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高一数学必修二《圆与方程》知识点整理
高一数学必修二《圆与方程》知识点整理一、标准方程()()222x a y b r -+-=1.求标准方程的方法——关键是求出圆心(),a b 和半径r①待定系数:往往已知圆上三点坐标,例如教材119P 例2 ②利用平面几何性质往往涉及到直线与圆的位置关系,特别是:相切和相交 相切:利用到圆心与切点的连线垂直直线 相交:利用到点到直线的距离公式及垂径定理2.特殊位置的圆的标准方程设法(无需记,关键能理解) 条件 方程形式 圆心在原点 ()2220x y r r +=≠ 过原点 ()()()2222220x a y b a bab -+-=++≠圆心在x 轴上 ()()2220x a y rr -+=≠ 圆心在y 轴上 ()()2220x y b rr +-=≠ 圆心在x 轴上且过原点 ()()2220x a y a a -+=≠ 圆心在y 轴上且过原点 ()()2220x y b bb +-=≠与x 轴相切 ()()()2220x a y b bb -+-=≠ 与y 轴相切 ()()()2220x a y b a a -+-=≠与两坐标轴都相切 ()()()2220x a y b a a b -+-==≠二、一般方程()2222040x y Dx Ey F D E F ++++=+->1.220Ax By Cxy Dx Ey F +++++=表示圆方程则22220004040A B A B C C D E AF D E F A A A ⎧⎪=≠=≠⎧⎪⎪⎪=⇔=⎨⎨⎪⎪+->⎩⎛⎫⎛⎫⎪+-⋅> ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎩ 2.求圆的一般方程一般可采用待定系数法:如教材122P 例r 4 3.2240D E F +->常可用来求有关参数的范围三、点与圆的位置关系1.判断方法:点到圆心的距离d 与半径r 的大小关系d r <⇒点在圆内;d r =⇒点在圆上;d r >⇒点在圆外 2.涉及最值:(1)圆外一点B ,圆上一动点P ,讨论PB 的最值min PB BN BC r ==- max PB BM BC r ==+(2)圆内一点A ,圆上一动点P ,讨论PA 的最值min PA AN r AC ==- max PA AM r AC ==+思考:过此A 点作最短的弦?(此弦垂直AC ) 四、直线与圆的位置关系1.判断方法(d 为圆心到直线的距离)(1)相离⇔没有公共点⇔0d r ∆<⇔> (2)相切⇔只有一个公共点⇔0d r ∆=⇔= (3)相交⇔有两个公共点⇔0d r ∆>⇔<这一知识点可以出如此题型:告诉你直线与圆相交让你求有关参数的范围. 2.直线与圆相切 (1)知识要点 ①基本图形②主要元素:切点坐标、切线方程、切线长等 问题:直线l 与圆C 相切意味着什么? 圆心C 到直线l 的距离恰好等于半径r (2)常见题型——求过定点的切线方程①切线条数点在圆外——两条;点在圆上——一条;点在圆内——无 ②求切线方程的方法及注意点... i )点在圆外如定点()00,P x y ,圆:()()222x a y b r -+-=,[()()22200x a y b r -+->]第一步:设切线l 方程()00y y k x x -=-第二步:通过d r =k ⇒,从而得到切线方程特别注意:以上解题步骤仅对k 存在有效,当k 不存在时,应补上——千万不要漏了! 如:过点()1,1P 作圆2246120x y x y +--+=的切线,求切线方程.答案:3410x y -+=和1x = ii )点在圆上1) 若点()00x y ,在圆222x y r +=上,则切线方程为200x x y y r += 会在选择题及填空题中运用,但一定要看清题目.2) 若点()00x y ,在圆()()222x a y b r -+-=上,则切线方程为()()()()200x a x a y b y b r --+--=碰到一般方程则可先将一般方程标准化,然后运用上述结果.由上述分析,我们知道:过一定点求某圆的切线方程,非常重要的第一步就是——判断点与圆的位置关系,得出切线的条数.③求切线长:利用基本图形,22222AP CP r AP CP r =-⇒=-求切点坐标:利用两个关系列出两个方程1AC AP AC rk k ⎧=⎨⋅=-⎩3.直线与圆相交(1)求弦长及弦长的应用问题 垂径定理....及勾股定理——常用 弦长公式:()()222121212114l kx k x x x x ⎡⎤=+-=++-⎣⎦(2)判断直线与圆相交的一种特殊方法(一种巧合):直线过定点,而定点恰好在圆内.(3)关于点的个数问题例:若圆()()22235x y r -++=上有且仅有两个点到直线4320x y --=的距离为1,则半径r 的取值范围是_________________. 答案:()4,6 4.直线与圆相离会对直线与圆相离作出判断(特别是涉及一些参数时) 五、对称问题1.若圆()222120x y m x my m ++-+-=,关于直线10x y -+=,则实数m 的值为____. 答案:3(注意:1m =-时,2240D E F +-<,故舍去)变式:已知点A 是圆C :22450x y ax y +++-=上任意一点,A 点关于直线210x y +-=的对称点在圆C 上,则实数a =_________.2.圆()()22131x y -+-=关于直线0x y +=对称的曲线方程是________________. 变式:已知圆1C :()()22421x y -+-=与圆2C :()()22241x y -+-=关于直线l 对称,则直线l 的方程为_______________.3.圆()()22311x y -++=关于点()2,3对称的曲线方程是__________________.4.已知直线l :y x b =+与圆C :221x y +=,问:是否存在实数b 使自()3,3A 发出的光线被直线l 反射后与圆C 相切于点247,2525B ⎛⎫⎪⎝⎭?若存在,求出b 的值;若不存在,试说明理由.六、最值问题 方法主要有三种:(1)数形结合;(2)代换;(3)参数方程 1.已知实数x ,y 满足方程22410x y x +-+=,求:(1)5yx -的最大值和最小值;——看作斜率 (2)y x -的最小值;——截距(线性规划)(3)22x y +的最大值和最小值.——两点间的距离的平方2.已知AOB ∆中,3OB =,4OA =,5AB =,点P 是AOB ∆内切圆上一点,求以PA ,PB ,PO 为直径的三个圆面积之和的最大值和最小值.数形结合和参数方程两种方法均可!3.设(),P x y 为圆()2211x y +-=上的任一点,欲使不等式0x y c ++≥恒成立,则c 的取值范围是____________. 答案:21c ≥(数形结合和参数方程两种方法均可!)七、圆的参数方程()222cos 0sin x r x y r r y r θθ=⎧+=>⇔⎨=⎩,θ为参数 ()()()222cos 0sin x a r x a y b r r y b r θθ=+⎧-+-=>⇔⎨=+⎩,θ为参数 八、相关应用1.若直线240mx ny +-=(m ,n R ∈),始终平分圆224240x y x y +---=的周长,则m n ⋅的取值范围是______________.2.已知圆C :222440x y x y +-+-=,问:是否存在斜率为1的直线l ,使l 被圆C 截得的弦为AB ,以AB 为直径的圆经过原点,若存在,写出直线l 的方程,若不存在,说明理由.提示:12120x x y y +=或弦长公式2121d k x =+-. 答案:10x y -+=或40x y --=3.已知圆C :()()22341x y -+-=,点()0,1A ,()0,1B ,设P 点是圆C 上的动点,22d PA PB =+,求d 的最值及对应的P 点坐标.4.已知圆C :()()221225x y -+-=,直线l :()()211740m x m y m +++--=(m R ∈) (1)证明:不论m 取什么值,直线l 与圆C 均有两个交点; (2)求其中弦长最短的直线方程.5.若直线y x k =-+与曲线21x y =--k 的取值范围.6.已知圆2260x y x y m ++-+=与直线230x y +-=交于P ,Q 两点,O 为坐标原点,问:是否存在实数m ,使OP OQ ⊥,若存在,求出m 的值;若不存在,说明理由. 九、圆与圆的位置关系1.判断方法:几何法(d 为圆心距)(1)12d r r >+⇔外离 (2)12d r r =+⇔外切 (3)1212r r d r r -<<+⇔相交 (4)12d r r =-⇔内切 (5)12d r r <-⇔内含 2.两圆公共弦所在直线方程圆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. 