〖圓的定義〗 幾何說(shuō):平面上到定點(diǎn)的距離等于定長(cháng)的所有點(diǎn)組成的圖形叫做圓。
定點(diǎn)稱(chēng)為圓心,定長(cháng)稱(chēng)為半徑。 軌跡說(shuō):平面上一動(dòng)點(diǎn)以一定點(diǎn)為中心,一定長(cháng)為距離運動(dòng)一周的軌跡稱(chēng)為圓周,簡(jiǎn)稱(chēng)圓。
集合說(shuō):到定點(diǎn)的距離等于定長(cháng)的點(diǎn)的集合叫做圓。 〖圓的相關(guān)量〗 圓周率:圓周長(cháng)度與圓的直徑長(cháng)度的比叫做圓周率,值是3.14159265358979323846…,通常用π表示,計算中常取3.1416為它的近似值。
圓弧和弦:圓上任意兩點(diǎn)間的部分叫做圓弧,簡(jiǎn)稱(chēng)弧。大于半圓的弧稱(chēng)為優(yōu)弧,小于半圓的弧稱(chēng)為劣弧。
連接圓上任意兩點(diǎn)的線(xiàn)段叫做弦。經(jīng)過(guò)圓心的弦叫做直徑。
圓心角和圓周角:頂點(diǎn)在圓心上的角叫做圓心角。頂點(diǎn)在圓周上,且它的兩邊分別與圓有另一個(gè)交點(diǎn)的角叫做圓周角。
內心和外心:過(guò)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的圓叫做三角形的外接圓,其圓心叫做三角形的外心。和三角形三邊都相切的圓叫做這個(gè)三角形的內切圓,其圓心稱(chēng)為內心。
扇形:在圓上,由兩條半徑和一段弧圍成的圖形叫做扇形。圓錐側面展開(kāi)圖是一個(gè)扇形。
這個(gè)扇形的半徑成為圓錐的母線(xiàn)。 〖圓和圓的相關(guān)量字母表示方法〗 圓—⊙ 半徑—r 弧—⌒ 直徑—d 扇形弧長(cháng)/圓錐母線(xiàn)—l 周長(cháng)—C 面積—S 〖圓和其他圖形的位置關(guān)系〗 圓和點(diǎn)的位置關(guān)系:以點(diǎn)P與圓O的為例(設P是一點(diǎn),則PO是點(diǎn)到圓心的距離),P在⊙O外,PO>r;P在⊙O上,PO=r;P在⊙O內,PO直線(xiàn)與圓有3種位置關(guān)系:無(wú)公共點(diǎn)為相離;有兩個(gè)公共點(diǎn)為相交;圓與直線(xiàn)有唯一公共點(diǎn)為相切,這條直線(xiàn)叫做圓的切線(xiàn),這個(gè)唯一的公共點(diǎn)叫做切點(diǎn)。
以直線(xiàn)AB與圓O為例(設OP⊥AB于P,則PO是AB到圓心的距離):AB與⊙O相離,PO>r;AB與⊙O相切,PO=r;AB與⊙O相交,PO兩圓之間有5種位置關(guān)系:無(wú)公共點(diǎn)的,一圓在另一圓之外叫外離,在之內叫內含;有唯一公共點(diǎn)的,一圓在另一圓之外叫外切,在之內叫內切;有兩個(gè)公共點(diǎn)的叫相交。兩圓圓心之間的距離叫做圓心距。
兩圓的半徑分別為R和r,且R≥r,圓心距為P:外離P>R+r;外切P=R+r;相交R-r【圓的平面幾何性質(zhì)和定理】 〖有關(guān)圓的基本性質(zhì)與定理〗 圓的確定:不在同一直線(xiàn)上的三個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)圓。 圓的對稱(chēng)性質(zhì):圓是軸對稱(chēng)圖形,其對稱(chēng)軸是任意一條過(guò)圓心的直線(xiàn)。
圓也是中心對稱(chēng)圖形,其對稱(chēng)中心是圓心。 垂徑定理:垂直于弦的直徑平分這條弦,并且平分弦所對的弧。
逆定理:平分弦(不是直徑)的直徑垂直于弦,并且平分弦所對的弧。 〖有關(guān)圓周角和圓心角的性質(zhì)和定理〗 在同圓或等圓中,如果兩個(gè)圓心角,兩個(gè)圓周角,兩條弧,兩條弦中有一組量相等,那么他們所對應的其余各組量都分別相等。
一條弧所對的圓周角等于它所對的圓心角的一半。 直徑所對的圓周角是直角。
