第四章圆与方程.docx

上传人:b****5 文档编号:8573379 上传时间:2023-01-31 格式:DOCX 页数:18 大小:111.03KB
下载 相关 举报
第四章圆与方程.docx_第1页
第1页 / 共18页
第四章圆与方程.docx_第2页
第2页 / 共18页
第四章圆与方程.docx_第3页
第3页 / 共18页
第四章圆与方程.docx_第4页
第4页 / 共18页
第四章圆与方程.docx_第5页
第5页 / 共18页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

第四章圆与方程.docx

《第四章圆与方程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第四章圆与方程.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

第四章圆与方程.docx

第四章圆与方程

第四章 圆与方程

4.1.1 圆的标准方程

1.设圆的圆心是A(a,b),半径长为r,则圆的标准方程是________________,当圆的圆心在坐标原点时,圆的半径为r,则圆的标准方程是________________.

2.设点P到圆心的距离为d,圆的半径为r,点P在圆外⇔________;点P在圆上⇔________;点P在圆内⇔________.

1.点(sinθ,cosθ)与圆x2+y2=

的位置关系是(  )

A.在圆上B.在圆内C.在圆外D.不能确定

2.已知以点A(2,-3)为圆心,半径长等于5的圆O,则点M(5,-7)与圆O的位置关系是(  )

A.在圆内B.在圆上C.在圆外D.无法判断

3.若直线y=ax+b通过第一、二、四象限,则圆(x+a)2+(y+b)2=1的圆心位于(  )

A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限

4.圆(x-3)2+(y+4)2=1关于直线y=x对称的圆的方程是(  )

A.(x+3)2+(y+4)2=1B.(x+4)2+(y-3)2=1C.(x-4)2+(y-3)2=1D.(x-3)2+(y-4)2=1

5.方程y=

表示的曲线是(  )

A.一条射线B.一个圆C.两条射线D.半个圆

6.已知一圆的圆心为点(2,-3),一条直径的两个端点分别在x轴和y轴上.则此圆的方程是(  )

A.(x-2)2+(y+3)2=13B.(x+2)2+(y-3)2=13C.(x-2)2+(y+3)2=52D.(x+2)2+(y-3)2=52

7.已知圆的内接正方形相对的两个顶点的坐标分别是(5,6),(3,-4),则这个圆的方程是_______________.

8.圆O的方程为(x-3)2+(y-4)2=25,点(2,3)到圆上的最大距离为________.

9.如果直线l将圆(x-1)2+(y-2)2=5平分且不通过第四象限,那么l的斜率的取值范围是________.

10.已知圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,-2),且圆心C在直线l:

x-y+1=0上,求圆心为C的圆的标准方程.

 

11.已知一个圆与y轴相切,圆心在直线x-3y=0上,且该圆经过点A(6,1),求这个圆的方程.

 

12.已知圆C:

(x-

)2+(y-1)2=4和直线l:

x-y=5,求C上的点到直线l的距离的最大值与最小值.

 

13.已知点A(-2,-2),B(-2,6),C(4,-2),点P在圆x2+y2=4上运动,求|PA|2+|PB|2+|PC|2的最值.

1.点与圆的位置关系的判定:

(1)利用点到圆心距离d与圆半径r比较.

(2)利用圆的标准方程直接判断,即(x0-a)2+(y0-b)2与r2比较.

2.求圆的标准方程常用方法:

(1)利用待定系数法确定a,b,r,

(2)利用几何条件确定圆心坐标与半径.

3.与圆有关的最值问题,首先要理清题意,弄清其几何意义,根据几何意义解题;或对代数式进行转化后用代数法求解.

4.1.2 圆的一般方程

1.圆的一般方程的定义

(1)当________________时,方程x2+y2+Dx+Ey+F=0叫做圆的一般方程,其圆心为____________,半径为______________________.

(2)当D2+E2-4F=0时,方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示点________________.

(3)当__________________时,方程x2+y2+Dx+Ey+F=0不表示任何图形.

2.由圆的一般方程判断点与圆的位置关系

已知点M(x0,y0)和圆的方程x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0).,则其位置关系如下表:

位置关系

代数关系

点M在圆外

x

+y

+Dx0+Ey0+F________0

点M在圆上

x

+y

+Dx0+Ey0+F________0

点M在圆内

x

+y

+Dx0+Ey0+F________0

1.圆2x2+2y2+6x-4y-3=0的圆心坐标和半径分别为(  )

A.

B.(3,2)和

C.

D.

2.方程x2+y2+4x-2y+5m=0表示圆的条件是(  )

A.

