2024-2025人教版(2019)高中数学选择性必修一2.4圆的方程 题型总结(含解析)

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名称 2024-2025人教版(2019)高中数学选择性必修一2.4圆的方程 题型总结(含解析)
格式 docx
文件大小 64.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2025-08-17 22:13:01

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文档简介

2.4圆的方程题型总结
【题型1 求圆的标准方程】
【例1】圆心为且过点的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1.1】 已知圆C经过两点,且圆心C在直线上,则圆C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1.2】已知点和点,则以为直径的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【变式1.3】过三点的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【题型2 求圆的一般方程】
【例2】已知、,则以为直径的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2.1】已知,,,则的外接圆方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2.2】 过三点的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2.3】求以为圆心,且经过点的圆的一般方程( )
A. B.
C. D.
【题型3 由圆的方程确定圆心和半径】
【例3】已知圆,则其圆心和半径分别为( )
A. B. C. D.
【变式3.1】圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【变式3.2】圆的圆心坐标与半径分别为( )
A. B. C. D.
【变式3.3】若的三个顶点坐标分别为,,,则外接圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【题型4 二元二次方程表示圆的条件】
【例4】已知曲线表示圆,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式4.1】已知方程表示圆,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式4.2】若方程表示圆,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式4.3】若是一个圆的方程,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型5 圆过定点问题】
【例5】圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
【变式5.1】若圆过坐标原点,则实数m的值为( )
A.1 B.2 C.2或1 D.-2或-1
【变式5.2】点是直线上任意一点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点( )
A.和 B.和 C.和 D.和
【变式5.3】对任意实数,圆恒过定点,则定点坐标为 .
【题型6 点与圆的位置关系】
【例6】已知点在圆外,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.∪
【变式6.1】若点在圆的外部,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式6.2】已知坐标原点不在圆的内部,则的取值可能为( )
A.1 B. C.2 D.
【变式6.3】已知圆的方程为,若点在圆外,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【题型7 圆有关的轨迹问题】
【例7】已知点是圆上的动点,点,则的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【变式7.1】已知为圆:上的动点,点满足,记的轨迹为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式7.2】 若两定点,,动点M满足,则M点的轨迹围成区域的面积为( )
A. B. C. D.
【变式7.3】已知定点,点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【题型8 与圆有关的对称问题】
【例8】已知圆与圆关于直线对称,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式8.1】圆关于直线对称后的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式8.2】已知圆关于直线对称,则实数( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【变式8.3】圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
2.4圆的方程题型总结答案
【题型1 求圆的标准方程】
【例1】圆心为且过点的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据各项给定圆的方程确定圆心,判断是否在圆上即可.
【解答过程】由的圆心为,A错;
由的圆心为,B错;
由的圆心为,显然点在圆上,C对;
由的圆心为,D错;
故选:C.
【变式1.1】 已知圆C经过两点,且圆心C在直线上,则圆C的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题意,由求解.
【解答过程】解:设圆的标准方程为,
由题意得,
解得,
故圆的方程为,
故选:B.
【变式1.2】已知点和点,则以为直径的圆的标准方程是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由中点坐标公式求得圆,两点间距离公式求得半径,即可求解
【解答过程】由线段的中点坐标公式,求得圆心.直径.
故以为直径的圆的标准方程为.
故选:C.
【变式1.3】过三点的圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】得到三角形是直角三角形,故只需求出三角形外接圆圆心、半径即可.
【解答过程】因为,所以三角形是直角三角形,
其外接圆圆心为的中点,半径为,
故所求为.
故选:D.
【题型2 求圆的一般方程】
【例2】已知、,则以为直径的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】求出的中点和可得以为直径的圆的圆心坐标和半径,进而得所求圆的标准方程,再将其转化为一般方程即可得解.
【解答过程】已知、,则中点坐标为即.

