圆系方程及其应用
圆系与圆系方程
具有某种共同性质的圆的集合,称为圆系.
(1)同心圆系方程为(x-x0)2+(y-y0)2=r2(r≠0),
x0,y0为常数,r为参数.
(2)圆心共线且半径相等的圆系方程为(x-x0)2+(y-y0)2=r2,r为常数且r≠0,圆心(x0,y0)在直线ax+by+c=0上移动.
(3)过两个已知圆fi(x,y)=x2+y2+Dix+Eiy+Fi=0(i=1,2)的交点的圆系方程为x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1),即f1(x,y)+λf2(x,y)=0(λ≠-1).
注意:当λ=-1时,方程变为(D1-D2)x+(E1-E2)y+F1-F2=0,当两圆是同心圆时,此直线不存在;当两圆相交时,此直线为公共弦所在直线;当两圆相切时,此直线为两圆的内公切线;当两圆相离时,此直线为与两圆心连线垂直的直线.
(4)过直线与圆交点的圆系方程
设直线l:Ax+By+C=0与圆C:x2+y2+Dx+Ey+F=0相交,则方程x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+By+C)=0表示过直线l与圆C的两个交点的圆系方程.
灵活运用圆系方程解题,可以起到简化计算的目的.
【典例】 求圆心在直线x-y-4=0上,且过两圆x2+y2-4x-6=0和x2+y2-4y-6=0的交点的圆的方程.
[尝试解答]
利用圆系方程求圆的方程的步骤
(1)设出圆系方程.
(2)将圆系方程化成需要的形式(一般方程或标准方程).
(3)根据其他条件将圆系方程中的参数求解出来.
(4)写出圆的方程.
求过直线2x+y+4=0和圆x2+y2+2x-4y+1=0的交点,且面积最小的圆的方程.
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