1C.m<

D.m<1

3.M(3,0)是圆x2+y2-8x-2y+10=0内一点,过M点最长的弦所在的直线方程是(  )

A.x+y-3=0B.x-y-3=0C.2x-y-6=0D.2x+y-6=0

4.圆x2+y2-2x+4y+3=0的圆心到直线x-y=1的距离为(  )

A.2B.

C.1D.

5.已知圆x2+y2-2ax-2y+(a-1)2=0(0

A.圆内B.圆外C.圆上D.圆上或圆外

6.若圆M在x轴与y轴上截得的弦长总相等,则圆心M的轨迹方程是(  )

A.x-y=0B.x+y=0C.x2+y2=0D.x2-y2=0

7.如果圆的方程为x2+y2+kx+2y+k2=0,那么当圆面积最大时,圆心坐标为________.

8.已知圆C:

x2+y2+2x+ay-3=0(a为实数)上任意一点关于直线l:

x-y+2=0的对称点都在圆C上,则a=________.

9.已知圆的方程为x2+y2-6x-8y=0,设该圆过点(3,5)的最长弦和最短弦分别为AC和BD,则四边形ABCD的面积为________.

10.平面直角坐标系中有A(-1,5),B(5,5),C(6,-2),D(-2,-1)四个点能否在同一个圆上?

 

11.如果方程x2+y2-2(t+3)x+2(1-4t2)y+16t4+9=0表示一个圆.

(1)求t的取值范围;

(2)求该圆半径r的取值范围.

12.求经过两点A(4,2)、B(-1,3),且在两坐标轴上的四个截距之和为2的圆的方程.

 

13.求一个动点P在圆x2+y2=1上移动时,它与定点A(3,0)连线的中点M的轨迹方程.

 

1.圆的一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0,来源于圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2.在应用时,注意它们之间的相互转化及表示圆的条件.

2.圆的方程可用待定系数法来确定,在设方程时,要根据实际情况,设出方程,以便简化解题过程.

3.涉及到的曲线的轨迹问题,要求作简单的了解,能够求出简单的曲线的轨迹方程,并掌握求轨迹方程的一般步骤.

4.2.1 直线与圆的位置关系

直线Ax+By+C=0与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断

位置关系

相交

相切

相离

公共点个数

____个

____个

____个

判定方法

几何法:

设圆心到直线的距离

d=

d____r

d____r

d____r

代数法:

消元得到一元二次方程的判别式Δ

Δ____0

Δ____0

Δ____0

1.直线3x+4y+12=0与⊙C:

(x-1)2+(y-1)2=9的位置关系是(  )

A.相交并且过圆心B.相交不过圆心C.相切D.相离

2.已知圆x2+y2+Dx+Ey+F=0与y轴切于原点,那么(  )

A.D=0,E=0,F≠0B.D=0,E≠0,F=0

C.D≠0,E=0,F=0D.D≠0,E≠0,F=0

3.圆x2+y2-4x+4y+6=0截直线x-y-5=0所得弦长等于(  )

A.

B.

C.1D.5

4.圆x2+y2+2x+4y-3=0上到直线l:

x+y+1=0的距离为

的点有(  )

A.1个B.2个C.3个D.4个

5.已知直线ax+by+c=0(abc≠0)与圆x2+y2=1相切,则三条边长分别为|a|,|b|,|c|的三角形是(  )

A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.不存在

6.与圆x2+y2-4x+2=0相切,在x,y轴上的截距相等的直线共有(  )

A.1条B.2条C.3条D.4条

7.已知P={(x,y)|x+y=2},Q={(x,y)|x2+y2=2},那么P∩Q为________.

8.圆x2+y2-4x=0在点P(1,

)处的切线方程为______________.

9.P(3,0)为圆C:

x2+y2-8x-2y+12=0内一点,过P点的最短弦所在的直线方程是______________.

10.求过点P(-1,5)的圆(x-1)2+(y-2)2=4的切线方程.

 

11.直线l经过点P(5,5),且和圆C:

x2+y2=25相交,截得的弦长为4

,求l的方程.

 

12.已知点M(a,b)(ab≠0)是圆x2+y2=r2内一点,直线g是以M为中点的弦所在直线,直线l的方程为ax+by+r2=0,则(  )

A.l∥g且与圆相离B.l⊥g且与圆相切C.l∥g且与圆相交D.l⊥g且与圆相离

13.已知直线x+2y-3=0与圆x2+y2+x-2cy+c=0的两个交点为A、B,O为坐标原点,且OA⊥OB,求实数c的值.

