圆与方程知识点
2221、圆的
标准
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方程:圆心C(a,b),半径为r ()()xaybr,,,,
222、圆的一般方程: x,y,Dx,Ey,F,0
22DEDEF,,422
表
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示圆,圆心C()半径为 ,,,DEF,,,40222
DE2222表示点();不表示任何图形 ,,,DEF,,,40DEF,,,4022
3、过点求圆的切线方程(1)点在圆上 (,)xy00
2222圆的方程为,切线方程 xyr,,xxyyr,,00
2222圆的方程为,切线方程 ()()xaybr,,,,()()()()xaxaybybr,,,,,,00
22圆的方程为,切线方程x,y,Dx,Ey,F,0
xxyy,,00xxyyDEF,,,,,0 0022
(2)点在圆外,设直线方程为即 (,)xyyykxx,,,()kxykxy,,,,0000000
d,rk由圆心到直线的距离求出(过圆外一点作圆的切线有2条)(3) 点在圆内 (,)xy00
22224、圆与圆相交,CxyDxEyF:0,,,,,CxyDxEyF:0,,,,,11112222
则公共弦的直线方程为 ()()()0DDxEEyFF,,,,,,121212
r公共弦长,半径,圆心到弦的距离(弦心距)满足关系式:dl
l222 (),,dr2
22225、圆与圆相交,CxyDxEyF:0,,,,,CxyDxEyF:0,,,,,11112222
过两圆交点的圆系方程可设为
2222或xyDxEyFxyDxEyF,,,,,,,,,,,,,,()0(1)111222
22xyDxEyFDDxEEyFF,,,,,,,,,,,,[()()()]0 111121212
若?C1与?C2交于A、B两点,则直线AB称为这两个圆的根轴。经过A、B两点的所有的圆形成一个圆系,这圆系内任何两个圆的根轴均为直线AB,因此我们称这
种圆系为共轴圆系
10、用坐标法解决几何问题的步骤:
(1)建立适当的平面直角坐标系,设点的坐标(2)找等量关系 (3)将平面几何问题转化为代数问题;(4)化简运算 (5)检验得出结论
222圆的切点弦方程: 1.,(,)已知圆的方程求经过圆上一点的切线方程。xyrMxy,,00
2222 【结论1】过圆上一点的切线方程xyrMxyxxyyr,,,,(,):。0000
【
方法
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】1.设出直线,再求解;
2.利用轨迹思想,用向量或平面几何知识求解。
一、当点M在圆O上时,直线L是圆的切线。
二、当点M在圆O外时,
1.直线L不是圆O的切线,下面
证明
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之:
2r22?圆心O到L的距离为d,,由在圆O外,得 x,y,rM(x,y)000022x,y
y?,故直线L与圆O相交. d,r
,y)M(xL00如图1,设过点M的圆O的两条切线为L,L,切点分别为A、12AB,
22则直线MA:,直线MB:. xx,yy,rxx,yy,rox2211B?点M的坐标满足直线MA与MB的方程, (x,y)00图1
2,xx,yy,r,1010?, ,2,xx,yy,r2010,
2由此可见A、B的坐标均满足方程, xx,yy,r00
由于两点确定一条直线
2?直线AB的方程为。 xx,yy,r00
所以此时的直线L是经过点P的切点弦AB所在直线的方程,而不是圆O的切线。 三、当点M在圆O内时,
2r22d,?圆心O到L的距离为,由在圆O内,得x,y,r M(x,y)000022x,y
yL? 故直线L与圆O相离. d,rLP0
A
M
oxB
图2
xy00?直线L的斜率,而直线OM的斜率, kk,,,lomyx00? L,OM
一方面,过点M与OM垂直的直线方程为 L(x,x)x,(y,y)y,0,00000
22即 xx,yy,x,y0000
2,xx,yy,r00,, 另一方面,将直线OM与L的方程联立y,0y,x,x0,
22xryr00得到它们的交点P的坐标为, (,)2222x,yx,y0000
22xryr200由(二)可知过点P的圆的切点弦所在直线的方程为, ,x,,y,r2222x,yx,y0000
22即,即为直线的方程。 xx,yy,x,yL00000
由此我们看到?,直线L是由点M确定的。 LL0
例1 求过两点、且圆心在直线上的圆的标准方程并判断点与A(1,4)B(3,2)y,0P(2,4)
圆的关系(解法一:(待定系数法)解法二:(直接求出圆心坐标和半径)
22例2 求半径为4与圆相切,且和直线相切的圆的方程(考y,0x,y,4x,2y,4,0
虑要全面)
例3 求经过点,且与直线和都相切的圆的方程( A(0,5)x,2y,02x,y,0类型二:切线方程、切点弦方程、公共弦方程(两相交圆方程相减得公共弦方程)
22例5 已知圆,求过点与圆相切的切线( ,,O:x,y,4P2,4O
22AMAMB例6、过圆外一点,作这个圆的两条切线、,切点分别是、x,y,1M(2,3)
BAB,求直线的方程。
类型三:弦长、弧问题
2222例7、求两圆和的公共弦长 x,y,x,y,2,0x,y,5
类型四:直线与圆的位置关系
2m例8、若直线与曲线y,4,x有且只有一个公共点,求实数的取值范围. y,x,m
22例9 圆上到直线的距离为1的点有几个, 3x,4y,11,0(x,3),(y,3),9
22,,10、 过点作直线,当斜率为何值时,直线与圆,,,,有公P,3,,4C:x,1,y,2,4ll
共点,
类型五:圆与圆的位置关系
2222例11:圆和圆的公切线共有 条。 x,y,2x,0x,y,4y,0
2212:求与圆外切于点,且半径为的圆的方程. 25x,y,5P(,1,2)
类型六:圆中的对称问题:自点发出的光线射到轴上,被轴反射,反射光线所,,A,3,3xxl
22在的直线与圆相切(1)求光线和反射光线所在的直线方C:x,y,4x,4y,7,0l程((2)光线自到切点所经过的路程( A
类型七:圆中的最值问题
22例18:圆上的点到直线的最大距离与最小距离x,y,14,0x,y,4x,4y,10,0
的差是
2222例19 (1)已知圆,为圆上的动点,求的最P(x,y)O:(x,3),(y,4),1d,x,yO1
大、最小值(
y,222(2)已知圆,为圆上任一点(求的最大、最小值,求P(x,y)O:(x,2),y,12x,1
的最大、最小值((三角换元。数形结合)( x,2y
2222PB(2,0)例20:已知,,点在圆上运动,则PA,PBA(,2,0)(x,3),(y,4),4的最小值是 .设P(x,y)
BAAB类型八:轨迹问题例22、已知线段的端点的坐标是(4,3),端点在圆
22MAB(x,1),y,4上运动,求线段的中点的轨迹方程.
22AB例23 如图所示,已知圆与轴的正方向交于点,点在直线yy,2O:x,y,4
BH上运动,过做圆的切线,切点为,求垂心的轨迹((四边形是菱OC,ABCAOCH
形(
222AB例24 已知圆的方程为,圆内有定点P(a,b),圆周上有两个动点、,使x,y,r
222,求矩形的顶点的轨迹方程((,) PA,PBOM,AM,OAAPBQQ
222222解法二:设、、,则,( Q(x,y)A(x,y)B(x,y)x,y,rx,y,r11221122
22,与的中点重合 ABPQ,ABPQ
解法三:设、、, A(rcos,,rsin,)B(rcos,,rsin,)Q(x,y)由于为矩形,故与的中点重合又由有ABPA,PBAPBQPQ
,,rsin,brsin,b ,,,1,,rcos,arcos,a