90度的圓周角所對的弦是直徑。 〖有關(guān)外接圓和內切圓的性質(zhì)和定理〗 一個(gè)三角形有唯一確定的外接圓和內切圓。
外接圓圓心是三角形各邊垂直平分線(xiàn)的交點(diǎn),到三角形三個(gè)頂點(diǎn)距離相等;內切圓的圓心是三角形各內角平分線(xiàn)的交點(diǎn),到三角形三邊距離相等。 〖有關(guān)切線(xiàn)的性質(zhì)和定理〗 圓的切線(xiàn)垂直于過(guò)切點(diǎn)的直徑;經(jīng)過(guò)直徑的一端,并且垂直于這條直徑的直線(xiàn),是這個(gè)圓的切線(xiàn)。
切線(xiàn)判定定理:經(jīng)過(guò)半徑外端并且垂直于這條半徑的直線(xiàn)是圓的切線(xiàn)。 切線(xiàn)的性質(zhì):(1)經(jīng)過(guò)切點(diǎn)垂直于這條半徑的直線(xiàn)是圓的切線(xiàn)。
(2)經(jīng)過(guò)切點(diǎn)垂直于切線(xiàn)的直線(xiàn)必經(jīng)過(guò)圓心。(3)圓的切線(xiàn)垂直于經(jīng)過(guò)切點(diǎn)的半徑。
切線(xiàn)的長(cháng)定理:從圓外一點(diǎn)到圓的兩條切線(xiàn)的長(cháng)相等。 〖有關(guān)圓的計算公式〗 1.圓的周長(cháng)C=2πr=πd 2.圓的面積S=πr2 3.扇形弧長(cháng)l=nπr/180 4.扇形面積S=nπr2/360=rl/2 5.圓錐側面積S=πrl 【圓的解析幾何性質(zhì)和定理】 〖圓的解析幾何方程〗 圓的標準方程:在平面直角坐標系中,以點(diǎn)O(a,b)為圓心,以r為半徑的圓的標準方程是(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。
圓的一般方程:把圓的標準方程展開(kāi),移項,合并同類(lèi)項后,可得圓的一般方程是x^2+y^2+Dx+Ey+F=0。和標準方程對比,其實(shí)D=-2a,E=-2b,F=a^2+b^2。
圓的離心率e=0,在圓上任意一點(diǎn)的曲率半徑都是r。 〖圓與直線(xiàn)的位置關(guān)系判斷〗 平面內,直線(xiàn)Ax+By+C=0與圓x^2+y^2+Dx+Ey+F=0的位置關(guān)系判斷一般方法是: 1.由Ax+By+C=0,可得y=(-C-Ax)/B,(其中B不等于0),代入x^2+y^2+Dx+Ey+F=0,即成為一個(gè)關(guān)于x的一元二次方程f(x)=0。
利用判別式b^2-4ac的符號可確定圓與直線(xiàn)的位置關(guān)系如下: 如果b^2-4ac>0,則圓與直線(xiàn)有2交點(diǎn),即圓與直線(xiàn)相交。 如果b^2-4ac=0,則圓與直線(xiàn)有1交點(diǎn),即圓與直線(xiàn)相切。
如果b^2-4ac<0,則圓與直線(xiàn)有0交點(diǎn),即圓與直線(xiàn)相離。 2.如果B=0即直線(xiàn)為Ax+C=0,即x=-C/A,它平行于y軸(或垂直于x軸),將x^2+y^2+Dx+Ey+F=0化為(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。
令y=b,求出此時(shí)的兩個(gè)x值x1、x2,并且規定x1<x2,那么: 當x=-C/Ax2時(shí),直線(xiàn)與圓相離; 當x1<x=-C/A<x2時(shí),直線(xiàn)與圓相交; 半徑r,直徑d 正弦定理 a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R 注: 其中 R 表示三角形的外接圓半徑 余弦定理 b^2=a^2+c^2-2accosB 注:角B是邊a和邊c的夾角 圓的標準方程 (x-a)^2+(y-b)^2=^r2 注:(a,b)是圓心。
【圓的解析幾何性質(zhì)和定理】
〖圓的解析幾何方程〗