 

1.判断直线和圆的位置关系的两种方法中,几何法要结合圆的几何性质进行判断,一般计算较简单.而代数法则是通过解方程组进行消元,计算量大,不如几何法简捷.

2.一般地,在解决圆和直线相交时,应首先考虑圆心到直线的距离,弦长的一半,圆的半径构成的直角三角形.还可以联立方程组,消去x或y,组成一个一元二次方程,利用方程根与系数的关系表达出弦长l=

·

|x1-x2|.

3.研究圆的切线问题时要注意切线的斜率是否存在.过一点求圆的切线方程时,要考虑该点是否在圆上.当点在圆上,切线只有一条;当点在圆外时,切线有两条.

4.2.2 圆与圆的位置关系

圆与圆位置关系的判定有两种方法:

1.几何法:

若两圆的半径分别为r1、r2,两圆的圆心距为d,则两圆的位置关系的判断方法如下:

位置

关系

外离

外切

相交

内切

内含

图示

d与r1、

r2的

关系

d=r1+r2

|r1-r2|

<______

d<______

2.代数法:

通过两圆方程组成方程组的公共解的个数进行判断.

一元二次方程

1.两圆(x+3)2+(y-2)2=4和(x-3)2+(y+6)2=64的位置关系是(  )

A.外切B.内切C.相交D.相离

2.两圆x2+y2-4x+2y+1=0与x2+y2+4x-4y-1=0的公切线有(  )

A.1条B.2条C.3条D.4条

3.圆x2+y2-4x+6y=0和圆x2+y2-6x=0交于A、B两点,则AB的垂直平分线的方程是(  )

A.x+y+3=0B.2x-y-5=0C.3x-y-9=0D.4x-3y+7=0

4.圆C1:

(x-m)2+(y+2)2=9与圆C2:

(x+1)2+(y-m)2=4外切,则m的值为(  )

A.2B.-5C.2或-5D.不确定

5.已知半径为1的动圆与圆(x-5)2+(y+7)2=16相切,则动圆圆心的轨迹方程是(  )

A.(x-5)2+(y+7)2=25B.(x-5)2+(y+7)2=17或(x-5)2+(y+7)2=15

C.(x-5)2+(y+7)2=9D.(x-5)2+(y+7)2=25或(x-5)2+(y+7)2=9

6.集合M={(x,y)|x2+y2≤4},N={(x,y)|(x-1)2+(y-1)2≤r2,r>0},且M∩N=N,则r的取值范(  )

A.(0,

-1)B.(0,1]C.(0,2-

]D.(0,2]

7.两圆x2+y2=1和(x+4)2+(y-a)2=25相切,则实数a的值为________.

8.两圆交于A(1,3)及B(m,-1),两圆的圆心均在直线x-y+n=0上,则m+n的值为________.

9.两圆x2+y2-x+y-2=0和x2+y2=5的公共弦长为____________.

10.求过点A(0,6)且与圆C:

x2+y2+10x+10y=0切于原点的圆的方程.

 

11.点M在圆心为C1的方程x2+y2+6x-2y+1=0上,点N在圆心为C2的方程x2+y2+2x+4y+1=0上,求|MN|的最大值.

 

12.若⊙O:

x2+y2=5与⊙O1:

(x-m)2+y2=20(m∈R)相交于A、B两点,且两圆在点A处的切线互相垂直,则线段AB的长度为________.

13.已知点P(-2,-3)和以点Q为圆心的圆(x-4)2+(y-2)2=9.

(1)画出以PQ为直径,Q′为圆心的圆,再求出它的方程;

(2)作出以Q为圆心的圆和以Q′为圆心的圆的两个交点A,B.直线PA,PB是以Q为圆心的圆的切线吗?

为什么?

(3)求直线AB的方程.

 

1.判定两圆位置关系时,结合图形易于判断分析,而从两圆方程出发往往比较繁琐且不准确,可充分利用两圆圆心距与两圆半径的和差的比较进行判断.

2.两圆的位置关系决定了两圆公切线的条数.

3.两圆相交求其公共弦所在直线方程,可利用两圆方程作差,但应注意当两圆不相交时,作差得出的直线方程并非两圆公共弦所在直线方程.

4.2.3 直线与圆的方程的应用

1.实数x,y满足方程x+y-4=0,则x2+y2的最小值为(  )

A.4B.6C.8D.12

2.若直线ax+by=1与圆x2+y2=1相交,则点P(a,b)的位置是(  )

A.在圆上B.在圆外C.在圆内D.都有可能

3.如果实数满足(x+2)2+y2=3,则

的最大值为(  )

A.

B.-

C.