补充说明:若1C 与2C 相切,则表示其中一条公切线方程; 若1C 与2C 相离,则表示连心线的中垂线方程. 3圆系问题(1)过两圆1C :221110x y D x E y F ++++=和2C :222220x y D x E y F ++++=交点的圆系方程为()22221112220x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=(1λ≠-) 说明:1)上述圆系不包括2C ;2)当1λ=-时,表示过两圆交点的直线方程(公共弦) (2)过直线0Ax By C ++=与圆220x y Dx Ey F ++++=交点的圆系方程为()220x y Dx Ey F Ax By C λ+++++++=(3)有关圆系的简单应用 (4)两圆公切线的条数问题①相内切时,有一条公切线;②相外切时,有三条公切线;③相交时,有两条公切线;④相离时,有四条公切线 十、轨迹方程(1)定义法(圆的定义):略(2)直接法:通过已知条件直接得出某种等量关系,利用这种等量关系,建立起动点坐标的关系式——轨迹方程.例:过圆221x y +=外一点()2,0A 作圆的割线,求割线被圆截得的弦的中点的轨迹方程.分析:222OP AP OA +=(3)相关点法(平移转换法):一点随另一点的变动而变动↓ ↓动点 主动点特点为:主动点一定在某一已知的方程所表示的(固定)轨迹上运动.例1.如图,已知定点()2,0A ,点Q 是圆221x y +=上的动点,AOQ ∠的平分线交AQ 于M ,当Q 点在圆上移动时,求动点M 的轨迹方程.分析:角平分线定理和定比分点公式.例2.已知圆O :229x y +=,点()3,0A ,B 、C 是圆O 上的两个动点,A 、B 、C 呈逆时针方向排列,且3BAC π∠=,求ABC ∆的重心G 的轨迹方程.法1:3BAC π∠=,BC ∴为定长且等于33设(),G x y ,则33333A B C B C A B C B C x x x x x x y y y y y y ++++⎧==⎪⎪⎨+++⎪==⎪⎩取BC 的中点为33,24E x ⎡⎫∈-⎪⎢⎣⎭,333,42E y ⎛⎤∈- ⎥ ⎝⎦ 222OE CE OC +=,2294E E x y ∴+=(1)2222B C E B C E B C E B C Ex x x x x x y y y y y y +⎧=⎪+=⎧⎪⇒⎨⎨+=+⎩⎪=⎪⎩,3233322323E E E E x x x x y y yy +-⎧⎧==⎪⎪⎪⎪∴⇒⎨⎨⎪⎪==⎪⎪⎩⎩故由(1)得:()2222333933110,,,122422x y x y x y ⎛⎤-⎛⎫⎛⎫⎡⎫+=⇒-+=∈∈- ⎥ ⎪ ⎪⎪⎢ ⎝⎭⎝⎭⎣⎭⎝⎦法2:(参数法)设()3cos ,3sin B θθ,由223BOC BAC π∠=∠=,则 223cos ,3sin 33C ππθθ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭设(),G x y ,则()()233cos 3cos 231cos cos 133323sin 3sin 23sin sin 2333A B C A B C x x x x y y y y πθθπθθπθθπθθ⎧⎛⎫+++ ⎪⎪++⎛⎫⎝⎭⎪===+++ ⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪++ ⎪⎪++⎛⎫⎝⎭===++⎪ ⎪⎝⎭⎩4,33ππθ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,由()()()22112-+得:()2233110,,,122x y x y ⎛⎤⎡⎫-+=∈∈- ⎥⎪⎢ ⎣⎭⎝⎦参数法的本质是将动点坐标(),x y 中的x 和y 都用第三个变量(即参数)表示,通过消.参.得到动点轨迹方程,通过参数的范围得出x ,y 的范围. (4)求轨迹方程常用到得知识①重心(),G x y ,33A B C A B C x x x x y y y y ++⎧=⎪⎪⎨++⎪=⎪⎩②中点(),P x y ,121222x x x y y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩③内角平分线定理:BD AB CDAC=④定比分点公式:AMMB λ=,则1AB M x x x λλ+=+,1A B M y y y λλ+=+ ⑤韦达定理.。
高一数学必修二《圆与方程》知识点整理(20200219214201)
y y1 y2
3
2
BD AB
③内角平分线定理:
CD AC
④定比分点公式: AM MB
⑤韦达定理 .
,则 xM xA
xB , yM yA
yB
1
1
6
x2 y2 Dx Ey F 0 D 2 E 2 4F 0
1. Ax2 By2 Cxy Dx Ey F 0表示圆方程则
AB 0
C0
2
D A
2
E
F
4
0
A
A
AB0 C0 D 2 E 2 4 AF 0
2.求圆的一般方程一般可采用待定系数法:
3. D 2 E 2 4F 0 常可用来求有关参数的范围
三、圆系方程: 四、参数方程: 五、点与圆的位置关系
x2 y2 D2x E2 y F2 0 (
1)
说明: 1)上述圆系不包括 C2 ; 2)当
1 时,表示过两圆交点的直线方程(公共弦)
( 2 ) 过 直 线 A x B y C 0 与 圆 x2 y2 Dx Ey F 0 交 点 的 圆 系 方 程 为
x2 y2 Dx Ey F
Ax By C 0
(3)有关圆系的简单应用 (4)两圆公切线的条数问题 ①相内切时,有一条公切线;②相外切时,有三条公切线;③相交时,有两条公切线;④相 离时,有四条公切线 十、轨迹方程 (1)定义法(圆的定义) :略 (2)直接法:通过已知条件直接得出某种等量关系,利用这种等量关系,建立起动点坐标 的关系式——轨迹方程 .
2
2
d PA PB ,求 d 的最值及对应的 P 点坐标 .
2
2
4.已知圆 C : x 1 y 2 25 ,直线 l : 2m 1 x m 1 y 7m 4 0( m R )
高中数学必修2知识点总结:第四章_圆与方程
高中数学必修2知识点总结第四章 圆与方程4.1.1 圆的标准方程1、圆的标准方程:222()()x a y b r -+-=圆心为A(a,b),半径为r 的圆的方程2、点00(,)M x y 与圆222()()x a y b r -+-=的关系的判断方法:(1)2200()()x a y b -+->2r ,点在圆外 (2)2200()()x a y b -+-=2r ,点在圆上 (3)2200()()x a y b -+-<2r ,点在圆内4.1.2 圆的一般方程1、圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x2、圆的一般方程的特点:(1)①x2和y2的系数相同,不等于0. ②没有xy 这样的二次项.(2)圆的一般方程中有三个特定的系数D 、E 、F ,因之只要求出这三个系数,圆的方程就确定了.(3)、与圆的标准方程相比较,它是一种特殊的二元二次方程,代数特征明显,圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小,几何特征较明显。
4.2.1 圆与圆的位置关系1、用点到直线的距离来判断直线与圆的位置关系.设直线l :0=++c by ax ,圆C :022=++++F Ey Dx y x ,圆的半径为r ,圆心)2,2(ED --到直线的距离为d ,则判别直线与圆的位置关系的依据有以下几点:(1)当r d >时,直线l 与圆C 相离;(2)当r d =时,直线l 与圆C 相切; (3)当r d <时,直线l 与圆C 相交;4.2.2 圆与圆的位置关系两圆的位置关系.设两圆的连心线长为l ,则判别圆与圆的位置关系的依据有以下几点:(1)当21r r l +>时,圆1C 与圆2C 相离;(2)当21r r l +=时,圆1C 与圆2C 外切; (3)当<-||21r r 21r r l +<时,圆1C 与圆2C 相交;(4)当||21r r l -=时,圆1C 与圆2C 内切;(5)当||21r r l -<时,圆1C 与圆2C 内含;4.2.3 直线与圆的方程的应用1、利用平面直角坐标系解决直线与圆的位置关系;2、过程与方法用坐标法解决几何问题的步骤:第一步:建立适当的平面直角坐标系,用坐标和方程表示问题中的几何元素,将平面几何问题转化为代数问题; 第二步:通过代数运算,解决代数问题; 第三步:将代数运算结果“翻译”成几何结论.4.3.1空间直角坐标系1、点M 对应着唯一确定的有序实数组),,(z y x ,x 、y 、z 分别是P 、Q 、R 在x 、y 、z 轴上的坐标2、有序实数组),,(z y x ,对应着空间直角坐标系中的一点3、空间中任意点M 的坐标都可以用有序实数组),,(z y x 来表示,该数组叫做点M 在此空间直角坐标系中的坐标,记M ),,(z y x ,x 叫做点M 的横坐标,y 叫做点M 的纵坐标,z 叫做点M 的竖一、知识概述 1、圆的标准方程圆心为(a ,b),半径为r 的圆的标准方程为(x -a)2+(y -b)2=r 2.