高考数学一轮复习全程复习构想·数学(文)【统考版】第三节 圆的方程(课件)
展开·最新考纲· 1.掌握确定圆的几何要素,掌握圆的标准方程与一般方程. 2.初步了解用代数方法处理几何问题的思想.
·考向预测·考情分析:求圆的标准方程、一般方程,圆心到直线的距离,与圆有关的轨迹、最值问题仍是高考考查的热点,题型将以选择与填空题为主,也可能出现在解答题中.学科素养:通过求圆的标准方程及利用圆的方程求最值,考查数学运算、直观想象的核心素养.
一、必记2个知识点1.圆的定义及方程
(x-a)2+(y-b)2=r2
x2+y2+Dx+Ey+F=0
2.点与圆的位置关系点M(x0,y0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系:(1)若M(x0,y0)在圆外,则_________________.(2)若M(x0,y0)在圆上,则_________________.(3)若M(x0,y0)在圆内,则_________________.
(x0-a)2+(y0-b)2>r2
(x0-a)2+(y0-b)2=r2
(x0-a)2+(y0-b)2<r2
二、必明2个常用结论1.以A(x1,y1),B(x2,y2)为直径端点的圆的方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0.2.二元二次方程表示圆的条件对于方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆时易忽视D2+E2-4F>0这一条件.
三、必练4类基础题(一)判断正误1.判断下列说法是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(1)确定圆的几何要素是圆心与半径.( )(2)方程x2+y2=a2表示半径为a的圆.( )(3)方程x2+y2+4mx-2y+5m=0表示圆.( )(4)方程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表示圆的充要条件是A=C≠0,B=0,D2+E2-4AF>0.( )
3.[必修2·P124A组T4改编]圆C的圆心在x轴上,并且过点A(-1,1)和B(1,3),则圆C的方程为________________.
(x-2)2+y2=10
(三)易错易混4.(错用点与圆的位置关系)若点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的内部,则实数a的取值范围是( )A.-1<a<1 B.0<a<1C.a>1或a<-1 D.a=±4
解析:因为点(1,1)在圆内,所以(1-a)2+(1+a)2<4,即-1<a<1.
5.(忽略方程中变量的取值范围)已知点P(x,y)为圆x2+y2=1上的动点,则x2+4y的最大值为_____.
解析:因为点P(x,y)为圆x2+y2=1上的动点,所以x2+4y=1-y2+4y=-(y-2)2+5.因为y∈[-1,1],所以当y=1时,x2+4y取得最大值4.
(四)走进高考6.[2022·全国甲卷]设点M在直线2x+y-1=0上,点(3,0)和(0,1)均在⊙M上,则⊙M的方程为 W.
(x-1)2+(y+1)2=5
2.以点(1,-1)为圆心,且与直线x-y+2=0相切的圆的方程为( )A.(x+1)2+(y-1)2=2B.(x-1)2+(y+1)2=2C.(x+1)2+(y-1)2=8D.(x-1)2+(y+1)2=8
3.若直线l:mx+ny+3=0始终平分圆C:x2-2x+y2+3y-1=0,则2m-3n=( )A.-6 B.-3C.3 D.6
解析:圆的方程可化为(x-m)2+(y-2m-1)2=m2(m≠0),其圆心为(m,2m+1).依题意得,m+2m+1-7=0,解得m=2,∴圆的半径为2,面积为4π.
反思感悟 求圆的方程的两种方法(1)直接法根据圆的几何性质,直接求出圆心坐标和半径,进而写出方程.(2)待定系数法①若已知条件与圆心(a,b)和半径r有关,则设圆的标准方程,依据已知条件列出关于a,b,r的方程组,从而求出a,b,r的值;②若已知条件没有明确给出圆心或半径,则选择圆的一般方程,依据已知条件列出关于D,E,F的方程组,进而求出D,E,F的值.[提醒] 解答圆的有关问题,应注意数形结合,充分运用圆的几何性质.
(2)求y-x的最大值和最小值;(3)求x2+y2的最大值和最小值.
一题多变 (变问题)若例1中条件不变,求P(x,y)到直线3x+4y+12=0的距离的最大值和最小值.
反思感悟 建立函数关系式求最值根据已知条件列出相关的函数关系式,再根据关系式的特征选用基本不等式、函数单调性等方法求最值.
考点三 与圆有关的轨迹方程 [综合性] [例3] 已知圆x2+y2=4上一定点A(2,0),B(1,1)为圆内一点,P,Q为圆上的动点.(1)求线段AP中点的轨迹方程;(2)若∠PBQ=90°,求线段PQ中点的轨迹方程.
解析:(1)设AP的中点为M(x,y),由中点坐标公式可知,P点坐标为(2x-2,2y).因为P点在圆x2+y2=4上,所以(2x-2)2+(2y)2=4.故线段AP中点的轨迹方程为(x-1)2+y2=1.(2)设PQ的中点为N(x,y),在Rt△PBQ中,|PN|=|BN|,设O为坐标原点,连接ON(图略),则ON⊥PQ,所以|OP|2=|ON|2+|PN|2=|ON|2+|BN|2,所以x2+y2+(x-1)2+(y-1)2=4.故线段PQ中点的轨迹方程为x2+y2-x-y-1=0.
反思感悟 求与圆有关的轨迹问题的四种方法
【对点训练】1.[2023·六盘山高级中学测试]已知圆C:x2+y2+4x=0的圆心和圆上两点A,B构成等边三角形,则AB中点M的轨迹方程是( )A.(x+2)2+(y+1)2=1B.(x+1)2+(y+1)2=3C.(x+1)2+y2=2D.(x+2)2+y2=3
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