圓的標準方程:在平面直角坐標系中,以點(diǎn)O(a,b)為圓心,以r為半徑的圓的標準方程是(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。
圓的一般方程:把圓的標準方程展開(kāi),移項,合并同類(lèi)項后,可得圓的一般方程是x^2+y^2+Dx+Ey+F=0(其中D^2+E^2-4F>0)。其中和標準方程對比,其實(shí)D=-2a,E=-2b,F=a^2+b^2-r^2。該圓圓心坐標為(-D/2,-E/2),半徑r=0.5√D^2+E^2-4F。
圓的離心率e=0,在圓上任意一點(diǎn)的曲率半徑都是r。
進(jìn)過(guò)圓 x^2+y^2=r^2上一點(diǎn)M(a0,b0)的切線(xiàn)方程為 a0*x+b0*y=r^2
〖圓與直線(xiàn)的位置關(guān)系判斷〗
平面內,直線(xiàn)Ax+By+C=0與圓x^2+y^2+Dx+Ey+F=0的位置關(guān)系判斷一般方法是:
1.由Ax+By+C=0,可得y=(-C-Ax)/B,(其中B不等于0),代入x^2+y^2+Dx+Ey+F=0,即成為一個(gè)關(guān)于x的一元二次方程f(x)=0。利用判別式b^2-4ac的符號可確定圓與直線(xiàn)的位置關(guān)系如下:
如果b^2-4ac>0,則圓與直線(xiàn)有2交點(diǎn),即圓與直線(xiàn)相交。
如果b^2-4ac=0,則圓與直線(xiàn)有1交點(diǎn),即圓與直線(xiàn)相切。
如果b^2-4ac2.如果B=0即直線(xiàn)為Ax+C=0,即x=-C/A,它平行于y軸(或垂直于x軸),將x^2+y^2+Dx+Ey+F=0化為(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。令y=b,求出此時(shí)的兩個(gè)x值x1、x2,并且規定x1當x=-C/Ax2時(shí),直線(xiàn)與圓相離;
當x1半徑r,直徑d
在直角坐標系中,圓的解析式為:(x-a)^2+(y-b)^2=r^2
x^2+y^2+Dx+Ey+F=0
=>(x+D/2)^2+(y+E/2)^2=D^2/4+E^2/4-F
=>圓心坐標為(-D/2,-E/2)
其實(shí)只要保證X方Y方前系數都是1
就可以直接判斷出圓心坐標為(-D/2,-E/2)
這可以作為一個(gè)結論運用的
且r=根號(圓心坐標的平方和-F)
[編輯本段]圓知識點(diǎn)總結
平面上到定點(diǎn)的距離等于定長(cháng)的所有點(diǎn)組成的圖形叫做圓。
圓心:圓中心固定的一點(diǎn)叫做圓心。用字母o或⊙表示
直徑:通過(guò)圓心,并且兩端都在圓上的線(xiàn)段叫做圓的直徑。直徑一般用字母d表示。
半徑:連接圓心和圓上任意一點(diǎn)的線(xiàn)段,叫做圓的半徑。半徑一般用字母r表示。
圓的直徑和半徑都有無(wú)數條。圓是軸對稱(chēng)圖形,每條直徑所在的直線(xiàn)是圓的對稱(chēng)軸。在同圓或等圓中:直徑是半徑的2倍,半徑是直徑的二分之一.d=2r或r=二分之d
圓的半徑或直徑?jīng)Q定圓的大小,圓心決定圓的位置。
圓的周長(cháng):圍成圓的曲線(xiàn)的長(cháng)度叫做圓的周長(cháng),用字母C表示。
圓的周長(cháng)與直徑的比值叫做圓周率。
圓的周長(cháng)除以直徑的商是一個(gè)固定的數,把它叫做圓周率,它是一個(gè)無(wú)限不循環(huán)小數,用字母π表示。計算時(shí),通常取它的近似值,π≈3.14。
直徑所對的圓周角是直角。90°的圓周角所對的弦是直徑。
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高一數學(xué)期中復習之一——圓
一.基本知識之關(guān)于圓的方程
1.圓心為,半徑為的圓的標準方程為:.特殊地,
當時(shí),圓心在原點(diǎn)的圓的方程為:.
2.圓的一般方程,其中.
圓心為點(diǎn),半徑,
3.二元二次方程,表示圓的方程的充要條件是:
①項項的系數相同且不為,即;②沒(méi)有項,即;③.