由于圆的标准方程中含有三个参数a ,b ,r ,因此必须具备三个独立条件才能确定一个圆.2、圆的一般方程对于方程x2+y2+Dx+Ey+F=0.(1)当D2+E2-4F>0时,方程表示以为圆心、为半径的圆.此时方程就叫做圆的一般方程.(2)当D2+E2-4F=0时,方程表示一个点.(3)当D2+E2-4F<0时,方程不表示任何图形.即圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0).圆的一般方程也含有三个待定的系数D,E,F,因此必须具备三个独立条件,才能确定一个圆.3、圆的参数方程(1)以(a,b)为圆心,r为半径的圆的参数方程为,特别地,以原点为圆心的圆的参数方程为.(2)θ的几何意义:圆上的点与圆心的连线与过圆心和x轴平行的直线所成的角.4、用待定系数法求圆的方程的大致步骤是:(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.二、重难点知识归纳:1、理解圆的定义,以及圆的标准方程与一般方程的推导.2、注意圆的一般方程成立的条件.3、利用待定系数法求圆的方程.三、典型例题剖析例1、(1)已知圆心在直线5x-3y=8上,又圆与坐标轴相切,求此圆的方程;(2)圆心在y=-2x上且与直线y=1-x相切于(2,-1),求圆的方程.分析:(1)圆心在5x-3y=8上,又与两坐标轴相切,则圆心又在y=x或y=-x上,这样就能求出圆心及半径;(2)圆心在y=-2x上,与y=1-x相切于(2,-1),知圆心在过(2,-1)且垂直于y=1-x的直线上;解:(1)设所求圆的方程为(x-x0)2+(y-y0)2=r2,圆心在5x-3y=8上,又与坐标轴相切,解得或∴圆心坐标为(4,4)或(1,-1),半径为r=|x0|=4或r=|x0|=1.∴所求圆的方程为(x-4)2+(y-4)2=16,或(x-1)2+(y+1)2=1.(2)设圆心为(a,-2a),由题意,圆与y=1-x相切于点(2,-1),则.解得a=1,所求圆心为(1,-2),半径r=.所求圆的方程为(x-1)2+(y+2)2=2.例2、已知曲线C:x2+y2-2x-4y+m=0 (1)当m为何值时,曲线C表示圆;(2)若曲线C与直线x +2y-4=0交于M、N两点,且OM⊥ON(O为坐标原点),求m的值.分析:要考虑圆的一般方程成立的前提条件.解:(1)由D2+E2-4F=4+16-4m=20-4m>0,得m<5.(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),由OM⊥ON得x1x2+y1y2=0.联立方程组消去y得5x2-8x+4m-16=0.由韦达定理得x1+x2=①,x1x2=②.又由x+2y-4=0得y=(4-x),∴x1x2+y1y2=x1x2+(4-x1)·(4-x2)=x1x2-(x1+x2)+4=0.将①、②代入得m=.例3、已知动点M到定点A(3,0)与定点O(0,0)的距离之比为常数k(k>0),求动点M的轨迹.分析:按直接法求出轨迹方程.为说明轨迹类型,对k进行分类讨论.解:设M(x,y),由题意得,即|MA|2=k2|MO|2.代入坐标得(x-3)2+y2=k2(x2+y2),化简得(k2-1)x2+(k2-1)y2+6x-9=0.①当k=1时,方程化为,轨迹是线段AO的垂直平分线.②当k>0且k1时,方程化为,轨迹是以为圆心,为半径的圆.例4、已知曲线C:x2+y2+2kx+(4k+10)y+10k+20=0,其中k-1.(1)求证:曲线C都表示圆,并且这些圆心都在同一条直线上;(2)证明:曲线C过定点;(3)若曲线C与x轴相切,求k的值.(1)证明:原方程可化为(x+k)2+(y+2k+5)2=5(k+1)2.①∵k-1,∴5(k+1)2>0.故方程表示圆心在(-k,-2k-5)、半径为|k+1|的圆.设圆心为(x,y),有消去k,得2x-y-5=0.∴这些圆的圆心都在直线2x-y-5=0上.(2)证明:将原方程变形为k(2x+4y+10)+(x2+y2+10y+20)=0.②上式关于参数k是恒等式.解得∴曲线C过定点(1,-3).(3)解:∵圆C与x轴相切,∴圆心到x轴的距离等于半径,即|-2k-5|=|k+1|.两边平方,得(2k+5)2=5(k+1)2..例5、直线l经过点P(5,5),且和圆C:x2+y2=25相交,截得弦长为,求l的方程.解析:设直线l的方程为y-5=k(x-5),且与圆C交于两点A(x1,y1)、B(x2,y2),消去y得,,解得k>0.,.由斜率公式,得..两边平方,整理得2k2-5k+2=0.解得k=或k=2符合题意.故直线l的方程为x-2y+5=0或2x-y-5=0.判断直线l与圆C位置关系的两种方法:①判断直线l与圆C的方程组成的方程组是否有解.如果有解,直线l与圆C有公共点.有两组实数解时,直线l与圆相交;有一组实数解时,直线l与圆相切;无实数解时,直线l与圆C相离.②判断圆C的圆心到直线l的距离d与圆的半径长r的关系.如果d<r,直线与圆相交;如果d=r,直线l与圆相切;如果d>r,直线l与圆C相离.✧圆与圆的位置关系设圆CR,圆C2的半径是r,圆心距为d,则1的半径为①当d>R+r时,两圆相离;②当d=R+r时,两圆外切;③当|R-r|<d<R+r时,两圆相交;④当d=|R-r|时,两圆内切;⑤当d<|R-r|时,两圆内含.✧空间直角坐标系空间直角坐标系三要素:原点、坐标轴方向、单位长.常用对称点坐标:x,-y,-z);点P(x,y,z)关于x轴对称:点P1(x,y,-z);点P(x,y,z)关于y轴对称:点P2(-x,-y,z);点P(x,y,z)关于z轴对称:点P3(-点P(x,y,z)关于平面xOy对称:点Px,y,-z);4(x,y,z);点P(x,y,z)关于平面yOz对称:点P5(-x,-y,z);点P(x,y,z)关于平面xOz对称:点P6(点P(x,y,z)关于原点成中心对称:点Px,-y,-z).7(-✧空间两点间的距离公式空间点、间的距离是.典型例题剖析例1、(1)求圆心在C(2,-1),且截直线y=x-1所得弦长为的圆的方程;(2)求圆x2+y2=4上与直线4x+3y-12=0距离最小的点的坐标.分析:(1)应用圆的标准方程,只需借助几何图形,用勾股定理求出r;(2)借助图形转化为圆心到直线的距离与半径之间的关系,可求出过圆心与4x+3y-12=0垂直的直线方程.解:(1)设圆的方程为(x-2)2+(y+1)2=r2,由题设圆心到直线y=x-1的距离.又直线y=x-1被圆截得弦长为,.所求圆的方程为(x-2)2+(y+1)2=4.(2)过圆心(0,0)作直线4x+3y-12=0的垂线,垂线方程为.①直线①与圆x2+y2=4的靠近直线4x+3y-12=0的交点就是所要求的点.解方程组解得.点是与直线4x+3y-12=0距离最远的点,而点是与直线4x+3y-12=0距离最短的点.故所求点的坐标为.例2、设P在x轴上,它到点的距离为到点的距离的两倍,求点P的坐标.解析:因为点P在x轴上,设点P的坐标为(x,0,0)则,故点P的坐标为(1,0,0)或(-1,0,0).例3、求与两平行直线x+3y-5=0和x+3y-3=0相切,圆心在2x+y+3=0上的圆的方程.解析:设所求圆的方程是(x-a)2+(y-b)2=r2.由已知,两平行线之间的距离是.所以,所求圆的半径长是.由于圆心(a,b)到直线x+3y-5=0和x+3y-3=0的距离都是,于是,且.即|a+3b-5|=1,且|a+3b-3|=1.又圆心在2x+y+3=0上,于是有2a+b+3=0.解方程组,得或当时,不满足|a+3b-3|=1,所以,所以,所求圆的方程为.例4、求半径为4,与圆x2+y2-4x-2y-4=0相切且和直线y=0相切的圆的方程.、解析:依题意,所求圆与直线y=0相切且半径为4,则圆心的坐标为或,又已知圆的圆心坐标为,半径r=3,若两圆相切,则或.(1)当圆心为时,有(a-2)2+(4-1)2=72,解得,或(a-2)2+(4-1)2=12,无解.故所求圆的方程为或.(2)当圆心为时,有(a-2)2+(-4-1)2=72,解得,或(a-2)2+(-4-1)2=12,无解.故所求的圆的方程为或.综合(1)(2)可知所求圆的方程为或或或例5、由一点A(-3,3)发出的光线l射到x轴上,被x轴反射,其反射光线所在直线与圆C:x2+y2-4x -4y+7=0相切,求光线l所在直线的方程.解析:因为点A(-3,3)关于x轴的对称点为,设直线l1的斜率为k,则过点的直线l 的方程为y+3=-k(x+3),将y=-k(x+3)-3代入圆的方程,整理得(1+k2)x2+2(3k2+5k-2)x+(9k2+30k+8)=0,若直线l1与圆相切,则,即12k2+25k+12=0,解之得,或.所以,所求直线l的方程为y-3=(x+3),或y-3=(x+3),即3x+4y-3=0,或4x+3y+3=0。
