4.1.1圆的标准方程
高一数学人教版A版必修二课件：4.1.1 圆的标准方程
解析答案
(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，
|2－0＋b| 此时 2 ＝ 3.
即 b＝－2± 6.
故 y－x 的最大值为－2＋ 6，最小值为－2－ 6.
解析答案
(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， 故(x2＋y2)max＝(2＋ 3)2＝7＋4 3， (x2＋y2)min＝(2－ 3)2＝7－4 3.
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
知识点一 圆的标准方程
新知探究 点点落实
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.
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好像天天在玩， 上课没事儿还调皮气老师， 笔记有时让人看不懂， 但一考试就挺好…… 小B
§4.1.1 圆的标准方程
作业： P124习题4.1 A组 2、3、4、5
2 2
两边平方得： (x-a)2+(y-b)2=r2
圆的标准方程：
(x-a)2+(y-b)2=r2
若点 M ( x, y) 在圆上，由上述讨论可知， 点M的坐标适合方程；反之，若点 M ( x, y) 的 坐标适合方程，这就说明点M与圆心A的距离 为r,即点M在圆心为A的圆上。
圆心是A(a,b), 半径是r
解：设所求圆的方程是(x-a)2+(y-b)2=r2 根据题意，可得 △ ABC 外接圆 (5 a ) 2 (1 b) 2 r 2 的圆心是三边 2 2 2 垂直平分线的 (7 a ) (3 b) r (2 a ) 2 (8 b) 2 r 2 交点
(2) (x+3)2+(y-4)2=5
8
练习
3.已知圆经过P(5,1),圆心在C(8,3),求圆方程. y
C(8,3)
P(5,1)5) (3 1) 13
2 2 (x-8) +(y-3) =13
例2.△ABC的三个顶点的坐标分别是A(5,1)， B(7,-3)，C(2,-8)，求它的外接圆的方程.
§4.1.1 圆的标准方程
课件制作 广安二中
何 琥
我们知道，在平面直角坐标系中，两 点确定一条直线，一点和倾斜角也能确定 一条直线。 思考 在平面直角坐标系中，如何确定一个 圆呢？ 问题1：你知道圆的定义吗？ 平面内与定点距离等于定长的点的集合 (轨迹)是圆. 定点就是圆心, 定长就是半径。 显然，当圆心位置与半径大小确定后, 圆就唯一确定了。
解此方程组，得 a=2 , b=-3 , r2=25 所以， △ABC的外接圆的方程是 (x-2)2+(y+3)2=25
2019人教A版数学必修二4.1.1节《圆的标准方程》导入设计
y x0B A 2.74x y0r M(x,y)C 0xyr M(x,y)C(a,b)2019人教A 版数学必修二4.1.1节《圆的标准方程》导入设计（一）创设情境（启迪思维）问题一：已知隧道的截面是半径为4m 的半圆，车辆只能在道路中心线一侧行驶，一辆宽为2.7m ，高为3m 的货车能不能驶入这个隧道？[引导] 画图建系[学生活动]：尝试写出曲线的方程（对求曲线的方程的步骤及圆的定义进行提示性复习）解：以某一截面半圆的圆心为坐标原点，半圆的直径AB 所在直线为x 轴，建立直角坐标系，则半圆的方程为x 2＋y 2＝16（y ≥0）将x ＝2.7代入，得 ．即在离隧道中心线2.7m 处，隧道的高度低于货车的高度，因此货车不能驶入这个隧道。
（二）深入探究（获得新知） 问题二：1．根据问题一的探究能不能得到圆心在原点，半径为的圆的方程？ 答：x 2＋y 2＝r 22．如果圆心在，半径为时又如何呢？[学生活动] 探究圆的方程。
[教师预设] 方法一：坐标法如图，设M （x,y ）是圆上任意一点，根据定义点M 到圆心C 的距离等于r,以圆C 就是集合P={M||MC|=r} 由两点间的距离公式，点M 适合的条件可表示为 ① 把①式两边平方，得(x ―a)2＋(y ―b)2＝r 2方法二：图形变换法方法三：向量平移法（三）应用举例（巩固提高）I ．直接应用（内化新知）问题三：1．写出下列各圆的方程（课本P77练习1）（1）圆心在原点，半径为3；（2）圆心在，半径为；（3）经过点，圆心在点．2．根据圆的方程写出圆心和半径（1）； （2）．II ．灵活应用（提升能力）问题四：1．求以为圆心，并且和直线相切的圆的方程.[教师引导]由问题三知：圆心与半径可以确定圆.2．已知圆的方程为，求过圆上一点的切线方程．[学生活动]探究方法[教师预设]方法一：待定系数法（利用几何关系求斜率—垂直）方法二：待定系数法（利用代数关系求斜率—联立方程）方法三：轨迹法（利用勾股定理列关系式） [多媒体课件演示]方法四：轨迹法（利用向量垂直列关系式）3．你能归纳出具有一般性的结论吗？已知圆的方程是，经过圆上一点的切线的方程是：．III．实际应用（回归自然）问题五：如图是某圆拱桥的一孔圆拱的示意图，该圆拱跨度AB=20m，拱高OP=4m，在建造时每隔4m 需用一个支柱支撑，求支柱的长度（精确到0.01m）．[多媒体课件演示创设实际问题情境]（四）反馈训练（形成方法）问题六：1．求以C（－1，－5）为圆心，并且和y轴相切的圆的方程.2．已知点A（－4，－5），B（6，－1），求以AB为直径的圆的方程.3．求圆x2＋y2＝13过点（-2，3）的切线方程.4．已知圆的方程为，求过点的切线方程.（五）小结反思（拓展引申）1．课堂小结：(1)圆心为C(a,b)，半径为r 的圆的标准方程为：当圆心在原点时，圆的标准方程为：(2) 求圆的方程的方法：①找出圆心和半径；②待定系数法(3) 已知圆的方程是，经过圆上一点的切线的方程是：(4) 求解应用问题的一般方法2．分层作业：（A）巩固型作业：课本P81-82：（习题7.6）1．2．4（B）思维拓展型作业：试推导过圆上一点的切线方程.3．激发新疑：问题七：1．把圆的标准方程展开后是什么形式？2．方程：的曲线是什么图形？。
人教版数学必修二4.1.1圆的标准方程
圆的基本要素:圆心 ,半径
半径为r,圆心为A的圆:
(a,b)
(x,y)
即:
两边平方
复习: 在平面直角坐标系中,如何确定一条直线?
1.直线上任意的两个不同点
2.直线上一点和倾斜角
3.直线上一点和斜率
标准方程:
圆心为A(a,b),半径为r 的圆
思考：1：方程 与圆是什么关系？2：当圆心为原点时，方程情势是什么？3：由圆的标准方程，能否直接求出其圆 心坐标和半径？4：确定圆的标准方程需要什么条件？
练习:圆 关于直线 对称的圆的方程是( ) B.C.D.
B
1.圆心为C(a,b)，半径为r 的圆的标准方程为
当圆心在原点时，a=b=0，圆的标准方程为：
数学必修2---4.1.1圆 的 标 准 方 程
虽然我的知识在你们看起来很高，但我认为人的学习就像一个圆，学的东西越多，则圆的周长越长，周长越长则接触外面世界的机会就越多。 ——爱因斯坦
教学目标：知识与技能： 1、掌握圆的标准方程，能根据圆心、半径写出圆的标准方程。 2、会用待定系数法求圆的标准方程。过程与方法： 进一步培养学生能用解析法研究几何问题的能力，渗透数形结合思想，通过圆的标准方程解决实际问题的学习，注意培养学生视察问题、发现问题和解决问题的能力。情感态度与价值观： 通过运用圆的知识解决实际问题的学习，从而激发学生学习数学的热情和兴趣。教学重点：圆的标准方程及其求法教学难点：会根据不同的已知条件，利用待定系数法求圆的标准方程。
4.注意圆的平面几何知识的运用以及应用圆的方程解决实际问题.