所以以为直径的圆的圆心为,半径为.
所以圆的标准方程为,展开可得,
整理得.
故选:B.
【变式2.1】已知,,,则的外接圆方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】设的外接圆方程为,代入三点坐标求出系数即可.
【解答过程】设的外接圆方程为,
因为,,,
所以,解得,
所以的外接圆方程为.
故选:D.
【变式2.2】过三点的圆的一般方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】设出圆的一般方程,代入点坐标,计算得到答案.
【解答过程】设圆的方程为,将A,B,C三点的坐标代入方程,
整理可得,解得,
故所求的圆的一般方程为,
故选:D.
【变式2.3】求以为圆心,且经过点的圆的一般方程( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题意,利用两点间的距离公式求得圆的半径,写出圆的标准方程,进而得到圆的一般方程,得到答案.
【解答过程】由题意得,圆的半径,
所以圆的方程为,
所以圆的一般方程为.
故选:C.
【题型3 由圆的方程确定圆心和半径】
【例3】已知圆,则其圆心和半径分别为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据圆的标准方程的特点确定圆心和半径.
【解答过程】圆的圆心的坐标为,半径为.
故选:C.
【变式3.1】圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【解题思路】把圆的一般方程化为标准方程即可得到圆心坐标.
【解答过程】由得,故圆心坐标为.
故选:D.
【变式3.2】圆的圆心坐标与半径分别为( )
A. B. C. D.
【解题思路】配方后可得圆心坐标和半径.
【解答过程】由圆,可得圆,
所以圆心坐标为,半径为.
故选:D.
【变式3.3】若的三个顶点坐标分别为,,,则外接圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由题得是直角三角形,且,即可得到答案。
【解答过程】由题得是直角三角形,且.
所以的外接圆的圆心就是线段的中点,
由中点坐标公式得,.
故选:A.
【题型4 二元二次方程表示圆的条件】
【例4】已知曲线表示圆,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据二元二次方程表示圆可得答案.
【解答过程】若曲线表示圆,
则由圆的一般方程可知,,解得或.
故选:B.
【变式4.1】已知方程表示圆,则m的取值范围为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据方程表示圆的条件列不等式,由此求得的取值范围.
【解答过程】依题意,,
,解得,
所以的取值范围是.
故选:B.
【变式4.2】若方程表示圆,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据圆的一般方程,由求解.
【解答过程】解:因为方程表示圆,
所以,
解得,
故选:B.
【变式4.3】若是一个圆的方程,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用圆的一般方程满足条件来求解即可.
【解答过程】因为是一个圆的方程,
所以,由得: ,
解得,
故选:C.
【题型5 圆过定点问题】
【例5】圆恒过的定点为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】将方程进行变形整理,解方程组即可求得结果.
【解答过程】圆的方程化为,
由得或,
故圆恒过定点.
故选:D.
【变式5.1】若圆过坐标原点,则实数m的值为( )
A.1 B.2 C.2或1 D.-2或-1
【解题思路】把坐标代入圆方程求解.注意检验,方程表示圆.
【解答过程】将代入圆方程,得,解得或2,当时,,舍去,所以.
故选:A.
【变式5.2】点是直线上任意一点,是坐标原点,则以为直径的圆经过定点( )
A.和 B.和 C.和 D.和
【解题思路】设点,求出以为直径的圆的方程,并将圆的方程变形,可求得定点坐标.
【解答过程】设点,则线段的中点为,
圆的半径为,
所以,以为直径为圆的方程为,
即,即,
由,解得或,
因此,以为直径的圆经过定点坐标为、.
故选:D.
【变式5.3】对任意实数,圆恒过定点,则定点坐标为 或 .
【解题思路】由已知得,从而,由此能求出定点的坐标.
【解答过程】解:,即,
令,解得,,或,,
所以定点的坐标是或.
故答案为:或.
【题型6 点与圆的位置关系】
【例6】已知点在圆外,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.∪
【解题思路】根据二元二次方程表示圆及点在圆外列不等式求参数范围即可.
【解答过程】圆的方程可化为,则,可得,
又点在圆外,则,可得,
所以.
故选:B.
【变式6.1】若点在圆的外部,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据点与圆的位置关系以及二元二次方程表示圆的条件可得不等式,解不等式即可.
【解答过程】由已知圆,则,
又点在圆的外部,
则,
即,解得,
故选:C.
【变式6.2】已知坐标原点不在圆的内部,则的取值可能为( )
A.1 B. C.2 D.
【解题思路】根据方程表示圆得,根据原点不在圆内得,解得的取值范围,再逐项判断即可.
【解答过程】依题意,方程表示圆,则,解得.
因为坐标原点不在圆的内部,所以.
综上所述,,结合选项可知A符合题意.
故选:A.
【变式6.3】已知圆的方程为,若点在圆外,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】先将圆的一般化为标准方程,再结合点在圆外,得到关于的不等式组,解之即可得解.
【解答过程】由题意得,圆的标准方程为,
故,,
又点在圆外,所以,
,或,
所以m的取值范围为.
故选:D.
【题型7 圆有关的轨迹问题】
【例7】已知点是圆上的动点,点,则的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据中点坐标公式,结合相关点法即可求解.
【解答过程】设线段中点,则在圆上运动,
,即.
故选:A.
【变式7.1】已知为圆:上的动点,点满足,记的轨迹为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】设,根据得到,代入圆中,得到轨迹方程.
【解答过程】设,因为,所以,
又在圆:上,
故,即的方程为.
故选:C.
【变式7.2】 若两定点,,动点M满足,则M点的轨迹围成区域的面积为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据给定条件求出动点M的轨迹方程,再确定轨迹即可计算作答.
【解答过程】设,依题意,,化简整理得:,
因此,动点M的轨迹是以原点为圆心,2为半径的圆,
所以动点M的轨迹围成区域的面积为.
故选:D.
【变式7.3】已知定点,点在圆上运动,则线段的中点的轨迹方程是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据中点关系,即可将代入圆的方程求解.
【解答过程】设,则,由于在上运动,
故,化简得,
故选:A.
【题型8 与圆有关的对称问题】
【例8】已知圆与圆关于直线对称,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据已知圆的方程确定圆心,进而得到线段的中点坐标及的斜率,应用点斜式写出直线方程.
【解答过程】圆的标准方程为:,圆心.
圆的标准方程为:,圆心.
所以线段的中点为,
由题意,为线段的垂直平分线,且,所以,
所以的方程为,则.
故选:D.
【变式8.1】圆关于直线对称后的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】依题意求得圆的圆心关于直线的对称点坐标,即可得出结果.
【解答过程】易知圆的圆心为,
设关于直线对称点为,
所以,解得,
因此对称后圆的圆心为,半径为,
即可得方程为.
故选:A.
【变式8.2】已知圆关于直线对称,则实数( )
A.4 B.5 C.6 D.8
【解题思路】利用圆的对称性及一般式求出圆心坐标,代入直线方程求参数即可.
【解答过程】由,即,
由题意可知圆心在直线上,代入得.
故选:C.
【变式8.3】圆与圆N关于直线对称,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据对称性求得圆的圆心和半径,进而求得圆的方程.
【解答过程】圆的圆心为,半径为,
关于直线的对称点是,
所以圆的圆心是,半径是,
所以圆的方程为.
故选:D.