 的方程为y ＝tx ，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)(x 1≠x 2)，线段AB 的中点M (x 0，y 0)⎝⎛⎭⎫其中x 0＝x 1＋x 22，y 0＝y 1＋y 22， 将y ＝tx 代入圆C 1的方程，整理得(1＋t 2)x 2－6x ＋5＝0. 则有x 1＋x 2＝61＋t 2，所以x 0＝31＋t 2，代入直线l 的方程，得y 0＝3t1＋t 2. 因为x 20＋y 20＝9(1＋t 2)2＋9t 2(1＋t 2)2＝9(1＋t 2)(1＋t 2)2＝91＋t 2＝3x 0，所以⎝⎛⎭⎫x 0－322＋y 20＝94.又因为方程(1＋t 2)x 2－6x ＋5＝0有两个不相等的实根， 所以Δ＝36－20(1＋t 2)>0，解得t 2<45，所以53<x 0≤3.所以线段AB 的中点M 的轨迹C 的方程为⎝⎛⎭⎫x －3 2 2＋y 2＝94⎝⎛⎭⎫53<x ≤3 .。

高中数学圆与方程知识点归纳与常考题型专题练习(附解析) 知识点：4.1.1 圆的标准方程1、圆的标准方程：222()()x a y b r -+-=圆心为A(a,b),半径为r 的圆的方程2、点00(,)M x y 与圆222()()x a y b r -+-=的关系的判断方法：（1）2200()()x a y b -+->2r ，点在圆外（2）2200()()x a y b -+-=2r ，点在圆上（3）2200()()x a y b -+-<2r ，点在圆内4.1.2 圆的一般方程1、圆的一般方程：022=++++F Ey Dx y x ，圆心为半径为2、圆的一般方程的特点：(1)①x2和y2的系数相同，不等于0．②没有xy 这样的二次项．(2)圆的一般方程中有三个特定的系数D 、E 、F ，因之只要求出这三个系数，圆的方程就确定了．(3)、与圆的标准方程相比较，它是一种特殊的二元二次方程，代数特征明显，圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小，几何特征较明显。

4.2.1 圆与圆的位置关系1、用点到直线的距离来判断直线与圆的位置关系．设直线l ：0=++c by ax ，圆C ：022=++++F Ey Dx y x ，圆的半径为r ，圆心)2,2(E D --到直线的距离为d ，则判别直线与圆的位置关系的依据有以下几点： （1）当r d >时，直线l 与圆C 相离；（2）当r d =时，直线l 与圆C 相切；（3）当r d <时，直线l 与圆C 相交；直线、圆的位置关系注意：1.直线与圆的位置关系 直线与圆相交，有两个公共点d R ⇔<⇔方程组有两组不同实数解(0)∆> 直线与圆相切，只有一个公共点d R ⇔=⇔方程组有唯一实数解(0)∆=直线与圆相离，没有公共点d R ⇔>⇔方程组无实数解(0)∆<2.求两圆公共弦所在直线方程的方法：将两圆方程相减。