D.-

4.一辆卡车宽2.7米,要经过一个半径为4.5米的半圆形隧道(双车道,不得违章),则这辆卡车的平顶车篷篷顶距离地面的高度不得超过(  )

A.1.4米B.3.0米C.3.6米D.4.5米

5.已知两点A(-2,0),B(0,2),点C是圆x2+y2-2x=0上任意一点,则△ABC面积的最小值是(  )

A.3-

B.3+

C.3-

D.

6.已知集合M={(x,y)|y=

,y≠0},N={(x,y)|y=x+b},若M∩N≠∅,则实数b的取值范(  )

A.[-3

,3

]B.[-3,3]C.(-3,3

]D.[-3

,3)

7.由直线y=x+1上的一点向圆(x-3)2+y2=1引切线,则切线长的最小值为________.

8.在平面直角坐标系xOy中,已知圆x2+y2=4上有且只有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,则实数c的取值范围是________.

9.如图所示,A,B是直线l上的两点,且AB=2.两个半径相等的动圆分别与l相切于A,B点,C是两个圆的公共点,则圆弧AC,CB与线段AB围成图形面积S的取值范围是________.

10.如图所示,圆O1和圆O2的半径都等于1,O1O2=4.过动点P分别作圆O1、圆O2的切线PM、PN(M、N为切点),使得|PM|=

|PN|.试建立平面直角坐标系,并求动点P的轨迹方程.

 

11.自点A(-3,3)发出的光线l射到x轴上,被x轴反射,其反射光线所在直线与圆x2+y2-4x-4y+7=0相切,求光线l所在直线的方程.

 

12.已知圆C:

x2+y2-2x+4y-4=0,是否存在斜率为1的直线l,使得l被C截得的弦AB为直径的圆经过原点.若存在,求出直线l的方程,若不存在,说明理由.

 

1.利用坐标法解决平面几何问题,是将几何中“形”的问题转化为代数中“数”的问题,应用的是数学中最基本的思想方法:

转化与化归的思想方法,事实上,数学中一切问题的解决都离不开转化与化归.所谓转化与化归思想是指把待解决的问题(或未解决的问题)转化归结为已有知识范围内可解决的问题的一种数学意识.

2.利用直线与圆的方程解决最值问题的关键是由某些代数式的结构特征联想其几何意义,然后利用直线与圆的方程及解析几何的有关知识并结合图形的直观性来分析解决问题.

4.3.1 空间直角坐标系

1.如图所示,为了确定空间点的位置,我们建立空间直角坐标系:

以单位正方体为载体,以O为原点,分别以射线OA、OC、OD′的方向为正方向,以线段OA、OC、OD′的长为单位长,建立三条数轴:

x轴、y轴、z轴,这时我们说建立了一个______________________________,其中点O叫做________________,x轴、y轴、z轴叫做________________,通过每两个坐标轴的平面叫做________________,分别称为__________________________,通常建立的坐标系为右手直角坐标系,即________指向x轴的正方向,________指向y轴的正方向,________指向z轴的正方向.

2.空间一点M的坐标可用有序实数组(x,y,z)来表示,有序实数组(x,y,z)叫做点M在此空间直角坐标系中的坐标,记作M(x,y,z),其中x叫做点M的____________,y叫做点M的____________,z叫做点M的____________.

1.在空间直角坐标系中,点A(1,2,-3)关于x轴的对称点为(  )

A.(1,-2,-3)B.(1,-2,3)C.(1,2,3)D.(-1,2,-3)

2.设y∈R,则点P(1,y,2)的集合为(  )

A.垂直于xOz平面的一条直线B.平行于xOz平面的一条直线

C.垂直于y轴的一个平面D.平行于y轴的一个平面

3.结晶体的基本单位称为晶胞,如图是食盐晶胞的示意图(可看成是八个棱长为

的小正方体堆积成的正方体).其中实圆•代表钠原子,空间圆代表氯原子.建立空间直角坐标系Oxyz后,图中最上层中间的钠原子所在位置的坐标是(  )

A.

B.(0,0,1)C.

D.

4.在空间直角坐标系中,点P(3,4,5)关于yOz平面的对称点的坐标为(  )

A.(-3,4,5)B.(-3,-4,5)C.(3,-4,-5)D.(-3,4,-5)

5.在空间直角坐标系中,P(2,3,4)、Q(-2,-3,-4)两点的位置关系是(  )

A.关于x轴对称B.关于yOz平面对称C.关于坐标原点对称D.以上都不对

6.点P(a,b,c)到坐标平面xOy的距离是(  )

A.