必修2--圆与方程知识点归纳总结汇编
圆与方程1. 圆的标准方程:以点),(b a C 为圆心,r 为半径的圆的标准方程是222)()(r b y a x =-+-. 特例:圆心在坐标原点,半径为r 的圆的方程是:222r y x =+.2. 点与圆的位置关系:(1). 设点到圆心的距离为d ,圆半径为r : a.点在圆内d <r ; b.点在圆上d=r ; c.点在圆外d >r(2). 给定点),(00y x M 及圆222)()(:r b y a x C =-+-. ①M 在圆C 内22020)()(r b y a x <-+-⇔②M 在圆C 上22020)()r b y a x =-+-⇔( ③M 在圆C 外22020)()(r b y a x >-+-⇔ (3)涉及最值:① 圆外一点B ,圆上一动点P ,讨论PB 的最值min PB BN BC r ==- max PB BM BC r ==+② 圆内一点A ,圆上一动点P ,讨论PA 的最值min PA AN r AC ==- max PA AM r AC ==+思考:过此A 点作最短的弦?(此弦垂直AC )3. 圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x .(1) 当0422>-+F E D 时,方程表示一个圆,其中圆心⎪⎭⎫⎝⎛--2,2E D C ,半径2422FE D r -+=.(2) 当0422=-+F E D 时,方程表示一个点⎪⎭⎫⎝⎛--2,2E D . (3) 当0422<-+F E D 时,方程不表示任何图形.注:方程022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 表示圆的充要条件是:0=B 且0≠=C A 且0422φAF E D -+.4. 直线与圆的位置关系:直线0=++C By Ax 与圆222)()(r b y a x =-+- 圆心到直线的距离22BA C Bb Aa d +++=1)无交点直线与圆相离⇔⇔>r d ; 2)只有一个交点直线与圆相切⇔⇔=r d ;3)有两个交点直线与圆相交⇔⇔<r d ;弦长|AB|=222d r -drd=rrd还可以利用直线方程与圆的方程联立方程组⎩⎨⎧=++++=++022F Ey Dx y x C By Ax 求解,通过解的个数来判断:(1)当0>∆时,直线与圆有2个交点,,直线与圆相交; (2)当0=∆时,直线与圆只有1个交点,直线与圆相切; (3)当0<∆时,直线与圆没有交点,直线与圆相离;5. 两圆的位置关系(1)设两圆2121211)()(:r b y a x C =-+-与圆2222222)()(:r b y a x C =-+-,圆心距221221)()(b b a a d -+-= ① 条公切线外离421⇔⇔+>r r d ; ② 条公切线外切321⇔⇔+=r r d ; ③ 条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r ;④ 条公切线内切121⇔⇔-=r r d ; ⑤ 无公切线内含⇔⇔-<<210r r d ;外离 外切 相交 内切 (2)两圆公共弦所在直线方程圆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. 补充说明: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)圆系问题过两圆1C :221110x y D x E y F ++++=和2C :222220x y D x E y F ++++=交点的圆系方程为()22221112220x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=(1λ≠-) 补充:① 上述圆系不包括2C ;② 2)当1λ=-时,表示过两圆交点的直线方程(公共弦)③ 过直线0Ax By C ++=与圆220x y Dx Ey F ++++=交点的圆系方程为()220x y Dx Ey F Ax By C λ+++++++=6. 过一点作圆的切线的方程: (1) 过圆外一点的切线: ①k 不存在,验证是否成立②k 存在,设点斜式方程,用圆心到该直线距离=半径,即⎪⎩⎪⎨⎧+---=-=-1)()(2110101R x a k y b R x x k y y 求解k ,得到切线方程【一定两解】例1. 经过点P(1,—2)点作圆(x+1)2+(y —2)2=4的切线,则切线方程为 。
高一数学必修二《圆与方程》知识点整理(后附答案)
高一数学必修二《圆与方程》知识点整理(后附答案)一、标准方程()()222x a y b r -+-=1.求标准方程的方法——关键是求出圆心(),a b 和半径r①待定系数:往往已知圆上三点坐标,例如教材119P 例2②利用平面几何性质往往涉及到直线与圆的位置关系,特别是:相切和相交相切:利用到圆心与切点的连线垂直直线相交:利用到点到直线的距离公式及垂径定理二、一般方程()2222040x y Dx Ey F D E F ++++=+->2.求圆的一般方程一般可采用待定系数法:三、点与圆的位置关系1.判断方法:点到圆心的距离d 与半径r 的大小关系d r <⇒点在圆内;d r =⇒点在圆上;d r >⇒点在圆外2.涉及最值:(1)圆外一点B ,圆上一动点P ,讨论PB 的最值min PB BN BC r ==-max PB BM BC r ==+(2)圆内一点A ,圆上一动点P ,讨论PA 的最值min PA AN r AC ==-max PA AM r AC ==+思考:过此A 点作最短的弦?(此弦垂直AC )四、直线与圆的位置关系1.判断方法(d 为圆心到直线的距离)(1)相离⇔没有公共点⇔0d r ∆<⇔>(2)相切⇔只有一个公共点⇔0d r ∆=⇔=(3)相交⇔有两个公共点⇔0d r ∆>⇔<2.直线与圆相切(1)知识要点①基本图形②主要元素:切点坐标、切线方程、切线长等问题:直线l 与圆C 相切意味着什么?圆心C 到直线l 的距离恰好等于半径r(2)常见题型——求过定点的切线方程①切线条数点在圆外——两条;点在圆上——一条;点在圆内——无②求切线方程的方法及注意点...i )点在圆外如定点()00,P x y ,圆:()()222x a y b r -+-=,[()()22200x a y b r -+->] 第一步:设切线l 方程()00y y k x x -=-第二步:通过d r =k ⇒,从而得到切线方程特别注意:以上解题步骤仅对k 存在有效,当k 不存在时,应补上——千万不要漏了! 如:过点()1,1P 作圆2246120x y x y +--+=的切线,求切线方程. 答案:3410x y -+=和1x =③求切线长:利用基本图形,222AP CP r AP =-⇒=求切点坐标:利用两个关系列出两个方程1AC AP AC r k k ⎧=⎨⋅=-⎩ 3.直线与圆相交(1)求弦长及弦长的应用问题垂径定理....及勾股定理——常用4.直线与圆相离六、最值问题方法主要有三种:(1)数形结合;(2)代换;(3)参数方程1.已知实数x ,y 满足方程22410x y x +-+=,求:(1)5yx -的最大值和最小值;——看作斜率(2)y x -的最小值;——截距(线性规划)(3)22x y +的最大值和最小值.——两点间的距离的平方九、圆与圆的位置关系1.判断方法:几何法(d 为圆心距) (1)12d r r >+⇔外离(2)12d r r =+⇔外切 (3)1212r r d r r -<<+⇔相交 (4)12d r r =-⇔内切 (5)12d r r <-⇔内含。
(完整版)圆与方程知识点整理(可编辑修改word版)
矣于圆与方程的知识点整理一、标准方程:(x-rt)0+(y-b)・=厂 二一般方程:A"+r+Dx+£y + F = 0(D - +F--4F>0)1・ AF + By- + + Dx+Ey+F = 0 表示圆方程则「A — B 工 O O <5 U - O2 _ 4 F > O [Q 2 + £2 _ 4 A F > O 2•求圆的一般方程一般可采用待定系数法。
3・D" + £- -4F > 0常可用来求有关参数的范帀 三'点与圆的位g 矢系1・判断方法:点到圆心的距离d 与半径『的大小:〃<厂=> 点在圆内:d = r=>点在圆上:J>r=>点在圆外2•涉及最值:(1)圆外一点圆上一动点P,讨论|PB|的最值max四、S 线与圆的位置矣系L 判断方法(d 为圆心到宜线的距离〉:(1)柑离O 没有公共点=>△< OodAr : (2)相切O 只有一 个公共点oA = 0od = r : (3)柑交O 有两个公共点>0od<r 。
