2015届高考数学总复习第九章平面解析几何第4课时(3)
发布时间:2021-06-07
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x=2, y=0.
故圆C过定点(2,0).
题型2 求圆的方程 例2 求过两点A(1,4)、B(3,2)且圆心在直线y=0上的圆的标准方程,并判断点P(2,4)与圆的关系.
解:(解法1)(待定系数法)设圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=r2. ∵ 圆心在y=0上,故b=0. ∴ 圆的方程为(x-a)2+y2=r2.
∵ 该圆过A(1,4)、B(3,2)两点, (1-a)2+16=r2, ∴ 解之得a=-1,r2=20. 22
(3-a)+4=r,
∴ 所求圆的方程为(x+1)2+y2=20.
(解法2)(直接求出圆心坐标和半径)∵ 圆过A(1,4)、B(3,2)两点,∴ 圆心C必在线
4-2
段AB的垂直平分线l上.∵ kAB==-1,故l的斜率为1,又AB的中点为(2,3),故
1-3
AB的垂直平分线l的方程为y-3=x-2即x-y+1=0.又知圆心在直线y=0上,故圆心坐标为C(-1,0).∴ 半径r=|AC|=(1+1)+420.故所求圆的方程为(x+1)2+y2=20.又点P(2,4)到圆心C(-1,0)的距离为d=|PC|=(2+1)+425>r.
∴ 点P在圆外.
备选变式(教师专享)
已知圆C的圆心与点P(-2,1)关于直线y=x+1对称,直线3x+4y-11=0与圆C相交于A、B两点,且|AB|=6,求圆C的方程.
解:设圆C的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),则圆心C(a,b),由题意得b-1
1,
a+2 a=0,解得
b=-1.b+1a-2
+1,22
|-4-11|
故C(0,-1)到直线3x+4y-11=0的距离d=3.
5
2
22 AB∵AB=6,∴r=d+ 2=18,
∴圆C的方程为x2+(y+1)2=18.
例3 在平面直角坐标系xOy中,二次函数f(x)=x2+2x+b(x∈R)与两坐标轴有三个交点.记过三个交点的圆为圆C.
(1) 求实数b的取值范围; (2) 求圆C的方程;
(3) 圆C是否经过定点(与b的取值无关)?证明你的结论.
解:(1) 令x=0,得抛物线与y轴的交点是(0,b),令f(x)=0,得x2+2x+b=0,由题意b≠0且Δ>0,解得b<1且b≠0.
(2) 设所求圆的一般方程为x2+ y2+Dx+Ey+F=0,令y=0,得x2+Dx+F=0,这与x2+2x+b=0是同一个方程,故D=2,F=b,令x=0,得y2+ Ey+b=0,此方程有一个根为b,代入得E=-b-1,所以圆C的方程为x2+ y2+2x -(b+1)y+b=0.
(3) 圆C必过定点(0,1),(-2,1).
证明:将(0,1)代入圆C的方程,得左边= 02+ 12+2×0-(b+1)×1+b=0,右边=0,所以圆C必过定点(0,1);同理可证圆C必过定点(-2,1).
备选变式(教师专享)
已知直线l1、l2分别与抛物线x2=4y相切于点A、B,且A、B两点的横坐标分别为a、
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