最新与圆有关的专题综合讲义(六)
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圆的方程专题讲义一、知识梳理圆的定义与方程注意:1确定圆的方程主要方法是待定系数法,大致步骤:(1)根据题意,选择标准方程或一般方程.(2)根据条件列出关于a,b,r或D,E,F的方程组.(3)解出a,b,r或D,E,F代入标准方程或一般方程.2.点与圆的位置关系点和圆的位置关系有三种.已知圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2,点M(x0,y0)(1)点在圆上:(x0-a)2+(y0-b)2=r2;(2)点在圆外:(x0-a)2+(y0-b)2>r2;(3)点在圆内:(x0-a)2+(y0-b)2<r2.二、基础检测题组一:思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)确定圆的几何要素是圆心与半径.()(2)已知点A(x1,y1),B(x2,y2),则以AB为直径的圆的方程是(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.()(3)方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表示圆的充要条件是A=C≠0,B=0,D2+E2-4AF>0.( )(4)方程x2+2ax+y2=0一定表示圆.()(5)若点M(x0,y0)在圆x2+y2+Dx+Ey+F=0外,则x20+y20+Dx0+Ey0+F>0.()(6)方程(x+a)2+(y+b)2=t2(t∈R)表示圆心为(a,b),半径为t的圆.()题组二:教材改编2.以点(3,-1)为圆心,并且与直线3x+4y=0相切的圆的方程是()A .(x -3)2+(y +1)2=1B .(x -3)2+(y -1)2=1C .(x +3)2+(y -1)2=1D .(x +3)2+(y +1)2=13.圆C 的圆心在x 轴上,并且过点A (-1,1)和B (1,3),则圆C 的方程为_______.题组三:易错自纠4.若方程x 2+y 2+mx -2y +3=0表示圆,则m 的取值范围是( )A .(-∞,-2)∪(2,+∞)B .(-∞,-22)∪(22,+∞)C .(-∞,-3)∪(3,+∞)D .(-∞,-23)∪(23,+∞)5.若点(1,1)在圆(x -a )2+(y +a )2=4的内部,则实数a 的取值范围是( )A .-1<a <1B .0<a <1C .a >1或a <-1D .a =±46.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( )A .(x -2)2+(y -1)2=1B .(x -2)2+(y +1)2=1C .(x +2)2+(y -1)2=1D .(x -3)2+(y -1)2=1三、典型例题题型一:圆的方典例 (1)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__________.(2)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______________. 思维升华:(1)直接法:直接求出圆心坐标和半径,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,求出a ,b ,r 的值;②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.跟踪训练 一个圆与y 轴相切,圆心在直线x -3y =0上,且在直线y =x 上截得的弦长为27,则该圆的方程为______________________.题型二:与圆有关的最值问题典例 已知点(x ,y )在圆(x -2)2+(y +3)2=1上,求x +y 的最大值和最小值.引申探究1.在本例的条件下,求y x的最大值和最小值. 2.在本例的条件下,求x 2+y 2+2x -4y +5的最大值和最小值.思维升华:与圆有关的最值问题的常见类型及解题策略(1)与圆有关的长度或距离的最值问题的解法.一般根据长度或距离的几何意义,利用圆的几何性质数形结合求解.(2)与圆上点(x ,y )有关代数式的最值的常见类型及解法.①形如u =y -b x -a型的最值问题,可转化为过点(a ,b )和点(x ,y )的直线的斜率的最值问题;②形如t =ax +by 型的最值问题,可转化为动直线的截距的最值问题;③形如(x -a )2+(y -b )2型的最值问题,可转化为动点到定点(a ,b )的距离的平方的最值问题.跟踪训练:已知点P (x ,y )在圆C :x 2+y 2-6x -6y +14=0上.(1)求y x的最大值和最小值; (2)求x +y 的最大值与最小值.题型三:与圆有关的轨迹问题典例已知圆x 2+y 2=4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∠PBQ =90°,求线段PQ 中点的轨迹方程.思维升华:求与圆有关的轨迹问题时,根据题设条件的不同常采用以下方法(1)直接法:直接根据题目提供的条件列出方程.(2)定义法:根据圆、直线等定义列方程.(3)几何法:利用圆的几何性质列方程.(4)代入法:找到要求点与已知点的关系,代入已知点满足的关系式等.跟踪训练 已知Rt △ABC 的斜边为AB ,且A (-1,0),B (3,0).求:(1)直角顶点C 的轨迹方程;(2)直角边BC 的中点M 的轨迹方程.注意:利用几何性质巧设方程求半径典例 在平面直角坐标系xOy 中,曲线y =x 2-6x +1与坐标轴的交点都在圆C 上,求圆C 的方程.四、反馈练习1.已知点A (-4,-5),B (6,-1),则以线段AB 为直径的圆的方程为( )A .(x +1)2+(y -3)2=29B .(x -1)2+(y +3)2=29C .(x +1)2+(y -3)2=116D .(x -1)2+(y +3)2=1162.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 3.圆(x -2)2+y 2=4关于直线y =33x 对称的圆的方程是( ) A .(x -3)2+(y -1)2=4B .(x -2)2+(y -2)2=4C .x 2+(y -2)2=4D .(x -1)2+(y -3)2=44.若a ∈}431,0,2{ ,则方程x 2+y 2+ax +2ay +2a 2+a -1=0表示的圆的个数为( )A .0B .1C .2D .3 5.圆x 2+y 2-2x -2y +1=0上的点到直线x -y =2的距离的最大值是( )A .1+ 2B .2C.1+22D.2+226.点P(4,-2)与圆x2+y2=4上任一点连线的中点的轨迹方程是()A.(x-2)2+(y+1)2=1 B.(x-2)2+(y+1)2=4C.(x+4)2+(y-2)2=4 D.(x+2)2+(y-1)2=17.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________.8.若圆C经过坐标原点与点(4,0),且与直线y=1相切,则圆C的方程是__________________.9.已知圆C:x2+y2+kx+2y=-k2,当圆C的面积取最大值时,圆心C的坐标为__________.10.已知点M(1,0)是圆C:x2+y2-4x-2y=0内的一点,那么过点M的最短弦所在直线的方程是__________.11.在平面直角坐标系xOy中,已知圆P在x轴上截得的线段长为22,在y轴上截得的线段长为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.12.已知M为圆C:x2+y2-4x-14y+45=0上任意一点,且点Q(-2,3).(1)求|MQ|的最大值和最小值;(2)若M(m,n),求n-3m+2的最大值和最小值.13.已知圆C:(x-3)2+(y-4)2=1,设点P是圆C上的动点.记d=|PB|2+|P A|2,其中A(0,1),B(0,-1),则d的最大值为________.14.已知圆C截y轴所得的弦长为2,圆心C到直线l:x-2y=0的距离为55,且圆C被x轴分成的两段弧长之比为3∶1,则圆C的方程为_________________.。
初中九年级数学圆的讲义圆一、基本概念与性质在平面内把线段OP绕着端点O旋转一周,端点P所形成的图形叫做圆。
其中,点O叫做圆心,线段OP叫做半径。
以点O为圆心的圆,记作⊙O ,读作圆O 。
点和圆的位置关系:如果⊙O的半径是r,点P到圆心O的距离为d,则d>r时,点P在__________d=r时,点P在__________d<r时,点p在__________< p="">圆是中心对称图形,圆心是它的对称中心。
圆是轴对称图形,过圆心的任意一条直线都是它的对称轴。
弦与弧连接圆上任意两点的线段叫做弦,经过圆心的弦叫做直径,是圆最长的弦。
圆上任意两点间的部分叫圆弧,简称弧,符号:以C、D为端点的弧,记作,读作圆的任意一条直径的两个端点把圆分成两条弧,每条弧都叫做半圆,大于半圆的弧叫做优弧,小于半圆的弧叫做劣弧。
顶点在圆心的角叫做圆心角,顶点在圆上且两边与圆相交的角叫做圆周角。
圆心相同,半径不相等的两个圆叫做同心圆,能够互相重合的两个圆叫做等圆,能够互相重合的弧叫做等弧。
同圆或等圆的半径相等。
圆心角、弧、弦之间的关系:1.定理:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等。
2.推论:在同圆或等圆中,若两条弧相等,那么它们所对的圆心角和弦都相等。
在同圆或等圆中,若两条弦相等,则它们所对的圆心角和弧都相等。
3.圆心角的度数与它所对的弧的度数相等。
圆心角与圆周角的关系:1.同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半。
2.推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°圆周角所对的弦是直径。
垂径定理:1.垂直弦的直径平分弦,并且平分弦所对的两条弧。