2.点和圆的位置关系:
点: 圆:
圆外：圆上：圆内：
3.求圆的标准方程的方法：
必修二4.1.1圆的标准方程
复习与作业： 复习与作业：
1.复习初中有关点与圆的位置关系 直线与圆的位置 复习初中有关点与圆的位置关系,直线与圆的位置 复习初中有关点与圆的位置关系 关系,圆与圆的位置关系有关内容 圆与圆的位置关系有关内容. 关系 圆与圆的位置关系有关内容 2.课本习题 课本习题4.1 A组第 、3题. 组第2、 题 课本习题 组第
得： 整理得： 整理得：
( x − 0) + ( y − 0) = r
2 2
2
x +y =r
2 2
2
典型例题
半径长等于5的圆的 例1 写出圆心为 A(2,−3) ，半径长等于 的圆的 方程， 方程，并判断点 M 1 (5,−7) ， M 2 ( − 5 ,−1) 是否在这 个圆上． 个圆上． 解：圆心是 A(2,−3) ，半径长等于5的圆的标准 半径长等于 的圆的标准 方程是： 方程是： 2 2
特殊位置的圆方程
圆心在坐标原点，半径长为 的圆的方程是什么？ 圆心在坐标原点，半径长为r 的圆的方程是什么？ 因为圆心是原点O(0, 0)，将x＝0，y＝0和半径 r 因为圆心是原点 ， ＝ ， ＝ 和半径 带入圆的标准方程： 带入圆的标准方程：
( x − a ) 2 + ( y − b) 2 = r 2
圆的方程
圆上任意点M(x, y)与圆心 (a,b)之间的距离能 与圆心A 圆上任意点 与圆心 之间的距离能 用什么公式表示？ 用什么公式表示？ 根据两点间距离公式： 根据两点间距离公式： 则点M、 间的距离为 MA = 间的距离为： 则点 、A间的距离为： 即：
(x − a )2 + ( y − b )2 .
p ={M | M |= r} A
( x − a ) + ( y − b) = r
4.1.1 圆的标准方程
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
题型一 题型二 题型三
(2)(方法一)由题意,得线段 AB 的垂直平分线的方程为
3x+2y-15=0.
由
3������ + 2������-15 = 0, 解得 3������ + 10������ + 9 = 0,
������ = 7, ������ = -3.
所以圆心 C 的坐标为(7,-3).
求圆的标准方程时,一般先从确定圆的两个要素入手,即先求出圆 心的坐标和半径,再写出圆的标准方程.
②确定圆心和半径时,常用到中点坐标公式、两点间的距离公式,
有时还用到平面几何知识,如“弦的中垂线必过圆心”“两条弦的中 垂线的交点为圆心”等.
(2)待定系数法,步骤是:
①设圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0); ②由条件列方程(组)解得a,b,r的值; ③写出圆的标准方程.
������
������
<
-
5 2
.
-12-
4.1.1 圆的标准方程
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
题型一 题型二 题型三
题型二 求圆的标准方程
【例2】 求下列圆的标准方程: (1)圆心是(4,-1),且过点(5,2); (2)经过A(6,5),B(0,1)两点,并且圆心C在直线l:3x+10y+9=0上. 解:(1)(方法一)由题意知圆的
-11-
4.1.1 圆的标准方程
题型一 题型二 题型三
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
【变式训练1】 已知点A(1,2)在圆C:(x-a)2+(y+a)2=2a2的内部,求
高中数学必修二《圆的标准方程》优秀教学设计
4.1.1圆的标准方程教学设计1．内容和内容解析：内容：圆的标准方程。
内容解析：解析几何是17世纪数学发展的重大成果之一，其本质是用代数方法研究图形的几何性质，体现数形结合的重要思想方法。
其中圆的标准方程的教学目标主要是：一是经历通过平面直角坐标系建立圆的代数方程的过程，在这个过程中进一步体会坐标法研究几何问题的思想和步骤；二是用两种方法求解圆的方程。
圆是解析几何中一类重要的曲线，在学生学习了直线与方程的基础知识之后，知道了在直角坐标系中通过建立方程可以达到研究图形性质，圆的标准方程正是这一知识运用的延续，处于直线与方程和点，直线与圆的关系的结合点和交汇点上。
学好圆的方程可以为圆锥曲线的学习奠定基础，有利于学生进一步体会数形结合的思想，形成用代数法解决几何问题的能力。
也是培养学生运用能力和运算能力的重要素材。
从知识的结构和内容上都起到相当重要的作用。
2．教学目标：知识与技能（1）在平面直角坐标系中，探索并掌握圆的标准方程；（2）能根据圆心坐标、半径及其特殊情况熟练地写出圆的标准方程；（3）会根据条件选择并求出圆的方程；过程与方法（1）通过平面直角坐标系建立圆的代数方程的过程，让学生进一步体会坐标法在研究几何问题的思想和步骤；（2）通过类比直线方程的学习，发现并理解圆的方程与直线方程学习中相同的知识结构，进一步体会类比的思想；（3）通过求解圆标准的方程，进一步培养学生能用解析法研究几何问题的能力，渗透数形结合思想；情感态度与价值观通过与直线方程的对比，体会类比思想的应用，让学生学会用联系的观点分析问题，认识事物之间的相互联系与转化；3．教学重难点：重点：（1）类比直线方程的学习，掌握圆的标准方程；难点：（1）圆的代数方程的建立过程；（2）圆的标准方程的灵活应用；落实的途径：（1）通过表格，建立直线与方程，圆与方程的结构图，在复习旧知的同时帮助学生经历坐标法建立圆的代数方程的如下过程：首先将几何问题代数化，用代数语言描述几何要素及其关系，进而将几何问题转化为代数问题，处理代数问题，分析代数结果的几何含义，最终解决几何问题。
4.1.1圆的标准方程
(1) x2+y2=9
(2) (x+3)2+(y-4)2=5
理论迁移
例1 写出圆心为 A(2, 3)，半径长等于5的圆的方程， 并判断点 M1 (5, 7) ，M2 ( 5, 1)是否在这个圆上．
解：圆心是 A(2, 3) ，半径长等于5的圆的标准 2 2 方程是：( x 2) ( y 3) 25
知识探究
例1 写出圆心为 A(2, 3) ，半径长等于5的圆的 方程，并判断点 M1 (5, 7) ，M2 ( 5, 1) 是否在这 个圆上． 解：圆心是 A(2, 3) ，半径长等于5的圆的标准 2 2 ( x 2) ( y 3) 25 方程是：
y
M2
o
A M1
x
知识探究
把这个方程称为圆心为A(a, b)，半径长为r 的圆 的方程，把它叫做圆的标准方程.
