考点练习(必修二):用二元二次方程表示圆的一般方程条件(附答案)
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2019-2020年高中数学 4.1.2圆的一般方程练习 新人教A 版必修2基础梳理1.圆的一般方程的定义.当D 2+E 2-4F>0时,二元二次方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0称为圆的一般方程. 2.方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示的图形.已知点M(x 0,y 0)和圆的方程x +y +Dx +Ey +F =0.则其位置关系如下表:练习1:二元二次方程Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0在什么条件下表示圆的方程? 答案:A =C≠0,B =0且D 2+E 2-4AF >0练习2:圆x 2+y 2-2x +10y -24=0的圆心为(1,-5),半径为 ►思考应用1.圆的标准方程与圆的一般方程各有什么特点?解析:圆的标准方程(x -a)2+(y -b)2=r 2明确了圆心和半径,方程左边为平方和,右边为一个正数,且未知数的系数为1;一般方程体现了二元二次方程的特点,但未明确圆心和半径,需计算得到.当二元二次方程Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0中的系数A =C ≠0,B =0,D 2+E 2-4AF>0时,二元二次方程就是圆的一般方程.2.求圆的方程常用“待定系数法”,“待定系数法”的一般步骤是什么? 解析:(1)根据题意选择方程的形式——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.自测自评1.圆x 2+y 2+4x -6y -3=0的圆心和半径分别为(C ) A .(4,-6),r =16 B .(2,-3),r =4 C .(-2,3),r =4 D .(2,-3),r =16解析:由圆的一般方程可知圆心坐标为(-2,3), 半径r =1242+(-6)2+12=4.2.如果方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F>0)所表示的曲线关于y =x 对称,则必有(A )A .D =EB .D =FC .F =ED .D =E =F解析:由题知圆心⎝⎛⎭⎫-D 2,-E 2在直线y =x 上,即-E 2=-D2,∴D =E. 3.若方程x 2+y 2-4x +2y +5k =0表示圆,则实数k 的取值范围是(B )A .RB .(-∞,1)C .(-∞,1]D .[1,+∞)解析:由D 2+E 2-4F =(-4)2+22-4×5k =20-20k >0得k <1.4.圆心是(-3,4),经过点M (5,1)的圆的一般方程为x 2+y 2+6x -8y -48=0. 解析:圆的半径r =(-3-5)2+(4-1)2=73, ∴圆的标准方程为(x +3)2+(y -4)2=73, 展开整理得,x 2+y 2+6x -8y -48=0为圆的一般方程. 5.指出下列圆的圆心和半径: (1)x 2+y 2-x =0;(2)x 2+y 2+2ax =0(a ≠0); (3)x 2+y 2+2ay -1=0.解析:(1)⎝⎛⎭⎫x -122+y 2=14,圆心⎝⎛⎭⎫12,0,半径r =12; (2)(x +a )2+y 2=a 2,圆心(-a ,0),半径r =|a |; (3)x 2+(y +a )2=1+a 2,圆心(0,-a ),半径r =1+a 2. 基础达标1.方程x 2+y 2+4x -2y +5=0表示的曲线是(C ) A .两直线 B .圆 C .一点D .不表示任何曲线2.x 2+y 2-4y -1=0的圆心和半径分别为(C )A .(2,0),5B .(0,-2),5C .(0,2), 5D .(2,2),5解析:x 2+(y -2)2=5,圆心(0,2),半径 5.3.经过圆x 2+2x +y 2=0的圆心C ,且与直线x +y =0垂直的直线方程是(C ) A .x +y +1=0 B .x +y -1=0 C .x -y +1=0 D .x -y -1=0解析:x 2+2x +y 2=0配方得(x +1)2+y 2=1,圆心为(-1,0),故所求直线为y =x +1,即x -y +1=0.4.如果直线l 将圆x 2+y 2-2x -4y =0平分且不通过第四象限,那么l 的斜率的取值范围是(A )A .[0,2]B .[0,1]C.⎣⎡⎦⎤0,12D.⎣⎡⎭⎫0,12 解析:l 必过圆心(1,2),0≤k ≤2(几何意义知). 5.圆x 2+y 2-6x +4y =0的周长是________. 解析:(x -3)2+(y +2)2=13,r =13,C =2πr =213π. 答案:213π6.(1)已知点M 与两个定点A (4,2)、B (-2,6)的距离的比值为1,探求点M 的轨迹,然后求出它的方程;(2)已知点M 与两个定点A (4,2)、B (-2,6)的距离的比值为12时,M 点的轨迹又是什么?求出它的方程.解析:设M (x ,y )(1)因为点M 与两个定点A (4,2)、B (-2,6)的距离的比值为1,所以(x -4)2+(y -2)2(x +2)2+(y -6)2=1,化简得3x -2y +5=0.