2.推论:平分弦(非直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧确定圆的条件:1.经过一点A作圆2.经过A、B两点作圆3.经过A、B、C三点作圆——a)当三点位于一条直线时b)当三点不在一条直线上时4.结论:不在同一条直线上的三点确定一个圆三角形的三个顶点确定一个圆。
《圆》内容简介:1、圆的相关概念;2、垂径定理;3、圆心角、圆周角定理;4、与圆有关的位置关系;5、切线及切线长定理;6、弧长及扇形面积。
【知识要点1】圆的概念集合形式的概念: 1、圆可以看作是到定点的距离等于定长的点的集合;2、圆的外部:可以看作是到定点的距离大于定长的点的集合;3、圆的内部:可以看作是到定点的距离小于定长的点的集合轨迹形式的概念:1、圆:到定点的距离等于定长的点的轨迹就是以定点为圆心,定长为半径的圆;(补充)2、垂直平分线:到线段两端距离相等的点的轨迹是这条线段的垂直平分线(也叫中垂线);3、角的平分线:到角两边距离相等的点的轨迹是这个角的平分线;4、到直线的距离相等的点的轨迹是:平行于这条直线且到这条直线的距离等于定长的两条直线;5、到两条平行线距离相等的点的轨迹是:平行于这两条平行线且到两条直线距离都相等的一条直线。
例1 已知:如图,OA、OB为⊙O的半径,C、D分别为OA、OB上的点,且AC=BD.求证:AD=BC.例2 如图,在⊙O中,AB,CD为⊙O的两条直径,AE=BF,求证四边形CEDF 是平行四边形.点与圆的位置关系1、点在圆内⇒d r<⇒点C在圆内;2、点在圆上⇒d r=⇒点B在圆上;3、点在圆外⇒d r>⇒点A在圆外;【知识要点3】直线与圆的位置关系1、直线与圆相离⇒d r>⇒无交点;2、直线与圆相切⇒d r=⇒有一个交点;3、直线与圆相交⇒d r<⇒有两个交点;dr d=r r d 【知识要点4】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<-;rRd图3rR dr Rd图4rRd图5rRd垂径定理垂径定理:垂直于弦的直径平分弦且平分弦所对的弧。
与圆有关的位置关系1.能根据点到圆心的距离和半径的大小关系确定点与圆的位置关系;2.能根据圆心到直线的距离和半径的大小关系确定直线与圆的位置关系;3.能根据两圆的圆心距与两圆的半径之间的数量关系判定两圆的位置关系.1.点与圆的位置关系的判定;2.直线与圆的位置关系的判定.点与圆的位置关系1.点与圆的位置关系:设⊙O的半径为r,点P到圆心的距离OP = d,则有:点P在圆内⇔d<r点P在圆上⇔d=r点P在圆外⇔d>r【注意】点与圆的位置关系是由点P到圆心的距离d和圆的半径r的数量关系决定的,在运用这一性质时应注意“形”与“数”之间的转化.2.确定圆的条件:不在同一条直线上的三点确定一个圆.【注意】可以让学生通过作图进行归纳总结“不在同一条直线上的三点确定一个圆”,熟练掌握其方法,经过一点或经过两点作圆,因为圆心不能唯一确定,半径也就不能确定.所以作出的圆都有无限多个.“不在同一直线上的三点确定一个圆”,这个“确定”的含义是“有且只有”.3.外接圆与外心:经过三角形的三个顶点可以做一个圆,这个圆叫做三角形的外接圆,外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,叫做这个三角形的外心,三角形的外心到三角形的三个顶点的距离相等.【注意】要注意的是,锐角三角形的外心在三角形的内部;直角三角形的外心是三角形斜边中点;钝角三角形的外心在三角形的外部,反之成立.例1.矩形ABCD中,AB=8,BC=35,点P在边AB上,且BP=3AP,如果圆P 是以点P为圆心,PD为半径的圆,那么下列判断正确的是()A.点B、C均在圆P外B.点B在圆P外、点C在圆P内C.点B在圆P内、点C在圆P外D.点B、C均在圆P内【答案】解:连接PD、PC,⊙AB=8,点P 在边AB 上,且BP=3AP ,⊙AP=2,BP=6 在Rt APD ∆中,7PD ====,⊙⊙P 的半径r=7, 在Rt BPC ∆中,9PC ===⊙PB=6<r ,PC=9>r⊙点B 在圆P 内、点C 在圆P 外.故选C .【解析】此题主要考查判断点与圆的位置关系.需要比较点到圆心的距离与半径的大小关系,根据BP=3AP 和AB=8求得AP 的长,然后利用勾股定理求得圆P 的半径PD 的长,根据点B 、C 到P 点的距离判断点P 与圆的位置关系即可.练习1.如图,在Rt⊙ABC 中⊙ACB=90°,AC=6,AB=10,CD 是斜边AB 上的中线,以AC 为直径作⊙O ,设线段CD 的中点为P ,则点P 与⊙O 的位置关系是( )A.点P 在⊙O 内B.点P 在⊙O 上C.点P 在⊙O 外D.无法确定 【答案】A【解析】解:⊙AC=6,AB=10,CD 是斜边AB 上的中线, ⊙AD=5,OP=2.5,OC=OA=3, ⊙OP <OA ,⊙点P 在⊙O 内,故选A .练习2.如图,在平面直角坐标系中,⊙O 的半径为1, 点A坐标为12⎛ ⎝⎭,则点A 与⊙O的位置关系是( )ABA.点A 在⊙O 外B.点A 在⊙O 上C.点A 在⊙O 内D.无法判断【答案】解:⊙点A 坐标为12⎛ ⎝⎭,⊙OA = ⊙点A 在⊙O 上,故选B .【解析】本题考查点与圆的三种位置关系:点在圆内,点在圆上,点在圆外.根据点与圆的位置关系比较点到圆心的距离与1的大小关系,然后再确定点在圆上、内、外. 练习3.点P 到⊙O 的圆心O 的距离为d ,⊙O 的半径为r ,d 与r 的值是一元二次方程的两个根,则点P 与⊙O 的位置关系为( )A.点P 在⊙O 内B.点P 在⊙O 外C.点P 在⊙O 上D.点P 不在⊙O 上 【答案】解:解方程2320x x -+=得:x=1或x=2, ⊙d≠r ,⊙点P 不在⊙O 上, 故选D .【解析】本题考查了点与圆的位置关系及用因式分解法解一元二次方程的知识,解题的关键是正确地解方程.解方程求得方程的两个根即可得到d 与r 的值,然后做出判断.点与圆心之间的距离d 和该圆的半径r 有三种不同的大小关系,则点与圆也有三种不同的位置关系,所以在判断点与圆的位置关系时,只需要判断点到圆心的距离与半径的大小即可.例2.如图所示,一圆弧过方格的格点A 、B 、C ,试在方格中建立平面直角坐标系,使点A 的坐标为(-2,4),则该圆弧所在圆的圆心坐标是( )0232=+-xxA.(-1,2)B.(1,-1)C.(-1,1)D.(2,1)【答案】C【解析】解:如图所示,⊙AW=1,WH=3,=⊙BQ=3,QH=1,=⊙AH=BH同理,AD=BD,所以GH为线段AB的垂直平分线,易得EF为线段AC的垂直平分线,H为圆的两条弦的垂直平分线的交点,则BH=AH=HC,H为圆心.则该圆弧所在圆的圆心坐标是(-1,1).故选C.练习1.如图,在5×5正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,那么这条圆弧所在圆的圆心是()A.点PB.点QC.点RD.点M【答案】B【解析】根据垂径定理的推论,则作弦AB和BC的垂直平分线,交点Q即为圆心.故选B.练习2.如图,小明不慎把家里的圆形玻璃打碎了,其中四块碎片如图所示,为配到与原来大小一样的圆形玻璃,小明带到商店去的一块玻璃碎片应该是()A.第⊙块B.第⊙块C.第⊙块D.第⊙块【答案】B【解析】解:第⊙块出现一段完整的弧,可在这段弧上任做两条弦,作出这两条弦的垂直平分线,就交于圆心,进而可得到半径的长.故选B.三角形外接圆的圆心是三角形三条边垂直平分线的交点,圆上任意两弦的垂直平分线的交点即为该圆的圆心.例3.下列说法中,正确的有()①三点可以确定一个圆;⊙ 三角形的外心是三角形三边中线的交点;⊙ 锐角三角形的外心在三角形外;⊙ 三角形的外心到三角形各顶点的距离相等.A.1个B.2个C.3个D.4个【答案】A【解析】解:⊙不在同一直线上三点才可以作一个圆,⊙⊙错误;⊙三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点,⊙⊙错误;⊙锐角三角形的外心在三角形的内部,⊙⊙错误;⊙三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点,⊙根据垂直平分线性质得出三角形外心到三角形三个顶点的距离相等,⊙⊙正确;故选A.练习1.有如下结论:⊙一个圆只有一个内接三角形;⊙一个三角形只有一个外接圆;⊙直角三角形的外心是它斜边的中点;⊙等边三角形的外心是它角平分线的交点.A.1个B.2个C.3个D.4个【答案】C【解析】解:一个圆有无数个内接三角形,⊙⊙错误;三角形只有一个外接圆,⊙⊙正确;直角三角形斜边的中点到直角三角形三个顶点的距离相等,是直角三角形的外心,⊙⊙正确;等边三角形具有等腰三角形的三线合一的性质,等边三角形的外心是三边垂直平分线的交点,也是三条角平分线的交点,⊙⊙正确;故选C.练习2.正三角形的外接圆的半径和高的比为( )A.1⊙2B.2⊙3C.3⊙4D.1⊙3【答案】B【解析】连接OB,AO,延长AO交BC于D,⊙⊙O是等边三角形ABC的外接圆,⊙AD⊙BC,⊙OBC=12⊙ABC =12×60°=30°,⊙⊙ADB=90°,⊙OBC=30°,⊙12 OD OB⊙AD=OA+OD,⊙AD=OB+12OB =32OB,即OB:AD =2:3.故选B.练习3.已知:如图,⊙O是⊙ABC的外接圆,D为CB延长线上一点,⊙AOC=130°,则⊙ABD 的度数为()A.40°B.50°C.65°D.100°【答案】C【解析】解:在优弧AC上任意找一点E,连接AE、CE,根据圆周角定理得⊙E=65°;⊙四边形ABCE内接于⊙O,⊙⊙ABD=⊙E=65°.故选C不在同一直线上三点才可以作一个圆,在同一直线上三点不能作一个圆,三角形的外心是三角形三边垂直平分线的交点,锐角三角形的外心在三角形的内部.直线与圆的位置关系1.直线与圆的三种位置关系:【注意】判断直线与圆的位置关系时,既可以用直线与圆的公共点个数来判断,也可以用圆心到直线的距离d与r的大小关系来判定.要注意让学生根据不同的条件准确快速地判断直线与圆的位置关系.2.切线的判定方法(1)定义法:和圆有且只有一个公共点的直线是圆的切线.(2)数量法:圆心到直线的距离等于半径的直线是圆的切线(d=r).(3)判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.3.切线的性质定理:圆的切线垂直于过切点的半径.推论1:经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.