資源簡介 第07講 2.4.1圓的標準方程課程標準 學習目標①理解圓的定義及確定圓的幾何要素。 ②理解與掌握平面直角坐標系中圓的標準方程.。 ③會根據相關條件寫出圓的標準方程及圓的圓心,半徑。 通過本節課的學習,了解與掌握確定圓的位置,大小的幾何要素,能根據相關條件求出圓的標準方程,并能解決與圓有關的問題.知識點01:圓的定義平面內到定點的距離等于定長的點的集合叫作圓,定點稱為圓心,定長稱為圓的半徑.如圖,在平面直角坐標系中,的圓心的坐標為, 半徑為, 為圓上任意一點, 可用集合表示為:知識點02:圓的標準方程我們把方程稱為圓心為半徑為的圓的標準方程.【即學即練1】(2023春·重慶沙坪壩·高一重慶八中校考期末)在平面直角坐標系中,已知、兩點,若圓以為直徑,則圓的標準方程為( )A. B.C. D.【答案】A【詳解】由題意可知,圓心的橫坐標為,縱坐標為,即點,圓的半徑為,因此,圓的標準方程為.故選:A.知識點03:點與圓的位置關系判斷點與:位置關系的方法:(1)幾何法(優先推薦)設到圓心的距離為,則①則點在外②則點在上③則點在內(2)代數法將點帶入:方程內①點在外②點在上③點在內【即學即練2】(2023·江蘇·高二假期作業)寫出圓心為,半徑為5的圓的標準方程,并判斷點是否在這個圓上.若該點不在圓上,說明該點在圓外還是在圓內?【答案】答案見解析【詳解】圓心為,半徑為5的圓的標準方程是.把點的坐標代入方程的左邊,得,左右兩邊相等,點的坐標滿足圓的方程,所以點在這個圓上.把點的坐標代入方程的左邊,得,左右兩邊不相等,點的坐標不滿足圓的方程,所以點不在這個圓上.又因為點到圓心A的距離.故點在圓內.知識點04:圓上的點到定點的最大、最小距離設的方程,圓心,點是上的動點,點為平面內一點;記;①若點在外,則;②若點在上,則;③若點在內,則;【即學即練3】(2021秋·高二課時練習)已知圓,則圓上的點到點距離的最大值為_____.【答案】6【詳解】因為圓的方程為,所以圓心坐標為,半徑,又圓心到點的距離為,所以圓上的點到點的距離的最大值為,故答案為:6題型01求圓的標準方程【典例1】(2023·高二課時練習)已知圓C:,O為原點,則以為直徑的圓方程為( )A. B.C. D.【典例2】(2023春·上海崇明·高二統考期末)已知兩點、,則以PQ為直徑的圓的方程是______.【變式1】(2023·江蘇·高二假期作業)圓心在軸上,半徑為5,且過點,則圓的標準方程為_______.【變式2】(2023·陜西西安·校聯考模擬預測)過三點、、的圓的圓心坐標為___________.題型02由圓的方程求圓心或半徑【典例1】(2023·江蘇·高二假期作業)下列說法錯誤的是( )A.圓的圓心為,半徑為5B.圓的圓心為,半徑為C.圓的圓心為,半徑為D.圓的圓心為,半徑為【典例2】(2023·全國·高三專題練習)已知圓關于直線(,)對稱,則的最小值為( )A. B.9 C.4 D.8【變式1】(2023·寧夏銀川·六盤山高級中學校考三模)已知直線經過圓的圓心,其中,則的最小值為( )A.7 B.8 C.9 D.12【變式2】(2023·全國·高三專題練習)已知直線過圓的圓心,則的最小值為( )A. B.1 C. D.2題型03點與圓的位置關系【典例1】(2023·全國·高三專題練習)已知兩直線與的交點在圓的內部,則實數的取值范圍是( ).A. B.C. D.【典例2】(2023·江蘇·高二假期作業)點與圓的位置關系是( )A.在圓外 B.在圓內 C.在圓上 D.不確定【變式1】(多選)(2023·全國·高二專題練習)(多選)點在圓的內部,則的取值不可能是( )A. B.C. D.