所以M 的轨迹是直线,它的方程是3x -2y +5=0;(2)因为点M 与两个定点A (4,2)、B (-2,6)的距离的比值为12,所以(x -4)2+(y -2)2(x +2)2+(y -6)2=12,化简得(x -6)2+(y -23)2=2089,故此时M 的轨迹是以(6,23)为圆心,半径为4313的圆,它的方程是(x -6)2+(y -23)2=2089.巩固提升7.已知A ,B 是圆O :x 2+y 2=16上的两点,且|AB |=6,若以AB 为直径的圆M 恰好经过点C (1,-1),则圆心M 的轨迹方程是________________________________________________________________________.答案:(x -1)2+(y +1)2=98.求经过两点P (-2,4),Q (3,-1),并且在x 轴上截得的弦长等于6的圆的方程. 解析:设圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,将P (-2,4),Q (3,-1)代入圆的方程得⎩⎪⎨⎪⎧2D -4E -F =20,3D -E +F =-10. 令y =0得x 2+Dx +F =0.设x 1,x 2为方程x 2+Dx +F =0的两根. 由|x 1-x 2|=6有D 2-4F =36,解得D =-2,E =-4,F =-8或D =-6,E =-8,F =0. ∴圆的方程为x 2+y 2-2x -4y -8=0或x 2+y 2-6x -8y =0. 9.已知点A 在直线2x -3y +5=0上移动,点P 为连接M (4,-3)和点A 的线段的中点,求P 的轨迹方程.解析:设点P 的坐标为(x ,y ), A 的坐标为(x 0,y 0).∵点A 在直线2x -3y +5=0上, ∴有2x 0-3y 0+5=0. 又∵P 为MA 的中点,∴有⎩⎨⎧x =4+x 02,y =-3+y 02,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x -4,y 0=2y +3. 代入直线方程得2(2x -4)-3(2y +3)+5=0, 化简得:2x -3y -6=0即为所求.1.任何一个圆的方程都可写成x 2+y 2+Dx +Ey +F =0的形式,但方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示的曲线不一定是圆,只有D 2+E 2-4F >0时,方程才表示圆心为⎝⎛⎭⎫-D 2,-E 2,半径为r =12D 2+E 2-4F 的圆.2.在圆的方程中含有三个参变数,因此必须具备三个独立条件才能确定一个圆.求圆的方程时是选用标准方程还是一般方程的依据:当给出的条件与圆心坐标、半径有关,或者由已知条件容易求得圆心和半径时,一般用标准方程.当上述特征不明显时,常用一般方程,特别是给出圆上三点,用待定系数法求圆的方程时,常用一般式,这样得到的关于D,E,F的三元一次方程组,要比使用标准方程简便得多.3.要画出圆的图象,必须知道圆心和半径,因此应掌握用配方法将圆的一般方程化为标准方程.。
二元二次方程表示圆的充要条件是一个非常重要且基础的数学概念。
在数学中,二元二次方程和圆有着密切的联系,它们之间的关系可以帮助我们更深入地理解圆的特性和性质。
在本文中,我将以从简到繁的方式探讨二元二次方程表示圆的充要条件,并共享我的个人观点和理解。
让我们回顾一下二元二次方程的一般形式:$Ax^2 + By^2 + Cx +Dy + E = 0$。
这是一个关于$x$和$y$的二次方程,其中$A$、$B$、$C$、$D$和$E$都是常数且$A$和$B$不全为零。
而圆的一般方程可以表示为$(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2$,其中$(a, b)$是圆心的坐标,$r$是圆的半径。
那么,二元二次方程可以表示圆的充要条件是什么呢?其实,二元二次方程表示圆的充要条件包括两个方面:其一是通过几何推导,我们可以得出一个方程为圆的充分条件并证明其必要性;其二是通过代数推导,我们可以利用二次方程的特性来表示圆并证明其充分必要性。
从几何的角度来看,我们知道圆是由到圆心距离相等的所有点构成的几何图形。
如果一个二元二次方程能够表示一个圆,那么这个方程能够描述所有到圆心距离相等的点。
这意味着,对于圆上的任意一点$(x, y)$,它到圆心$(a, b)$的距离应该等于半径$r$。
通过这个几何特性,我们可以得出二元二次方程表示圆的一种充分条件。
另通过代数推导,我们可以将圆的方程$(x - a)^2 + (y - b)^2 =r^2$展开得到$x^2 - 2ax + a^2 + y^2 - 2by + b^2 - r^2 = 0$,然后比较系数得到$A = B = 1$,$C = -2a$,$D = -2b$和$E = a^2 + b^2 - r^2$。
这样,我们就可以将圆的方程转化为二元二次方程的一般形式。
反过来,如果一个二元二次方程的系数满足$A = B$且$C = D$,而且满足$(C/2A, D/2A)$是圆心且$E = a^2 + b^2 - r^2$,那么这个二元二次方程就能表示一个圆。