知识探究
圆心在坐标原点，半径长为r 的圆的方程是什么？
因为圆心是原点O(0, 0)，将a＝0，b＝0和半径 r 代入圆的标准方程：
( x a )2 ( y b)2 r 2
得： 整理得：
( x 0) ( y 0) r
例2 ABC 的三个顶点的坐标分 别A(5,1), B(7,－3)，C(2, －8)，求 它的外接圆的方程．
分析：不在同一条直线上的三个点可 以确定一个圆，三角形有唯一的外接圆．
理论迁移
解：设所求圆的方程是 ( x a )2 ( y b)2 r 2 （1）
因为A(5,1), B(7,－3)，C(2, －8) 都在圆上，所以它们的坐 标都满足方程（1）．于是
即： p M / | MA | r
( x a)2 ( y b)2 r
最新人教版高中数学必修二第四章圆与方程第一节第1课时圆的标准方程
第四章 圆 与 方 程 4.1 圆 的 方 程 4.1.1 圆的标准方程圆的标准方程圆心为C(x 0，y 0)，半径为r 的圆的标准方程为(x －x 0)2＋(y －y 0)2＝r 2，特别地，圆心在原点时，圆的标准方程为x 2＋y 2＝r 2．(1)如果圆的标准方程为(x ＋x 0)2＋(y ＋y 0)2＝a 2(a ≠0)，那么圆的圆心、半径分别是什么？ 提示：圆心为(－x 0，－y 0)，半径为|a|.(2)如果点P(x 0，y 0)在圆x 2＋y 2＝r 2上，那么x 20 ＋y 20 ＝r 2，若点P 在圆内呢？圆外呢？提示：若点P 在圆内，则x 20 ＋y 20 ＜r 2；若点P 在圆外，则x 20 ＋y 20 ＞r 2.1．辨析记忆(对的打“√”，错的打“×”) (1)圆的标准方程由圆心、半径确定．( √ ) (2)方程(x －a)2＋(y －b)2＝m 2一定表示圆．( × )(3)原点在圆(x －x 0)2＋(y －y 0)2＝r 2上，则x 20 ＋y 20 ＝r 2.( √ ) 提示：(1)如果圆的圆心位置、半径确定，圆的标准方程是确定的． (2)当m ＝0时，表示点(a ，b).(3)原点在圆上，则(0－x 0)2＋(0－y 0)2＝r 2，即x 20 ＋y 20 ＝r 2. 2．圆(x －1)2＋y 2＝3的圆心坐标和半径分别是( ) A ．(－1，0)，3B ．(1，0)，3C ．()－1，0， 3D ．()1，0 ， 3【解析】选D.根据圆的标准方程可得，(x －1)2＋y 2＝3的圆心坐标为(1，0)，半径为 3 . 3．到原点的距离等于 3 的点的坐标所满足的方程是________．【解析】设点的坐标为(x ，y)，根据到原点的距离等于 3 以及两点间的距离公式，得（x －0）2＋（y －0）2＝ 3 ，两边平方得x 2＋y 2＝3，是半径为 3 的圆． 答案：x 2＋y 2＝3类型一 圆的标准方程的定义及求法(数学抽象、数学运算)1．以点(2，－1)为圆心，以 2 为半径的圆的标准方程是( ) A ．(x ＋2)2＋(y －1)2＝ 2 B ．(x ＋2)2＋(y －1)2＝2 C ．(x －2)2＋(y ＋1)2＝2D ．(x －2)2＋(y ＋1)2＝ 2【解析】选C.由题意，圆的标准方程是(x －2)2＋(y ＋1)2＝2. 2．圆心在y 轴上，半径为1，且过点(1，3)的圆的方程是( ) A ．x 2＋(y －2)2＝1 B ．x 2＋(y ＋2)2＝1 C ．x 2＋(y －3)2＝1D ．x 2＋(y ＋3)2＝1【解析】选C.由题意，设圆的标准方程为x 2＋(y －b)2＝1，由于圆过点(1，3)，可得1＋(3－b)2＝1，解得b ＝3，所以所求圆的方程为x 2＋(y －3)2＝1.3．已知圆C ：(x －6)2＋(y －8)2＝4，O 为坐标原点，则以OC 为直径的圆的方程为( ) A ．(x －3)2＋(y ＋4)2＝100 B ．(x ＋3)2＋(y －4)2＝100 C ．(x －3)2＋(y －4)2＝25D ．(x ＋3)2＋(y －4)2＝25【解析】选C.圆C 的圆心坐标C(6，8)，则OC 的中点坐标为E(3，4)，半径|OE|＝32＋42＝5，则以OC 为直径的圆的方程为(x －3)2＋(y －4)2＝25.4．圆心在直线x －2y －3＝0上，且过点A(2，－3)，B(－2，－5)的圆的标准方程为________． 【解析】方法一(几何性质法)：设点C 为圆心，因为点C 在直线x －2y －3＝0上，所以可设点C 的坐标为(2a ＋3，a). 因为该圆经过A ，B 两点，所以|CA|＝|CB|，所以（2a ＋3－2）2＋（a ＋3）2 ＝（2a ＋3＋2）2＋（a ＋5）2 ， 解得a ＝－2，所以圆心为C(－1，－2)，半径长r ＝10 . 故所求圆的标准方程为(x ＋1)2＋(y ＋2)2＝10.方法二(待定系数法)：设所求圆的标准方程为(x －a)2＋(y －b)2＝r 2，由题设条件知，⎩⎨⎧a －2b －3＝0，（2－a ）2＋（－3－b ）2＝r 2，（－2－a ）2＋（－5－b ）2＝r 2，解得a ＝－1，b ＝－2，r ＝10 (负值舍去)， 故所求圆的标准方程为(x ＋1)2＋(y ＋2)2＝10.方法三(几何性质法)：线段AB 的中点的坐标为(0，－4)， 直线AB 的斜率k AB ＝－3＋52＋2 ＝12， 所以弦AB 的垂直平分线的斜率为k ＝－2，所以弦AB 的垂直平分线的方程为y ＋4＝－2x ，即2x ＋y ＋4＝0. 又圆心是直线2x ＋y ＋4＝0与直线x －2y －3＝0的交点， 所以圆心坐标为(－1，－2)，所以圆的半径长r ＝（2＋1）2＋（－3＋2）2 ＝10 ， 故所求圆的标准方程为(x ＋1)2＋(y ＋2)2＝10. 答案：(x ＋1)2＋(y ＋2)2＝101．直接法求圆的方程圆的方程由圆心、半径决定，因此求出圆心和半径即可写出圆的标准方程． 2．待定系数法求圆的方程(圆心(a ，b)、半径为r)特殊位置 标准方程 圆心在x 轴上 (x －a)2＋y 2＝r 2 圆心在y 轴上 x 2＋(y －b)2＝r 2 与x 轴相切 (x －a)2＋(y －b)2＝b 2 与y 轴相切(x －a)2＋(y －b)2＝a 23.利用圆的性质求方程求圆的方程时，可以利用圆的性质求圆心、半径，如弦的垂直平分线过圆心，过切点垂直于切线的直线过圆心等．类型二点与圆的位置关系的判断(数学抽象、数学运算)1．点P(m，5)与圆x2＋y2＝24的位置关系是( )A．在圆外 B．在圆内C．在圆上 D．不确定【解析】选A.把P(m，5)代入x2＋y2＝24，得m2＋25>24，所以点P在圆外．2．已知圆的方程是(x－2)2＋(y－3)2＝4，则点P(3，2)满足( )A．是圆心B．在圆上C．在圆内D．在圆外【解析】选C.因为(3－2)2＋(2－3)2＝2＜4，所以点P(3，2)在圆内．3．点(1，1)在圆(x＋2)2＋y2＝m上，则圆的方程是________．【解析】因为点(1，1)在圆(x＋2)2＋y2＝m上，故(1＋2)2＋12＝m，所以m＝10.则圆的方程为(x＋2)2＋y2＝10.答案：(x＋2)2＋y2＝10.4．已知点A(1，2)不在圆C：(x－a)2＋(y＋a)2＝2a2的内部，求实数a的取值范围．【解析】由题意知，点A在圆C上或圆C的外部，所以(1－a)2＋(2＋a)2≥2a2，所以2a＋5≥0，所以a≥－52.因为a≠0，所以a的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫－52，0∪(0，＋∞).【思路导引】1.将点P的坐标代入圆的方程，看方程的等于号变成了什么符号，然后进行判断．2．验证点P与圆心的距离与半径之间的关系．3．将点的坐标代入圆的方程，解方程即可得出m的值，进而得方程．4．不在圆的内部，即在圆上或圆外．点与圆位置关系的判断与应用(1)位置关系的判断：①几何法：判断点到圆心的距离与半径的大小；②代数法：将点的坐标代入圆的方程左边，判断与r 2的大小． (2)位置关系的应用：代入点的坐标，利用不等式求参数的范围．【补偿训练】1.若点(3，a)在圆x 2＋y 2＝16的内部，则a 2的取值范围是( ) A ．[0，7) B ．(－∞，7) C ．{7}D ．(7，＋∞)【解析】选A.由点在圆的内部，得9＋a 2<16得a 2<7，又a 2≥0，所以0≤a 2<7. 2．若点(2a ，a －1)在圆x 2＋(y －1)2＝5的内部，则a 的取值范围是( ) A ．(－1，1) B ．(0，1) C ．⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，15 D ．