4.圓:的參數方程為(為參數).
特殊地,的參數方程為(為參數).
5.圓系方程:過(guò)圓:與圓:交點(diǎn)的圓系方程是(不含圓),
當時(shí)圓系方程變?yōu)閮蓤A公共弦所在直線(xiàn)方程.
二.基本知識之關(guān)于直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系
位置關(guān)系|相切|相交|相離|
幾何特征|代數特征|
將直線(xiàn)方程代入圓的方程得到一元二次方程,設它的判別式為,圓的半徑為,圓心到直線(xiàn)的距離為,則直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系滿(mǎn)足以下關(guān)系:
直線(xiàn)截圓所得弦長(cháng)的計算方法:
①利用弦長(cháng)計算公式:設直線(xiàn)與圓相交于,兩點(diǎn),
則弦;
②利用垂徑定理和勾股定理:(其中為圓的半徑,直線(xiàn)到圓心的距離).
3.圓與圓的位置關(guān)系:設兩圓的半徑分別為和,圓心距為,則兩圓的位置關(guān)系滿(mǎn)足以下關(guān)系:
位置關(guān)系|外離|外切|相交|內切|內含|
幾何特征|代數特征|無(wú)實(shí)數解|一組實(shí)數解|兩組實(shí)數解|一組實(shí)數解|無(wú)實(shí)數解|
三.分類(lèi)例題練習解:(
4、弓形面積1) S弓形=S扇形-SΔOAB 2) S弓形=S扇形+SΔOAB 二、圓錐的側面積和全面積1 把矩形ABCD繞直線(xiàn)AB旋轉一周得到的圖形叫做圓柱.旋轉軸直線(xiàn)AB叫做它的軸. 2 在軸AB上的矩形的邊AB的長(cháng)度叫做它的高.平行于軸的邊DC旋轉而成的曲面叫做它的側面,無(wú)論旋轉到什么位置,這條邊都叫做圓柱的母線(xiàn). 3 垂直于軸的邊AD,BC旋轉而成的圓面叫做它的底面 4、圓錐是由一個(gè)底面和一個(gè)側面圍成的,我們把圓錐 底面圓周上任意一點(diǎn)與圓錐頂點(diǎn)的連線(xiàn)叫做圓錐 的母線(xiàn).連結頂點(diǎn)與底面圓心的線(xiàn)段叫做圓錐的高. 沿著(zhù)圓錐的母線(xiàn),把一個(gè)圓錐的側面展開(kāi),得到一個(gè)扇形,這個(gè)扇形的弧長(cháng)等于圓錐底面的周長(cháng),而扇形的半徑等于圓錐的母線(xiàn)的長(cháng). 圓錐的側面積就是弧長(cháng)為圓錐底面的周長(cháng)、半徑為圓錐的一條母線(xiàn)的長(cháng)的扇形面積,而圓錐的全面積就是它的側面積與它的底面積的和. 5.設底面半徑為r,母線(xiàn)長(cháng)為l,則 S側= l·2πr=πrl S全=πrl+πr 數量關(guān)系:外離:d>R+r四條公切線(xiàn) 外切:d=R+r三條公切線(xiàn) 相交:R-r內切:d=R-r一條公切線(xiàn) 內含:d6、兩圓相交的性質(zhì)定理:相交兩圓的連心線(xiàn)垂直平分兩圓的公共弦. 7、公切線(xiàn)的性質(zhì) (1)如果兩圓有兩條外公切線(xiàn),那么這兩條外公切線(xiàn)長(cháng)相等;如果兩圓有兩條內公切線(xiàn),那么這兩條內公切線(xiàn)長(cháng)相等. (2)如果兩圓有兩條外(內)公切線(xiàn),并且相交,那么交點(diǎn)一定在兩圓的連心線(xiàn)上,并且連心線(xiàn)平分這兩條公切線(xiàn)的夾角. 8、相交弦定理及其推論定理:圓內的兩條相交弦,被交點(diǎn)分成的兩條線(xiàn)段長(cháng)的 積相等(PA·PB=PC·PD). 推論:如果弦與直徑垂直相交,那么弦的一半是它分直 徑所成的兩條線(xiàn)段的比例中項(PC2=PD2=PA·PB). 9、切割線(xiàn)定理及推論定理:從圓外一點(diǎn)引圓的切線(xiàn)和割線(xiàn),切線(xiàn)長(cháng) 是這點(diǎn)到割線(xiàn)與圓交點(diǎn)的兩條線(xiàn)段長(cháng)的比例 中項(PA2=PB·PC或PA2=PD·PE). 推論:從圓外一點(diǎn)引圓的兩條割線(xiàn),這一點(diǎn)到兩條割 線(xiàn)與圓的交點(diǎn)的兩條線(xiàn)段長(cháng)的積相等 (PB·PC=PD·PE).