第 24 课时 圆的一般方程课时目标1. 理解二元二次方程表示圆的条件,并能用待定系数法求圆的一般方程.2.掌握圆的一般方程,并理解两种圆的方程在形式上的不一样,能依据题目给出的条件选择合适形式求圆的方程.3.能把圆的两种方程相互转变.识记增强2 22 2 - 4F = 0,则它表示一个点;若 2 21.对于方程 x + y +Dx + Ey +F = 0,若 D +E D +E -4 > 0,则表示一个圆,圆心为 D E 1 2 2 2 2< 0,则它 (- ,- ) ,半径为 2 D + E -4 ;若 D + E -4 F 2 2 F F 不表示任何图形.2.圆的标准方程明确指出了圆的圆心和半径,而圆的一般方程表示了方程形式上的特点,要给出圆的一般方程需要确立方程中的三个系数 D , E ,F .课时作业一、选择题 ( 每个 5 分,共 30 分)1.若方程 x 2+ y 2- x + y + =0 表示圆,则实数的取值范围是 ()mmA. -∞, 1B . ( -∞, 0)2C. 1D.1,+∞-∞,22答案: A2212+ 1 2 11 分析:由 x + y -x + y + m = 0,得 x-+ y 2 = 2-m . ∵该方程表示圆, ∴ 2-m > 0,2 即 < 1 .m 22+2- 2- 1) 2=0(0 <2.已知圆 x y - 2 y +( < 1) ,则原点 O 在 ()axa aA .圆内B .圆外C .圆上D .圆上或圆外答案: B( x - a ) 2+ ( y - 1) 2= 2a ,由于 0< a < 1,因此 (0 - a ) 2+ (0 - 1) 2分析: 先化成标准方程 =a 2+ 1> 2a ,即原点在圆外.3.圆 x 2+ y 2- 2x + 4y + 3= 0 的圆心到直线 x - y = 1 的距离为 ()2A .2 B.2C .1 D. 2答案: D分析:由于圆心坐标为 (1 ,- 2) ,因此圆心到直线|1 +2-1|= 2. x -y = 1 的距离 d =24.以下四条直线中,将圆 x 2+ y 2- 2x -4y + 1= 0 均分的直线是 () A . + -1=0 B . + +3=0x y x yC . x -y + 1= 0D . x - y + 3= 0 答案: C分析: 由题意,知圆心是 (1,2) ,将圆均分的直线必过圆心,因此将圆心的坐标代入各选项考据知选 C.5.假如圆的方程为 x 2+ y 2+kx + 2y +k 2= 0,那么当圆的面积最大时, 圆心坐标为 ( )A . ( -1,1)B .(1 ,- 1)C . ( -1,0)D .(0 ,- 1) 答案: D1 2 2 1 2 分析: r = 2 k + 4- 4k = 2 4- 3k ,当 k = 0 时, r 最大.6.圆 x 2+ y 2- 4x - 5= 0 上的点到直线 3x -4y + k = 0 的最大距离是 4,则 k 的值是 ()A .- 1B .- 11C .1 或- 11D .-1 或-11 答案: D分析: ∵ d = |6 + k | ,∴ d +r = 4,又 r = 3.5∴ k =- 1 或- 11.二、填空题 ( 每个 5 分,共 15 分)7.圆的一条直径的两个端点是 (2,0) , (2 ,- 2) ,则此圆的方程是 ________. 答案: x 2+ y 2- 4x + 2y + 4= 0122分析: 解法一:圆心坐标为 (2 ,- 1) ,半径为 2 -++= 1因此圆的方程为 ( x - 2) 2+( y + 1) 2= 1,即 x 2+ y 2-4x + 2y +4= 0.解法二:以 (2,0) ,(2 ,-2) 为直径端点的圆的方程为( x - 2)( x - 2) + ( y - 0)( y +2) = 0,即 x 2+ y 2-4x + 2y +4= 0.8.设圆 x 2+ y 2- 4 x -5= 0 的弦 AB 的中点为 (3,1) ,则直线的方程是 ________.PAB答案: x + y - 4= 0 分析: 直线 的方程与点 P 和圆心所确立的直线垂直,由点斜式可得.AB9.圆 x 2+ y 2= 4 上的点到点 A (3,4) 的距离的最大值是 ________,最小值是 ________. 答案: 7 3 x 2+ y 2= 4 分析: 由题意,知圆 的圆心为 O (0,0) ,半径 r = 2. 圆心 O (0,0) 到点 A (3,4)的距离 d = - 2+ -2=5,直线 OA 与圆订交于两点,明显这两点中的此中一 个与点 A 的距离近来,另一个与点A 的距离最远,因此距离的最大值为 d + r = 5+ 2=7,最小值为 d -r = 5- 2= 3.三、解答题10.(12 分 ) 圆心在直线 2x -y - 7= 0 上的圆 C 与 y 轴交于 A (0 ,- 4) ,B (0 ,- 2) 两点,求圆 C 的方程. 2+ 2+解: 设圆 C 的方程为 x y+ + =0.DEDx Ey F又圆心 C- ,-在直线2x - y - 7= 0 上,22DE∴ 2× -2 - -2 -7=0,E即 D -2+7=0. ①又点 A (0 ,- 4) , B (0 ,- 2) 在圆 C 上,16- 4E + F = 0∴,②4- 2E + F =0由①②,解得 D =- 4, E = 6, F = 8.22∴圆 C 的方程为 x + y - 4x +6y + 8= 0.11. (13 分) 已知点 P 在圆 C :x 2 +y 2- 8x -6y + 21=0 上运动, O 为坐标原点,求线段的中点 的轨迹方程. OP Mx 0x = 2 0解: 设点 M ( x ,y ) ,点 P ( x 0, y 0) ,则x = 2x,∴.y =y 0y 0= 2y22 2 - 8x - 6y + 21= 0.