推论2:经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.例1.已知⊙O 的半径为3cm ,点P 是直线l 上一点,OP 长为5cm ,则直线l 与⊙O 的位置关系为( ) A.相交 B.相切C.相离D.相交、相切、相离都有可能【答案】D【解析】本题知道⊙O 的半径为3cm ,并知道点P 是直线l 上一点,OP 长为5cm ,并没有告诉圆心到直线l 的距离,且根据已知条件无法确定圆心到直线l 的距离的大小,所以此时要根据直线圆的位置关系的三种情况分别探究是否都有可能.通过具体的数值分析,可知直线l 与圆的位置关系三种都有可能,所以选D.练习1.如图,⊙O 的半径OC=5cm ,直线l ⊥OC ,垂足为H ,且l 交⊙O 于点A 、B 两点,AB=8cm ,则l 沿OC 所在的直线向下平移____cm 时与⊙O 相切.【答案】2【解析】本题是一道判断直线与圆相切有关的问题,涉及到垂径定理、勾股定理以及平移等有关知识的应用.要判断直线l 沿OC 的方向平移多少cm 时与⊙O 相切,只要求到CH 的长度即可.因为CH=OC -OH ,所以只要求到OH 就可解决问题. 解:连接OA ,在Rt⊙AOH 中,因为0A=5cm ,AH=4cm , 所以OH=3452222=-=-AH OA cm.所以CH=OC -OH=2cm.即l 沿OC 所在的直线向下平移2cm 时与⊙O 相切.练习2.如图,直线AB 、CD 相交于点O ,⊙AOD=30°,半径为1cm 的⊙P 的圆心在射线OA 上,且与点O 的距离为6cm .如果⊙P 以1cm/s 的速度沿由A 向B 的方向移动,那么( )秒钟后⊙P 与直线CD 相切. A .4B .8C .4或6D .4或8【解析】本题是一道设计比较新颖的题目,要判断几秒种后⊙P与直线CD相切,则需要计算出当P与直线CD相切时,圆心P移动的距离,如图,在移动的过程中,P与直线CD相切有两种情况,如图,当圆心运动到P1、P2的位置时与直线CD相切,只要求到PP1,PP2长度即可.解:当圆心移动到P1、P2的位置时,设P1与直线CD切于E点,则P1E=1,因为⊙POD=30°,所以OP1=2,所以PP1=6-2=4,同样可求PP2=8cm,所以经过4秒或8秒钟后⊙P与直线CD 相切.故选D.练习3.如图,⊙ABC中,AB=6,AC=8,BC=10,D、E分别是AC、AB的中点,则以DE 为直径的圆与BC的位置关系()A.相交B.相切C.相离D.无法确定【答案】A【解析】解:过点A作AM⊙BC于点M,交DE于点N,⊙AM·BC=AC·AB,⊙AM=4.8⊙D、E分别是AC、AB的中点,⊙DE⊙BC,DE=12BC=5⊙AN=MN=12AM,⊙MN=2.4,⊙以DE为直径的圆半径为2.5⊙r=2.5>2.4,⊙以DE为直径的圆与BC的位置关系是:相交.故选A练习4.如图,在平面直角坐标系中,⊙O的半径为1,则直线y=x与⊙O的位置关系是()A.相离B.相切C.相交D.以上三种情况都有可能 【答案】B【解析】解:⊙令x=0,则y=令y=0,则, ⊙A(0,,,0),⊙⊙AOB 是等腰直角三角形, ⊙AB=2,过点O 作OD⊙AB ,则OD=BD=1 ⊙直线y=x与⊙O 相切.故选B判断直线与圆的位置关系时,既可以用直线与圆的公共点个数来判断,也可以用圆心到直线的距离d 与r 的大小关系来判定.例2.如图,在⊙O 中,AB 是直径,AD 是弦,⊙ADE = 60°,⊙C = 30°.判断直线CD是否为⊙O 的切线,并说明理由.【答案】解:连接OD ,如图,⊙⊙ADE=60°,⊙C=30°, ⊙⊙A=⊙ADE -⊙C=60°-30°=30°, 又⊙OD=OA ,⊙⊙ODA=⊙A=30°, ⊙⊙EDO=90°,⊙OD 为⊙O 的半径,⊙CD 是⊙O 的切线【解析】本题考查圆切线的判定方法:若直线与圆有唯一交点,则此直线是圆的切线;若圆心到直线的距离等于圆的半径,则此直线是圆的切线;经过半径的外端与半径垂直的直线是圆的切线.当已知直线过圆上一点,要证明它是圆的切线,则要连接圆心和该点,证明该连线与已知直线垂直即可;当没告诉直线过圆上一点,要证明它是圆的切线,则要过圆心作直线的垂线,证明垂线段等于圆的半径,由题可知直线CD 与圆有公共点,故直接连接OD 证明OD⊙CD 即可.练习1.已知:如图,O 为ABC ∆的外接圆,BC 为O 的直径,作射线BF ,使得BA 平分CBF ∠,过点A 作AD BF ⊥于点D .求证: 直线DA 为⊙O 的切线.【答案】解:连接OA ,⊙BC 为⊙O 的直径,BA 平分⊙CBF ,AD⊙BF ,⊙⊙ADB=⊙BAC=90°,⊙DBA=⊙CBA;⊙⊙OAC=⊙OCA,⊙⊙DAO=⊙DAB+⊙BAO=⊙BAO+⊙OAC=90°,⊙OA为⊙O半径,⊙DA为⊙O的切线.【解析】本题考查了切线的判定.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.练习2.已知:如图,AB为⊙O的弦,过点O作AB的平行线,交⊙O于点C,直线OC上一点D满足⊙D=⊙ACB.判断直线BD与⊙O的位置关系,并证明你的结论.【答案】直线BD与⊙O相切.证明:如图,连接OB.⊙⊙OCB=⊙CBD+⊙D,⊙1=⊙D,⊙⊙2=⊙CBD,⊙AB⊙OC,⊙⊙2=⊙A,⊙⊙A=⊙CBD.⊙OB=OC,⊙⊙BOC+2⊙3=180°.⊙⊙BOC=2⊙A,⊙⊙A+⊙3=90°.⊙⊙CBD+⊙3=90°.⊙⊙OBD=90°.⊙OB为⊙O半径,⊙直线BD与⊙O相切.【解析】本题考查了切线的判定.要证某线是圆的切线,已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.练习3.如图,D是⊙O的直径CA延长线上一点,点B在⊙O上,且AB=AD=AO,求证:BD是⊙O的切线.【答案】连接BO,⊙AB=AD,⊙⊙D=⊙ABD⊙AB=AO,⊙⊙ABO=⊙AOB又在⊙OBD中,⊙D+⊙DOB+⊙ABO+⊙ABD=180°,⊙⊙OBD=90°,即BD⊙BO⊙OB为⊙O半径,⊙BD是⊙O的切线.练习4.已知:如图,⊙O是⊙ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,D是AB延长线上的一点,AE⊙DC,交DC的延长线于点E,且AC平分⊙EAB.(1)求证:DE是⊙O的切线.(2)若⊙ADC=30°,AC=6,求BC的长.【答案】(1)连接OC,则⊙CAO=⊙ACO.⊙AC平分⊙EAB,⊙⊙EAC=⊙CAO.⊙⊙EAC=⊙ACO .⊙AE⊙OC . ⊙⊙DCO=⊙E=90°,即DE⊙OC . ⊙OC 为半径,⊙DE 是⊙O 的切线. (2)⊙⊙ADC=30°,⊙⊙EAD=60°, ⊙⊙BAC=12⊙EAD=30°, ⊙AB 是⊙O 的直径,⊙⊙ACB=90°,⊙BC=【解析】本题考查了切线的判定与性质;证明某一直线是圆的切线时,一般情况下是连接切点与圆心,通过证明该半径垂直于这一直线来判定切线.(1)应用判定定理判定圆的切线时,必须先弄清“题设”中的两个条件:一是经过半径的外端,二是垂直于这条半径,这两者缺一不可;(2)切线的判定定理中,只有证明是切线后,这个交点才能称为切点;(3)证明切线常见题型:⊙已知交点:连半径、证垂直;⊙交点未知:作垂直、证半径.例3.等腰⊙ABC 中,以AC 为直径作⊙O 交BC 于点D ,交AB 于点G ,过点D 作⊙O 的切线交AB 于点E ,交AC 的延长线与点F .求证:EF⊙AB .【答案】解:连接OD ,⊙OC=OD ,⊙⊙ODC=⊙OCD ,又⊙AB=AC,⊙⊙OCD=⊙B,⊙⊙ODC=⊙B,⊙OD⊙AB,⊙ED是⊙O的切线,OD是⊙O的半径,⊙OD⊙EF,⊙AB⊙EF .练习1.如图,⊙O的直径AB=4,C为圆周上一点,AC=2,过点C作⊙O的切线l,过点B 作l的垂线BD,垂足为D,BD与⊙O交于点E.(1)求⊙AEC的度数;(2)求证:四边形OBEC是菱形.【答案】解:(1)在⊙AOC中,AC=2,⊙AO=OC=2,⊙⊙AOC是等边三角形,⊙⊙AOC=60°,⊙⊙AEC=30°;(2)⊙OC⊙l,BD⊙l.⊙OC⊙BD.⊙⊙ABD=⊙AOC=60°.⊙AB为⊙O的直径,⊙⊙AEB=90°,⊙⊙AEB为直角三角形,⊙EAB=30°.⊙⊙EAB=⊙AEC.⊙CE⊙OB,又⊙CO⊙EB,⊙四边形OBEC为平行四边形.又⊙OB=OC=2.⊙四边形OBEC是菱形.归纳切线的性质:(1)切线和圆有唯一公共点(切线的定义);(2)圆心到直线的距离等于圆的半径(判定方法(2)的逆命题);(3)切线垂直于过切点的半径(切线的性质定理);(4)经过圆心垂直于切线的直线必过切点(推论1);(5)经过切点垂直于切线的直线必过圆心(推论2).例4.如图,圆O与正方形ABCD的两边AB、AD相切,且DE与圆O相切于E点.若圆O的半径为5,且AB=11,则DE的长度为()A.5B.6C.√30D.112【答案】B【解析】解:连接OM、ON,⊙四边形ABCD是正方形,⊙AD=AB=11,⊙A=90°,⊙圆O与正方形ABCD的两边AB、AD相切,⊙⊙OMA=⊙ONA=90°=⊙A,⊙OM=ON,⊙四边形ANOM是正方形,⊙AM=OM=5,DE与圆O相切于E点,圆O的半径为5,⊙AM=5,DM=DE,⊙DE=11﹣5=6,故选B.练习1.如图,在Rt⊙AOB中,OA=OB=3,⊙O的半径为1,点P是AB边上的动点,过点P作⊙O的一条切线PQ(点Q为切点),则切线PQ的最小值为.【答案】2【解析】解:连接OP、OQ.⊙PQ 是⊙O 的切线,⊙OQ⊙PQ ; 根据勾股定理知PQ 2=OP 2﹣OQ 2, ⊙当PO⊙AB 时,线段PQ 最短, ⊙在Rt⊙AOB 中,OA=OB=3, ⊙AB=OA=6,⊙OP==3, ⊙PQ===2.故答案为:2.练习2.对于平面直角坐标系xOy 中的点P 和⊙C ,给出如下定义:若⊙C 上存在两个点A ,B ,使得⊙APB=60°,则称P 为⊙C 的关联点. 已知点D (21,),E (0,-2),F (32,0) (1)当⊙O 的半径为1时,⊙在点D ,E ,F 中,⊙O 的关联点是__________;⊙过点F 作直线交y 轴正半轴于点G ,使⊙GFO=30°,若直线上的点P (m ,n )是⊙O 的关联点,求m 的取值范围;(2)若线段EF 上的所有点都是某个圆的关联点,求这个圆的半径的取值范围.