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三、确定圆的方程

圆的方程及直线与圆的位置关系 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 通过已知条件(圆心、半径或三点等)确定圆的标准方程或一般方程的过程。

从哪来 建立在“两点间距离”公式之上,利用圆心到圆上任意一点的距离等于半径这一几何性质,转化为代数方程。

为什么 圆是平面内到定点(圆心)距离等于定长(半径)的点的集合。设圆心为 $C(a,b)$,圆上任意一点为 $P(x,y)$,根据两点间距离公式 $|PC| = \sqrt{(x-a)^2 + (y-b)^2}$,且 $|PC|=r$,两边平方即得 $(x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2$。确定方程的核心就是求出 $a, b, r$ 三个未知量。

几何直观法
先画圆,标出圆心坐标和半径长度,直接代入标准方程 $(x-a)^2+(y-b)^2=r^2$。
适合:空间想象力强、喜欢图形化思维、对代数变形稍弱的学生。
待定系数法
设圆的方程为 $x^2+y^2+Dx+Ey+F=0$,将已知点坐标代入建立三元一次方程组,解出 $D,E,F$。
适合:代数运算能力强、逻辑严密、擅长解方程组的学生。
中垂线交点法
若已知圆上三点,利用垂直平分线性质,求两条弦的中垂线交点即为圆心,再求圆心到任一点距离得半径。
适合:几何功底扎实、熟悉直线方程与垂直关系、喜欢综合几何推理的学生。
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练一道
基础题
已知圆心在点 $C(2, -3)$,半径为 $5$,求圆的方程。
变式
已知圆经过点 $A(1,0)$,$B(0,1)$,且圆心在直线 $x+y=2$ 上,求圆的方程。
试试手自己判
检测题
已知圆 $C$ 的方程为 $x^2+y^2-4x+2y-4=0$,求圆心坐标和半径。
看答案和判分标准
答案:圆心 $(2, -1)$,半径 $3$。
判对标准:
1. 正确配方或识别出 $a=2, b=-1$(得2分);
2. 正确计算 $r^2 = 2^2+(-1)^2-(-4) = 9$,得出 $r=3$(得2分);
3. 最终答案完整且无误(得1分)。
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