【變式2】(2023·全國·高三專題練習)若點在圓內,則實數的取值范圍為____________.題型04與圓有關的最值問題【典例1】(2023·廣東佛山·統考模擬預測)已知圓:,過點的兩條直線,互相垂直,圓心到直線,的距離分別為,,則的最大值為( )A. B.1 C. D.4【典例2】(2023秋·四川巴中·高二統考期末)已知圓C過點,當圓到原點的距離在軸和軸上滑動.求線段的中點的軌跡方程;【變式1】(2023春·福建福州·高二福建省福州延安中學校考階段練習)已知線段的端點的坐標是,端點在圓上運動,則線段的中點的軌跡方程是__________.【變式2】(2023春·甘肅金昌·高二永昌縣第一高級中學校考階段練習)已知圓心為的圓經過,兩點,且圓心在直線上.(1)求圓的標準方程;(2)設為圓上的一個動點,為坐標原點,求的中點的軌跡方程.A夯實基礎 B能力提升 C綜合素養A夯實基礎一、單選題1.(2023春·上海徐匯·高二上海中學校考期中)已知一個圓的方程滿足:圓心在點,且過原點,則它的方程為( )A. B.C. D.2.(2023·北京海淀·校考三模)若直線是圓的一條對稱軸,則( )A. B.1 C. D.3.(2023春·四川南充·高二校考階段練習)圓的圓心、半徑是( )A.,4 B.,2 C.,4 D.,24.(2023春·新疆省直轄縣級單位·高二校考開學考試)已知點(1,1)在圓(x﹣a)2+(y+a)2=4的內部,則實數a的取值范圍是( )A.(﹣1,1) B.(0,1)C.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) D.{1,﹣1}5.(2023秋·河北保定·高二統考期末)圓關于直線對稱的圓的方程為( )A. B.C. D.6.(2023春·安徽·高二校聯考開學考試)在圓的方程的探究中,有四位同學分別給出了一個結論,甲:該圓的半徑為;乙:該圓經過點;丙:該圓的圓心為;丁:該圓經過點.如果只有一位同學的結論是錯誤的,那么這位同學是( )A.甲 B.乙 C.丙 D.丁7.(2023春·甘肅蘭州·高二統考期中)已知圓,則過點的直線l與圓C交于A,B兩點,則的最小值是( ).A.2 B.4 C. D.8.(2023·福建泉州·泉州五中校考模擬預測)已知復數滿足,則的最大值為( )A. B.2 C. D.3二、多選題9.(2023·江蘇·高二假期作業)過點與且半徑為2的圓的方程可以為( )A. B.C. D.三、填空題10.(2023秋·浙江湖州·高二統考期末)已知直線平分圓且與互相平行,則的距離是__________.四、解答題11.(2023春·甘肅蘭州·高二統考期中)已知點求:(1)過點A,B且周長最小的圓的方程;(2)過點A,B且圓心在直線上的圓的方程.12.(2023秋·高一單元測試)已知圓的圓心在軸上,并且過,兩點.(1)求圓的方程;(2)若為圓上任意一點,定點,點滿足,求點的軌跡方程.B能力提升1.(2023春·四川廣安·高二四川省廣安友誼中學校考階段練習)動直線平分圓的周長,則的最小值( )A. B. C. D.2.(2023·河北邯鄲·統考三模)在平面直角坐標系內,已知,,動點滿足,則()的最小值是( )A. B.2 C.4 D.163.(2023·甘肅·模擬預測)已知,是圓上的兩個動點,若點在以為直徑的圓上,則的最大值為( )A. B. C. D.C綜合素養4.(2023秋·遼寧沈陽·高二東北育才學校校考期末)已知中,點,邊上中線所在直線的方程為,邊上的高線所在直線的方程為.