这一知识点可以出如此题型:告诉你直线与圜相交让你求有关参数的范围.2 •宜线均圆相切(1)知识要点:①基本图形②主要元素:切点坐标、切线方程、切线长等问题:直线/与圆C 相切意味着什么?圜心C 到直线/的距离恰好等于半径r (2) 常见题型一一求过世点的切线方程① 切线条数:点在圆外一两条:点在圆上……一条:点在圆内……无 ② 求切线方程的方法及注意点f n 、 2 "E 、k V z+ TV I z 『3 仁=|BN| = |BC|-r卜 |BC|+厂讨谐中的最值U - Oi)点在圆外J 如泄点 P(X ,)* 圆:(x-aY +(y-hy =r . [(x -aY+(y -/?)" >r-] 0 0 0 0第一步:设切线/方程y-yo = k (兀一小):第二步:通过〃 =『=>«,从而得到切线方程 特別I 注意:以上解题步骤仅对k 存在有效,当k 不存在时,应补上……千万不要漏了! 如:过点P (l, 1)作圆F + r — 4x — 6y+12 = 0的切线,求切线方程.ii )点在圆上J <1)若点(xo, yo )在阿x+j = r 上,则切线方程为x x + yy = r^■ ■ ■ ■U 0(2)若点 a ,y )在圆(.<-«)■ +(y-/?)' = r 则切线方程为 a -")(兀 一 ")+(y -方)(,一方)=八由上述分析:过一定点求某圆的切线方程,非常磴要的第一步——判断点与圆的位置关系,得出切线的条数. 件Jf AC\= r求切点坐标:利用两个关系列出两个方程<' 如心=-1J (l + P )[(西+£)2-4 气 xj(2) 判断直线与圆相交的一种特殊方法:直线过定点,而;1^点恰好在圆内. (3) 关于点的个数问题例:若E^(.v-3/+(y + 5/ = r 上有且仅有两个点到直线4%-3>'-2 = 0的距离为1,则半径厂的取值范用是4•直线与圆相离:会对宜线与圆相离作出判断(特别是涉及一些参数时)五、対称间题1. 若圆疋+尸+(川2 -l )x + 2加$—加=0,关于直线X — y + l = 0,则实数加的值为答案:3 (注意:m = -\时,D- + £--4F<0.故舍去)变式:已知点A 是圆C:“+r + ar + 4y -5 = 0匕任意一点・A 点关于宜线x + 2y-\ =0的对称点在圆C 上,则实数《= _________ ・2•圆(x-l/+(y-3/= 1关于宜线x + y = 0对称的曲线方程是 变式:已知圆(x-4)2+(y-2)2 = I 与圆C2: (x-2/+(y-4)'= 1关于宜线/对称,则直线/的方程为 3•圆(—3)2+0 + 1)2 =1关于点(2. 3)对称的曲线方程是, 4•已知直线y = x + h^圆C : F+r=l,问:是否存在实数b 使自A (3,3)发出的光线被直线/反射后与③求切线长:利用基本图形,AP-=|CPF CP"-r-3 •直线与圆相交 (1)求弦长及弦长的应用问题:垂径定理及勾股定理——常用弦长公式:/=ViTPiv'■/f 24 7、 B ' .1?若存在,求出b 的值:若不存在,试说明理由.1 25 25 I 丿方法主要有三种:(1)数形结合:(2〉代换:(3)参数方程(1) 丄 的最大值和最小值:一一看作斜率 (2) y-X 的报小值;一一截距(线性规划) X-5(3) X- + y-的最大值和最小值.一一两点间的距离的平方 2•已知 AAOB 中,\OB\ = 3 , \OA\ = 4. \AB\ = 5 •点 P 是AAOB 内切圆上一点,求以 pA|, |PB|, pO|为直径的三个圆而枳之和的最大值和最小值.数形结仟和参数方程两种方法均可!3 •设P (x. y )为圆x-+{y-\Y = 1上的任一点,欲使不等式犬+ y + c>0恒成立,则e 的取值范用是,■答案:(数形结合和参数方程两种方法均可!)L 若直线"u ・ + 2ny — 4 = 0 ( m , neR 始终平分圆,+ y2-4x-2y-4 = 0的周长,则的取值范围是2. 已知圆C : x-+r _2x + 4y-4 = 0.问:是否存在斜率为1的宜线/,使/被圆C 截得的弦为AB .以AB为直径的圆经过原点,若存在,写出宜线/的方程,若不存在,说明理由. 提示:XX +3' y =0或弦长公式d = Jj+ E2 -v 一X3•已知圆C : (x-3/+(y-4/=b 点A((U). 3(0.1),设P 点是圆C 上的动点,d = \PA\"+\PB\\ 求 d的最值及对应的P 点坐标.4 •已知圆 C J (X-1)'+(3'-2)" =25 r 宜线 / :(2加 + 1)兀+ (w + l)y-7〃?一4 = 0 (weR) (1) 证明:不论也取什么值,宜线/与圆C 均有两个交点; (2) 求苴中弦长最短的直线方程.5•若宜线y = -x + k^曲线x = -/-f 恰有一个公共点,则R 的取值范I 利.6 •已知圆£ + y2+x-6y +加=0与宜线x + 2y-3 = 0交于P. 0两点,O 为坐标原点,问:是否存在实数也,使OP 丄OQ,若存在,求出W 的值;若不存在,说明理由.圆c 相切于点 L 已知实数X, y 满足方程宀严一4兀+1=0,求:七'圆的参数方程r...Z c\ |x=/・cos X ・+y ・=/*-(r>0)Oy =为参数:(%-«) +(y-h) =r (r>0)o1 M Jx=a+rcos y = b + rsin为参・答案J x-y+1 = 0或大一y — 4 = 0I •判断方法:几何法(d 为圆心距):(1) dA 打+厂20外离 (3) |打一巧[vdv 斤+巧0相交 (4) t/= r-zs O 内切 2 •两圆公共弦所在直线方程圆C : }r+y-+Dx+Ey + F=0.圆C : jr+y^+Dx + Ey + F =0,I I I I 2 2 2 2则(D,-D2)x + (£,-£2)y + (F,-F2)= 0为两相交圆公共弦方程.补充说明:若G 与C2相切,则表示其中一条公切线方程:若G 与C2相离,则表示连心线的中垂线方程.3圆系问题(1)过两圆 C J jr+y- + Dx + Ey + F = 0 和 C J X - +y- + D X + E y + F =0 交点的圆系方程为 J I I I 2 22 2 F + ))2 + Dj.v + 耳y + 斤+ (“+>^ + D;v + gy + g)=0 ( H-说明:1)上述圆系不包括C2 : 2)当 =-1时,表示过谢圆交点的直线方程(公共弦)(2)过宜线?b ・+B.\・+C=0打圆 十Dx+£> + F = 0交点的圆系方程 x-+y^+Dx+Ey+F+ (Ax+By + C)= Q(3)两圆公切线的条数问题:①相内切时,有一条公切线:②相外切时,有三条公切线:③相交时,有两条公切线:④相离时,有四条公切线 十、轨迹方程(1) 世义法(圆的定义)(2) 直接法:通过已知条件直接得出某种等量关系,利用这种等量关系,建立起动点坐标的关系式…轨迹方程•例:过圆F + y? =1外一点人(2, 0)作圆的割线,求割线被圆截得的弦的中点的轨迹方程.(3)相关点法(平移转换法):一点随列一点的变动而变动 特点为:主动点一宦在某一已知菇亘所表示的(固崔)轨迹上运动.例1 •如图,已知定点A (2,0),点2是圆F+r= I 上的动点,ZA0Q 的平分线交AS 于当0点在圆上 移动时,求动点M 的轨迹方程.分析:角平分线;^^理和泄比分点公式・例2 •已知圆O : x-+y-=9,点A (3,0), B 、C 是圆Ot:的两个动点,A 、B 、C 呈逆时针方向排列,且(2) </ =八+^0外切(5) d< n -ri o 内含分析:|0円'+4"|=4^2|AABAC = _ ,求MBC的重心G的轨迹方程. 3法I:-ZBAC=-, :.\BC\为定长且等于3^/3X A+X B +X C 3 +X B +X Cx =——3 ----- =——3——Xi+Vfl+yc^yB+Jc3 3「33) (2厂31取BC的中点为址€|-一卩£€| -込」IL24 丿 1 4 2J94••• \OE" + \CE" = ]pC : /.兀£ + >£'"=(1)XB + XC 尸—2- y+y >■ =^- £ 23 + 2XE 兀=—3—J XB + XC=2XE n I y+y =2y,••(3x-3"\ (3 V 93x-3富=—-3 \y =_yI E 2故由(1)得: ____ I +1 I =_n(Z)I 2丿l2丿4 + r =1 xe 0,3、-,y €2)-邑112 I法2:(参数法) 2设B(3cos Jsin )•由ZBOC=2ZBAC= _3C 3cos|\ I 2 ) ( + L3sin| + '丿VX + X + Xy- A B C_A ——(2 }3 + 3cos +3cos . + — II 3(2、=I + cos +cos|「+ 」•••(!)3(2_'3s】n +3sin|l+ 3 丿.• ( “ /八y =〉l +)4+)S = ----------- --------- = sin +sin | + —・・「・(2)2 22 「3、+(2)得:(X-1) +y = 1 xe 0,-」€-2^3 12 I参数法的本质是将动点坐标(x,y)中的X和y都用第三个变量(即参数)表示,通过消参得到动点轨迹方程, 通过参数的范围得出X , y的范(4) 求轨迹方程常用到得知识心 + XB + XCIX = ________ 4 ___ .