B.|a|C.|b|D.|c|

7.在空间直角坐标系中,下列说法中:

①在x轴上的点的坐标一定是(0,b,c);②在yOz平面上的点的坐标一定可写成(0,b,c);③在z轴上的点的坐标可记作(0,0,c);④在xOz平面上的点的坐标是(a,0,c).其中正确说法的序号是________.

8.在空间直角坐标系中,点P的坐标为(1,

),过点P作yOz平面的垂线PQ,则垂足Q的坐标__.

9.连接平面上两点P1(x1,y1)、P2(x2,y2)的线段P1P2的中点M的坐标为

,那么,已知空间中两点P1(x1,y1,z1)、P2(x2,y2,z2),线段P1P2的中点M的坐标为____________________.

10.已知正方体ABCD-A1B1C1D1,E、F、G是DD1、BD、BB1的中点,且正方体棱长为1.请建立适当坐标系,写出正方体各顶点及E、F、G的坐标.

 

11.如图所示,已知长方体ABCD-A1B1C1D1的对称中心在坐标原点O,交于同一顶点的三个面分别平行于三个坐标平面,顶点A(-2,-3,-1),求其他七个顶点的坐标.

 

1.点坐标的确定实质是过此点作三条坐标轴的垂面,一个垂面与x轴交点的横坐标为该点的横坐标,一个垂面与y轴交点的纵坐标为该点的纵坐标,另一个垂面与z轴交点的竖坐标为该点的竖坐标.

2.明确空间直角坐标系中的对称关系,可简记作:

“关于谁对称,谁不变,其余均相反;关于原点对称,均相反”.

①点(x,y,z)关于xOy面,yOz面,xOz面,x轴,y轴,z轴,原点的对称点依次为(x,y,-z),(-x,y,z),(x,-y,z),(x,-y,-z),(-x,y,-z),(-x,-y,z),(-x,-y,-z).

②点(x,y,z)在xOy面,yOz面,xOz面,x轴,y轴,z轴上的投影点坐标依次为(x,y,0),(0,y,z),(x,0,z),(x,0,0),(0,y,0),(0,0,z).

4.3.2 空间两点间的距离公式

1.在空间直角坐标系中,给定两点P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2),则|P1P2|=________________________________________________________________________.

特别地:

设点A(x,y,z),则A点到原点的距离为:

|OA|=________________.

2.若点P1(x1,y1,0),P2(x2,y2,0),则|P1P2|=______________________.

3.若点P1(x1,0,0),P2(x2,0,0),则|P1P2|=________.

1.若A(1,3,-2)、B(-2,3,2),则A、B两点间的距离为(  )

A.

B.25C.5D.

2.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,若D(0,0,0)、A(4,0,0)、B(4,2,0)、A1(4,0,3),则对角线AC1的长为(  )

A.9B.

C.5D.2

3.到点A(-1,-1,-1),B(1,1,1)的距离相等的点C(x,y,z)的坐标满足(  )

A.x+y+z=-1B.x+y+z=0C.x+y+z=1D.x+y+z=4

4.已知A(2,1,1),B(1,1,2),C(2,0,1),则下列说法中正确的是(  )

A.A、B、C三点可以构成直角三角形B.A、B、C三点可以构成锐角三角形

C.A、B、C三点可以构成钝角三角形D.A、B、C三点不能构成任何三角形

5.已知A(x,5-x,2x-1),B(1,x+2,2-x),当|AB|取最小值时,x的值为(  )

A.19B.-

C.

D.

6.点P(x,y,z)满足

=2,则点P在(  )

A.以点(1,1,-1)为球心,以

为半径的球面上B.以点(1,1,-1)为中心,以

为棱长的正方体内

C.以点(1,1,-1)为球心,以2为半径的球面上D.无法确定

7.在空间直角坐标系中,正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A(3,-1,2),其中心M的坐标为(0,1,2),则该正方体的棱长为________.

8.已知P

到直线AB中点的距离为3,其中A(3,5,-7),B(-2,4,3),则z=________.

9.在空间直角坐标系中,已知点A(1,0,2),B(1,-3,1),点M在y轴上,且M到A与到B的距离相等,则M的坐标是________.

10.在xOy平面内的直线x+y=1上确定一点M,使它到点N(6,5,1)的距离最小.

 

11.如图所示,BC=4,原点O是BC的中点,点A的坐标为(

,0),点D在平面yOz上,且∠BDC=90°,∠DCB=30°,求AD的长度.

 

空间中两点的距离公式,是数轴上和平面上两点间距离公式的进一步推广,反之,它可以适用于平面和数轴上两点间的距离的求解.设P1(x1,y1,z1),P2(x2,y

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 高等教育 > 历史学

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1