(1)求點和點的坐標:(2)以為圓心作一個圓,使得、、三點中的一個點在圓內,一個點在圓上,一個點在圓外,求這個圓的方程.第07講 2.4.1圓的標準方程課程標準 學習目標①理解圓的定義及確定圓的幾何要素。 ②理解與掌握平面直角坐標系中圓的標準方程.。 ③會根據相關條件寫出圓的標準方程及圓的圓心,半徑。 通過本節課的學習,了解與掌握確定圓的位置,大小的幾何要素,能根據相關條件求出圓的標準方程,并能解決與圓有關的問題.知識點01:圓的定義平面內到定點的距離等于定長的點的集合叫作圓,定點稱為圓心,定長稱為圓的半徑.如圖,在平面直角坐標系中,的圓心的坐標為, 半徑為, 為圓上任意一點, 可用集合表示為:知識點02:圓的標準方程我們把方程稱為圓心為半徑為的圓的標準方程.【即學即練1】(2023春·重慶沙坪壩·高一重慶八中校考期末)在平面直角坐標系中,已知、兩點,若圓以為直徑,則圓的標準方程為( )A. B.C. D.【答案】A【詳解】由題意可知,圓心的橫坐標為,縱坐標為,即點,圓的半徑為,因此,圓的標準方程為.故選:A.知識點03:點與圓的位置關系判斷點與:位置關系的方法:(1)幾何法(優先推薦)設到圓心的距離為,則①則點在外②則點在上③則點在內(2)代數法將點帶入:方程內①點在外②點在上③點在內【即學即練2】(2023·江蘇·高二假期作業)寫出圓心為,半徑為5的圓的標準方程,并判斷點是否在這個圓上.若該點不在圓上,說明該點在圓外還是在圓內?【答案】答案見解析【詳解】圓心為,半徑為5的圓的標準方程是.把點的坐標代入方程的左邊,得,左右兩邊相等,點的坐標滿足圓的方程,所以點在這個圓上.把點的坐標代入方程的左邊,得,左右兩邊不相等,點的坐標不滿足圓的方程,所以點不在這個圓上.又因為點到圓心A的距離.故點在圓內.知識點04:圓上的點到定點的最大、最小距離設的方程,圓心,點是上的動點,點為平面內一點;記;①若點在外,則;②若點在上,則;③若點在內,則;【即學即練3】(2021秋·高二課時練習)已知圓,則圓上的點到點距離的最大值為_____.【答案】6【詳解】因為圓的方程為,所以圓心坐標為,半徑,又圓心到點的距離為,所以圓上的點到點的距離的最大值為,故答案為:6題型01求圓的標準方程【典例1】(2023·高二課時練習)已知圓C:,O為原點,則以為直徑的圓方程為( )A. B.C. D.【答案】D【詳解】由圓C:可知圓心,,故以為直徑的圓的圓心為,半徑為,故所求圓的方程為:.故選:D【典例2】(2023春·上海崇明·高二統考期末)已知兩點、,則以PQ為直徑的圓的方程是______.【答案】【詳解】、,的中點坐標為,即為圓心坐標,又圓的半徑為則所求圓的方程為.故答案為:.【變式1】(2023·江蘇·高二假期作業)圓心在軸上,半徑為5,且過點,則圓的標準方程為_______.【答案】或.【詳解】由題意,設圓的方程為,因為點在圓上,可得,解得b=0或b=-8,所以所求圓的方程為或.故答案為:或.【變式2】(2023·陜西西安·校聯考模擬預測)過三點、、的圓的圓心坐標為___________.【答案】【詳解】設圓的方程為:,代入點的坐標有:,所以,所以圓的方程為:.故答案為:.題型02由圓的方程求圓心或半徑【典例1】(2023·江蘇·高二假期作業)下列說法錯誤的是( )A.圓的圓心為,半徑為5B.圓的圓心為,半徑為C.圓的圓心為,半徑為D.圓的圓心為,半徑為【答案】ABD【詳解】對于A:由圓可得:圓心為,半徑為,故選項A錯誤;對于B:由圓可得:圓心為,半徑為,故選項B錯誤,對于C:由圓可得:圓心為,半徑為,故選項C正確;對于D:由圓可得:圓心為,半徑為,故選項D錯誤,故選:ABD.