【答案】(1) ⊙;⊙;(2)21E D 、30≤≤m 1≥r【解析】(1) ⊙;⊙由题意可知,若点要刚好是圆的关联点;需要点到圆的两条切线和之间所夹的角度为; 由图可知,则,连接,则rBC CPBBCPC 22sin ==∠=; ⊙若点为圆C 的关联点;则需点P 到圆心的距离d 满足r d 20≤≤; 由上述证明可知,考虑临界位置的P 点,如图2;点P 到原点的距离212=⨯=OP ;过作轴的垂线,垂足为,; ⊙,⊙; ⊙,⊙; 易得点与点重合,过作轴于点; 易得,⊙;从而若点为圆的关联点,则点必在线段上,⊙;E D 、P C P C PA PB ︒601︒=∠60APB ︒=∠30CPB 图1CBAPBC PO x OH H 3232tan ===∠OG OF OGF ︒=∠60OGF 360sin =︒⋅=OG OH 23sin ==∠OP OH OPH ︒=∠60OPH 1P G 2P x M P ⊥2M ︒=∠302OM P 330cos 2=︒⋅=OP OM P O P 21P P 30≤≤m(2) 若线段上的所有点都是某个圆的关联点,欲使这个圆的半径最小, 则这个圆的圆心应在线段的中点; 考虑临界情况,如图3;即恰好点为圆的关联时,则; ⊙此时;故若线段上的所有点都是某个圆的关联点,这个圆的半径的取值范围为.利用直线与圆相切的性质可以处理一些较综合的问题,其中相切的性质可以为解题提供垂直的条件.圆与圆的位置关系1.圆和圆的位置关系有五种:外离、外切、相交、内切、内含2.设两圆圆心距为d ,两圆半径分别为R ,r (R>r )由圆和圆的位置关系及圆心距d 与R ,r (R>r )之间的关系得: 两圆外离d R r ⇔>+; 两圆外切d R r ⇔=+;EF EFF E 、K2212===EF KN KF 1=r EF r 1≥r两圆相交R r d R r ⇔-<<+;两圆内切d R r ⇔=-;两圆内含0d R r ⇔≤<-3.相交两圆性质定理: 两圆圆心的连线垂直并且平分这两个圆的公共弦.4.相切两圆的性质:如果两圆相切,那么切点一定在连心线上.例1.两圆的半径分别为3和5,圆心距为7,则两圆的位置关系是( )A.内切B.相交C.外切D.外离【答案】B【解析】解:根据题意得R+r=5+3=8,R -r=5-3=2,圆心距=7,⊙2<7<8,⊙两圆相交.故选B .练习1.已知⊙O 1与⊙O 2相交,它们的半径分别是4,7,则圆心距12O O 可能是( )A.2B.3C.6D.12【答案】C【解析】解:两圆半径之差为3,半径之和为11,两圆相交时,圆心距大于两圆半径差,且小于两圆半径和,所以,3<12O O <11.符合条件的数只有C .故选C .练习2.已知⊙O 1与⊙O 2的半径分别是方程2430x x -+=的两根,且两圆的圆心距等于4,则⊙O 1与⊙O 2的位置关系是( )A 、外离B 、外切C 、相交D 、内切【答案】B【解析】解:⊙2430x x -+=,⊙(x -3)(x -1)=0,解得:x=3或x=1,⊙⊙O 1与⊙O 2的半径12,r r 分别是方程2430x x -+=的两实根,⊙124r r +=,⊙⊙O 1与⊙O 2的圆心距d=4,⊙⊙O 1与⊙O 2的位置关系是外切.故选B .练习3.若两个圆相切于A 点,它们的半径分别为10cm 、4cm ,则这两个圆的圆心距为( )A .14cmB .6cmC .14cm 或6cmD .8cm【答案】C 【解析】解:⊙两圆半径分别为10cm 、4cm ,⊙若这两个圆外切,则圆心距为:10+4=14(cm ),若这两个圆内切,则圆心距为:10-4=6(cm ),⊙这两个圆的圆心距为14cm 或6cm .故选C .练习4.定圆O 的半径是4cm ,动圆P 的半径是2cm ,动圆在直线l 上移动,当两圆相切时,OP 的值是( )A.2cm 或6cmB.2cmC.4cmD.6cm【答案】A【解析】解:设定圆O 的半径为R=4cm ,动圆P 的半径为r=2cm ,分两种情况考虑: 当两圆外切时,圆心距OP=R+r=4+2=6cm ;当两圆内切时,圆心距OP=R -r=4-2=2cm ,综上,OP 的值为2cm 或6cm .故选A由圆和圆的位置关系及圆心距d 与R ,r (R>r )之间的关系得:两圆外离d R r ⇔>+; 两圆外切d R r ⇔=+;两圆相交R r d R r ⇔-<<+;两圆内切d R r ⇔=-;两圆内含0d R r ⇔≤<-.例2.已知:如图,⊙O 1与⊙O 2外切于A 点,直线l 与⊙O 1、⊙O 2分别切于B ,C 点,若⊙O 1的半径r 1=2cm ,⊙O 2的半径r 2=3cm .求BC 的长.【答案】解:连接O 1B ,O 2C ,O 1O 2,过点O 1作O 1D⊙O 2C 于D ,⊙直线l 与⊙O 1、⊙O 2分别切于B ,C 点,⊙O 1B⊙BC ,O 2C⊙BC ,⊙四边形O 1BCD 是矩形,⊙CD=O 1B=r 1=2cm ,BC=O 1D ,⊙O 2D=O 2C -CD=3-2=1(cm ),⊙⊙O 1与⊙O 2外切于A 点,在Rt⊙O 2DO 1中,O 2O 1=r 1+r 2=2+3=5(cm ),⊙O 1D=cm ,⊙BC=cm .【解析】此题考查两圆相切的性质、切线的性质、矩形的判定与性质.难度适中,解题的关键是准确作出辅助线,掌握相切两圆的性质.练习1.如图为某机械的截面图,相切的两圆⊙O 1,⊙O 2均与⊙O 的弧AB 相切,且O 1O 2⊙l 1(l 1为水平线),⊙O 1,⊙O 2的半径均为30mm ,弧AB 的最低点到l 1的距离为30mm ,公切线l 2与l 1间的距离为100mm .则⊙O 的半径为( )A.70mmB.80mmC.85mmD.100mm【答案】B【解析】解:如图,设⊙O 的半径为Rmm ,依题意,得CE=100-30=70(mm ),⊙l 2⊙O 1O 2,⊙CD=O 1D=30(mm ),DE=CE -CD=70-30=40(mm ),OD=OE -DE=R -40(mm ),在Rt⊙OO 1D 中,O 1O=R -30(mm ),O 1D=30mm ,由勾股定理,得O 1D 2+OD 2=O 1O 2,即302+(R -40)2 =(R -30)2,解得R=80mm .故选B 练习2.如图,⊙O 1,⊙O 2,⊙O 3两两相切,AB 为⊙O 1,⊙O 2的公切线,AB 为半圆,且分别与三圆各切于一点.若⊙O 1,⊙O 2的半径均为1,则⊙O 3的半径为( )A.1B.121 1 【答案】C 【解析】解:如图,分别作三个圆心到AB 的垂线,垂足分别点E 、D 、F ,⊙O 1与⊙O 2的半径相等且相切于S ,则O 3D 过点S ,且点D 是半圆AB 的圆心,延长DS 交圆D 于点W ,则WD 是半圆AB 的半径.EFO 2O 1是矩形,SDEO 1是正方形,DQ=DW=SD+O 3S+O 3W设圆O 3的半径为R ,由勾股定理得O 3DO 1-1.故选C .两圆相切有两种情况:内切和外切,注意在处理两圆相切问题时需要分类讨论.例3.已知:如图,⊙O 1与⊙O 2相交于A ,B 两点,过A 点的割线分别交两圆于C ,D ,弦CE⊙DB ,连接EB ,试判断EB 与⊙O 2的位置关系,并证明你的结论.【答案】解:过B 作⊙O 2的直径BH ,连接AH ,AB ,⊙BH 是⊙O 2的直径,⊙⊙BAH=90°,⊙CE⊙DB ,⊙⊙ACE=⊙D⊙⊙H=⊙D ,⊙ACE=⊙ABE ,⊙⊙H=⊙ABE⊙⊙H+⊙ABH=90°,⊙⊙ABH+⊙ABE=90°⊙⊙EBH=90°, 又⊙O 2B 为半径,⊙EB 是⊙O 2的切线.【解析】此题考查直线与圆的位置关系,解题的关键是根据题意作出辅助线,再根据在同圆中等弧所对的圆周角相等和三角形的内角和等于180°进行解答.练习1.已知:相交两圆的公共弦的长为6cm ,两圆的半径分别为cm 23,cm 5,求这两个圆的圆心距.【答案】解:当公共弦在圆心的同侧时如图,AB=6cm ,O 1A=5cm ,O 2A=⊙公共弦长为6cm ,⊙AC=3cm ,AC⊙O 1O 2,⊙O 1C=4cm ,O 2C=3cm ,⊙当公共弦在两个圆心之间时,圆心距=4+3=7cm ;当公共弦在圆心的同侧时,圆心距=4-3=1cm .则这两个圆的圆心距是7cm 或1cm .【解析】此题主要考查了相交两圆的性质以及勾股定理.注意此题应考虑两种情况是解题关键.先根据勾股定理,得圆心距的两部分分别是4cm,3cm,然后根据两圆的位置关系确定圆心距.练习2.已知⊙O1和⊙O2相交于A、B两点,过A点作⊙O1的切线交⊙O2于点E,连接EB并延长交⊙O1于点C,直线CA交⊙O2于点D.(1)如图,当点D与点A不重合时,试猜想线段EA=ED是否成立?证明你的结论;(2)当点D与点A重合时,直线AC与⊙O2有怎样的位置关系?此时若BC=2,CE=8,求⊙O1的直径.【答案】解:(1)EA=ED成立.证明:连接AB,在EA延长线上取点F;⊙AE是⊙O1的切线,切点为A,⊙⊙FAC=⊙ABC,⊙⊙FAC=⊙DAE(对顶角),⊙⊙ABC=⊙DAE,而⊙ABC是⊙O2内接四边形ABED的外角,⊙⊙ABC=⊙D,⊙⊙DAE=⊙D,⊙EA=ED;(2)当点D与点A重合时,直线CA与⊙O2只有一个公共点,所以,直线CA与⊙O2相切,直径为4.两圆相交的重点是对相交弦的处理.。
圆目录圆的定义及相关概念垂经定理及其推论圆周角与圆心角圆心角、弧、弦、弦心距关系定理圆内接四边形会用切线, 能证切线切线长定理三角形的内切圆了解弦切角与圆幂定理(选学)圆与圆的位置关系圆的有关计算一.圆的定义及相关概念【考点速览】考点1:圆的对称性:圆既是轴对称图形又是中心对称图形。
经过圆心的每一条直线都是它的对称轴。
圆心是它的对称中心。
考点2:确定圆的条件;圆心和半径①圆心确定圆的位置,半径确定圆的大小;②不在同一条直线上的三点确定一个圆;考点3:弦:连结圆上任意两点的线段叫做弦。
经过圆心的弦叫做直径。
直径是圆中最大的弦。
弦心距:圆心到弦的距离叫做弦心距。
弧:圆上任意两点间的部分叫做弧。
弧分为半圆,优弧、劣弧三种。
(请务必注意区分等弧,等弦,等圆的概念)弓形:弦与它所对应的弧所构成的封闭图形。
弓高:弓形中弦的中点与弧的中点的连线段。
(请务必注意在圆中一条弦将圆分割为两个弓形,对应两个弓高)固定的已经不能再固定的方法:求弦心距,弦长,弓高,半径时通常要做弦心距,并连接圆心和弦的一个端点,得到直角三角形。
如下图:考点4:三角形的外接圆:锐角三角形的外心在 ,直角三角形的外心在 ,钝角三角形的外心在 。