∵点 P( x , y ) 在圆 C 上,∴ x+ y∴ (2 x ) 2+(2 y ) 2-8×(2 x ) -6×(2 y ) + 21= 0,2221即点 M 的轨迹方程为 x + y - 4x - 3y + = 0.能力提高12. (5 分 ) 已知方程 x 2+ y 2-2( t + 3) x + 2(1 - 4t 2) y + 16t 4+ 9= 0( t ∈R) 表示的是圆.(1) 求 t 的取值范围;(2) 求此中面积最大的圆的方程.解: (1) 方程即 ( x - t - 3) 2+ ( y +1- 4t 2) 2=- 7t 2+ 6t + 1,由 r 2=- 7t 2+ 6t +1> 0,得1- 7< t < 1.(2) 由 (1) 知 r 2=- 7t 2+ 6t + 1=- 7( t -37) 2+ 167,∴当 t = 3 时, r max = 4 7 ,此时圆的面积最大,对应的圆的方程为( x - 24 ) 2+ ( y + 13 ) 27 77 4916= 7 .13. (15 分 ) 求经过两点 A (4,2) , B ( - 1,3) ,且在两坐标轴上的四个截距之和为 2 的圆的方程.解: 设圆的一般方程为x 2+ y 2+ Dx + Ey + F =0.令 y =0,得 x 2+ Dx + F = 0,因此圆在 x 轴上的截距之和为x 1+ x 2=- D ;令 x =0,得 y 2+ Ey + F = 0,因此圆在 y 轴上的截距之和为 y 1+ y 2=- E ,因此 x 1+x 2+ y 1+ y 2=- ( D + E ) =2, 因此 D + E =- 2①又由于 A (4,2) , B ( - 1,3) 两点在圆上, 因此 16+ 4+ 4D + 2E + F =0② 1+ 9-D + 3E + F = 0③由①②③可得 D =- 2, E = 0, F =- 12,22。
2017-2018学年高中数学必修2 2.2.2 圆的一般方程同步练习+课后练习同步练习一、选择题:1.方程x 2+y 2+4kx -2y +5k=0表示圆的条件是( )A.0.25<k<1B.k<0.25或k>1C.k<0.25D.k>12.已知圆的方程为x 2+y 2+kx +2y +k 2=0,那么当圆面积最大时,圆心坐标为( )A.(1,1)B.(0,1)C.(-1,0)D.(0,-1)3.如果过A(2,1)的直线l 将圆x 2+y 2-2x -4y=0平分,则l 的方程为( )A.x +y -3=0B.x +2y -4=0C.x -y -1=0D.x -2y=04.已知实数x ,y 满足x 2+y 2+4x -2y -4=0,则x 2+y 2的最大值为( ) A.5 B.3+5 C.14-65 D.14+655.已知点(0,0)在圆:x 2+y 2+ax +ay +2a 2+a -1=0外,则a 的取值范围是( )A.a>0.5或a<-1B.371--<a<371+- C.371--<a<-1或12<a<371+- D.a<371--或a>371+- 二、填空题:6.已知点P(2,1)在圆C :x 2+y 2+ax -2y +b=0上,点P 关于直线x +y -1=0的对称点也在圆C 上,则圆C 的圆心坐标为________,半径为________.7.若直线3x -4y +12=0与两坐标轴交点为A ,B ,则以线段AB 为直径的圆的一般方 程为 .8.当动点P 在圆x 2+y 2=2上运动时,它与定点A(3,1)连线中点Q 的轨迹方程为________.三、解答题:9.已知方程x 2+y 2+2x -6y +n=0,若n ∈R ,试确定方程所表示的曲线.10.已知圆心为C的圆经过点A(1,0),B(2,1),且圆心C在y轴上,求此圆的一般方程.11.圆心在直线2x-y-7=0上的圆C与y轴交于A(0,-4),B(0,-2)两点,求圆C的一般方程.课后练习一、选择题:1.圆的方程为(x-1)(x+2)+(y-2)(y+4)=0,则圆心坐标为( ).A.(1,-1)B.(0.5,-1)C.(-1,2)D.(-0.5,-1)2.方程x2+y2+4x-2y+5m=0表示圆,则m的取值范围是( ).A.0<m<1B.m>1C.m<0D.m<13.若直线3x+y+a=0过圆x2+y2+2x-4y=0的圆心,则a的值为( ).A.-1B.1C.3D.-34.已知圆C:x2+y2+mx-4=0上存在两点关于直线x-y+3=0对称,则实数m等于( ).A.8B.-4C. 6D.无法确定5.经过圆x2+2x+y2=0的圆心C,且与直线x+y=0垂直的直线方程是( ).A.x+y+1=0B.x+y-1=0C.x-y+1=0D.x-y-1=06.点P(4,-2)与圆x2+y2=4上任一点连线的中点轨迹方程是( )A.(x-2)2+(y+1)2=1B.(x-2)2+(y+1)2=4C.(x+4)2+(y-2)2=1D.(x+2)2+(y-1)2=1二、填空题:7.若直线3x-4y+12=0与两坐标轴交点为A,B,则以线段AB为直径的圆的一般方程为________________.8.若使圆x2+y2+2x+ay-a-12=0(a为实数)的面积最小,则a=________.三、解答题:9.若直线l:ax+by+1=0始终平分圆M:x2+y2+4x+2y+1=0的周长,求(a-2)2+(b-2)2的最小值.10.求经过A(4,2),B(-1,3)两点,且在两坐标轴上的四个截距之和为2的圆的方程.同步练习参考答案1.答案为:B ;解析:由D 2+E 2-4F=16k 2+4-20k>0,解得k>1或k<0.25.2.答案为:D ;3.答案为:A ;4.