②中点I匕分点公式:磊 ⑤韦达世理•高中数学圜的方程典型例题类型一:圓的方程例1求过两点A(l,4)、8(3,2)且圆心在直线j = 0 I;的圆的标准方程并判断点P(2,4)与圆的关系.圆的方程为(X+1)2+),2 =20:点P 在圆外.例2求半径为4.与圆* + y2-4x-2y-4 = 0相切,且和直线y = 0相切的圆的方程.圆的方程为(兀一2 — 2^/^)2+0 + 4)2 =42,或(x-2 + 275)2 + (y + 4)2 = 42 . 例3求经过点A(0,5),且与宜线x-2y = 0和2兀+ y = 0都相切的圆的方程.分析:欲确世圆的方程.需确崔圆心坐标与半径,由于所求圆过世点A ,故只需确;^^圆心坐标・又圆与两 已知宜线相切,故圆心必在它们的交角的平分线上・解:•「圆和直线x-2y = (Pj2x+y = 0相切• •••圆心C 在这两条直线的交角平分线上.又圆心到两直线X -2y = 0和2x+y = 0的距离相等.•••两直线交角的平分线方程是x + 3y = 0或3x-y =0.又T 圆过点4(0,5),•••圆心C 只能在直线3»•-y = 0③内角平分线世理:BD\ _ \AB\x-2y x+2y r ■75・XI +X2上.设圆心C{t, 3r)V C到宜线2x + y = 0的距离等于AC\二1?£^ =护+(3一5)2 . v5化简整理得t--6t + 5 =0-解得:21或f = 5•••圆心是(1,3),半径必或圆心是(5.15),半径为5j^・•••所求圆的方程为(X-1)2+0-3)2 = 5 或(兀一5)2+0-15)2= 125 ・说明:本题解决的关键是分析得到圆心在已知两直线的交角平分线上,从而确;4^圆心坐标得到圆的方程, 这是过;^点且与两已知直线相切的圆的方程的常规求法• 例4 -设圆满足:(1)截y轴所得弦长为2: (2)被兀轴分成两段弧,其弧长的比为3:1,在满足条件⑴⑵的所有圆中,求圆心到直线X-2y = 0的距离最小的圆的方程.分析:要求圆的方程.只须利用条件求出圆心坐标和半径,便可求得圆的标准方程-满足两个条件的圆有无数个•其圆心的集合可看作动点的轨迹,若能求出这轨迹的方程,便可利用点到直线的距离公式,通过求最小值的方法找到符合题意的圆的圆心坐标,进而确世圆的半径,求出圆的方程•解法一:设圆心为P(« ■ h),半径为I 则P到X轴、y轴的距离分卩1为PI和由题设知:圆截X轴所得劣弧所对的圆心角为90。
高中数学必修2知识点总结:第四章-圆与方程
高中数学必修2知识点总结第四章 圆与方程4.1.1 圆的标准方程1、圆的标准方程:222()()x a y b r -+-=圆心为A(a,b),半径为r 的圆的方程2、点00(,)M x y 与圆222()()x a y b r -+-=的关系的判断方法:(1)2200()()x a y b -+->2r ,点在圆外 (2)2200()()x a y b -+-=2r ,点在圆上 (3)2200()()x a y b -+-<2r ,点在圆内4.1.2 圆的一般方程1、圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x2、圆的一般方程的特点:(1)①x2和y2的系数相同,不等于0. ②没有xy 这样的二次项.(2)圆的一般方程中有三个特定的系数D 、E 、F ,因之只要求出这三个系数,圆的方程就确定了.(3)、与圆的标准方程相比较,它是一种特殊的二元二次方程,代数特征明显,圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小,几何特征较明显。
4.2.1 圆与圆的位置关系1、用点到直线的距离来判断直线与圆的位置关系.设直线l :0=++c by ax ,圆C :022=++++F Ey Dx y x ,圆的半径为r ,圆心)2,2(ED --到直线的距离为d ,则判别直线与圆的位置关系的依据有以下几点:(1)当r d >时,直线l 与圆C 相离;(2)当r d =时,直线l 与圆C 相切; (3)当r d <时,直线l 与圆C 相交;4.2.2 圆与圆的位置关系两圆的位置关系.设两圆的连心线长为l ,则判别圆与圆的位置关系的依据有以下几点:(1)当21r r l +>时,圆1C 与圆2C 相离;(2)当21r r l +=时,圆1C 与圆2C 外切; (3)当<-||21r r 21r r l +<时,圆1C 与圆2C 相交;(4)当||21r r l -=时,圆1C 与圆2C 内切;(5)当||21r r l -<时,圆1C 与圆2C 内含;4.2.3 直线与圆的方程的应用1、利用平面直角坐标系解决直线与圆的位置关系;2、过程与方法用坐标法解决几何问题的步骤:第一步:建立适当的平面直角坐标系,用坐标和方程表示问题中的几何元素,将平面几何问题转化为代数问题; 第二步:通过代数运算,解决代数问题; 第三步:将代数运算结果“翻译”成几何结论.4.3.1空间直角坐标系1、点M 对应着唯一确定的有序实数组),,(z y x ,x 、y 、z 分别是P 、Q 、R 在x 、y 、z 轴上的坐标2、有序实数组),,(z y x ,对应着空间直角坐标系中的一点3、空间中任意点M 的坐标都可以用有序实数组),,(z y x 来表示,该数组叫做点M 在此空间直角坐标系中的坐标,记M ),,(z y x ,x 叫做点M 的横坐标,y 叫做点M 的纵坐标,z 叫做点M 的竖一、知识概述 1、圆的标准方程圆心为(a ,b),半径为r 的圆的标准方程为(x -a)2+(y -b)2=r 2.由于圆的标准方程中含有三个参数a ,b ,r ,因此必须具备三个独立条件才能确定一个圆.2、圆的一般方程对于方程x2+y2+Dx+Ey+F=0.(1)当D2+E2-4F>0时,方程表示以为圆心、为半径的圆.此时方程就叫做圆的一般方程.(2)当D2+E2-4F=0时,方程表示一个点.(3)当D2+E2-4F<0时,方程不表示任何图形.即圆的一般方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0).圆的一般方程也含有三个待定的系数D,E,F,因此必须具备三个独立条件,才能确定一个圆.3、圆的参数方程(1)以(a,b)为圆心,r为半径的圆的参数方程为,特别地,以原点为圆心的圆的参数方程为.(2)θ的几何意义:圆上的点与圆心的连线与过圆心和x轴平行的直线所成的角.4、用待定系数法求圆的方程的大致步骤是:(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.二、重难点知识归纳:1、理解圆的定义,以及圆的标准方程与一般方程的推导.2、注意圆的一般方程成立的条件.3、利用待定系数法求圆的方程.三、典型例题剖析。
高中数学必修2知识点总结第四章-圆与方程
第四章 圆与方程知识点与习题★ 1、圆的定义: 平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫做圆,定点为圆心,定长为圆的半径。
设 M ( x,y )为⊙ A 上任意一点,则圆的集合可以写作: P = { M | |MA| = r}★ 2、圆的方程(1)标准方程 x a 2y 2r 2,圆心 a,b ,半径为 r ; b 点 M (x 0 , y 0 ) 与圆( xa) 2 ( y b) 2r 2 的位置关系:当( x 0 a)2 ( y 0 b)2> r 2,点在圆外 ;当 (x 0 a) 2( y 0 b)2= r 2,点在圆上当 ( x 0a)2( y 0 b)2< r 2 ,点在圆内 ;(2)一般方程 x 2y 2Dx EyF 02 2 2 2( D 2 E 24F 0 )(x+D/2) +(y+E/2) =(D +E -4F)/41 D 2当 D 2E 2 4F 0 时,方程表示圆,此时圆心为D ,E ,半径为 r E 2 4F 2 2 2当 D 2E 24F 0 时,表示一个点;当 D 2E 2F0 时,方程不表示任何图形。
4(3)求圆的方程的方法:待定系数法:先设后求。
确定一个圆需要三个独立条件,若利用圆的标准方程,需求出 a , b , r ;若利用一般方程,需要求出 D , E , F ; 直接法: 直接根据已知条件求出圆心坐标以及半径长度。
另外要注意多利用圆的几何性质:如弦的中垂线必经过圆心,以此来确定圆心的位置 。