【典例2】(2023·全國·高三專題練習)已知圓關于直線(,)對稱,則的最小值為( )A. B.9 C.4 D.8【答案】B【詳解】圓的圓心為,依題意,點在直線上,因此,即,∴,當且僅當,即時取“=”,所以的最小值為9.故選:B.【變式1】(2023·寧夏銀川·六盤山高級中學校考三模)已知直線經過圓的圓心,其中,則的最小值為( )A.7 B.8 C.9 D.12【答案】D【詳解】因為直線經過圓的圓心,故,所以,當且僅當 ,即時,等號成立.故選:D【變式2】(2023·全國·高三專題練習)已知直線過圓的圓心,則的最小值為( )A. B.1 C. D.2【答案】A【詳解】由題意得圓心為(1,1),因為直線過圓心,所以,即,所以,所以當時,的最小值為.故選:A題型03點與圓的位置關系【典例1】(2023·全國·高三專題練習)已知兩直線與的交點在圓的內部,則實數的取值范圍是( ).A. B.C. D.【答案】B【詳解】圓的圓心為,半徑為,由得,則兩直線與的交點為,依題意得,解得.故選:B【典例2】(2023·江蘇·高二假期作業)點與圓的位置關系是( )A.在圓外 B.在圓內 C.在圓上 D.不確定【答案】B【詳解】圓的圓心為,半徑,,故點在圓內.故選:B【變式1】(多選)(2023·全國·高二專題練習)(多選)點在圓的內部,則的取值不可能是( )A. B.C. D.【答案】AD【詳解】由已知條件可得,即,解得.故選:AD.【變式2】(2023·全國·高三專題練習)若點在圓內,則實數的取值范圍為____________.【答案】【詳解】解:由題意得點在圓內,解得所以實數的取值范圍為故答案為:題型04與圓有關的最值問題【典例1】(2023·廣東佛山·統考模擬預測)已知圓:,過點的兩條直線,互相垂直,圓心到直線,的距離分別為,,則的最大值為( )A. B.1 C. D.4【答案】B【詳解】過圓心C分別作直線,的垂線,垂足分別為,.,互相垂直,所以四邊形為矩形.由圓C:,可得,又,,所以,當且僅當時取等號,即的最大值為1,故選:B.【典例2】(2023秋·四川巴中·高二統考期末)已知圓C過點,當圓到原點的距離最小時,圓的標準方程為______.【答案】【詳解】由可得線段中點坐標為,又,所以垂直平分線的方程為,所以圓心C在線段垂直平分線上,當圓C到原點O的距離最小時,則,所以直線方程為,聯立,所以圓心,又半徑,故圓的方程為:故答案為:【變式1】(2023春·廣西·高一校聯考階段練習)若復數滿足,則的最大值為( )A. B. C.7 D.【答案】C【詳解】復數滿足,所以復數對應的點的軌跡是以為圓心,2為半徑的圓,的幾何意義為圓上的點與的距離,所以的最大值為.故選:C.【變式2】(2023·甘肅酒泉·統考三模)點在圓上,點,則的最大值為( )A.3 B.4 C.5 D.6【答案】D【詳解】圓的圓心,半徑為,由于在圓外,.故選:D.題型05與圓有關的對稱問題【典例1】(2023秋·四川成都·高二統考期末)已知圓和直線.若圓與圓關于直線對稱,則圓的方程為( )A. B.C. D.【答案】B【詳解】圓的圓心為,半徑為,關于直線的對稱點是,所以圓的圓心是,半徑是,所以圓的方程為.故選:B【典例2】(2023春·四川涼山·高二校考階段練習)若圓和圓關于直線對稱,則直線的方程是___________【答案】【詳解】解:圓的圓心為,圓的圓心為,則線段的中點為,因為圓和圓關于直線對稱,所以,所以直線的方程是,即,故答案為:【變式1】(2023秋·四川成都·高二統考期末)已知圓和直線.若圓與圓關于直線對稱,則圓的方程為( )A. B.C. D.