答案为:D ;解析:由题知点(x ,y)在圆x 2+y 2+4x -2y -4=0,即(x +2)2+(y -1)2=9上. 又圆心(-2,1)到原点的距离为5,故x 2+y 2的最大值为(5+3)2=14+65.5.答案为:C ;6.答案为:(0,1),2;7.答案为:x 2+y 2+4x -3y=0;8.答案为:(x -1.5)2+(y -0.5)2=0.5;9.解:原方程可变形为(x +1)2+(y -3)2=10-n , 当n<10时,方程表示的图形是以(-1,3)为圆心,n -10为半径的圆;当n=10时,方程表示的是点(-1,3);当n>10时,方程不表示任何曲线.10.解:法一:设圆心C 的坐标为(0,b),由|CA|=|CB|得b=2.∴C 点坐标为(0,2). ∴圆C 的半径r=|CA|=5.∴圆C 的方程为x 2+(y -2)2=5,即x 2+y 2-4x -1=0. 法二 AB 的中点为(1.5,0.5).中垂线的斜率k=-1∴AB 的中垂线的方程为y -0.5=-(x -1.5),令x=0,得y=2,即圆心为(0,2). ∴圆C 的半径r=|CA|=5,∴圆的方程:x 2+(y -2)2=5,即x 2+y 2-4x -1=0.11.解:设圆C 的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F=0,(D 2+E 2-4F >0),则圆心C(-0.5D ,-0.5E)在直线2x -y -7=0上,∴2×(-0.5D)-(-0.5E)-7=0,即D -0.5E +7=0,①又∵A(0,-4),B(0,-2)在圆上,由①、②、③解得D=-4,E=6,F=8,∴圆的方程为x 2+y 2-4x +6y +8=0.课后练习参考答案1.答案为:D;2.答案为:D;解析:由D 2+E 2-4F=42+(-2)2-4×5m=20-20m >0,得m <1.3.答案为:B;解析:圆x 2+y 2+2x -4y=0化为标准方程:(x +1)2+(y -2)2=5,可得圆心(-1,2).∵直线过圆心,∴将(-1,2)代入直线3x +y +a=0,可得a=1.4.答案为:C;5.答案为:C;解析: ∵x 2+2x +y 2=0可化为(x +1)2+y 2=1,∴圆心C(-1,0).又过点C 的直线与x +y=0垂直,∴其斜率为1.∴所求直线方程为y=x +1,即x -y +1=0.6.答案为:A;解析:设圆上任意一点的坐标为(x 1,y 1),其与点P 连线的中点为(x ,y), 则114,22,2x x y y +⎧=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩即1124,22,x x y y =-⎧⎨=+⎩代入x 2+y 2=4,得(2x -4)2+(2y +2)2=4. 化简得(x -2)2+(y +1)2=1.7.答案为:x 2+y 2+4x -3y=0;解析:依题意A(-4,0),B(0,3),∴AB 中点C 的坐标为32,2⎛⎫- ⎪⎝⎭, 半径52,∴圆的方程为(x +2)2+223522y ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 即x 2+y 2+4x -3y=0.8.答案为:-2;解析:圆的半径=, ∴当a=-2时,r 最小,从而圆面积最小.9.解:由题意知,圆心坐标为(-2,-1),∴-2a -b +1=0.(a ,b)与点(2,2)的距离,=,∴(a -2)2+(b -2)2的最小值为5.10. 解:设所求圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F=0.①∵圆经过A(4,2),B(-1,3)两点,则有164420,1930,D E F D E F ++++=⎧⎨+-++=⎩即42200, 3100. D E F D E F +++=⎧⎨---=⎩②③令①中的x=0,得y 2+Ey +F=0, 由韦达定理得y 1+y 2=-E.令①中的y=0,得x 2+Dx +F=0,由韦达定理得x 1+x 2=-D. 由于所求圆在两坐标轴上的四个截距之和为2,从而有x 1+x 2+y 1+y 2=2, 即-E -D=2,也就是D +E +2=0.④ 由②③④可得2,0,12.D E F =-⎧⎪=⎨⎪=-⎩∴所求圆的方程为x 2+y 2-2x -12=0.。
圆的一般方程.了解圆的一般方程的特点,会由一般方程求圆心和半径.(重点).会根据给定的条件求圆的一般方程,并能用圆的一般方程解决简单问题.(重点).初步掌握求动点的轨迹方程的方法.(难点、易错点)教材整理圆的一般方程阅读教材至“例”以上部分,完成下列问题..圆的一般方程的概念当时,二元二次方程++++=叫做圆的一般方程.+->.圆的一般方程对应的圆心和半径圆的一般方程++++=(+->)表示的圆的圆心为,半径长为..对方程++++=的说明判断(正确的打“√”,错误的打“×”)()任何一个圆的方程都能写成一个二元二次方程.( )()圆的一般方程和标准方程可以互化.( )()方程+++++-=表示圆心为,半径为的圆.( )()若点(,)在圆++++=外,则++++>.( )【解析】()正确.圆的方程都能写成一个二元二次方程.()正确.圆的一般方程和标准方程是可以互化的.()错误.当+()-(+-)>,即-<<时才表示圆.()正确.因为点(,)在圆外,所以+>,即++++>.【答案】()√()√()×()√()实数的取值范围;()圆心坐标和半径.【精彩点拨】()根据表示圆的条件求的取值范围;()将方程配方,根据圆的标准方程求解.【自主解答】()据题意知+-=()+(-)-(+)>,即+-->,解得<,故的取值范围为.()将方程++-++=写成标准方程为(+)+(-)=-,故圆心坐标为(-),半径=.形如++++=的二元二次方程,判定其是否表示圆时可有如下两种方法:由圆的一般方程的定义令+->,成立则表示圆,否则不表示圆.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++++=这种标准形式,若不是,则要化为这种形式再求解..下列方程各表示什么图形?若表示圆,求其圆心和半径.()+++=;()+++=(≠);()++-=(≠).。