考点5点和圆的位置关系 设圆的半径为r ,点到圆心的距离为d , 则点与圆的位置关系有三种。
①点在圆外⇔d >r ;②点在圆上⇔d=r ;③点在圆内⇔ d <r ;【典型例题】例1 在⊿ABC 中,∠ACB =90°,AC =2,BC =4,CM 是AB 边上的中线,以点C 为圆心,以5为半径作圆,试确定A,B,M 三点分别与⊙C 有怎样的位置关系,并说明你的理由。
例2.已知,如图,CD 是直径,︒=∠84EOD ,AE 交⊙O 于B ,且AB=OC ,求∠A 的度数。
M A B C DOEBC例3 ⊙O 平面内一点P 和⊙O 上一点的距离最小为3cm ,最大为8cm ,则这圆的半径是_________cm 。
一对一讲课教案一、圆的概念:1. 描述性概念:在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点O旋转一周,另一个端点A随之旋转所形成的图形叫做圆,其中固定端点O叫做圆心,OA叫做半径.2 圆的表示方式:通经常使用符号⊙表示圆,概念中以O为圆心,OA为半径的圆记作“O⊙”,读作“圆O”.3 同圆、同心圆、等圆:圆心相同且半径相等的圆叫同圆;圆心相同,半径不相等的两个圆叫做同心圆;能够重合的两个圆叫做等圆.注意:同圆或等圆的半径相等.1. 弦:连结圆上任意两点的线段叫做弦.2. 直径:通过圆心的弦叫做圆的直径,直径等于半径的2倍.3. 弦心距:从圆心到弦的距离叫做弦心距.4. 弧:圆上任意两点间的部份叫做圆弧,简称弧.以A B、为端点的圆弧记作AB,读作弧AB.5. 等弧:在同圆或等圆中,能够相互重合的弧叫做等弧.6. 半圆:圆的任意一条直径的两个端点分圆成两条弧,每一条弧都叫做半圆.7. 优弧、劣弧:大于半圆的弧叫做优弧,小于半圆的弧叫做劣弧.8. 弓形:由弦及其所对的弧组成的图形叫做弓形.1. 圆心角:极点在圆心的角叫做圆心角.将整个圆分为360等份,每一份的弧对应1︒的圆心角,咱们也称如此的弧为1︒的弧.圆心角的度数和它所对的弧的度数相等.2. 圆周角:极点在圆上,而且两边都和圆相交的角叫做圆周角.3. 圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.推论1:同弧或等弧所对的圆周角相等;同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧相等.推论2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90︒的圆周角所对的弦是直径.推论3:若是三角形一边上的中线等于这边的一半,那么那个三角形是直角三角形.4. 圆心角、弧、弦、弦心距之间的关系定理:在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦相等,所对的弦的弦心距相等.推论:在同圆或等圆中,若是两个圆心角、两条弧、两条弦或两条弦的弦心距中有一组量相等,那么它们所对应的其余各组量别离相等.一、圆的对称性1. 圆的轴对称性:圆是轴对称图形,对称轴是通过圆心的任意一条直线.2. 圆的中心对称性:圆是中心对称图形,对称中心是圆心.3. 圆的旋转对称性:圆是旋转对称图形,不管绕圆心旋转多少角度,都能与其自身重合.二、垂径定理1. 垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,而且平分弦所对的两条弧.2. 推论1:⑴平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,而且平分弦所对的两条弧;⑵弦的垂直平分线通过圆心,而且平分弦所对的两条弧;⑶平分弦所对的一条弧的直径,垂直平分弦,而且平分弦所对的另一条弧.3. 推论2:圆的两条平行弦所夹的弧相等.练习题;1.判定:(1)直径是弦,是圆中最长的弦。
《圆》讲义一、圆的定义在平面几何中,圆是一个非常重要的图形。
圆可以被定义为平面上到一个定点的距离等于定长的所有点组成的图形。
这个定点称为圆心,定长称为圆的半径。
我们可以想象一下,如果用一根绳子的一端固定在一个点上,另一端绑着一支笔,然后让笔绕着这个固定点旋转一周,那么笔尖所画出的轨迹就是一个圆。
圆是一种非常完美和对称的图形。
无论从哪个角度观察,它的形状都保持不变。
这种对称性使得圆在数学和实际生活中都有广泛的应用。
二、圆的基本元素1、圆心圆心是圆的中心位置,决定了圆的位置。
通常用字母 O 表示。
2、半径半径是连接圆心和圆上任意一点的线段。
它决定了圆的大小。
用字母 r 表示。
3、直径通过圆心并且两端都在圆上的线段叫做直径。
直径是半径的两倍,用字母 d 表示,即 d = 2r 。
4、弧圆上任意两点间的部分叫做弧。
弧分为优弧和劣弧。
大于半圆的弧叫做优弧,小于半圆的弧叫做劣弧。
5、弦连接圆上任意两点的线段叫做弦。
直径是圆中最长的弦。
6、圆心角顶点在圆心的角叫做圆心角。
7、圆周角顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角叫做圆周角。
三、圆的性质1、圆的对称性圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条通过圆心的直线。
圆也是中心对称图形,其对称中心是圆心。
2、垂径定理垂直于弦的直径平分弦且平分弦所对的两条弧。
例如,在圆 O 中,直径 AB 垂直于弦 CD ,则 CE = DE ,弧 AC =弧 AD ,弧 BC =弧 BD 。
3、弧、弦、圆心角的关系在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等。
4、圆周角定理在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半。
半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径。
四、圆的周长和面积1、圆的周长圆的周长是指绕圆一周的长度。
圆的周长公式为 C =2πr 或 C =πd ,其中π是圆周率,约等于 314 。
例如,如果一个圆的半径是 5 厘米,那么它的周长就是 2×314×5 =314 厘米。
2024年新高二数学提升精品讲义圆的一般方程(原卷版)模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理(吃透教材)模块三核心考点举一反三模块四小试牛刀过关测1.理解圆的一般方程及其特点;2.掌握圆的一般方程和标准方程的互化;3.会求圆的一般方程以及与圆有关的简单的轨迹方程问题.知识点1圆的一般方程1、圆的一般方程:当2240D E F +->时,方程220x y Dx Ey F ++++=叫做圆的一般方程.其中,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,为半径.2、圆的一般方程的形式特点(1)22,x y 项的系数相同且不等于0(2x 和2y 的系数如果是不为1的非零常数,只需在方程两边同时除以这个常数即可);(2)不含xy 项;(3)2240D E F +->.3、一般方程与标准方程关系:对方程220x y Dx Ey F ++++=的左边配方,并将常数移项到右边,得22224224D E D E F x y +-⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,根据圆的标准方程可知:(1)当2240D E F +-=时,方程只有实数解,22D E x y =-=-.它表示一个点,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭.(2)当2240D E F +-<时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.(3)当2240D E F +->时,可以看出方程表示以,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,知识点2圆的一般方程判断点和圆的位置关系已知点()00,M x y ,和圆的一般方程220x y Dx Ey F ++++=(2240D E F +->)则知识点3轨迹与轨迹方程1、轨迹方程和轨迹的定义已知平面上一动点(,)M x y ,点M 的轨迹方程是指点M 的坐标(,)x y 满足的关系式。
轨迹是指点在运动变化过程中形成的图形,在解析几何中,我们常常把图形看作点的轨迹(集合).2、“轨迹”与“轨迹方程”有区别:(1)“轨迹”是图形,要指出形状、位置、大小(范围)等特征;(2)“轨迹方程”是方程,不仅要给出方程,还要指出变量的取值范围.3、坐标法求轨迹方程的步骤(1)建系:建立适当的平面直角坐标系;(2)设点:用(,)x y 表示轨迹(曲线)上任意一点的M 的坐标;(3)列式:列出关于.x y 的方程;(4)化简:把方程化为最简形式;(5)证明:证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点.考点一:二元二次方程与圆例1.(23-24高二上·山西吕梁·期末)已知圆22:4650O x y x y +-++=,则圆心O 和半径r 分别为()A .()2,3,O r -=B .()2,3,O r -=C .()2,3,O r -=D .()2,3,O r -=【变式1-1】(23-24高二上·福建厦门·期中)若32,1,0,,14a ⎧⎫∈--⎨⎬⎩⎭,则方程2222210x y ax ay a a +++++-=表示的圆的个数为()A .1B .2C .3D .4【变式1-2】(23-24高二上·广东江门·期末)方程22210x y x m ++--=表示一个圆,则实数m 的取值范围是()A .(),1-∞-B .()1,-+∞C .(),2-∞-D .()2,-+∞【变式1-3】(23-24高二上·安徽马鞍山·月考)(多选)已知方程()()2224232141690x y m x m y m +-++-++=表示一个圆,则实数m 可能的取值为()A .-1B .0C .12D .1考点二:求圆的一般方程例2.(23-24高二上·内蒙古·期末)已知圆C 经过点()1,1-和点()1,3B ,且圆心在y 轴上,则圆C的方程为()A .()2222x y ++=B .()22210x y -+=C .()2222x y +-=D .