2.3.2圆的一般方程
学习目标
1.掌握圆的一般方程及其特点.
2.能将圆的一般方程化为圆的标准方程.
二、重难点
重点:圆的一般方程的求法和圆的一般方程与圆的标准方程互化
难点:了解二元二次方程、圆的标准方程和圆的一般方程之间的关系,二元二次方程表示圆的条件
三、知识梳理
1.一般地,圆的标准方程 可以化为
在这个方程中,如果令 ,则这个方程可以表示成 ① 的形式,其中 都是常数.形如 ① 式的圆的方程称为圆的一般方程.
圆的标准方程明确指出了圆的圆心坐标与半径,而圆的一般方程表明了圆的方程形式上的特点.要给出圆的标准方程,需要确定圆心坐标和半径;而要给出圆的一般方程,则需要确定一般方程中的 .
2.圆的一般方程:方程表示以 为圆心,为半径的圆. 当 时,方程表示一个圆.
四、例题讲解
例 1 已知 是 上的三点,求这个圆的方程.
归纳:
一般地,
因此,(1)当 时,方程是以为圆心,
为半径的圆的方程;
(2)当 时,满足方程的实数只有,,
所以原方程不是圆的方程;
(3)当 时,方程没有实数解,因而原方程也不是
圆的方程.
例 2 判断下列方程是否是圆的方程,如果是,写出圆的圆心坐标与半径;如果不是,说明理由:
(1);
(2);
(3).
五、课堂练习
1.已知圆的方程为:,则圆心坐标为( )
A. B. C. D.
2.圆的圆心坐标是( )
A. B. C. D.
3.方程表示圆,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.若方程表示圆,则a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
5.已知圆的方程圆心坐标为,则它的半径为( )
A.3 B. C.5 D.4
6.圆的圆心到直线的距离为1,则( )
A. B. C. D.2
7.方程表示( )
A.一个点 B.一条直线 C.一个圆 D.不存在
8.若直线l经过圆的圆心,且倾斜角为,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
9.已知圆,它的半径是___________.
10.过点,且圆心与已知圆相同的圆的一般方程为______.
六、课后练习
1.圆的圆心到直线的距离是( )
A. B. C.1 D.
2.圆的圆心坐标和半径分别为( )
A.和4 B.和4 C.和 D.和
3.“”是“方程是圆的方程”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.下列方程表示圆的是( )
A. B.
C. D.
5.圆的圆心到直线的距离为( )
A. B. C.1 D.2
6.(多选)已知方程表示圆,则a的值可能为( )
A.-2 B.0 C.1 D.3
7.(多选)下列方程能够表示圆的是( )
A. B. C. D.
8.已知圆,则该圆的圆心坐标为_____________.
9.已知圆C的方程为,则圆C的半径为_______.
10.以和为直径两端点的圆的一般方程为____________.
答案及解析
三、知识梳理
2.
四、例题讲解
例题1
解:设所求圆的方程为 ,因为 都是圆上的点,所以它们的坐标都是方程的解,因此可得
解方程组可得 ,,.因此所求圆的方程为 .
例题2
解:(1)原方程可以化为 ,即 ,所以是圆心坐标为 ,半径为 5 的圆的方程.
(2)方程两边除以 4,得 .将左边配方,得
所以是圆心坐标为 ,半径为 的圆的方程.
(3)因为原方程可以化为 ,即
又因为满足上述方程的实数 不存在,所以原方程不是圆的方程.
五、课堂练习
1.答案:D
解析:易知圆方程可化为,
因此圆心坐标为.
故选:D.
2.答案:D
解析:圆,即,
所以圆心为.
故选:D
3.答案:A
解析:方程,即为,
若它表示圆,需满足,故.
故选:A.
4.答案:C
解析:依题意,
即,
解得或,
所以a的取值范围是,
故选:C
5.答案:D
解析:由题得,.所以圆的半径为
故答案为:D
6.答案:A
解析:由配方得,所以圆心为,
因为圆的圆心到直线的距离为1,所以,
解得,
故选:A.
7.答案:A
解析:方程变形得,表示点.
8.答案:B
解析:整理圆的方程可得:,圆心,
倾斜角为,其斜率,
方程为:,即.
故选:B.
9.答案:3
解析:由,则半径为
故答案为:3.
10.答案:
解析:将圆C的方程化为标准方程得,
则圆心C的坐标为,
故所求圆的半径,
所以所求圆的方程为,
即.
故答案为:.
六、课后练习
1.答案:D
解析:圆转换为,
故圆心的坐标为,半径为2;
故圆心到直线的距离.
故选:D
2.答案:C
解析:可化为,
由圆心为,半径,
易知圆心的坐标为,半径为.
故选:C.
3.答案:A
解析:若方程是圆的方 程,
则 ,解得 或 ,
故 " " 是 “方程 是圆的方
程"的充分不必要条件.
故选: A.
4.答案:D
解析:A选项,方程中有xy项,该方程不能表示圆,故A不符合题意;B选项,方程,,该方程不能表示圆,故B不符合题意;C选项,方程,,该方程不能表示圆,故C不符合题意;D选项,方程,,该方程可以表示圆.故选D.
5.答案:B
解析:圆的圆心为,
到直线的距离为.
故选:B.
6.答案:AB
解析:方程表示圆,
故选:AB.
7.答案:AC
解析:对于A,表示圆心为,半径为1的圆,A正确;
对于B,不符合圆的方程,B错误;
对于C,由得:,
则其表示圆心为,半径为的圆,C正确;
对于D,含项,不符合圆的方程,D错误.
故选:AC.
8.答案:
解析:本题主要考查圆与方程.将题中圆的方程化为标准形式,可得,圆心为.故本题正确答案为.
9.答案:
解析:由
可得,
所以半径为,
故答案为:
10.答案:
解析:由题意,得圆心为线段的中点.又,所以半径为,则圆的标准方程为,化为一般方程为.