人教A版高中数学必修二4.1.2 圆的一般方程【同步训练1】一、单选题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)2. 方程x2+y2+2ax−by+c=0表示圆心为C(2, 2),半径为2的圆,则a,b,c的值依次为()A.−2, 4, 4B.−2,−4, 4C.2,−4, 4D.2,−4,−43. 已知圆C过点M(1, 1),N(5, 1),且圆心在直线y=x−2上,则圆C的方程为()A.x2+y2−6x−2y+6=0B.x2+y2+6x−2y+6=0C.x2+y2+6x+2y+6=0D.x2+y2−2x−6y+6=04. 设圆的方程是,若,则原点与圆的位置关系是()A.原点在圆上B.原点在圆外C.原点在圆内D.不确定5. 若圆的圆心到直线的距离为,则的值为()A.−2或2B.或C.2或0D.−2或06. 圆x2+y2−2y−1=0关于直线y=x对称的圆的方程是()A.(x−1)2+y2=2B.(x+1)2+y2=2C.(x−1)2+y2=4D.(x+1)2+y2=4二、填空题圆心是(−3, 4),经过点M(5, 1)的圆的一般方程为________.设圆的圆心为A,点P在圆上,则线段PA的中点M的轨迹方程是________.三、解答题判断方程x2+y2−4mx+2my+20m−20=0能否表示圆,若能表示圆,求出圆心和半径.参考答案与试题解析人教A版高中数学必修二4.1.2 圆的一般方程【同步训练1】一、单选题1.【答案】D【考点】圆的一般方程圆的标准方程圆与圆的位置关系及其判定【解析】试题分析:由圆x2+y2−4x+6y=0的方程;代入圆心坐标公式(−D2,−E2),可得;(2,−3)【解答】此题暂无解答2.【答案】A【考点】直线与圆的位置关系圆的一般方程圆与圆的位置关系及其判定【解析】−a=2方程x2+y2+2ax−by+c=0可化为(x+a)2+(y−b2)2=a2+b24−c,所以b2=2,解得a=−2,b=4,c=4,选A.|a2+b24−c=4【解答】此题暂无解答3.【答案】A【考点】直线与圆的位置关系圆的一般方程圆的切线方程【解析】3设圆的标准方程为(x−a)2+(y−b)2=r2(r>0),由已知有{(1−a)2+(1−b)2=r2(5−a)2+(1−b)2=y2b=a−2,解得{a=b=1,所以圆的标准方程为2(x−3)2+(y−1)2=4,即x2+y2−6x−2y+6=0,选A.【解答】此题暂无解答4.【答案】B【考点】二次函数的应用函数的最值及其几何意义勾股定理【解析】试题分析:将原点坐标(0,0)代入圆的方程得:(a−1)2>0________,(因为0<a<1,所以原点在圆外,故选B.【解答】此题暂无解答5.【答案】C【考点】平行向量的性质指数式、对数式的综合比较三角函数的最值【解析】把圆的方程化为标准方程,找出圆心坐标,根据点到直线的距离公式列出关于α的方程.求出方程的解得到α的值即可.【解答】把圆的方程化为标准式为:(x−1)2+(y−2)2=5,所以圆心坐标为(1,2)则圆心到直线x−y+a=0的距离d=2()2=√22即|a−1|=1,化简得a−1=1或a−1=−1.解得:a=2或a=0所以α的值为0或2.故选C.6.【答案】A【考点】关于点、直线对称的圆的方程直线与圆的位置关系圆的一般方程【解析】圆x 2+y 2−2y −1=0的标准方程为x 2+(y −1)2=2,所以圆心为(0,1),半径为√2,圆心关于直线y =3的对称点是(1,0),所以圆x 2+y 2−2y −1=0关于直线:y =对称的圆的方程是(x −1)2+y 2=2,选A .【解答】此题暂无解答二、填空题【答案】加加加2+y 2+6x −8y −48=0【考点】圆的一般方程圆的标准方程直线与圆的位置关系【解析】圆的半径y =√(−3−5)2+(4−1)2=√73…圆的标准方程为(x +3)2+(y −4)2=73整理得x 2+y 2+6x −8y −48=0【解答】此题暂无解答【答案】x 2+y 2−4x +2y +1=0【考点】轨迹方程圆的一般方程椭圆的定义【解析】I 2f 】设PA 的中点M 的坐标为(x,y )P (x 1y 1),圆x 2+y 2−4x +2y −11=0的圆心为A 坐标为(2,−1),由已知有{x 1+22=x y 1−22=y ,则{x 1=2x −2y 1=2y +2,又P 点在圆上,所以x 12+y 12−4x 1+2y 1−11=0,所以(2x −2)2+(2y +2)2−4(2x −2)+2(2y +2)−11=0,即x 2+y 2−4x +2y +1=0【解答】此题暂无解答三、解答题【答案】见解析【考点】圆的标准方程圆与圆的位置关系及其判定直线与圆的位置关系【解析】试题分析:将原方程化为(x −2m )2+(y +m )2=5(m −2)2,讨论5(m −2)2,再求出圆心坐标和半径.试题解析:原方程可化为(x −2m )2+(y +m )2=5(m −2)2,因此,当m=2时,它表示一个点,当m≠2时,原方程表示圆的方程.此时,圆的圆心为(2m,−m),半径为I=√5|m−2|【解答】此题暂无解答。