【答案】B【詳解】圓與圓關于直線對稱,則圓心與圓關于對稱可得,化簡得,解得又兩圓半徑相等,故圓的方程為故選:B【變式2】(2023秋·云南昆明·高二統考期末)已知圓的圓心坐標為,半徑為2,圓與圓關于軸對稱,則圓的方程為( )A. B.C. D.【答案】C【詳解】因為圓與圓關于軸對稱,所以圓的圓心與點關于軸對稱,所以的坐標為,又圓的半徑為2,所以圓 半徑為2,所以圓的方程為,故選:C.題型06軌跡方程【典例1】(2023秋·高一單元測試)已知定點,是圓上的一動點,是的中點,則點的軌跡方程是_______________.【答案】【詳解】如圖所示, 設,,則,①因為Q為AP的中點,所以,②所以由①②得:,即:,所以點Q的軌跡方程為:.故答案為:.【典例2】(2023秋·浙江麗水·高二統考期末)在平面直角坐標系中,已知點,點在圓上運動,則線段的中點的軌跡方程是______.【答案】【詳解】 如圖所示,取OA中點D,連接DQ,則DQ為的一條中位線,,即有DQ∥OP,且,故Q在以D為圓心,DQ長為半徑的圓上,所以Q的軌跡方程為.故答案為:.【典例3】(2023·全國·高三專題練習)在直角坐標系中,線段,且兩個端點、分別在軸和軸上滑動.求線段的中點的軌跡方程;【答案】【詳解】設,線段的中點,因為為線段的中點,,,,即,得.所以點的軌跡方程是.【變式1】(2023春·福建福州·高二福建省福州延安中學校考階段練習)已知線段的端點的坐標是,端點在圓上運動,則線段的中點的軌跡方程是__________.【答案】【詳解】設,,則由已知可得.又是線段的中點,所以有,所以,所以有,整理可得.所以的軌跡方程是.故答案為:.【變式2】(2023春·甘肅金昌·高二永昌縣第一高級中學校考階段練習)已知圓心為的圓經過,兩點,且圓心在直線上.(1)求圓的標準方程;(2)設為圓上的一個動點,為坐標原點,求的中點的軌跡方程.【答案】(1);(2).【詳解】(1)設圓心C的坐標為,半徑為r,∵圓心C在直線上,∴,∵圓C經過,兩點,∴,即,化簡得:,又,所以,∴圓心C的坐標為,,所以圓C的標準方程為:;(2)設,,∵M為OP的中點,∴,∴,∵P在圓C上,∴,即,∴OP的中點M的軌跡方程為.A夯實基礎 B能力提升 C綜合素養A夯實基礎一、單選題1.(2023春·上海徐匯·高二上海中學校考期中)已知一個圓的方程滿足:圓心在點,且過原點,則它的方程為( )A. B.C. D.【答案】D【詳解】設圓的半徑為,因為圓心是,且過點,所以,所以半圓的方程為,故選:D.2.(2023·北京海淀·校考三模)若直線是圓的一條對稱軸,則( )A. B.1 C. D.【答案】A【詳解】圓的圓心為,因為直線是圓的一條對稱軸,所以圓心在直線上,所以,解得.故選:A3.(2023春·四川南充·高二校考階段練習)圓的圓心、半徑是( )A.,4 B.,2 C.,4 D.,2【答案】D【詳解】圓的圓心為半徑故選:D4.(2023春·新疆省直轄縣級單位·高二校考開學考試)已知點(1,1)在圓(x﹣a)2+(y+a)2=4的內部,則實數a的取值范圍是( )A.(﹣1,1) B.(0,1)C.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) D.{1,﹣1}【答案】A【詳解】由于(1,1)在圓(x﹣a)2+(y+a)2=4的內部,所以點(1,1)到圓心(a,﹣a)的距離d<2,即:,整理得:﹣1<a<1.故選:A.5.(2023秋·河北保定·高二統考期末)圓關于直線對稱的圓的方程為( )A. B.C. D.