★ 3、直线与圆的位置关系:直线与圆的位置关系有 相离,相切,相交 三种情况:(1)设直线 l : Ax By C 0,圆 C :x a 2 y b 2 r 2 Aa Bb C , ,圆心 C a, b 到 l 的距离为 d B 2A 2则有 d r l 与 C 相离 ;drl 与 C 相切 ; d r l 与 C 相交 (2)过圆外一点的切线 :设点斜式方程,用 圆心到该直线距离 =半径 ,求解 k ,①若求得两个不同的解,带入所设切线的方程即可;②若求得两个相同的解,带入切线方程,得到一条切线;接下来验证过该点的斜率不存在的直线(此时,该直线一定为另一条切线)2 2 2(3) 过 圆 上 一 点 的 切 线 方 程 : 圆 (x-a) +(y-b) =r , 圆 上 一 点 为 (x0 , y0) , 则 过 此点 的 切 线 方 程 为(x 0-a)(x-a)+(y 0-b)(y-b)= r 2两圆的位置关系判断条件公切线条数外离d>r 1+r 2 4 条外切d=r1+r2 3 条相交| r 1-r 2| <d<r 1+r 2 2 条内切d= | r 1-r 2| 1 条内含d< | r1-r2| 0 条★4、圆与圆的位置关系:通过两圆半径的和(差),与圆心距(d)之间的大小比较来确定。
高中数学必修2--圆与方程知识点归纳总结
圆与方程知识点1.圆的标准方程:以点),(b a C 为圆心,r 为半径的圆的标准方程是222)()(r b y a x =-+-.特例:圆心在坐标原点,半径为r 的圆的方程是:222r y x =+.2.点与圆的位置关系:(1).设点到圆心的距离为d,圆半径为r:a.点在圆内d<r;b.点在圆上d=r;c.点在圆外d>r(2).给定点),(00y x M 及圆222)()(:r b y a x C =-+-.①M 在圆C 内22020)()(r b y a x <-+-⇔②M 在圆C 上22020)()r b y a x =-+-⇔(③M 在圆C 外22020)()(r b y a x >-+-⇔(3)涉及最值:1圆外一点B ,圆上一动点P ,讨论PB 的最值min PB BN BC r ==-max PB BM BC r==+2圆内一点A ,圆上一动点P ,讨论PA 的最值min PA AN r AC==-max PA AM r AC==+思考:过此A 点作最短的弦?(此弦垂直AC )3.圆的一般方程:022=++++F Ey Dx y x .(1)当0422>-+F E D 时,方程表示一个圆,其中圆心⎪⎭⎫⎝⎛--2,2E D C ,半径2422FE D r -+=.(2)当0422=-+F E D 时,方程表示一个点⎪⎭⎫ ⎝⎛--2,2E D .(3)当0422<-+F E D 时,方程不表示任何图形.注:方程022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 表示圆的充要条件是:0=B 且0≠=C A 且0422 AF E D -+.4.直线与圆的位置关系:直线0=++C By Ax 与圆222)()(r b y a x =-+-圆心到直线的距离22B A C Bb Aa d +++=1)无交点直线与圆相离⇔⇔>r d ;2)只有一个交点直线与圆相切⇔⇔=r d ;3)有两个交点直线与圆相交⇔⇔<r d ;弦长|AB|=222d r -还可以利用直线方程与圆的方程联立方程组⎩⎨⎧=++++=++022F Ey Dx y x C By Ax 求解,通过解的个数来判断:(1)当0>∆时,直线与圆有2个交点,,直线与圆相交;(2)当0=∆时,直线与圆只有1个交点,直线与圆相切;(3)当0<∆时,直线与圆没有交点,直线与圆相离;5.两圆的位置关系(1)设两圆2121211)()(:r b y a x C =-+-与圆2222222)()(:r b y a x C =-+-,圆心距221221)()(b b a a d -+-=1条公切线外离421⇔⇔+>r r d ;2条公切线外切321⇔⇔+=r r d ;3条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r ;4条公切线内切121⇔⇔-=r r d ;5无公切线内含⇔⇔-<<210r r d ;外离外切相交内切(2)两圆公共弦所在直线方程圆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.补充说明: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)圆系问题过两圆1C :221110x y D x E y F ++++=和2C :222220x y D x E y F ++++=交点的圆系方程为()22221112220x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=(1λ≠-)补充:1上述圆系不包括2C ;22)当1λ=-时,表示过两圆交点的直线方程(公共弦)3过直线0Ax By C ++=与圆220x y Dx Ey F ++++=交点的圆系方程为()220x y Dx Ey F Ax By C λ+++++++=6.过一点作圆的切线的方程:(1)过圆外一点的切线:①k 不存在,验证是否成立②k 存在,设点斜式方程,用圆心到该直线距离=半径,即⎪⎩⎪⎨⎧+---=-=-1)()(2110101R x a k y b R x x k y y 求解k,得到切线方程【一定两解】例1.经过点P(1,—2)点作圆(x+1)2+(y —2)2=4的切线,则切线方程为。
必修二数学圆与方程知识点总结(精选3篇)
必修二数学圆与方程知识点总结(精选3篇)必修二数学圆与方程知识点总结篇11、圆的定义:平面内到一定点的距离等于定长的点的集合叫圆,定点为圆心,定长为圆的半径.2、圆的方程(1)标准方程,圆心,半径为r;(2)一般方程当时,方程表示圆,此时圆心为,半径为当时,表示一个点;当时,方程不表示任何图形.(3)求圆方程的方法:一般都采用待定系数法:先设后求.确定一个圆需要三个独立条件,若利用圆的标准方程,需求出a,b,r;若利用一般方程,需要求出D,E,F;另外要注意多利用圆的几何性质:如弦的中垂线必经过原点,以此来确定圆心的位置.3、直线与圆的位置关系:直线与圆的位置关系有相离,相切,相交三种情况:(1)设直线,圆,圆心到l的距离为,则有;;(2)过圆外一点的切线:①k不存在,验证是否成立②k存在,设点斜式方程,用圆心到该直线距离=半径,求解k,得到方程【一定两解】(3)过圆上一点的切线方程:圆(x-a)2+(y-b)2=r2,圆上一点为(x0,y0),则过此点的切线方程为(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)= r24、圆与圆的位置关系:通过两圆半径的和(差),与圆心距(d)之间的大小比较来确定.设圆,两圆的位置关系常通过两圆半径的和(差),与圆心距(d)之间的大小比较来确定.当时两圆外离,此时有公切线四条。
当时两圆外切,连心线过切点,有外公切线两条,内公切线一条。
当时两圆相交,连心线垂直平分公共弦,有两条外公切线。
当时,两圆内切,连心线经过切点,只有一条公切线。
当时,两圆内含;当时,为同心圆。
注意:已知圆上两点,圆心必在中垂线上;已知两圆相切,两圆心与切点共线。
圆的辅助线一般为连圆心与切线或者连圆心与弦中点。
数学集合的运算知识点运算类型交集并集补集定义由所有属于A且属于B的元素所组成的集合,叫做A,B的交集.记作AB(读作‘A交B’),即AB={x|xA,且xB}.由所有属于集合A或属于集合B的元素所组成的集合,叫做A,B 的并集.记作:AB(读作‘A并B’),即AB={x|xA,或xB}).学数学的方法学习方法很多女生在学习数学的时候喜欢按部就班,注重基础,但是却很少做难题,所以便导致了解题能力薄弱。
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2、由k=o-p1,k求l 出
kl ;
3、用点斜式: y y0 kl (x x0 ),得出切线方程.
2、求过圆O外一点的P圆(x的0, 切y0 )线方程的方法:
步骤:1 、设直线为y y0 k(x x0 ),
2、由d列出r方程,解出从而得 k, 到切线方程
.
5、圆与圆的位置关系
设圆O与1圆的O半2 径分别为则圆r与1, r圆2. O有1O以2 下 d种. 位置关系: 5 (1)相离:d r1 r2 (2)外切:d r1 r2 (3)相交:r1 r2 d r1 r2 (4)内切:d r1 r2 (5)内含:d r1 r2
R M
O
Q
y
P
M'
x
3、空பைடு நூலகம்两点中点公式
A(x1, y1, z1), B(x2 , y2 , z2 ),则 AB 中点为
x1
2
x2
,
y1
2
y2
,
z1
2
z2
2、空间两点间的距离公式
(1)空间中任意一点 P1 (x1, y1, z1 ) 到点 P2 (x2 , y2 , z2 ) 之间的距离公式 P1P2 (x1 x2 )2 ( y1 y2 )2 (z1 z2 )2
特别地,任意一点 P(x, y, z) 与原点间距离 PO x2 y2 z2
2、圆的一般方程
x2 y2 Dx Ey F 0(其中D2 E2 4F 0)
1、x和2 的y系2 数相同,不为 0. 2、没有x这y 样的项.