关于圆的二元方程式的解析一、表达形式●圆的二元方程一般形式为:x²+y²+Dx+Ey+F=0,其中D²+E²-4F>0。
●要使二元二次方程Ax²+Bxy+Cy²+Dx+EY+F=0表示圆,需要满足以下条件:A=C≠0,B=0,且D²+E²-4F>0。
●圆的方程有两种形式的选择:与圆心半径有直接关系时用标准式,无直接关系选一般式。
●圆的二元方程可以用于解决两圆的位置关系(相交、相离、相切、内含)等问题。
二、表达形式的特点1.x²项和y²项的系数都相等,且不为零。
2.是二元二次方程且没有xy这样的二次项。
3.参数D,E,F满足D²+E²-4F>0。
三、练习题及答案练习题:1.写出满足以下条件的圆的二元方程:(1)圆心坐标为(0, 0),半径为3;(2)圆心坐标为(1, -1),半径为2;(3)圆心坐标为(-2, 3),半径为5。
2.判断以下方程是否表示圆,并说明理由:(1)x²+y²+2x+3y+1=0;(2)x²+y²-4x-6y+9=0;(3)x²+y²+2ax+2by+c=0。
3.求出以下方程表示的圆的圆心坐标和半径:(1)x²+y²-4x-6y+12=0;(2)(x-3)²+(y-4)²=25;(3)(x+1)²+(y-2)²=10。
4.根据以下条件,求出所给方程表示的圆的圆心坐标和半径:(1)圆心坐标为(3, 0),半径为4;(2)圆心坐标为(0, 0),半径为5;(3)圆心坐标为(2, 3),半径为1。
答案:1.x²+y²+6x+9=0 (2) (x-1)²+(y+1)²=4 (3) (x+2)²+(y-3)²=252.是圆(2) 是圆(3) 不是圆3.圆心坐标为(2,3),半径为1 (2) 圆心坐标为(3,4),半径为5 (3) 圆心坐标为(-1,2),半径为√104.圆心坐标为(3,0),半径为4 (2) 圆心坐标为(0,0),半径为5 (3) 圆心坐标为(2,3),半径为1。
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.。
圆的方程【学习目标】1.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,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.2.掌握圆的一般方程的特点,能将圆的一般方程化为圆的标准方程从而求出圆心的坐标和半径;能用待定系数法,由已知条件导出圆的方程.【要点梳理】【高清课堂:圆的方程370891 知识要点】 要点一:圆的标准方程222()()x a y b r -+-=,其中()a b ,为圆心,r 为半径.要点诠释:(1)如果圆心在坐标原点,这时00a b ==,,圆的方程就是222x y r +=.有关图形特征与方程的转化:如:圆心在x 轴上:b=0;圆与y 轴相切时:||a r =;圆与x 轴相切时:||b r =;与坐标轴相切时:||||a b r ==;过原点:222a b r +=(2)圆的标准方程222()()x a y b r -+-=⇔圆心为()a b ,,半径为r ,它显现了圆的几何特点.(3)标准方程的优点在于明确指出了圆心和半径.由圆的标准方程可知,确定一个圆的方程,只需要a 、b 、r 这三个独立参数,因此,求圆的标准方程常用定义法和待定系数法.要点二:点和圆的位置关系如果圆的标准方程为222()()x a y b r -+-=,圆心为()C a b ,,半径为r ,则有 (1)若点()00M x y ,在圆上()()22200||CM r x a y b r ⇔=⇔-+-= (2)若点()00M x y ,在圆外()()22200||CM r x a y b r ⇔>⇔-+-> (3)若点()00M x y ,在圆内()()22200||CM r x a y b r ⇔<⇔-+-< 要点三: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.,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,为半径. 要点诠释:由方程220x y Dx Ey F ++++=得22224224D E D E F x y +-⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(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 ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为半径的圆.要点四:几种特殊位置的圆的方程要点五:用待定系数法求圆的方程的步骤求圆的方程常用“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,选择标准方程或一般方程.(2)根据已知条件,建立关于a b r 、、或D E F 、、的方程组.(3)解方程组,求出a b r、、或D E F、、的值,并把它们代入所设的方程中去,就得到所求圆的方程.要点六:轨迹方程求符合某种条件的动点的轨迹方程,实质上就是利用题设中的几何条件,通过“坐标法”将其转化为关于变量,x y之间的方程.1.