圓的有關(guān)性質(zhì) 一,〖知識點(diǎn)〗圓、圓的對稱(chēng)性、點(diǎn)和圓的位置關(guān)系、不在同一直線(xiàn)上的三點(diǎn)確定一個(gè)圓、三角形的外接圓、垂徑定理逆定理、圓心角、弧、弦、弦心距之間的關(guān)系、圓周角定理、圓內接四邊形的性質(zhì) 〖大綱要求〗 1. 正確理解和應用圓的點(diǎn)集定義,掌握點(diǎn)和圓的位置關(guān)系; 2. 熟練地掌握確定一個(gè)圓的條件,即圓心、半徑;直徑;不在同一直線(xiàn)上三點(diǎn)。
一個(gè) 圓的圓心只確定圓的位置,而半徑也只能確定圓的大小,兩個(gè)條件確定一條直線(xiàn),三個(gè)條件確定一個(gè)圓,過(guò)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)的圓存在并且唯一; 3. 熟練地掌握和靈活應用圓的有關(guān)性質(zhì):同(等)圓中半徑相等、直徑相等直徑是半 徑的2倍;直徑是最大的弦;圓是軸對稱(chēng)圖形,經(jīng)過(guò)圓心的任一條直線(xiàn)都是對稱(chēng)軸;圓是中心對稱(chēng)圖形,圓心是對稱(chēng)中心;圓具有旋轉不變性;垂徑定理及其推論;圓心角、圓周角、弧、弦、弦心距之間的關(guān)系; 4. 掌握和圓有關(guān)的角:圓心角、圓周角的定義及其度量;圓心角等于同(等)弧上的 圓周角的2倍;同(等)弧上的圓周角相等;直徑(半圓)上的圓周角是直角;90°的圓周角所對的弦是直徑; 5. 掌握圓內接四邊形的性質(zhì)定理:它溝通了圓內外圖形的關(guān)系,并能應用它解決有關(guān) 問(wèn)題; 6. 注意:(1)垂徑定理及其推論是指:一條弦①在“過(guò)圓心”②“垂直于另一條弦” ③“平分這另一條弦”④“平分這另一條弦所對的劣弧”⑤“ 平分這另一條弦所對的優(yōu)弧”的五個(gè)條件中任意具有兩個(gè)條件,則必具有另外三個(gè)結論(當①③為條件時(shí)要對另一條弦增加它不是直徑的限制),條理性的記憶,不但簡(jiǎn)化了對它實(shí)際代表的10條定理的記憶且便于解題時(shí)的靈活應用,垂徑定理提供了證明線(xiàn)段相等、角相等、垂直關(guān)系等的重要依據;(2)有弦可作弦心距組成垂徑定理圖形;見(jiàn)到直徑要想到它所對的圓周角是直角,想垂徑定理;想到過(guò)它的端點(diǎn)若有切線(xiàn),則與它垂直,反之,若有垂線(xiàn)則是切線(xiàn),想到它被圓心所平分;(3)見(jiàn)到四個(gè)點(diǎn)在圓上想到有4組相等的同弧所對的圓周角,要想到應用圓內接四邊形的性質(zhì)。 〖考查重點(diǎn)與常見(jiàn)題型〗 1. 判斷基本概念、基本定理等的正誤,在中考題中常以選擇題、填空題的形式考查學(xué) 生對基本概念和基本定理的正確理解,如:下列語(yǔ)句中,正確的有( ) (A)相等的圓心角所對的弧相等 (B)平分弦的直徑垂直于弦 (C)長(cháng)度相等的兩條弧是等弧 (D)弦過(guò)圓心的每一條直線(xiàn)都是圓的對稱(chēng)軸 2. 論證線(xiàn)段相等、三角形相似、角相等、弧相等及線(xiàn)段的倍分等。
此種結論的證明重 點(diǎn)考查了全等三角形和相似三角形判定,垂徑定理及其推論、圓周角、圓心角的性質(zhì)及切線(xiàn)的性質(zhì),弦切角等有關(guān)圓的基礎知識,常以解答題形式出現。 二,〖知識點(diǎn)〗 相交弦定理、切割線(xiàn)定理及其推論 〖大綱要求〗 1. 正誤相交弦定理、切割線(xiàn)定理及其推論; 2. 了解圓冪定理的內在聯(lián)系; 3. 熟練地應用定理解決有關(guān)問(wèn)題; 4. 注意(1)相交弦定理、切割線(xiàn)定理及其推論統稱(chēng)為圓冪定理,圓冪定理是圓和相似 三角形結合的產(chǎn)物。
這幾個(gè)定理可統一記憶成一個(gè)定理:過(guò)圓內或圓外一點(diǎn)作圓的兩條割線(xiàn),則這兩條割線(xiàn)被圓截出的兩弦。
、圓的方程
(1)標準方程,圓心,半徑為r;
(2)一般方程