()22210x y ++=【变式2-1】(23-24高二上·江苏·假期作业)过坐标原点,且在x 轴和y 轴上的截距分别为2和3的圆的方程为()A .22230x y x y +--=B .22230x y x y ++-=C .22230x y x y +-+=D .22230x y x y +++=【变式2-2】(23-24高二下·重庆铜梁·开学考试)已知(2,0)A ,(4,2)B ,O 为原点,则AOB 的外接圆方程为.【变式2-3】(23-24高二上·安徽·月考)已知在ABC 中,AB 边所在直线的方程为360x y --=,AC 边所在直线的方程为20x y --=,AC 边上的中线所在直线的方程为20x y +-=.(1)求C 点的坐标;(2)求ABC 的外接圆方程.考点三:点与圆的位置关系例3.(22-23高二上·天津和平·月考)已知圆C :22220x y x y +--=,则点(3,1)P 在()A .圆外B .圆上C .圆内D .以上情况均有可能【变式3-1】(23-24高二上·内蒙古·期中)若点()2,1在圆220x y x y a +-++=的外部,则a 的取值范围是()A .(4,)-+∞B .1,2⎛⎫-∞ ⎝C .14,2⎛⎫- ⎪⎝⎭D .1(,4),2⎛⎫-∞-+∞ ⎪⎝⎭【变式3-2】(23-24高二上·湖北荆门·期末)已知圆C 的方程为222245330x y mx my m m +-++-+=,若点(1,2)m -在圆外,则m 的取值范围是()A .(,1)(4,)-∞+∞B .(1,)+∞C .(1,4)D .(4,)+∞【变式3-3】(23-24高二上·全国·课后作业)若点()1,1a a +-在圆22240x y ay +--=的内部,则a 的取值范围是().A .1a >B .01a <<C .115a -<<D .1a <考点四:与圆有关的轨迹问题例4.(23-24高二上·北京·期末)已知点(2,0)B 和点(2,4)C ,直角ABC 以BC 为斜边,求直角顶点A 的轨迹方程.【变式4-1】(23-24高二上·上海青浦·月考)已知两点(5,0)A -,(5,0)B ,动点P 到点A 的距离是它到点B 的距离的3倍,则点P 的轨迹方程是.【变式4-2】(23-24高二上·山东威海·期末)(多选)已知A ,B 是平面内两个定点,且||6AB =,则满足下列条件的动点P 的轨迹为圆的是()A .||||6PA PB +=B .1PA PB ⋅=-C .||2||PA PB =D .22||||18PA PB +=【变式4-3】(22-23高二上·云南昆明·期中)已知点(6,0)A ,O 为坐标原点,若动点(,)P x y 满足2OP PA =.(1)试求动点P 的轨迹方程;(2)过点P 作y 轴的垂线,垂足为Q ,试求线段PQ 的中点M 的轨迹方程.考点五:圆过定点问题例5.(23-24高二上·湖北荆州·期末)圆:²²250C x y ax ay ++--=恒过的定点为()A .()()2,1,2,1--B .()()1,2,2,1--C .()()1,2,1,2--D .()()2,1,2,1--【变式5-1】(23-24高二上·全国·专题练习)点(),P x y 是直线250x y +-=上任意一点,O 是坐标原点,则以OP 为直径的圆经过定点(A .()0,0和()1,1B .()0,0和()2,2C .()0,0和()1,2D .()0,0和()2,1【变式5-2】(23-24高二上·全国·专题练习)对任意实数m ,圆2236920x y mx my m +--+-=恒过定点,则定点坐标为.【变式5-3】(23-24高二上·河南信阳·期中)圆2220x y mx y m ++--=恒过的定点是.考点六:与圆有关的实际问题例6.(23-24高二上·河南洛阳·期中)如图,一座圆拱桥,当拱顶离水面2米时,水面宽12米,则当水面下降1米后,水面宽为()A B C .米D .【变式6-1】(23-24高二上·广东佛山·期中)如图是某圆拱形桥一孔圆拱的示意图.圆拱跨度20AB =米,拱高4OP =米,建适时每间隔4米需要用一根支柱支撑,则支柱22A P 的高度为米.(精确到0.01米,参考数据:33 5.744≈)【变式6-2】(23-24高二上·北京丰台·期中)赵州桥,又名安济桥,位于河北省石家庄市赵县的洨河上,距今已有1400多年的历史,是保存最完整的古代单孔敞肩石拱桥,其高超的技术水平和不朽的艺术价值,彰显了中国劳动人民的智慧和力量.2023年以来,中国文旅市场迎来强劲复苏,某地一旅游景点为吸引游客,参照赵州桥的样式在景区兴建圆拱桥,该圆拱桥的圆拱跨度为16m ,拱高为4m ,在该圆拱桥的示意图中建立如图所示的平面直角坐标系.(1)求这座圆拱桥的拱圆的方程;(2)若该景区游船宽10m ,水面以上高3m ,试判断该景区游船能否从桥下通过,并说明理由.(3 1.732)≈一、单选题1.(23-24高二上·陕西汉中·期末)圆222440x y x y +-+-=的圆心和半径分别为()A .()1,2,3B .()1,2,3-C .()1,2,2-D .()1,2,3-2.(23-24高二上·四川成都·月考)过三点()()()4,2,1,1,14A B C --,的圆的一般方程为()A .227320x y x y ++-+=B .227320x y x y ++++=C .227320x y x y +-++=D .227320x y x y +--+=3.(2024·河北沧州·二模)若点()2,1A 在圆222250x y mx y +--+=(m 为常数)外,则实数m 的取值范围为()A .(),2-∞B .()2,+∞C .(),2-∞-D .()2,-+∞4.(23-24高二上·湖北武汉·期中)“4k >”是“方程22(2)50x y kx k y +++-+=表示圆的方程”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件5.(23-24高二上·辽宁抚顺·期中)已知圆22224590x y ax ay a +-++-=上所有点都在第二象限,则a 的取值范围()A .(),3-∞-B .(],3-∞-C .33,2⎡⎤--⎢⎥⎣⎦D .33,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭6.(23-24高二上·四川绵阳·期中)阿波罗尼斯(公元前262年~公元前190年),古希腊人,与阿基米德、欧几里得一起被誉为古希腊三大数学家.阿波罗尼斯研究了众多平面轨迹问题,其中阿波罗尼斯圆是他的论著中的一个著名问题:已知平面上两点A ,B ,则所有满足PA PBλ=(0λ>,且1λ≠)的点P 的轨迹是一个圆.已知平面内的两个相异定点(1,0)P ,(1,0)Q -,动点M 满足MP =,记M 的轨迹为C ,则轨迹C 围成图形的面积是()A .2πB .4πC .8πD .16π二、多选题7.(23-24高二上·重庆万州·期中)若()2,1,()4,2,()3,4,()1,m 四点共圆,则m 的值为()A .2B C .12+D .38.(23-24高二上·河北邢台·222:240C ax ay x a y +-+=,下列结论正确的是()A .当0a =时,曲线C 是一条直线B .当0a ≠时,曲线C 是一个圆C .当曲线C 是圆时,它的面积的最小值为2πD .当曲线C 是面积为5π的圆时,1=a 三、填空题9.(23-24高二上·广东茂名·期末)已知圆2264120x y x y +-++=与圆22142140x y x y +--+=,则两圆心之间的距离为.10.(23-24高二上·四川泸州·期末)若圆22:220C x y mx y ++-=被直线210x y ++=平分,则圆C 的半径为.11.(23-24高二上·安徽合肥·期中)已知点()0,5A ,()1,2B -,()3,4C --,()2,D a 四点共圆,则=a .四、解答题12.(23-24高二上·全国·专题练习)已知曲线C :()()2211480a x a y x ay +++-+=.(1)当a 取何值时,方程表示圆?(2)求证:不论a 为何值,曲线C 必过两定点.13.(23-24高二上·江苏徐州·期末)已知直线12:20,:0l x y l x y ++=+=,直线l 过点()10,4-且与1l 垂直.(1)求直线l 的方程;(2)设l 分别与12,l l 交于点A ,B ,O 为坐标原点,求过三点A ,B ,O 的圆的方程.。
2024年新高二数学提升精品讲义圆与圆的位置关系(解析版)模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理(吃透教材)模块三核心考点举一反三模块四小试牛刀过关测1.掌握圆与圆的位置关系及判定方法;2.能根据圆的方程判断圆与圆的位置关系;3.能综合应用圆与圆的位置关系解决问题.知识点1圆与圆的位置关系圆与圆的位置关系的判定(1)几何法:若两圆的半径分别为1r ,2r ,两圆连心线的长为d .位置关系外离外切相交内切内含图示交点个数01210d 与1r ,2r 的关系12d r r >+12d r r =+1212r r d r r -<<+12d r r =-120d r r ≤<-(2)代数法:通过两圆方程组成方程组的公共解的个数进行判断.12⎫⎬⎭圆方程圆方程C C 消元,一元二次方程Δ0Δ0Δ0>⇒⎧⎪=⇒⎨⎪<⇒⎩相交内切或外切外离或内含知识点2两圆的公切线1、公切线的定义:与两个圆都相切的直线叫做两圆的公切线,包括外公切线和内公切线.2、两圆的位置关系与公切线的条数的关系位置关系外离外切相交内切内含图示公切线条数4条3条2条1条无公切线3、两圆公切线方程的确定(1)当公切线的斜率存在时,可设公切线方程为y kx b =+,由公切线的意义(两圆公公的切线)可知,两圆心到直线y kx b =+的距离分别等于两圆的半径,这样得到关于k 和b 的方程,解这个方程组得到k ,b 的值,即可写出公切线的方程;(2)当公切线的斜率不存在时,要注意运用数形结合的方法,观察并写出公切线的方程.知识点3圆与圆的公共弦1、公共弦的定义:圆与圆相交得到两个交点,这两点之间的线段就是两圆的公共弦.2、公共弦所在直线的方程圆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.【注意】(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、公共弦长的求法(1)代数法:将两圆的方程联立,解出两交点坐标,利用两点间的距离公式求出弦长.(2)几何法:将两圆作差得到公共弦所在直线方程,利用其中一个圆的圆心和半径,求得该圆心和公共弦所在直线的距离即弦心距,在弦心距、弦的一半和半径构成的直角三角形中,利用勾股定理可以求得弦的一半,进而得到公共弦长.知识点4圆系方程及其应用技巧具有某些共同性质的圆的集合称为圆系,它们的方程叫作圆系方程。