当动点满足的几何条件易于“坐标化”时,常采用直接法;当动点满足的条件符合某一基本曲线的定义(如圆)时,常采用定义法;当动点随着另一个在已知曲线上的动点运动时,可采用代入法(或称相关点法).2.求轨迹方程时,一要区分“轨迹”与“轨迹方程”;二要注意检验,去掉不合题设条件的点或线等.3.求轨迹方程的步骤:(1)建立适当的直角坐标系,用(,)x y表示轨迹(曲线)上任一点M的坐标;(2)列出关于,x y的方程;(3)把方程化为最简形式;(4)除去方程中的瑕点(即不符合题意的点);(5)作答.【典型例题】类型一:圆的标准方程例1.求满足下列条件的各圆的方程:(1)圆心在原点,半径是3;(2)圆心在点C(3,4(3)经过点P(5,1),圆心在点C(8,―3)上.【思路点拨】根据题设条件,可利用圆的标准方程解决.【答案】(1)x2+y2=9 (2)(x―3)2+(y―4)2=5(3)(x―8)2+(y+3)2=25【解析】(1)x2+y2=9;(2)(x―3)2+(y―4)2=5;(3)解法一:∵圆的半径||5===,圆心在点C(8,―3).r CP∴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.【总结升华】确定圆的标准方程只需确定圆心的坐标和圆的半径即可,因此圆心和半径被称为圆的两要素.确定圆的方程的主要方法是待定系数法,即列出关于a、b、r的方程组,求a、b、r或直接求出圆心(a,b)和半径r,一般步骤为:(1)根据题意,设所求的圆的标准方程为(x―a)2+(y―b)2=r2;(2)根据已知条件,建立关于a、b、r的方程组;(3)解方程组,求出a、b、r的值,并把它们代入所设的方程中去,就得到所求圆的方程.举一反三:【变式1】圆心是(4,―1),且过点(5,2)的圆的标准方程是()A.(x―4)2+(y+1)2=10 B.(x+4)2+(y―1)2=10C.(x―4)2+(y+1)2=100 D.22-++=x y(4)(1)【答案】A例2.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).【答案】(1)(0,0)(2)(3,0),|a|(3)(―2,―1),|b|【解析】(1)圆心(0,0);(2)圆心(3,0),半径为|a|;(3)圆心(―2,―1),半径为|b|.【总结升华】(2)、(3)两题中a2、b2仅为半径的平方,没有给定a>0,b>0,∴半径r=|a|、|b|.例3.求圆心在直线y=―x上,且过两点A(2,0),B(0,―4)的圆的方程.【思路点拨】先写出线段AB的中垂线方程,然后求出中垂线与直线y=―x的交点,这个点就是圆心,进一步求出圆的方程。
用二元二次方程表示圆的一般方程条件
1. 方程Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0表示圆的充要条件是___________.
2. 若方程x 2+y 2-4x +2y +5k =0表示圆,则k 的取值范围是________.
3. 方程2222210x y ax ay a a +++++-=表示圆,则a 的取值范围是____________.
4. 已知a ∈R ,方程a 2x 2+(a +2)y 2+4x +8y +5a =0表示圆,则圆心坐标是________,半径是________.
5. 判断方程x 2+y 2-4mx +2my +20m -20=0能否表示圆,若能表示圆,求出圆心和半径.
6. 方程x 2+y 2+ax +2ay +2a 2+a -1=0表示圆,则实数a 的取值范围是( )
A.(-∞,-2)∪⎝⎛⎭
⎫23,+∞ B.⎝⎛⎭⎫-23,0 C.(-2,0)
D.⎝⎛⎭⎫-2,23
7. 已知圆C :x 2+y 2+kx +2y =-k 2,当圆C 的面积取最大值时,圆心C 的坐标为________.
参考答案
用二元二次方程表示圆的一般方程条件
1. 【解析】A =C ≠0,B =0,D 2+E 2-4AF >0
2. 【解析】(1)化为标准方程为(x +2)2+(y -3)2=25,圆心坐标(-2,3),半径r =5.
(2)根据二元二次方程表示圆的条件得(-4)2+22-4×5k >0.解得k <1.
3. 223,⎛⎫- ⎪⎝⎭
4. 解析 由已知方程表示圆,则a 2=a +2,解得a =2或a =-1.
当a =2时,方程不满足表示圆的条件,故舍去.
当a =-1时,原方程为x 2+y 2+4x +8y -5=0,
化为标准方程为(x +2)2+(y +4)2=25,
表示以(-2,-4)为圆心,半径为5的圆.
答案 (-2,-4) 5
5. 【解析】解法一:由方程x 2+y 2-4mx +2my +20m -20=0
可知D =-4m ,E =2m ,F =20m -20,∴D 2+E 2-4F =16m 2+4m 2-80m +80=20(m -2)2. 因此,当m =2时,它表示一个点;
当m ≠2时,原方程表示圆,此时,圆的圆心为(2m ,-m ),
半径为r m -2|. 解法二:原方程可化为(x -2m )2+(y +m )2=5(m -2)2,因此,当m =2时,它表示一个点;
当m ≠2时,原方程表示圆, 此时,圆的圆心为(2m ,-m ),半径为r m -2|.
6. 解析 方程为⎝⎛⎭⎫x +a 22+(y +a )2=1-a -3a 24表示圆,则1-a -3a 24>0,解得-2<a <23
. 答案 D
7. 解析 圆C 的方程可化为⎝⎛⎭⎫x +k 22+(y +1)2=-34
k 2+1.所以,当k =0时圆C 的面积最大. 答案 (0,-1)。