人教A版高中数学必修2第四章 圆与方程4.1 圆的方程课件(7)
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第四章 § 4.1 圆的方程4.1.1 圆的标准方程学习目标1.掌握圆的定义及标准方程;2.能根据圆心、半径写出圆的标准方程,会用待定系数法求圆的标准方程.问题导学题型探究达标检测问题导学 新知探究 点点落实知识点一 圆的标准方程思考1 确定一个圆的基本要素是什么?答案 圆心和半径.思考2 在平面直角坐标系中,如图所示,以(1,2)为圆心,以2为半径的圆能否用方程(x-1)2+(y-2)2=4来表示?答案 能.1.以点(a,b)为圆心,r(r>0)为半径的圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2.2.以原点为圆心,r为半径的圆的标准方程为x2+y2=r2.知识点二 点与圆的位置关系思考 点A(1,1),B(4,0),同圆x2+y2=4的关系如图所示,则|OA|,|OB|,|OC|同圆的半径r=2是什么关系?答案 |OA|<2,|OB|>2,|OC|=2.点M(x0,y0)与圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断方法位置关系利用距离判断利用方程判断点M在圆上|CM|=r(x0-a)2+(y0-b)2=r2点M在圆外|CM|>r(x0-a)2+(y0-b)2>r2点M在圆内|CM|<r(x0-a)2+(y0-b)2<r2题型探究 重点难点 个个击破类型一 求圆的标准方程例1 (1)以两点A(-3,-1)和B(5,5)为直径端点的圆的方程是( )DA.(x+1)2+(y+2)2=10B.(x-1)2+(y-2)2=100C.(x+1)2+(y+2)2=25D.(x-1)2+(y-2)2=25解析 ∵AB为直径,∴AB的中点(1,2)为圆心,∴该圆的标准方程为(x-1)2+(y-2)2=25.(2)与y轴相切,且圆心坐标为(-5,-3)的圆的标准方程为(x+5)2+(y+3)2=25___________________.解析 ∵圆心坐标为(-5,-3),又与y轴相切,∴该圆的半径为5,∴该圆的标准方程为(x+5)2+(y+3)2=25.(3)过点A(1,-1),B(-1,1)且圆心在直线x+y-2=0上的圆的标准方程是________________.跟踪训练1 求下列圆的标准方程:(1)圆心在y轴上,半径长为5,且过点(3,-4);解 设圆心(0,b),得b=0或-8,所以圆的标准方程为x2+y2=25或x2+(y+8)2=25.(2)已知圆和直线x-6y-10=0相切于点(4,-1),且经过点(9,6);解 因为圆C和直线x-6y-10=0相切于点(4,-1),其方程为y+1=-6(x-4),即y=-6x+23.即5x+7y-50=0上,解得圆心坐标为(3,5),故所求圆的标准方程为(x-3)2+(y-5)2=37.(3)圆过A(5,1),B(1,3)两点,圆心在x轴上.解 线段AB的垂直平分线为y-2=2(x-3),令y=0,则x=2,∴圆心坐标为(2,0),∴圆的标准方程为(x-2)2+y2=10.类型二 点与圆的位置关系例2 (1)点P (m 2 , 5)与圆x 2+y 2=24的位置关系是( )A.在圆内B.在圆外C.在圆上D.不确定解析 由(m 2)2+52=m 4+25>24,∴点P 在圆外.(2)已知点M (5 +1, )在圆(x -1)2+y 2=26的内部,则a 的取值范围是____.解得0≤a <1.B [0,1)跟踪训练2 已知点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的外部,则a的取值范围(-∞,-1)∪(1,+∞)是________________________.解析 由题意知,(1-a)2+(1+a)2>4,2a2-2>0,即a<-1或a>1,类型三 与圆有关的最值问题例3 已知实数x,y满足方程(x-2)2+y2=3.当直线y=kx与圆相切时,斜率k取最大值和最小值,(2)求y-x的最大值和最小值;解设y-x=b,即y=x+b,当y=x+b与圆相切时,纵截距b取得最大值和最小值,(3)求x2+y2的最大值和最小值.解x2+y2表示圆上的点与原点距离的平方,由平面几何知识知,它在原点与圆心所在直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,(1)x2+y2的最值;解 由题意知x2+y2表示圆上的点到坐标原点距离的平方,显然当圆上的点与坐标原点的距离取最大值和最小值时,其平方也相应取得最大值和最小值.原点(0,0)到圆心(-1,0)的距离为d=1,(2)x+y的最值.解 令y+x=z并将其变形为y=-x+z,问题转化为斜率为-1的直线在经过圆上的点时在y轴上的截距的最值.当直线和圆相切时在y轴上的截距取得最大值和最小值,达标检测 41231.圆心为(1,1)且过原点的圆的标准方程是( )DA.(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=2圆心坐标为(1,1),所以圆的标准方程为(x-1)2+(y-1)2=2.A2.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=±1解析 ∵点(1,1)在圆的内部,∴(1-a)2+(1+a)2<4,∴-1<a<1.1 3.若实数x,y满足(x+5)2+(y-12)2=142,则x2+y2的最小值是____.解析 x2+y2表示圆上的点(x,y)与(0,0)间距离的平方,由几何意义可知,1234解析答案4.圆心在直线x =2上的圆C 与y 轴交于两点A (0,-4),B (0,-2),则圆C 的方程为__________________.解析 由题意知圆心坐标为(2,-3),∴圆C 的方程为(x -2)2+(y +3)2=5.(x -2)2+(y +3)2=5规律与方法1.判断点与圆位置关系的两种方法(1)几何法:主要利用点到圆心的距离与半径比较大小.(2)代数法:主要是把点的坐标代入圆的标准方程来判断:点P(x0,y0)在圆C上⇔(x0-a)2+(y0-b)2=r2;点P(x0,y0)在圆C内⇔(x0-a)2+(y0-b)2<r2;点P(x0,y0)在圆C外⇔(x0-a)2+(y0-b)2>r2.2.求圆的标准方程时常用的几何性质求圆的标准方程,关键是确定圆心坐标和半径,为此常用到圆的以下几何性质:(1)弦的垂直平分线必过圆心.(2)圆内的任意两条弦的垂直平分线的交点一定是圆心.(3)圆心与切点的连线长是半径长.(4)圆心与切点的连线必与切线垂直.3.求圆的标准方程常用方法:(1)利用待定系数法确定a,b,r.(2)利用几何条件确定圆心坐标与半径.返回。