【答案】C【詳解】設圓的圓心關于直線對稱的點為,則有整理得解得,因為關于直線對稱的兩個圓半徑相等,所以所求圓的半徑為2,所以所求圓方程為,故選:C.6.(2023春·安徽·高二校聯考開學考試)在圓的方程的探究中,有四位同學分別給出了一個結論,甲:該圓的半徑為;乙:該圓經過點;丙:該圓的圓心為;丁:該圓經過點.如果只有一位同學的結論是錯誤的,那么這位同學是( )A.甲 B.乙 C.丙 D.丁【答案】D【詳解】設.假設甲錯誤,乙丙丁正確,,,矛盾,所以甲正確.假設乙錯誤,甲丙丁正確,由甲、丙正確可知圓的方程為,不滿足上式,矛盾,所以乙正確.假設丙錯誤,甲乙丁正確.由乙丁得,與半徑為矛盾,所以丙正確.假設丁錯誤,甲乙丙正確,則由甲丙可知圓的方程為,滿足上式,符合題意.綜上所述,結論錯誤的同學是丁.故選:D7.(2023春·甘肅蘭州·高二統考期中)已知圓,則過點的直線l與圓C交于A,B兩點,則的最小值是( ).A.2 B.4 C. D.【答案】C【詳解】因為,圓的標準方程為,所以半徑,圓心,當直線l與直線CP垂直時,所截得弦長AB最短.此時,所以.故選:C.8.(2023·福建泉州·泉州五中校考模擬預測)已知復數滿足,則的最大值為( )A. B.2 C. D.3【答案】C【詳解】設,因為,所以,因為,所以相當于圓上的點到點距離,所以的最大值為圓心到點距離與圓的半徑的和,即.故選:C. 二、多選題9.(2023·江蘇·高二假期作業)過點與且半徑為2的圓的方程可以為( )A. B.C. D.【答案】BC【詳解】因為圓過點與,所以圓心在線段AB的垂直平分線上,其中,設圓心所在的直線為l,則,解得:,又因為與的中點坐標為,所以直線l為,設圓心坐標為,因為半徑為2,所以圓的方程為:,代入得:,解得:,綜上圓的方程為或.故選:BC三、填空題10.(2023秋·浙江湖州·高二統考期末)已知直線平分圓且與互相平行,則的距離是__________.B能力提升1.(2023春·四川廣安·高二四川省廣安友誼中學校考階段練習)動直線平分圓的周長,則的最小值( )A. B. C. D.【答案】D【詳解】由題意,動直線過圓的圓心,則,又,則,當且僅當且,即時,等號成立,故的最小值為.故選:D.2.(2023·河北邯鄲·統考三模)在平面直角坐標系內,已知,,動點滿足,則()的最小值是( )A. B.2 C.4 D.16【答案】C【詳解】因為,,動點滿足,則,整理得,可以看成圓上動點與定直線上動點的距離,其最小值為圓心到直線的距離減去圓的半徑2,即,因此,的最小值是,故選:C.3.(2023·甘肅·模擬預測)已知,是圓上的兩個動點,若點在以為直徑的圓上,則的最大值為( )A. B. C. D.【答案】B【詳解】如圖所示,設的中點為,連接,因為點在以為直徑的圓上,所以,所以,連接,,,則,所以,所以,設,則,整理得,所以點的軌跡是以點為圓心,為半徑的圓,因為,所以當取最大值時,取最大值,又因為,故的最大值為.故選:B.C綜合素養4.(2023秋·遼寧沈陽·高二東北育才學校校考期末)已知中,點,邊上中線所在直線的方程為,邊上的高線所在直線的方程為.(1)求點和點的坐標:(2)以為圓心作一個圓,使得、、三點中的一個點在圓內,一個點在圓上,一個點在圓外,求這個圓的方程.【答案】(1),(2)【詳解】(1)解:因為邊上的高線所在直線的方程為,且直線的斜率為,則,故直線的方程為,即,聯立直線和直線的方程可得,解得,即點,設點,則線段的中點為,由題意可得,解得,即點.(2)解:因為,,,則,故圓的半徑為,所以,圓的方程為.21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