⎝ ⎛⎭⎪⎫－15，1【解析】选D.因为点(2a ，a －1)在圆的内部，所以d ＝（2a ）2＋（a －2）2 ＝4a 2＋a 2－4a ＋4 ＝5a 2－4a ＋4 ＜ 5 ， 解得－15 ＜a ＜1，所以a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫－15，1 .3．若点A(a ＋1，3)在圆C ：(x －a)2＋(y －1)2＝m 外，则实数m 的取值范围是( ) A ．(0，＋∞) B ．(－∞，5) C ．(0，5)D ．[0，5]【解析】选C.由题意，得(a ＋1－a)2＋(3－1)2>m ，即m<5， 又由圆的方程知m>0，所以0<m<5.类型三 与圆有关的最值问题(数学抽象、数学运算)角度1 与几何意义有关的最值问题【典例】已知x 和y 满足(x ＋1)2＋y 2＝14，试求x 2＋y 2的最值．【思路导引】首先由条件观察x 、y 满足的条件，然后分析x 2＋y 2的几何意义，求出其最值． 【解析】由题意知，x 2＋y 2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得最大值和最小值时，其平方也相应取得最大值和最小值．原点O(0，0)到圆心C(－1，0)的距离d ＝1，故圆上的点到坐标原点的最大距离为1＋12 ＝32 ，最小距离为1－12 ＝12.因此x2＋y2的最大值和最小值分别为94，14.1．本例条件不变，试求yx的取值范围．【解析】设k＝yx，变形为k＝y－0x－0，此式表示圆上一点(x, y)与点(0, 0)连线的斜率，由k＝yx，可得y＝kx，此直线与圆有公共点，圆心到直线的距离d≤r，即|－k|k2＋1≤12，解得－33≤k≤33.即yx的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤－33，33.2．本例条件不变，试求x＋y的最值．【解析】令y＋x＝b并将其变形为y＝－x＋b，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，此时有|－1－b|2＝12，解得b＝±22－1，即最大值为22－1，最小值为－22－1.角度2 距离的最值问题【典例】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．6 B．4 C．3 D．2【解析】选B.|PQ|的最小值为圆心到直线的距离减去半径长．因为圆的圆心为(3，－1)，半径长为2，所以|PQ|的最小值为3－(－3)－2＝4.2．已知圆O的方程为(x－3)2＋(y－4)2＝25，则点M(2，3)到圆上的点的距离的最大值为________．【解析】由题意知，点M在圆O内，O为圆心，MO的延长线与圆O的交点到点M(2，3)的距离最大，最大距离为（2－3）2＋（3－4）2＋5＝5＋ 2 .答案：5＋ 2【思路导引】1.转化为圆心到直线x＝－3的距离减去半径；2．转化为M到圆心的距离加半径．1．与圆有关的最值问题的常见类型及解法(1)形如u＝y－bx－a形式的最值问题，可转化为过点(x, y)和(a, b)的动直线斜率的最值问题．(2)形如l＝ax＋by形式的最值问题，可转化为动直线y＝－abx＋lb在y轴上的截距的最值问题．(3)形如(x－a)2＋(y－b)2形式的最值问题，可转化为动点(x, y)到定点(a, b)的距离的平方的最值问题．2．求圆外一点到圆的最大距离和最小距离的方法采用几何法，先求出该点到圆心的距离，再加上或减去圆的半径，即可得距离的最大值或最小值．1．圆(x－1)2＋(y－1)2＝1上的点到直线x－y＝2的距离的最大值是( )A．2 B．1＋ 2 C．2＋22D．1＋2【解析】选B.圆(x－1)2＋(y－1)2＝1的圆心为(1，1)，圆心到直线x－y＝2的距离为 2 ，圆心到直线的距离加上半径就是圆上的点到直线的最大距离，即最大距离为1＋ 2 .2．若实数x，y满足(x＋5)2＋(y－12)2＝142，则x2＋y2的最小值为( )A．2 B．1 C．0 D．－1【解析】选B.x2＋y2表示圆上的点(x，y)与(0，0)间距离的平方，由几何意义可知最小值为(14－13)2＝1.3．如果实数x，y满足(x－2)2＋y2＝3，求yx的最大值和最小值．【解析】方法一：如图，当过原点的直线l与圆(x－2)2＋y2＝3相切于上方时yx最大，过圆心A(2，0)作切线l的垂线交于B，在Rt△ABO中，OA＝2，AB＝ 3 .所以切线l的倾斜角为60°，所以yx的最大值为 3 .同理可得yx的最小值为－ 3 .方法二：令yx＝n，则y＝nx与(x－2)2＋y2＝3联立，消去y得(1＋n2)x2－4x＋1＝0，Δ＝(－4)2－4(1＋n2)≥0，即n2≤3，所以－ 3 ≤n≤ 3 ，即yx的最大值和最小值分别为 3 ，－ 3 .【补偿训练】1.已知圆C的圆心为C(x0，x)，且过定点P(4，2).(1)求圆C的标准方程．(2)当x为何值时，圆C的面积最小？求出此时圆C的标准方程．【解析】(1)设圆C的标准方程为(x－x0)2＋(y－x)2＝r2(r≠0).因为圆C过定点P(4，2)，所以(4－x0)2＋(2－x)2＝r2(r≠0).所以r2＝2x2－12x＋20.所以圆C的标准方程为(x－x0)2＋(y－x)2＝2x2－12x＋20.(2)因为(x－x0)2＋(y－x)2＝2x2－12x＋20＝2(x－3)2＋2，所以当x＝3时圆C的半径最小，则圆C的面积最小．此时圆C的标准方程为(x－3)2＋(y－3)2＝2.2．已知实数x，y满足方程x2＋(y－1)2＝14，求（x－2）2＋（y－3）2的取值范围．【解析】（x－2）2＋（y－3）2可以看成圆上的点P(x，y)到A(2，3)的距离．圆心C(0，1)到A(2，3)的距离为d＝（0－2）2＋（1－3）2＝2 2 ，由图可知，圆上的点P(x ，y)到A(2，3)的距离的范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤22－12，22＋12 .即（x －2）2＋（y －3）2 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤22－12，22＋12 .。
第4章 4.1 4.1.1 圆的标准方程
4.1.1圆的标准方程1．圆的标准方程(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，定点称为圆心，定长称为圆的半径．(2)确定圆的基本要素是圆心和半径，如图所示．(3)圆的标准方程：圆心为A(a，b)，半径长为r的圆的标准方程是(x－a)2＋(y－b)2＝r2．当a＝b＝0时，方程为x2＋y2＝r2，表示以圆点O为圆心、半径为r的圆．思考：平面内确定圆的要素是什么？2. 点与圆的位置关系圆的标准方程为(x－a)2＋(y－b)2＝r2，圆心A(a，b)，半径为r.设所给点为M(x0，y0)，则位置关系判断方法几何法代数法点在圆上│MA│＝r⇔点M在圆A上点M(x0，y0)在圆上⇔(x0－a)2＋(y0－b)2＝r2点在圆内│MA│<r⇔点M在圆A内点M(x0，y0)在圆内⇔(x0－a)2＋(y0－b)2＜r2点在圆外│MA│>r⇔点M在圆A外点M(x0，y0)在圆外⇔(x0－a)2＋(y0－b)2＞r21．圆(x－2)2＋(y＋3)2＝2的圆心和半径分别是()A．(－2，3)，1 B．(2，－3)，3 C．(－2，3)， 2 D．(2，－3)， 22．以原点为圆心，2为半径的圆的标准方程是()A．x2＋y2＝2 B．x2＋y2＝4 C．(x－2)2＋(y－2)2＝8 D．x2＋y2＝ 23．点P(m，5)与圆x2＋y2＝24的位置关系是()A．在圆外B．在圆内C．在圆上D．不确定4．点(1，1)在圆(x＋2)2＋y2＝m上，则圆的方程是________．求圆的标准方程【例1】求过点A(1，－1)，B(－1，1)且圆心在直线x＋y－2＝0上的圆的方程．确定圆的方程的方法：确定圆的标准方程就是设法确定圆心C(a，b)及半径r，其求解的方法：一是待定系数法，如法一，建立关于a，b，r的方程组，进而求得圆的方程；二是借助圆的几何性质直接求得圆心坐标和半径，如法二、法三．一般地，在解决有关圆的问题时，有时利用圆的几何性质作转化较为简捷．1．求下列圆的标准方程：(1)圆心是(4，0)，且过点(2，2)；(2)圆心在y 轴上，半径为5，且过点(3，－4)；(3)过点P (2，－1)和直线x －y ＝1相切，并且圆心在直线y ＝－2x 上．