人教版必修二数学圆与方程知专题讲义
时间:2025-02-24
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人教版必修二圆与方程专题讲义
一、标准方程 x a y b r2
1.求标准方程的方法——关键是求出圆心 a,b 和半径r 2.特殊位置的圆的标准方程设法(无需记,关键能理解)
2
2
二、一般方程 x2 y2 Dx Ey F0
2
D 2E4
F0
1.Ax2 By2 Cxy Dx Ey F 0表示圆方程,则
A B 0 A B 0
C 0 C 0 D2 E2 4AF 022
DEF 4 0 A A A
2.求圆的一般方程方法
①待定系数:往往已知圆上三点坐标 ②利用平面几何性质
涉及点与圆的位置关系:圆上两点的中垂线一定过圆心
涉及直线与圆的位置关系:相切时,利用到圆心与切点的连线垂直直线;相交时,利用到点到直线的距离公式及垂径定理
3.D2 E2 4F 0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
PBmin BN BC r PBmax BM BC r
(2)圆内一点A,圆上一动点P,讨论PA的最值
PAmin AN r AC PAmax AM r AC
思考:过此A点作最短的弦?(此弦垂直AC) 3.以A(x1,y1),B(x2,y2)两点为直径的圆方程为
(x x1)(x x2) (y y1)(y y2) 0
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 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 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
22如定点P x0,y0 ,圆: x a y b r,[ x0 a y0 b r]
2
2
2
2
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. 如:过点P 1,1 作圆x2 y2 4x 6y 12 0的切线,求切线方程. 答案:3x 4y 1 0和x 1
ii)点在圆上
若点 x0,y0 在圆 x a y b r2上,则切线方程为
2
2
x0 a x a y0 b y b r2
注: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.
③求切线长:利用基本图形,AP CP r AP 求切点坐标:利用两个关系列出两个方程 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 ....
(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
2
例:若圆 x 3 y 5 r上有且仅有两个点到直线4x 3y 2 0的距离为1,则
2
2
22
2
AC r kAC kAP 1
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
222
1.若圆x y m 1x 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,D E 4F 0,故舍去)
变式:已知点A是圆C:x2 y2 ax 4y 5 0上任意一点,A点关于直线x 2y 1 0的对称点在圆C上,则实数a _________.
2.圆 x 1 y 3 1关于直线x y 0对称的曲线方程是________________. 变式:已知圆C1: x 4 y 2 1与圆C2: x 2 y 4 1关于直线l对称,则直线l的方程为_______________.
3.圆 x 3 y 1 1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:x2 y2 1,问:是否存在实数b使自A 3,3 发出的光线被直线l反射后与圆C相切于点B 理由. 六、最值问题
方法主要有:(1)数形结合;(2)代换
例:已知实数x,y满足方程x y 4x 1 0,求:
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
22
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, ?若存在,求出b的值;若不存在,试说明2525
y
的最大值和最小值;——看作斜率 x 5
(2)y x的最小值;——截距(线性规划)
(1)
(3)x y的最大值和最小值.——两点间的距离的平方 七、圆与圆的位置关系
1.判断方法:几何法(d为圆心距)
(1)d r1 r2 外离 (2)d r1 r2 外切 (3)r1 r2 d r1 r2 相交 (4)d r1 r2 内切 (5)d r1 r2 内含 2.两圆公共弦所在直线方程
2
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圆C1:x2 y2 D1x E1y F2 0, 1 0,圆C2:x y D2x E2y F
则 D1 D2 x E1 E2 y F1 F2 0为两相交圆公共弦方程. 注:若C1与C2相切,则表示其中一条公切线方程;
若C1与C2相离,则表示连心线的中垂线方程. 3.圆系问题
22(1)过两圆C1:x2 y2 D1x E1y F和:Cx y D2x E2y F2 0交点的 0212222
圆系方程为x y D1x E1y F1 x y D2x E2y F2 0( 1)
注: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)
C 0与圆x2 y2 Dx Ey F 0交点的圆系方程为(2)过直线Ax By
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 八、轨迹方程