圆的一般方程标准配方方程:(
) +x( D 2) =y E 2 D2 E2 4F
2
2
4
可知圆心为( - D , E ) , 半径r D2 E2 4F
必修二数学圆与方程知识点总结
必修二数学圆与方程知识点总结1. 圆的定义:圆是由平面上与一点(圆心)距离相等的点的集合。
2. 圆的元素:圆心、半径。
可以用(x-a)² + (y-b)² = r²表示,其中(a,b)表示圆心的坐标,r表示半径。
3. 圆的方程:一般方程:Ax² + By² + Cx + Dy + E = 0,其中A、B、C、D、E为常数,A和B不能同时为零。
4. 圆的标准方程:(x-h)² + (y-k)² = r²,其中(h,k)表示圆心的坐标,r表示半径。
5. 圆的性质:- 圆的直径是圆上任意两点之间的最长距离,直径的长度是半径的两倍。
- 圆的半径垂直于切线,切线与半径的夹角为90度。
- 圆的弦是圆上两点之间的线段,弦的中点与圆心连线垂直,且中点在弦的中垂线上。
- 圆的弧是圆上的一段连续的线段。
- 圆心角是以圆心为顶点的角,在弧上所对的圆心角相等的弧相等。
6. 圆的相关公式:- 圆的周长:C = 2πr,其中r为半径。
- 圆的面积:A = πr²,其中r为半径。
7. 方程相关知识点:- 一次方程:形如ax + b = 0的方程,其中a和b为常数,a ≠ 0。
- 二次方程:形如ax² + bx + c = 0的方程,其中a、b、c为常数,a ≠ 0。
- 一元二次方程:只含有一个未知数的二次方程。
- 二元二次方程:同时含有两个未知数的二次方程。
- 解方程的方法:因式分解法、配方法、求根公式等。
这些是必修二数学中关于圆与方程的一些重要知识点总结,希望能对你有所帮助!。
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《圆与方程》知识点整理、标准方程x a 2 y b 2 r21•求标准方程的方法一一关键是求出圆心a, b和半径r①待定系数:往往已知圆上三点坐标,例如教材P19例2☆ ②利用平面几何性质往往涉及到直线与圆的位置关系,特别是:相切和相交相切:利用到圆心与切点的连线垂直直线相交:利用到点到直线的距离公式及垂径定理二、一般方程x2y2Dx Ey F0 D2E24F 01. Ax2 By2CxyDx Ey F 0表示圆方程则A B 0A B 0 C0C0D 2 2EF D2E2 4AF 04 F 0AAA2•求圆的一般方程一般可采用待定系数法:3.D2 E2 4F 0常可用来求有关参数的范围三、圆系方程:四、参数方程:五、点与圆的位置关系1•判断方法:点到圆心的距离d r 点在圆内;d r 2•涉及最值:d与半径r的大小关系点在圆上;d r 点在圆外(1 )圆外一点B,圆上一动点P,讨论|PB的最值PB i BN BC r PB BM BC rmin max(2)圆内一点A,圆上一动点P,讨论PA的最值PA i AN r AC I PA AM mi n I I I max思考:过此A点作最短的弦?(此弦垂直AC)六、直线与圆的位置关系1•判断方法(d 为圆心到直线的距离) (1) 相离 没有公共点 0 d r(2) 相切 只有一个公共点 0 d r(3) 相交 有两个公共点0 d r这一知识点可以出如此题型:告诉你直线与圆相交让你求有关参数的范围2•直线与圆相切 (1 )知识要点 ①基本图形② 主要元素:切点坐标、切线方程、切线长等 问题:直线I 与圆C 相切意味着什么? 圆心C 到直线I 的距离恰好等于半径r (2 )常见题型一一求过定点的切线方程①切线条数②求切线方程的方法及注意点 i )点在圆外2 2 2 2 2y b r ,[ x o a y o b r ]第一步:设切线I 方程y y 0 k x x 0 第二步:通过d r k ,从而得到切线方程特别注意:以上解题步骤仅对 k 存在有效,当k 不存在时,应补上—千万不要漏了! 如:过点P 1,1作圆x 2 y 2 4x 6y 12 0的切线,求切线方程• 答案:3x 4y 1 0和x 1ii )点在圆上2 2 2 21)若点x 0, y 0在圆x y r 上,则切线方程为 x °x y °y r会在选择题及填空题中运用,但一定要看清题目22)若点X 。
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答案: 3x 4 y 1 0 和 x 1
ii) 点在圆上
1) 若点x0,y0 在圆 x2 y2 r 2 上,则切线方程为 0x x 0y y r 2
会在选择题及填空题中运用,但一定要看清题目.
2)
则 m n 的取值范围是
.
2.已知圆C : x2 y2 2x 4 y 4 0 ,问:是否存在斜率为 1 的直线l ,使l 被圆C 截
3. 直线与圆相交 (1) 求弦长及弦长的应用问题 垂径定理及勾股定理——常用
2
弦长公式: l
1 k2
xx
1
2
1
k2
x1
x2
2
4x x 12
(暂作了解,无需掌握)
(2) 判断直线与圆相交的一种特殊方法(一种巧合):直线过定点,而定点恰好在圆内.
(3) 关于点的个数问题
例:若圆 x 32 y 52 r2 上有且仅有两个点到直线 4x 3y 2 0 的距离为 1,则
3. D2 E2 4F 0 常可用来求有关参数的范围
三、圆系方程: 四、参数方程: 五、点与圆的位置关系
1.判断方法:点到圆心的距离 d 与半径 r 的大小关系 d r 点在圆内; d r 点在圆上; d r 点在圆外
2. 涉及最值:
(1) 圆外一点 B ,圆上一动点 P ,讨论 PB 的最值
若 点 x0,y0 在 圆 x
a 2
y
b 2
r 上,则切线方程为 2
x ax a y by b r 2
0
0
碰到一般方程则可先将一般方程标准化,然后运用上述结果. 由上述分析,我们知道:过一定点求某圆的切线方程,非常重要的第一步就是——判
断点与圆的位置关系,得出切线的条数.
③求切线长:利用基本图形, AP 2 CP 2 r2 AP CP 2 r2
PB BN BC r PB BM BC r
min
max
(2) 圆内一点 A ,圆上一动点 P ,讨论 PA 的最值
PA AN r AC min
PA AM r AC max
思考:过此 A 点作最短的弦?(此弦垂直 AC )
1
六、直线与圆的位置关系
1.判断方法( d 为圆心到直线的距离) (1) 相离 没有公共点 0 d r (2) 相切 只有一个公共点 0 d r (3) 相交 有两个公共点 0 d r
这一知识点可以出如此题型:告诉你直线与圆相交让你求有关参数的范围.
2.直线与圆相切
(1) 知识要点
①基本图形
②主要元素:切点坐标、切线方程、切线长等
问题:直线l 与圆C 相切意味着什么?
圆心C 到直线l 的距离恰好等于半径 r
(2) 常见题型——求过定点的切线方程
①切线条数
点在圆外——两条;点在圆上——一条;点在圆内——无
取值范围是
. 答案: c 2 1(数形结合和参数方程两种方法均可!)
3
七、圆的参数方程
x2 y2 r 2 r 0
x
r
cos
பைடு நூலகம்
y
r
sin
,
为参数
x a2 y b2 r2 r 0 x a r cos
y
b
r
,
sin
为参数
八、相关应用
1.若直线 mx 2ny 4 0 ( m , n R ),始终平分圆 x2 y2 4x 2 y 4 0 的周长,
x2 y2 Dx Ey F 0 D2 E2 4F 0
1. Ax2 By2 Cxy Dx Ey F 0 表示圆方程则
A B 0
A B 0
C 0
D 2
A
E A
2
4
F A
0
C 0 D2 E2
4
AF
0
2.求圆的一般方程一般可采用待定系数法:
(3) x2 y2 的最大值和最小值.——两点间的距离的平方
2.已知AOB 中, OB 3 , OA 4 , AB 5 ,点 P 是 AOB 内切圆上一点,求以
PA , PB , PO 为直径的三个圆面积之和的最大值和最小值.
数形结合和参数方程两种方法均可!
3.设 P x, y为圆 x2 y 12 1上的任一点,欲使不等式 x y c 0 恒成立,则c 的
②求切线方程的方法及注意点
i) 点在圆外
如定点 P x , y ,圆: x a2 y b2 r2 ,[ x a2 y b2 r2 ]
00
0
0
第一步:设切线l 方程 y y0 k x x0
第二步:通过 d r k ,从而得到切线方程 特别注意:以上解题步骤仅对 k 存在有效,当 k 不存在时,应补上——千万不要漏了!
《圆与方程》知识点整理
一、标准方程x a2 y b2 r 2
1.求标准方程的方法——关键是求出圆心a, b和半径 r
①待定系数:往往已知圆上三点坐标,例如教材 P119 例 2
②利用平面几何性质 往往涉及到直线与圆的位置关系,特别是:相切和相交 相切:利用到圆心与切点的连线垂直直线 相交:利用到点到直线的距离公式及垂径定理 二、一般方程
半径 r 的取值范围是
. 答案: 4, 6
4. 直线与圆相离 会对直线与圆相离作出判断(特别是涉及一些参数时)
七、对称问题
1.若圆 x2 y2 m2 1 x 2my m 0 ,关于直线 x y 1 0 ,则实数 m 的值为 .
答案:3(注意: m 1时, D2 E2 4F 0 ,故舍去)
变式:已知点 A 是圆C : x2 y2 ax 4 y 5 0 上任意一点, A 点关于直线
x 2 y 1 0 的对称点在圆 C 上,则实数 a
.
2.圆 x 12 y 32 1关于直线 x y 0 对称的曲线方程是
.
变式:已知圆C1 : x 42 y 22 1与圆C2 : x 22 y 42 1关于直线l 对称,
则直线 l 的方程为
.
3.圆 x 32 y 12 1关于点 2, 3对称的曲线方程是
.
八、最值问题 方法主要有三种:(1)数形结合;(2)代换;(3)参数方程
1.已知实数 x , y 满足方程 x2 y2 4x 1 0 ,求:
y
(1)
的最大值和最小值;——看作斜率
x5
(2) y x 的最小值;——参数法; 截距(线性规划)