命题角度1 直接法求圆的标准方程例1 (1)已知圆C 的圆心在x 轴的正半轴上，点M (0，5)在圆C 上，且圆心到直线2x －y ＝0的距离为455，则圆C 的方程为________．(2)与y 轴相切，且圆心坐标为(－5，－3)的圆的标准方程为________．反思与感悟 (1)确定圆的标准方程只需确定圆心坐标和半径，因此用直接法求圆的标准方程时，要首先求出圆心坐标和半径，然后直接写出圆的标准方程．(2)确定圆心和半径时，常用到中点坐标公式、两点间距离公式，有时还用到平面几何知识，如“弦的中垂线必过圆心”“两条弦的中垂线的交点必为圆心”等．跟踪训练1 以两点A (－3，－1)和B (5,5)为直径端点的圆的方程是( )A ．(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命题角度2 待定系数法求圆的标准方程例2 求经过点P (1,1)和坐标原点，并且圆心在直线2x ＋3y ＋1＝0上的圆的方程．反思与感悟 待定系数法求圆的标准方程的一般步骤跟踪训练2 已知△ABC 的三个顶点坐标分别为A (0,5)，B (1，－2)，C (－3，－4)，求该三角形的外接圆的方程．点与圆的位置关系【例2】 已知圆心为点C (－3，－4)，且经过原点，求该圆的标准方程，并判断点P 1(－1，0)，P 2(1，－1)，P 3(3，－4)和圆的位置关系．例3 (1)点P (m 2，5)与圆x 2＋y 2＝24的位置关系是( )A ．点P 在圆内B ．点P 在圆外C ．点P 在圆上D ．不确定(2)已知点M (5a ＋1，a )在圆(x －1)2＋y 2＝26的内部，则a 的取值范围是_________．1．判断点与圆的位置关系的方法(1)只需计算该点与圆的圆心距离，与半径作比较即可；(2)把点的坐标代入圆的标准方程，判断式子两边的符号，并作出判断．2．灵活运用若已知点与圆的位置关系，也可利用以上两种方法列出不等式或方程，求解参数范围．2．已知点A (1，2)不在圆C ：(x －a )2＋(y ＋a )2＝2a 2的内部，求实数a 的取值范围．跟踪训练3 已知点(1,1)在圆(x －a )2＋(y ＋a )2＝4的外部，则a 的取值范围是________．与圆有关的最值问题[探究问题]1．怎样求圆外一点到圆的最大距离和最小距离？2．若点P (x , y )是圆C ：(x －2)2＋(y ＋2)2＝1上的任一点，如何求点P 到直线x －y ＝0的距离的最大值和最小值？【例3】 已知x 和y 满足(x ＋1)2＋y 2＝14，试求x 2＋y 2的最值．1．本例条件不变，试求y x的取值范围．2．本例条件不变，试求x ＋y 的最值．与圆有关的最值问题的常见类型及解法： (1)形如u ＝y －b x －a形式的最值问题，可转化为过点(x , y )和(a , b )的动直线斜率的最值问题． (2)形如l ＝ax ＋by 形式的最值问题，可转化为动直线y ＝－a b x ＋l b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(x , y )到定点(a , b )的距离的平方的最值问题．例4 已知实数x ，y 满足方程(x －2)2＋y 2＝3，求y x的最大值和最小值．引申探究1．若本例条件不变，求y －x 的最大值和最小值．2．若本例条件不变，求x 2＋y 2的最大值和最小值．反思与感悟 与圆有关的最值问题，常见的有以下几种类型(1)形如u ＝y －b x －a形式的最值问题，可转化为过点(x ，y )和(a ，b )的动直线斜率的最值问题． (2)形如l ＝ax ＋by 形式的最值问题，可转化为动直线y ＝－a b x ＋l b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(x ，y )到定点(a ，b )的距离的平方的最值问题．跟踪训练4 已知x 和y 满足(x ＋1)2＋y 2＝14，试求： (1)x 2＋y 2的最值；(2)x ＋y 的最值．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 (x 0，y 0)在圆C 上⇔(x 0－a )2＋(y 0－b )2＝r 2；点P (x 0，y 0)在圆C 内⇔(x 0－a )2＋(y 0－b )2<r 2；点P (x 0，y 0)在圆C 外⇔(x 0－a )2＋(y 0－b )2>r 2.2．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)待定系数法．(2)直接法．一、选择题1．圆(x ＋1)2＋(y －2)2＝4的圆心与半径分别为( )A ．(－1,2)，2B ．(1，－2)，2C ．(－1,2)，4D ．(1，－2)，42．已知一圆的圆心为点A (2，－3)，一条直径的端点分别在x 轴和y 轴上，则圆的标准方程为( )A ．(x ＋2)2＋(y －3)2＝13B ．(x －2)2＋(y ＋3)2＝13C ．(x －2)2＋(y ＋3)2＝52D ．(x ＋2)2＋(y －3)2＝523．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( )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＝44．点(5a ＋1,12a )在圆(x －1)2＋y 2＝1的内部，则实数a 的取值范围是( )A ．|a |＜1B ．a ＜13C ．|a |＜15D ．|a |＜1135．若圆心在x 轴上，半径为5的圆C 位于y 轴左侧，且与直线x ＋2y ＝0相切，则圆C 的标准方程为( )A ．(x －5)2＋y 2＝5B ．(x ＋5)2＋y 2＝5C ．(x －5)2＋y 2＝5D ．(x ＋5)2＋y 2＝56．若直线y ＝ax ＋b 通过第一、二、四象限，则圆(x ＋a )2＋(y ＋b )2＝1的圆心位于( )A ．第一象限B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限7．已知圆C 与圆(x －1)2＋y 2＝1关于直线y ＝－x 对称，则圆C 的标准方程为( )A ．(x ＋1)2＋y 2＝1B ．x 2＋y 2＝1C ．x 2＋(y ＋1)2＝1D ．x 2＋(y －1)2＝18．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 ．4C ．3D ．2二、填空题9．若圆C 与圆M ：(x ＋2)2＋(y －1)2＝1关于原点对称，则圆C 的标准方程为________．10．圆O 的方程为(x －3)2＋(y －4)2＝25，则点(2,3)到圆上的最大距离为________．11．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________________________．12．若实数x ，y 满足x 2＋y 2＝1，则y －2x －1的最小值是______． 三、解答题13．求过点A (1,2)和B (1,10)且与直线x －2y －1＝0相切的圆的标准方程．四、探究与拓展14．设P(x，y)是圆C：(x－2)2＋y2＝1上任意一点，则(x－5)2＋(y＋4)2的最大值为() A．6 B．25 C．26 D．3615．已知x，y满足x2＋(y＋4)2＝4，求(x＋1)2＋(y＋1)2的最大值与最小值．。
人教高中数学 必修二 4.1.1圆的标准方程(公开课教案)
《4.1.1 圆的标准方程》教案
授课时间：授课地点：授课教师：
一、教材分析:圆是解析几何中一类重要的曲线，是在学生学习了直线与方程的基础知识之后，知道了在直角坐标系中通过建立方程可以达到研究图形性质，圆的标准方程正是这一知识运用的延续，在学习中使学生进一步体会数形结合的思想，形成用代数方法解决几何问题的能力，是进一步学习圆锥曲线的基础。
对于知识的后续学习，具有相当重要的意义.
二、教学目标：
1、知识与技能：①掌握圆的标准方程，能根据圆心、半径写出圆的标准方程;反之，
会根据圆的标方程，求圆心和半径;
②会判断点和圆的位置关系;
③会用待定系数法和几何法求圆的标准方程;
2、过程与方法：进一步培养学生能用解析法研究几何问题的能力，渗透数形结合思
想，通过圆的标准方程解决实际问题的学习，注意培养学生观察问
题、发现问题和解决问题的能力.
3、情感态度和价值观：通过运用圆的知识解决实际问题的学习，从而激发学生学习
数学的热情和兴趣.