2024年新高二数学提升精品讲义圆的标准方程(原卷版)模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理(吃透教材)模块三核心考点举一反三模块四小试牛刀过关测1.会用定义推导圆的标准方程,并掌握圆的标准方程的特征;2.能根据所给条件求圆的标准方程;3.掌握点与圆的位置关系并能解决相关问题.知识点1圆的定义平面内到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆.如图,在平面直角坐标系中,⊙A 的圆心A 的坐标为(,)a b ,半径为r ,(,)M x y 为圆上任意一点,⊙A 就是集合{}P M MA r ==.定义中,定点指的是圆心,定长指的是圆的半径.知识点2圆的标准方程1、圆的标准方程:我们把()()222-+-=x a y b r 称为圆心为(),A a b ,半径长为r 的圆的标准方程.【注意】(1)所谓标准方程,是指方程的形式.圆的标准方程体现了圆的集合性质,突出了圆的几何意义:圆心位置和半径.(2)圆的标准方程的右端20r >,当方程右端小于或等于0时,对应方程不是圆的标准方程.2、圆的标准方程的推导过程(1)建系设点:建立坐标系时,原点在圆心是特殊情况,就一般情况来说,因为A 是定点,设(),A a b ,半径为r ,且设圆上任意一点M 的坐标为(,)x y .(2)写点集:根据定义,圆就是集合{}P M MA r ==.(3r =.(4)化简方程:将上式两边平方得222()()x a y b r -+-=.3、几种特殊位置的圆的标准方程知识点3点与圆的位置关系1、几何法:点()00,M x y ,圆心(),A a b ,圆的半径r ,设M 与点A 间的距离MA d =,d r >⇔点M 在圆A 外;d r <⇔点M 在圆A 内;d r =⇔点M 在圆A 上.2、代数法:将点()00,M x y 直接代入圆的标准方程()()222-+-=x a y b r 进行判断,即若点()00,M x y 在圆外,则()()22200->+-x a y b r ;若点()00,M x y 在圆内,则()()22200x a y b r +-<-;若点()00,M x y 在圆上,则()()22200x a y b r +-=-.知识点4圆上的点到定点的最大、最小距离设圆心A 到定点C 的距离为d ,圆的半径为r ,圆上的动点为点P .(1)若点C 在圆外时,max PC d r =+,min PC d r =-;(2)若点C 在圆上时,max 2PC r =,min 0PC =;(2)若点C 在圆内时,max PC d r =+,min PC r d =-.综上:max PC d r =+,min PC d r =-.考点一:求圆的标准方程例1.(23-24高二上·安徽马鞍山·月考)已知圆的圆心在(3,4)-,半径为5,则它的方程为()A .()()22345x y -+-=B .()()223425x y +++=C .22(3)(4)25x y ++-=D .()()22345x y ++-=【变式1-1】(23-24高二上·山西太原·期末)已知圆C 的一条直径的两个端点坐标分别为()4,1-,()2,3,则圆C 的方程是.【变式1-2】(22-23高二上·广东东莞·期中)求经过点(2,0),(2,2)--且圆心在直线:0l x y +=上的圆的标准方程为.【变式1-3】(23-24高二下·云南玉溪·期中)过三点()()()120,01,33,1O M M ---、、的圆的标准方程是.考点二:点与圆的位置关系例2.(23-24高二上·安徽亳州·月考)(多选)已知()14,9P ,()26,3P 两点,以线段12PP为直径的圆为圆P ,则()A .()6,9M 在圆P 上B .()3,3N 在圆P 内C .()5,3Q 在圆P 内D .()2,7R 在圆P 外【变式2-1】(23-24高二上·江苏·专题练习)已知点(,10)P a ,圆的标准方程为()()221112x y -+-=,则点P ()A .在圆内B .在圆上C .在圆外D .与a 的取值有关【变式2-2】(23-24高二上·重庆·期中)若点(),3A a 在圆()22:15C x y +-=外,则实数a 的取值范围是()A .(),1-∞-B .(),1-∞C .()(),11,-∞-⋃+∞D .()1,1-【变式2-3】(23-24高二上·广西·期末)已知两直线2y x k =+与y x =-的交点在圆228x y +=的内部,则实数k 的取值范围是()A .11k -<<B .2<<2k -C .33k -<<D .k <考点三:与圆有关的最值问题例3.(23-24高二上·湖北·期中)已知半径为2的圆经过点()3,4,则其圆心到原点的距离的最大值为()A .4B .5C .6D .7【变式3-1】(23-24高二上·浙江湖州·月考)若实数x y ,满足221x y +=,则()()2234x y -+-的最大值是()A .5B .6C .25D .36【变式3-2】(23-24高二上·上海·期末)已知P 为圆22(3)(4)4x y -+-=上一点,Q 为圆221x y +=上一点,则点Q 到点P 的距离的最大值为.【变式3-3】(23-24高二上·天津武清·月考)已知圆C :()()22124x y ++-=,点()2,0A -,()2,0B .设P 是圆C 上的动点,令22d PA PB =+,则d 的最小值为.考点四:与圆有关的对称问题例4.(23-24高二上·河南周口·期末)若曲线()()22124x y -+-=上相异两点P 、Q 关于直线20kx y --=对称,则k 的值为()A .1B .2C .3D .4【变式4-1】(23-24高二上·云南昆明·月考)已知圆()()22124x y +++=关于直线10ax by ++=(0a >,0b >)对称,则12a b+的最小值为()A .52B .9C .4D .8【变式4-2】(23-24高二上·河北·期中)已知圆M :()2211x y ++=与圆N :()()22231x y -+-=关于直线l 对称,则l 的方程为()A .210x y --=B .210x y -+=C .230x y +-=D .230x y +-=【变式4-3】(23-24高二上·四川成都·期末)圆()()22:112C x y -+-=关于直线:1l y x =-对称后的方程为()A .()2222x y -+=B .()2222x y ++=C .()2222x y +-=D .()2212x y ++=一、单选题1.(23-24高二上·广东湛江·期中)在平面直角坐标系中,圆心为()1,0,半径为2的圆的方程是()A .()2212x y -+=B .()2212x y ++=C .()2214x y -+=D .()2214x y ++=2.(23-24高二上·河南开封·期末)已知圆M 经过点()()0,20,4,,且圆心M 在直线210x y --=上,则圆M 的面积为()A .2πB 5πC .4πD .5π3.(23-24高二上·安徽黄山·期末)圆22:(2)(1)1M x y -+-=与圆N 关于直线0x y -=对称,则圆N 的方程为()A .22(1)(2)1x y +++=B .22(2)(1)1x y -++=C .22(2)(1)1x y +++=D .22(1)(2)1x y -+-=4.(23-24高二上·广东惠州·期中)点(,3)P m 与圆()()22212x y -+-=的位置关系为()A .点在圆外B .点在圆内C .点在圆上D .与m 的值无关5.(2023高二上·全国·专题练习)点(1,1)--在圆22()()4x a y a ++-=的内部,则a 的取值范围是()A .11a -<<B .01a <<C .1a <-或1a >D .1a =±6.(23-24高二上·浙江温州·期中)已知半径为2的圆经过点()3,4,则其圆心到原点的距离最小值为()A .1B .2C .3D .4二、多选题7.(23-24高二上·四川宜宾·期末)已知圆C 经过点()0,0A 、()2,0B ,ABC 为直角三角形,则圆C 的方程为()A .()()22114x y -+-=B .()()22112x y -++=C .()()22112x y -+-=D .()()22125x y -+-=8.(23-24高二上·重庆九龙坡·月考)若有一组圆k C :()()()224R x k y k k -+-=∈,下列命题正确的是()A .所有圆k C 的半径均为2B .所有的圆kC 的圆心恒在直线y x =上C .当2k =时,点()3,0在圆k C 上D .经过点()2,2的圆k C 有且只有一个三、填空题9.(23-24高二上·贵州毕节·期末)与圆222430x y x y +-++=有相同圆心,且过点()4,2-的圆的标准方程是.10.(22-23高二下·四川凉山·月考)若圆221:(1)9C x y -+=和圆222:(3)(2)9C x y +++=关于直线l 对称,则直线l 的方程是11.(23-24高二上·全国·专题练习)已知,x y 满足22(1)(2)16x y -+-=,则22x y +的取值范围是.四、解答题12.(23-24高二上·福建福州·期末)已知A 关于直线y x =对称,点()0,0O ,()4,0N 都在A 上.(1)求线段ON 垂直平分线的方程;(2)求A 的标准方程13.(23-24高二上·山东济南·期末)已知圆心为C 的圆经过()0,0O ,(0,A 两点,且圆心C 在直线:l y =上.(1)求圆C 的标准方程;(2)点P 在圆C 上运动,求22PO PA +的取值范围.。
与圆有关的专题综合讲义(六)
例1如图,半径为4的⊙O中直径AB垂直弦CD于E,过C作⊙O的切线CP交AB的延长线于P,连接DB并延长交CP于F,连接AC,AD,PD,OF.
