解析几何初步。
圆的标准方程 :
已知圆心为,半径为, 如何求的圆的方程?
运用上节课求曲线方程的方法,从圆的定义出发,正确地推导出:
这个方程叫做圆的标准方程。
若圆心在坐标原点上,这时,则圆的方程就是。
例.指出下列圆的圆心和半径。
1)( x + 2 )2 + y 5 )2 = 3 (2)x2 + y2 6x + 4y + 9 = 0
解:(1)圆心( 2, 5 ),半径r =
2)由( x 3 )2 + y + 2 )2 = 4 圆心( 3, 2 ),半径r = 2
例.根据下列条件求圆的方程:
1)圆心在点c(2, 1), 并过点a(2, 2 )
2)圆心在点c(1, 3 ),并与直线3x 4y 7 = 0相切。
3)过点m(0, 1 )和点n( 2, 1 ),半径为。
例。若直线与曲线恰有一个公共点,则的取值范围是 (
a)(b)(c)(d)或(-1,1]
b)解析: 数形结合的思想,
表示一组斜率为1的平行直线,
表示y轴的右半圆。如图可知,选(d)
点评:数形结合思想的灵活运用,此题。
可以进一步拓展,,等。
易错指导:学员易看成解方程,因不注意限制条件,而出错。
圆的一般方程。
圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径。
将圆的标准方程的展开式为:取得。
再将上方程配方,得。
不难看出,此方程与圆的标准方程的关系。
1)当时,表示以(-,为圆心,为半径的圆;
2)当时,方程只有实数解,,即只表示一个点(-,
3)当时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形。
综上所述,方程表示的曲线不一定是圆
只有当时,它表示的曲线才是圆,我们把形如的表示圆的方程称为圆的一般方程。
例求过三点的圆的方程,并求这个圆的半径和圆心坐标。
练习求下列各圆的半径和圆的坐标:
例如果圆关于直线对称,则满足的条件是
例、已知圆与轴相切,则 。
例、求经过点a(5,2),b(3,2),圆心在直线2x-y-3=0上圆方程;
圆的切线问题。
变式.过点,且与圆相切的直线的方程。
例.已知实数x、y满足,求的最大值与最小值。
解:表示过点a(0,-1)和圆上的动点(x,y)的直线的斜率。
如下图,当且仅当直线与圆相切时,直线的斜率分别取得最大值和最小值。
设切线方程为,即,则,解得。
因此,圆的弦长问题。
主要是求弦心距(圆心到直线的距离),弦长,圆心角等问题。一般是构成直角三角形来计算。
例已知圆c:(x-1)2+(y-2)2=25,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(m∈r).
1)证明:不论m取什么实数,直线l与圆恒交于两点;
2)求直线被圆c截得的弦长最小时l的方程。
剖析:直线过定点,而该定点在圆内,此题便可解得。
1)证明:l的方程(x+y-4)+m(2x+y-7)=0.
2x+y-7=0, x=3,x+y-4=0, y=1,即l恒过定点a(3,1).
圆心c(1,2),|ac|=<5(半径),点a在圆c内,从而直线l恒与圆c相交于两点。
2)解:弦长最小时,l⊥ac,由kac=-,l的方程为2x-y-5=0.
点评】用直线系方程求点。
若证明一条直线恒过定点或求一条直线必过定点,通常采用有分离系数法:
即将原方程改变成:f(x, y)+mg(x,y)=0的形式,此式的成立与。
m的取值无关,故从而解出定点。
变式已知直线和圆;
(1)时,证明与总相交。
2)取何值时,被截得弦长最短,求此弦长。
例。直线经过点,且和圆相交,截得的弦长为,求的方程。
例。已知圆的半径为,圆心在直线上,圆被直线截得的弦长为,求圆的方程。
变式、过点(2,1)的直线中,被x2+y2-2x+4y=0截得的最长弦所在的直线方程是( )
a、3x-y-5=0 b、 3x+y-7=0 c、 x+3y-5=0 d、x-3y+1=0
例、已知直线m经过点p(-3,),被圆o:x2+y2=25所截得的弦长为8,1)求此弦所在的直线方程;
2)求过点p的最短弦和最长弦所在直线的方程。
例若x、y满足约束条件,则z=x+2y的取值范围是 (
a、[2,6] b、[2,5] c、[3,6] d、(3,5]
例不等式组表示的平面区域的面积为 (
a、4 b、1 c、5 d、无穷大。
例已知x、y满足以下约束条件 ,则z=x2+y2的最大值和最小值分别是( )
a、13,1 b、13,2
c、13, d、,
例.已知x、y满足不等式组,求z=3x+y的最小值。
例 .设z=2y-2x+4,式中x、y满足条件求z的最大值和最小值.
例已知x,y满足求z=x-y的取值范围是.
例已知x,y满足条件且z=(x+1)2+(y+1)2在什么时候z取得最大值、最小值,最大值、最小值各是多少?
例若实数x、y满足则的取值范围是( )
a.(0,2) b.(0,2] c.(2,+∞d.[2,+∞
例已知x、y满足则的取值范围是___
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