三、内容分析：
重点：圆的标准方程的求法及其应用
难点：会根据不同的已知条件求圆的标准方程
四、教具学具的选择：多媒体、圆规、直尺、课件.
五、教学方法：采用“问题－探究”教学法.
六、教学过程：。
《圆的标准方程》教学方案
《圆的标准方程》教学方案《《圆的标准方程》教学方案》这是优秀的教学设计文章，希望可以对您的学习工作中带来帮助！作业内容4.1 圆的方程4.1.1 圆的标准方程学习目标1.会推导圆的标准方程.2.能运用圆的标准方程正确地求出其圆心和半径.3.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.4.体会数形结合思想,初步形成代数方法处理几何问题能力.能根据不同的条件,利用待定系数法求圆的标准方程.学习过程一、设计问题,创设情境前面我们已经学习过直线方程,初中也学习过圆的一些知识,请同学们思考:问题1:在平面直角坐标系中,两点能确定一条直线,一点和直线的倾斜角也能确定一条直线.那么在平面直角坐标系中确定一个圆的几何要素是什么呢?问题2:根据前面我们所学的直线方程的知识,应该怎样确立圆的方程呢?二、学生探索,尝试解决若设圆的圆心坐标为A(a,b),半径为r(其中a,b,r都是常数,r>0),试求圆的方程.三、信息交流,揭示规律1.在直角坐标系中,当与确定后,圆就唯一确定了,因此,确定圆的基本要素是.2.在平面直角坐标系中,若一个圆的圆心A(a,b),半径长为r,则圆的标准方程为.推导的步骤是.若点M(x0,y0)在圆(x-a)2+(y-b)2=r2上,则点M的坐标就适合方程,即;反之,若点M的坐标适合方程,这就说明与的距离为r,即点M在圆心为A的圆上.3.圆心在坐标原点,半径为r的圆的方程为.4.若点P(x0,y0)在圆x2+y2=r2内,则满足条件;若点P(x0,y0)在圆x2+y2=r2外,则满足条件;同理,若点P(x0,y0)在圆(x-a)2+(y-b)2=r2内,则满足条件;若点P(x0,y0)在圆(x-a)2+(y-b)2=r2外,则满足条件.5.△ABC外接圆的圆心即为外心,即的交点.四、运用规律,解决问题6.写出下列各圆的标准方程:(1)圆心在原点,半径为3.(2)圆心为(2,3),半径为.(3)经过点(5,1),圆心在(8,-3).7.根据圆的方程写出圆心和半径:(1)(x-2)2+(y-3)2=5;(2)(x+2)2+y2=(-2)2.8.写出圆心为A(2,-3),半径长等于5的圆的方程,并判断点M1(5,-7),M2(-,-1)是否在这个圆上.总结规律:(试总结如何判断“点与圆的位置关系”)9.△ABC的三个顶点的坐标分别为A(5,1),B(7,-3),C(2,-8),求它的外接圆的方程.总结规律:(试总结如何根据题设条件求圆的标准方程,是用的什么方法?)10.已知圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,-2),且圆心C在直线l:x-y+1=0上,求圆心为C的圆的标准方程.总结规律:(试总结如何根据题设条件求圆的标准方程,是用的什么方法?)五、变练演编,深化提高同学们仿照上述例题,自己试着编几道写、求圆的标准方程,或判断点与圆的位置关系的题目.六、信息交流,教学相长(请同学们把你编写的较为典型的题目选几个写在下面)七、反思小结,观点提炼1.圆的标准方程:(x-a)2+(y-b)2=r22.求圆的标准方程的方法:待定系数法.3.要求一个圆的标准方程,需要三个条件:圆心的横坐标、纵坐标和半径.4.点与圆的位置关系:点在圆上,点在圆外,点在圆内.《圆的标准方程》教学方案这篇文章共3331字。
圆的方程中的典型问题与方法：圆的方程中的典型问题与方法——4.1.1圆的标准方程
2 2 2
则圆的标准方程为(x－4)2＋(y＋1)2＝10. (2)由已知可设圆的标准方程为 x2＋(y－b)2＝25，则 32＋(－4－b)2＝25， 解得 b＝0 或 b＝－8， 则圆的标准方程为 x2＋y2＝25 或 x2＋(y＋8)2＝25. (3)由已知设所求圆的标准方程为(x－a)2＋y2＝r2，
)Байду номын сангаас
故圆的标准方程为(x－2)2＋(y＋3)2＝13. 3．点 P(m2，5)与圆 x2＋y2＝24 的位置关系是( ) A．在圆内 B．在圆外 C．在圆上 D．不确定 4 2 2 2 解析：选 B．由 m ＋25>24 可知，点 P(m ，5)在圆 x ＋y ＝24 的外部． 4．(2014· 滨州调研)已知圆 C 经过 A(5，2)，B(－1，4)两点，圆心在 x 轴上，则圆 C 的标准方程是( A．(x－2)2＋y2＝13 B．(x＋2)2＋y2＝17 C．(x＋1)2＋y2＝40 D．(x－1)2＋y2＝20 解析：选 D．∵圆心在 x 轴上，∴设圆心坐标为 C(a，0)． 又∵圆 C 经过 A(5，2)，B(－1，4)两点， ∴半径 r＝|AC|＝|BC|，可得 （a－5）2＋（－2）2＝ （a＋1）2＋（－4）2， 解之得 a＝1，可得半径 r＝ （a－5）2＋（－2）2＝ 20， ∴圆 C 的标准方程是(x－1)2＋y2＝20. 5．圆(x－1)2＋y2＝1 的圆心到直线 y＝ 1 A． 2 B． 3 2 C．1 3 x 的距离为( 3 D． 3 ) )
2．用待定系数法求圆的标准方程 例 2 △ABC 的三个顶点的坐标分别是 A(5，1)，B(7，－3)，C(2，－8)，求它的外接圆的标准方程． (链接教材 P119 例 2) [解析] 设所求圆的标准方程是(x－a)2＋(y－b)2＝r2，① 因为 A(5，1)，B(7，－3)，C(2，－8)都在圆上， 所以它们的坐标都满足方程①， （5－a） ＋（1－b） ＝r a＝2 2 2 2 于是（7－a） ＋（－3－b） ＝r ，解此方程组，得b＝－3， （2－a）2＋（－8－b）2＝r2 r2＝25 所以△ABC 的外接圆的标准方程是：(x－2)2＋(y＋3)2＝25. 【方法归纳】待定系数法求圆的标准方程的一般步骤： (1)设：设所求圆的标准方程为(x－a)2＋(y－b)2＝r2； (2)列：由已知条件，建立关于 a，b，r 的方程组； (3)解：解方程组，求出 a，b，r； (4)代：将 a，b，r 代入所设方程，得所求圆的标准方程． 【跟踪练习】 2．求下列圆的标准方程： (1)圆心是(4，－1)，且过点(5，2)； (2)圆心在 y 轴上，半径长为 5，且过点(3，－4)； (3)求过两点 C(－1，1)和 D(1，3)，圆心在 x 轴上的圆的标准方程． 解：(1)设圆的标准方程为(x－a)2＋(y－b)2＝r2，
高中数学第四章圆与方程4.1.1圆的标准方程练习(含解析)新人教A版必修2
4.1.1圆的标准方程A组1.圆(x-2)2+(y+3)2=2的圆心和半径分别为()A.(-2,3),1B.(2,-3),3C.(-2,3),D.(2,-3),答案:D2.已知圆的方程是(x-2)2+(y-3)2=4,则点P(3,2) ()A.是圆心B.在圆上C.在圆内D.在圆外解析:∵(3-2)2+(2-3)2=2<4,∴点P在圆内.答案:C3.函数y=的图象是()A.一条射线B.一个圆C.两条射线D.半圆弧解析:y=可化为x2+y2=9(y≥0),所以y=的图象是半圆弧.答案:D4.已知一圆的圆心为点A(2,-3),一条直径的两个端点分别在x轴和y轴上,则此圆的方程是()A.(x-2)2+(y+3)2=13B.(x+2)2+(y-3)2=13C.(x-2)2+(y+3)2=52D.(x+2)2+(y-3)2=52解析:设该直径的两个端点分别为P(a,0),Q(0,b),则A(2,-3)是线段PQ的中点,故P(4,0),Q(0,-6),圆的半径r=|PA|=.所以圆的方程为(x-2)2+(y+3)2=13.答案:A5.若P(2,-1)为圆C:(x-1)2+y2=25的弦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解析:由题意知圆心为C(1,0).由圆的几何性质,得AB⊥CP,k CP=-1,∴k AB=1.∴直线AB的方程为y+1=x-2,即x-y-3=0.