(1)求证:PD是⊙O的切线;
(2)若E为半径OB的中点,求线段OF的长度.
例2 如图甲,⊙O中AB是直径,C是⊙O上一点,∠ABC=45°,等腰直角△DCE中,∠DCE是直角,点D在线段AC上.
(1)问B、C、E三点在一条直线上吗?为什么?
(2)若M是线段BE的中点,N是线段AD的中点,试求的值;
(3)将△DCE绕点C逆时针旋转α(O°<α<90°)后,记为△D1CE1(图乙),若M1是线段BE1的中点,N1是线段AD1的中点,则=_________.
例3 如图1,在平面直角坐标系中,半径为4的⊙O交坐标轴于A、B、C、D,点P为BC上一个动点(不与B、C点重合).连AP、BC交于点G,连FG交OB 于点E.
(1)请运用圆的定义证明C、F、P、G在同一个圆上;
(2)当P为BC的中点时,求点G的坐标;
(3)如图2,连接PD,设△PAB的内切圆半径为r,求证:.
例4 如图,已知BC是⊙O的直径,P是⊙O上一点,A是的中点,AD⊥BC于点D,BP与AD相交于点E.
(1)当BC=6且∠ABC=60°时,求的长;
(2)求证:AE=BE.
(3)过A点作AM∥BP,求证:AM是⊙O的切线.
例5 如图,在△ABC中,AB=BC.以AB为直径作圆⊙O交AC于点D,点E为⊙O上一点,连接ED并延长与BC的延长线交于点F.连接AE、BE,∠BAE=60°,∠F=15°,解答下列问题.
(1)求证:直线FB是⊙O的切线;
(2)若BE=cm,则AC=_________cm.
例6 如图(1),直线y=kx+1与y轴正半轴交于A,与x轴正半轴交于B,以AB为边作正方形ABCD.
(1)若C(3,m),求m的值;
(2)如图2,连AC,作BM⊥AC于M,E为AB上一点,CE交BM于F,若BE=BF,求证:AC+AE=2AB;(3)经过B、C两点的⊙O1交AC于S,交AB的延长线于T,当⊙O1的大小发生变化时,的值变吗?
若不变证明并求其值;若变化,请说明理由.
例7 如图,E点为x轴正半轴上一点,⊙E交x轴于A、B两点,交y轴于C、D两点,P点为劣弧上一个动
点,且A(﹣1,0),E(1,0).
(1)如图1,求点C的坐标;
(2)如图2,连接PA,PC.若CQ平分∠PCD交PA于Q点,当P点在运动时,线段AQ的长度是否发生变化;若不变求出其值,若发生变化,求出变化的范围;
(3)如图3,连接PD,当P点在运动时(不与B、C两点重合),给出下列两个结论:①的值不变,②
的值不变,其中有且只有一个是正确的,请你判断哪一个是正确的,并求其值.
例8 如图①,直线AB的解析式为y=kx﹣2k(k<0)与x轴、y轴分别交于A、B两点,∠ABO=60°.经过A、O两点的⊙O1与x轴的负半轴交于点C,与直线AB切于点A.
(1)求C点的坐标;
(2)如图②,过O1作直线EF∥y轴,在直线EF上是否存在一点D,使得△DAB的周长最短,若存在,求出D 点坐标,不存在,说明理由;
(3)在(2)的条件下,连接OO1与⊙O1交于点G,点P为劣弧GF上一个动点,连接GP与EF的延长线交于H 点,连接EP与OG交于I点,当P在劣弧GF运动时(不与G、F两点重合),O1H﹣O1I的值是否发生变化,若不变,求其值,若发生变化,求出其值的变化范围.
与圆有关的专题综合讲义(六)
参考答案与试题解析
1.如图,半径为4的⊙O中直径AB垂直弦CD于E,过C作⊙O的切线CP交AB的延长线于P,连接DB并延长交CP于F,连接AC,AD,PD,OF.
(1)求证:PD是⊙O的切线;
(2)若E为半径OB的中点,求线段OF的长度.
;
CD=4CD=2(
2.如图甲,⊙O中AB是直径,C是⊙O上一点,∠ABC=45°,等腰直角△DCE中,∠DCE是直角,点D在线段AC上.
(1)问B、C、E三点在一条直线上吗?为什么?
(2)若M是线段BE的中点,N是线段AD的中点,试求的值;
(3)将△DCE绕点C逆时针旋转α(O°<α<90°)后,记为△D1CE1(图乙),若M1是线段BE1的中点,N1是线
段AD1的中点,则=.
ON= AE
BD
OM=AE
MN=
=
OM
故答案为:
3.如图1,在平面直角坐标系中,半径为4的⊙O交坐标轴于A、B、C、D,点P为BC上一个动点(不与B、C 点重合).连AP、BC交于点G,连FG交OB 于点E.
(1)请运用圆的定义证明C、F、P、G在同一个圆上;
(2)当P为BC的中点时,求点G的坐标;
(3)如图2,连接PD,设△PAB的内切圆半径为r,求证:.
AC=AE=4
PQ=QM=r
,所以r+4(
EG
=
,
.
AO=4
4
,
﹣
=
PQ=QM=r
DQ=DB=4
r+4(
4.如图,已知BC是⊙O的直径,P是⊙O上一点,A是的中点,AD⊥BC于点D,BP与AD相交于点E.(1)当BC=6且∠ABC=60°时,求的长;
(2)求证:AE=BE.
(3)过A点作AM∥BP,求证:AM是⊙O的切线.
的长,继而求得
的中点,即可求得
的中点,由垂径定理的知识,即可求得
BC=×
l==
的中点,
的中点,
5.如图,在△ABC中,AB=BC.以AB为直径作圆⊙O交AC于点D,点E为⊙O上一点,连接ED并延长与BC 的延长线交于点F.连接AE、BE,∠BAE=60°,∠F=15°,解答下列问题.
(1)求证:直线FB是⊙O的切线;
(2)若BE=cm,则AC=2cm.
cm
=
AB=2
6.如图(1),直线y=kx+1与y轴正半轴交于A,与x轴正半轴交于B,以AB为边作正方形ABCD.
(1)若C(3,m),求m的值;
(2)如图2,连AC,作BM⊥AC于M,E为AB上一点,CE交BM于F,若BE=BF,求证:AC+AE=2AB;(3)经过B、C两点的⊙O1交AC于S,交AB的延长线于T,当⊙O1的大小发生变化时,的值变吗?若不变证明并求其值;若变化,请说明理由.
,可知
AB
﹣
==.
7.如图,E点为x轴正半轴上一点,⊙E交x轴于A、B两点,交y轴于C、D两点,P点为劣弧上一个动点,且A(﹣1,0),E(1,0).
(1)如图1,求点C的坐标;
(2)如图2,连接PA,PC.若CQ平分∠PCD交PA于Q点,当P点在运动时,线段AQ的长度是否发生变化;若不变求出其值,若发生变化,求出变化的范围;
(3)如图3,连接PD,当P点在运动时(不与B、C两点重合),给出下列两个结论:①的值不变,②的值不变,其中有且只有一个是正确的,请你判断哪一个是正确的,并求其值.
,
)
=.
8.如图①,直线AB的解析式为y=kx﹣2k(k<0)与x轴、y轴分别交于A、B两点,∠ABO=60°.经过A、O 两点的⊙O1与x轴的负半轴交于点C,与直线AB切于点A.
(1)求C点的坐标;
(2)如图②,过O1作直线EF∥y轴,在直线EF上是否存在一点D,使得△DAB的周长最短,若存在,求出D 点坐标,不存在,说明理由;
(3)在(2)的条件下,连接OO1与⊙O1交于点G,点P为劣弧上一个动点,连接GP与EF的延长线交于H 点,连接EP与OG交于I点,当P在劣弧运动时(不与G、F两点重合),O1H﹣O1I的值是否发生变化,若不变,求其值,若发生变化,求出其值的变化范围.
OA=
点,坐标为
)∴
F=。