當時(shí),方程表示圓,此時(shí)圓心為,半徑為
當時(shí),表示一個(gè)點(diǎn); 當時(shí),方程不表示任何圖形。
(3)求圓方程的方法:
一般都采用待定系數法:先設后求。確定一個(gè)圓需要三個(gè)獨立條件,若利用圓的標準方程,
需求出a,b,r;若利用一般方程,需要求出D,E,F;
另外要注意多利用圓的幾何性質(zhì):如弦的中垂線(xiàn)必經(jīng)過(guò)原點(diǎn),以此來(lái)確定圓心的位置。
3、直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系:
直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系有相離,相切,相交三種情況:
(1)設直線(xiàn),圓,圓心到l的距離為,則有;;
(2)過(guò)圓外一點(diǎn)的切線(xiàn):①k不存在,驗證是否成立②k存在,設點(diǎn)斜式方程,用圓心到該直線(xiàn)距離=半徑,求解k,得到方程【一定兩解】
(3)過(guò)圓上一點(diǎn)的切線(xiàn)方程:圓(x-a)2+(y-b)2=r2,圓上一點(diǎn)為(x0,y0),則過(guò)此點(diǎn)的切線(xiàn)方程為(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)= r2
4、圓與圓的位置關(guān)系:通過(guò)兩圓半徑的和(差),與圓心距(d)之間的大小比較來(lái)確定。
設圓,
兩圓的位置關(guān)系常通過(guò)兩圓半徑的和(差),與圓心距(d)之間的大小比較來(lái)確定。
當時(shí)兩圓外離,此時(shí)有公切線(xiàn)四條;
當時(shí)兩圓外切,連心線(xiàn)過(guò)切點(diǎn),有外公切線(xiàn)兩條,內公切線(xiàn)一條;
當時(shí)兩圓相交,連心線(xiàn)垂直平分公共弦,有兩條外公切線(xiàn);
當時(shí),兩圓內切,連心線(xiàn)經(jīng)過(guò)切點(diǎn),只有一條公切線(xiàn);
當時(shí),兩圓內含; 當時(shí),為同心圓。
注意:已知圓上兩點(diǎn),圓心必在中垂線(xiàn)上;已知兩圓相切,兩圓心與切點(diǎn)共線(xiàn)
(一)圓的標準方程 1. 圓的定義:平面內到一定點(diǎn)的距離等于定長(cháng)的點(diǎn)的軌跡叫做圓。
定點(diǎn)叫圓的圓心,定長(cháng)叫做圓的半徑。 2. 圓的標準方程:已知圓心為(a,b),半徑為r,則圓的方程為(x-a)2+(y-b)2=r2。
說(shuō)明: (1)上式稱(chēng)為圓的標準方程。 (2)如果圓心在坐標原點(diǎn),這時(shí)a=0,b=0,圓的方程就是x2+y2=r2。
(3)圓的標準方程顯示了圓心為(a,b),半徑為r這一幾何性質(zhì),即(x-a)2+(y-b)2=r2----圓心為(a,b),半徑為r。 (4)確定圓的條件 由圓的標準方程知有三個(gè)參數a、b、r,只要求出a、b、r,這時(shí)圓的方程就被確定.因此,確定圓的方程,需三個(gè)獨立的條件,其中圓心是圓的定位條件,半徑是圓的定型條件。
(5)點(diǎn)與圓的位置關(guān)系的判定 若點(diǎn)M(x1,y1)在圓外,則點(diǎn)到圓心的距離大于圓的半徑,即(x-a)2+(y-b)2>r2 ; 若點(diǎn)M(x1,y1)在圓內,則點(diǎn)到圓心的距離小于圓的半徑,即(x-a)2+(y-b)2 ;(二)圓的一般方程 任何一個(gè)圓的方程都可以寫(xiě)成下面的形式: x2+y2+Dx+Ey+F=0① 將①配方得: ②(x+D/2)2+(y+E/2)2=D2+E2-4F/4 當時(shí),方程①表示以(-D/2,-E/2)為圓心,以為半徑的圓; 當時(shí),方程①只有實(shí)數解,所以表示一個(gè)點(diǎn)(-D/2,-E/2); 當時(shí),方程①沒(méi)有實(shí)數解,因此它不表示任何圖形。 故當時(shí),方程①表示一個(gè)圓,方程①叫做圓的一般方程。