答案:A6.与圆(x-2)2+(y+3)2=16同心,且过点P(-1,1)的圆的方程是.解析:由已知得,所求圆的圆心为(2,-3).又该圆过点P(-1,1),则所求圆的半径r==5.所以,所求圆的方程为(x-2)2+(y+3)2=25.答案:(x-2)2+(y+3)2=257.圆心在y轴上,半径为1,且过点(1,2)的圆的方程为.解析:设圆心(0,b),圆的方程为(x-0)2+(y-b)2=1,把(1,2)代入得12+(2-b)2=1,∴b=2.∴圆的方程为x2+(y-2)2=1.答案:x2+(y-2)2=18.已知点A(8,-6)与圆C:x2+y2=25,P是圆C上任意一点,则|AP|的最小值是.解析:由于82+(-6)2=100>25,故点A在圆外,从而|AP|的最小值为-5=10-5=5.答案:59.已知圆心在x轴上的圆C与x轴交于两点A(1,0),B(5,0),求圆的标准方程.解:线段AB的垂直平分线方程为x=3,又圆心在x轴上,所以圆心坐标为(3,0),半径r=2,所以圆的标准方程为(x-3)2+y2=4.10.已知圆C的标准方程为(x-5)2+(y-6)2=a2(a>0).(1)若点M(6,9)在圆上,求半径a;(2)若点P(3,3)与Q(5,3)有一点在圆内,另一点在圆外,求a的取值范围.解:(1)∵点M(6,9)在圆上,∴(6-5)2+(9-6)2=a2,即a2=10.又a>0,∴a=.(2)∵|PC|=,|QC|==3,|PC|>|QC|,故点P在圆外,点Q在圆内,∴3<a<.11.求圆(x+2)2+(y-6)2=1关于直线3x-4y+5=0的对称图形的方程.解:设圆心坐标为(a,b),则有解得故圆的方程为(x-4)2+(y+2)2=1.B组1.已知圆(x-a)2+(y-1)2=2a(0<a<1),则原点O在()A.圆内B.圆外C.圆上D.圆上或圆外解析:将O(0,0)代入圆的方程可得a2+1>2a(0<a<1),即原点在圆外.答案:B2.若圆心在x轴上,半径为的圆C位于y轴左侧,且与直线x+2y=0相切,则圆C的方程是()A.(x-)2+y2=5B.(x+)2+y2=5C.(x-5)2+y2=5D.(x+5)2+y2=5解析:如图,设圆心C(a,0),则圆心C到直线x+2y=0的距离为,解得a=-5或a=5(舍去),∴圆心是(-5,0).即圆的方程是(x+5)2+y2=5.答案:D3.已知圆O:x2+y2=1,点A(-2,0)及点B(2,a),从A点观察B点,要使视线不被圆C挡住,则实数a的取值范围是()A.(-∞,-1)∪(-1,+∞)B.(-∞,-2)∪(2,+∞)C.D.(-∞,-4)∪(4,+∞)解析:(法一)(直接法)写出直线方程,将直线与圆相切转化为点到直线的距离来解决.过A,B两点的直线方程为y=x+,即ax-4y+2a=0,令d==1,化简后,得3a2=16,解得a=±.再进一步判断便可得到正确答案为C.(法二)(数形结合法)如图,在Rt△AOC中,由|OC|=1,|AO|=2,可求出∠CAO=30°.在Rt△BAD中,由|AD|=4,∠BAD=30°,可求得BD=,再由图直观判断,故选C.答案:C4.已知圆C经过A(5,1),B(1,3)两点,圆心在x轴上,则圆C的方程为.解析:设圆心坐标为(a,0),易知,解得a=2.所以圆心为(2,0),半径长为,所以圆C的方程为(x-2)2+y2=10.答案:(x-2)2+y2=105.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,为半径的圆的方程是.解析:将直线方程整理为(x+1)a-(x+y-1)=0,可知直线恒过点(-1,2),从而所求圆的方程为(x+1)2+(y-2)2=5.答案:(x+1)2+(y-2)2=56.一束光线从点A(-1,1)出发,经x轴反射到圆C:(x-2)2+(y-3)2=1上,则最短路程是.解析:由题意,得最短路程即为A'(-1,-1)与圆上点的最近距离,故d min=|A'C|-1=5-1=4.答案:47.已知点A(1,2)和圆C:(x-a)2+(y+a)2=2a2,试分别求满足下列条件的实数a的取值范围:(1)点A在圆的内部;(2)点A在圆上;(3)点A在圆的外部.解:(1)∵点A在圆的内部,∴(1-a)2+(2+a)2<2a2,即2a+5<0,解得a<-.故a的取值范围是.(2)将点A(1,2)坐标代入圆的方程,得(1-a)2+(2+a)2=2a2,解得a=-.(3)∵点A在圆的外部,∴(1-a)2+(2+a)2>2a2,即2a+5>0,解得a>-.故a的取值范围是.8.若圆C经过坐标原点,且圆心在直线y=-2x+3上运动,求当半径最小时圆的方程.解法一:设圆心坐标为(a,-2a+3),则圆的半径r==.当a=时,r min=.故所求圆的方程为.解法二:易知,圆的半径的最小值就是原点O到直线y=-2x+3的距离.如图,此时r=.设圆心为(a,-2a+3),则,解得a=,从而圆心坐标为.故所求圆的方程为.。
第四章 4.1.1圆的标准方程
问题 4 如果把圆看成是点的集合， M(x， y)为这个圆上任意一点，
用坐标表示点 M 适合的条件并化简将得到什么等式？
|MA|＝r，由两点间的距离公式，得 x－a2＋y－b2 ＝r，
答
Байду номын сангаас
化简可得：(x－a)2＋(y－b)2＝r2.
问题 6
如何说明(x－a)2＋(y－b)2＝r2 就是圆心坐标为 A(a， b)，
设圆的圆心坐标为 A(a，b)，半径为 r(其中 a、b、r 都
是常数，r＞0)．设 M(x，y)为这个圆上任意一点，那么点 M 满足的条件是什么？ 答 |MA|＝r.
研一研·问题探究、课堂更高效
那么圆心为 A 的圆如何表示？ 答 P＝{M||MA|＝r}．
问题 5
本 课 时 栏 目 开 关
4.1.1
练一练·当堂检测、目标达成落实处
4.1.1
2．已知以点 A(2，－3)为圆心，半径长等于 5 的圆 O，则点 M(5，－7)与圆 O 的位置关系是
本 课 时 栏 目 开 关
( B )
A．点在圆内 C．点在圆外
B．点在圆上 D．无法判断
解析 点 M(5，－7)到圆心 A(2，－3)的距离为 5，恰好等 于半径长，故点在圆上．
写出圆心为 A(2，－3)，半径长等于 5 的圆的方程，并
判断点 M1(5，－7)，M2(－ 5，－1)是否在这个圆上． 解 圆心是 A(2，－3)，半径长等于 5 的圆的标准方程是(x－
2)2＋(y＋3)2＝25.把点 M1(5，－7)的坐标代入方程(x－2)2＋(y
本 课 时 栏 目 开 关
＋3)2＝25，左右两边相等，点 M1 的坐标适合圆的方程，所以 点 M1 在这个圆上；把点 M2(－ 5，－1)的坐标代入方程(x－ 2)2＋(y＋3)2＝25，左右两边不相等，点 M2 的坐标不适合圆的 方程，所以点 M2 不在这个圆上． 小结 判断点与圆的位置关系，通常用两种方法，一种是利 用点与圆心的距离 d 与半径 r 的大小关系来判定， d＞r 时， 当 点在圆外；当 d＝r 时，点在圆上；当 d＜r 时，点在圆内．另 一种方法是把点 P(x0，y0)代入圆的方程．若(x－x0)2＋(y－y0)2 ＞r2，则点 P 在圆外；若(x－x0)2＋(y－y0)2＝r2，则点 P 在圆 上；若(x－x0)2＋(y－y0)2＜r2，则点 P 在圆内，这种方法实质 上就是第一种方法的另外一种表达形式．
高考数学第四章圆与方程4.1.1圆的标准方程课件新人教A版必修2ppt版本
解析答案
谢谢
2019/11/13
答案
(2)代数法：可利用圆C的标准方程(x－a)2＋(y－b)2＝r2来确定： 点M(m，n)在 圆C上 ⇔(m－a)2＋(n－b)2＝r2； 点M(m，n)在 圆C外 ⇔(m－a)2＋(n－b)2>r2； 点M(m，n)在 圆C内 ⇔(m－a)2＋(n－b)2<r2. 思考 确定点与圆的位置关系的关键是什么？
自主学习
(x－a)2＋(y－b)2＝r2 x2＋y2＝r2
答案
思考 方程(x－a)2＋(y－b)2＝m2一定表示圆吗？ 答 不一定.当m＝0时表示点(a，b)，当m≠0时，表示圆.
