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1、第二讲直线与圆的方程含答案一、知识要点二、典型例题例1(1)、求与x轴相交于A(1,0)和B(5,0)两点且半径为的圆的标准方程.解:法一:设圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=5.∵点A,B在圆上,所以可得到方程组:,解得a=3,b=±1.∴圆的标准方程是(x-3)2+(y-1)2=5或(x-3)2+(y+1)2=5.法二:由A、B两点在圆上可知线段AB是圆的一条弦,根据平面几何知识:这个圆的圆心在线段AB的垂直平分线x=3上,于是可设圆心为C(3,b),又
2、AC
3、=,即=,解得b=1或b=-1.因此,所求圆的标准方程为(x-3)2+(y-1)2=5或(x-3)2+(y+1)2(2
4、)、圆C通过不同的三点P(k,0)、Q(2,0)、R(0,1),已知圆C在点P处的切线斜率为1,试求圆C的方程.解:设圆C的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,则k、2为x2+Dx+F=0的两根,∴k+2=-D,2k=F,即D=-(k+2),F=2k,又圆过R(0,1),故1+E+F=0.∴E=-2k-1.故所求圆的方程为x2+y2-(k+2)x-(2k+1)y+2k=0,圆心坐标为(,).∵圆C在点P处的切线斜率为1,∴kCP=-1=,∴k=-3.∴D=1,E=5,F=-6.∴所求圆C的方程为x2+y2+x+5y-6=0.变式练习1:1.过点A(1,-1),B(-1,1),且圆心在直线
5、x+y-2=0上的圆的方程是( )A.(x-3)2+(y+1)2=4B.(x+3)2+(y-1)2=4C.(x-1)2+(y-1)2=4D.(x+1)2+(y+1)2=4解析:选C.设圆心C的坐标为(a,b),半径为r.∵圆心C在直线x+y-2=0上,∴b=2-a.10由
6、CA
7、2=
8、CB
9、2得(a-1)2+(b+1)2=(a+1)2+(b-1)2,即(a-1)2+(2-a+1)2=(a+1)2+(2-a-1)2,解得a=1,b=1,∴r=
10、CA
11、==2.即所求圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=4.2.(2009年高考辽宁卷)已知圆C与直线x-y=0及x-y-4=0都相切,圆心在直线
12、x+y=0上,则圆C的方程为( )A.(x+1)2+(y-1)2=2B.(x-1)2+(y+1)2=2C.(x-1)2+(y-1)2=2D.(x+1)2+(y+1)2=2解析:选B.由题意可设圆心坐标为(a,-a),则=,解得a=1,故圆心坐标为(1,-1),半径r==,所以圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=2.3.(2008年高考山东卷)若圆C的半径为1,圆心在第一象限,且与直线4x-3y=0和x轴都相切,则该圆的标准方程是( )A.(x-3)2+(y-)2=1B.(x-2)2+(y-1)2=1C.(x-1)2+(y-3)2=1D.(x-)2+(y-1)2=1解析:选B.设圆心坐
13、标为(a,b),则,又b>0,故b=1,由
14、4a-3
15、=5得a=2或a=-,又a>0,故a=2,所求圆的标准方程是(x-2)2+(y-1)2=1.(采用检验的方法也可以)4.圆心在原点且圆周被直线3x+4y+15=0分成1∶2两部分的圆的方程为________.解析:如图,因为圆周被直线3x+4y+15=0分成1∶2两部分,所以∠AOB=120°.而圆心到直线3x+4y+15=0的距离d==3,在△AOB中,可求得OA=6.所以所求圆的方程为x2+y2=36.答案:x2+y2=36例2、已知以点C(t,)(t∈R,t≠0)为圆心的圆与x轴交于点O、A10,与y轴交于点O、B,其中O为原点.
16、(1)求证:△OAB的面积为定值;(2)设直线y=-2x+4与圆C交于点M,N,若OM=ON,求圆C的方程.解:(1)证明:设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey=0,由于圆心C(t,),∴D=-2t,E=-,令y=0得x=0或x=-D=2t,∴A(2t,0),令x=0得y=0或y=-E=,∴B(0,),∴S△OAB=
17、OA
18、·
19、OB
20、=·
21、2t
22、·
23、
24、=4(定值).(2)∵OM=ON,∴O在MN的垂直平分线上,而MN的垂直平分线过圆心C,∴kOC=,∴=,解得t=2或t=-2,而当t=-2时,直线与圆C不相交,∴t=2,∴D=-4,E=-2,∴圆的方程为x2+y2-4x-2y=0.变式练习2
25、:1.如果圆的方程为x2+y2+kx+2y+k2=0.那么当圆面积最大时,圆心为________.解析:将方程配方,得(x+)2+(y+1)2=-k2+1.∴r2=1-k2>0,rmax=1,此时k=0.∴圆心为(0,-1).答案:(0,-1)2.一个等腰三角形底边上的高等于4,底边两端点的坐标是(-3,0),(3,0),则它的外接圆方程是________.解析:底边端点关于原点对称,所以底边的中垂线方程为x=0,①底边