圓的標準方程的優(yōu)點(diǎn)在于它明確地指出了圓心和半徑,而一般方程突出了方程形式上的特點(diǎn): (1)和的系數相同,且不等于0; (2)沒(méi)有xy這樣的二次項。 以上兩點(diǎn)是二元二次方程表示圓的必要條件,但不是充分條件。
要求出圓的一般方程,只要求出三個(gè)系數D、E、F就可以了。(三)直線(xiàn)和圓的位置關(guān)系 1. 直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系 研究直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系有兩種方法: (l)幾何法:令圓心到直線(xiàn)的距離為d,圓的半徑為r。
d>r直線(xiàn)與圓相離;d=r直線(xiàn)與圓相切;0≤d<r直線(xiàn)與圓相交。 (2)代數法:聯(lián)立直線(xiàn)方程與圓的方程組成方程組,消元后得到一元二次方程,其判別式為Δ。
△0直線(xiàn)與圓相交。 說(shuō)明:幾何法研究直線(xiàn)與圓的關(guān)系是常用的方法,一般不用代數法。
2. 圓的切線(xiàn)方程 (1)過(guò)圓x2+y2=r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線(xiàn)方程是x0x+y0y=r2 (2)過(guò)圓(x-a)2+(y-b)2=r2上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線(xiàn)方程是(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2 ; (3)過(guò)圓 x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)上一點(diǎn)P(x0,y0)的切線(xiàn)方程是x0x+y0y+D·(x0+x)/2+E·(y0+y)/2+F=0 3. 直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系中的三個(gè)基本問(wèn)題 (1)判定位置關(guān)系。方法是比較d與r的大小。
(2)求切線(xiàn)方程。若已知切點(diǎn)M(x0,y0),則切線(xiàn)方程為(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2 ; 若已知切線(xiàn)上一點(diǎn)N(x0,y0),則可設切線(xiàn)方程為y-y0=k(x-x0),然后利用d=r求k,但需注意k不存在的情況。
(3)關(guān)于弦長(cháng):一般利用勾股定理與垂徑定理,很少利用弦長(cháng)公式,因其計算較繁,另外,當直線(xiàn)與圓相交時(shí),過(guò)兩交點(diǎn)的圓系方程為 x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+By+C)=0 (四)圓與圓的位置關(guān)系 1. 圓與圓的位置關(guān)系問(wèn)題 判定兩圓的位置關(guān)系的方法有二:第一種是代數法,研究?jì)蓤A的方程所組成的方程組的解的個(gè)數;第二種是研究?jì)蓤A的圓心距與兩圓半徑之間的關(guān)系。第一種方法因涉及兩個(gè)二元二次方程組成的方程組,其解法一般較繁瑣,故使用較少,通常使用第二種方法,具體如下: 圓(x-a1)2+(y-b1)2=r12與圓(x-a2)2+(y-b2)2=r22的位置關(guān)系,其中r1>0,r2>0 設兩圓的圓心距為d,則d=根號下(a1-a2)2+(b1-b2)2 當d>r1+r2時(shí),兩圓外離; 當d=r1+r2時(shí),兩圓外切; 當|r1-r2| 當d=|r1+r2|時(shí),兩圓內切; 當0 兩圓位置關(guān)系的問(wèn)題同直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系的問(wèn)題一樣,一般要轉化為距離間題來(lái)解決。
另外,我們在解決有關(guān)圓的問(wèn)題時(shí),應特別注意,圓的平面幾何性質(zhì)的應用。
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