答案
知识点二 点与圆的位置关系 点与圆有三种位置关系，即点在圆外、点在圆上、点在圆内，判断点与 圆的位置关系有两种方法： (1)几何法：将所给的点M与圆心C的距离跟半径r比较： 若|CM|＝r，则点M在 圆上； 若|CM|>r，则点M在 圆外； 若|CM|<r，则点M在 圆内.
反思与感悟
解析答案
跟踪训练2 若点(1，1)在圆(x－a)2＋(y＋a)2＝4的内部，则a的取值范围 是( A ) A.－1＜a＜1 B.0＜a＜1 C.a＜－1或a＞1 D.－1＜a＜0 解析 直接利用点与圆的位置关系来判断. ∵点(1，1)在圆的内部， ∴(1－a)2＋(1＋a)2＜4. 解得－1＜a＜1.
解析答案
题型二 点与圆的位置关系的判断 例2 已知点A(1，2)不在圆C：(x－a)2＋(y＋a)2＝2a2的内部，求实数a的 取值范围. 解 由题意，得点A在圆C上或圆C的外部， ∴(1－a)2＋(2＋a)2≥2a2， ∴2a＋5≥0， ∴a 的取值范围是－52，0∪(0，＋∞). 解 由已知，得 C(3，0)，r＝|A2B|＝2，
4.1.1圆的标准方程
1.圆的标准方程： 设圆心坐标为A(a,b)，圆上任 意一点M(x,y)，则|MA|=r，即： y r A o x M
√(x-a)2+(y-b)2=r
பைடு நூலகம்
(x-a)2+(y-b)2=r2
特别地，当圆心为坐标原点时， 圆的方程为：
x2+y2=r2
2.点与圆的位置关系：
设平面内任意一点坐标为A(x0,y0)，则圆C的圆心 坐标为O(a,b)，圆半径为r，则： A
4.1.1 圆的标准方程
(1)在平面直角坐标系中，两点确定 一条直线，一点和倾斜角也确定一条 直线，那么在什么条件下可以确定一 个圆呢？ 圆心和半径
(2)直线可以用一个方程表示，圆也可以用一个方程来 表示，怎样建立圆的方程呢? 建立平面直角坐标系 (3)若圆心坐标用A(a,b)表示,圆上有任意一点M(x,y),圆 的半径为r，如何列出等式？ |MA|=r
A O |OA|<r
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
点M在圆C内
A
O |OA|=r
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
点M在圆C上
O |OA|>r
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
点M在圆C外
例1 写出圆心为A（2，-3），半径长等于5的圆的方 程，并判断点M（5， -7），N（ 5 ，-1）是否在这 个圆上？ 例2 △ABC的三个顶点的坐标分别是 A（5，1），B （7，-3），C（2，-8），求它的外接圆的方程. 三角形的外心是三边中垂线的交点 例3 已知圆心为C的圆经过点A(1，1)和B(2，-2)， 且圆心C在直线l ：x-y+1=0上，求圆C的标准方程.
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例3
ABC的三个顶点的坐标分别 是A（ 5， 1 ）
B（ 7， 3），C（
2， 8）， 求它的外接圆的方程 。
分析:不在同一条直线上的三点可以确定一 个圆,三角形有唯一的外接圆.
那么如何求圆的方程呢?
关键是求圆心坐标和半径! 一般可用待定系数法去求.即设出圆心坐 标和半径,利用已知条件列出相应的方程,通 过解方程组求出圆心坐标和半径.
所以圆心为C的圆的标准方程是
( x 3) ( y 2) 25
2 2
思考:求三角形外接圆的两种方法. 小结:本节课主要学习了圆的标准方程及 如何求圆的标准方程,还有点和圆的位置 关系.
4.1 圆的方程
4.1.1圆的标准方程
思考:什么样的点集叫做圆？ 平面上到定点距离等于定长的点的集合（轨迹）是 圆。定点就是圆心，定长就是半径。
Ｐ＝｛Ｍ｜｜ＭＣ｜＝r ｝
一、建立圆的标准方程
求圆心为Ｃ（a ,b ），半径是r 的圆的方程。
如图（１），设M(x ,y )是 圆上任意一点，根据定义，点 Ｍ到圆心Ｃ的距离等于r ，所以 圆Ｃ就是集合 Ｐ＝｛Ｍ｜｜ＭＣ｜＝r ｝
l
A O C B X
又圆心C在直线上,因此圆心C 是直线 l与l '的交点， 半径长等于CA 或CB。
解:因为A(1,1),B(2,-2),所以线段
l
A O C B X
AB的中点D的
坐标为
3 1 ( , ) 2 2
k AB
直线AB的斜率为
2 1 3 2 1
因此线段AB的垂直平分线l’的方程是
二、圆的标准方程的应用
例1写出圆心为A（ 2， 3）， 半径长等于5的圆 的方程， 并判断点M（ 5， 7），N（ 是否在这个圆上 。 5， 1）
探究： 点M ( x0 , y0 )在圆内的条件是什么 ？ 在圆外的条件又是什么 ？
小结：P
( x0 , y )与圆
0
2
( x a)
2
2
2
( y b) r
y
r c o
M
x
2
② 方程②就是圆心为C (a ,b ),半径为r 的圆的方程，我 们把它叫做圆的标准方程。
点Ｍ适合的条件可表示为: ①式两边平方，得 ( x a) ( y b) r
2
图⑴ (xa) ( y b) ＝r ①
2
2
a 0, b 0 ，那么 特别的，如果圆心在原点，这时 2 2 2 x y r 圆的方程是
1 1 3 y (x ) 2 3 2
即 x-3y-3=0
l
A O C B X
圆心C的坐标是方程组 X-3y-3=0 X-y+1=0
的解
解此方程组,得: X=-3 y=-2
C O
l
A X B
所以圆心C的坐标是(-3,-2). 圆心为C的圆的半径长
r AC (1 3) 2 (1 2) 2 5
2
2
的关系判断：
⑴ ( x0 a) ( y 0 b) r ，P在圆外，
⑵ ( x0 a) ( y 0 b) r ，P在圆上，
2
(3) ( x0 a) 2 ( y0 b) 2 r , P在圆内 。
例２
说出下列圆的圆心坐标和半径长：
⑴ x32 y 22 4 ; 2 2 ⑵ x4 y 2 7 ; ⑶ x y 1 16.
例3 已知圆心为C的圆经过点A(1,1)
和B(2,-2),且圆心C在直线l:x-y+1=0 上,求圆心为C的圆的标准方程.
分析:如图所示,确定一 个圆只须确定圆心位 置与半径大小. 圆心为C的圆经过点 A(1,1)和B(2,-2),由于圆 心C与A,B两点的距离 相等,所以圆心C在线段 ' AB的垂直平分线 l上 Y