1,圆的标准方程:
圆的标准方程为:
从这个方程里,我们可以读出圆最关键的两个数据。
如果不把圆放在坐标系里,那么圆就一个数据,就是半径,也就是圆标准方程里的r。
把圆放入坐标系里,就需要给圆定位了。
靠什么定位?
就是圆心坐标。
圆的标准方程里的(a,b)就是圆心坐标。
这里很多同学容易搞错,是x或y减的那个数是圆心的横、纵坐标。
2,圆的一般方程:
圆的一般方程实际上就是把圆的标准方程用完全平方公式展开。
其中D=-2a,E=-2b,
我们考试的考察方法一般是给大家一个圆的一般方程,问圆的半径是多少,圆心坐标是多少,也就是考察我们的配方。
这是初中技能,我们这里就不多说了。
特别注意:在圆的一般方程里,圆的半径
当该数值>0时,一般方程表示的是个圆;
当该数值=0时,一般方程表示的是一个点,也就是圆心那个点;
当该数值<0时,一般方程不表示任何图形。
3,点与圆的位置关系:
点与圆的位置关系有3种——圆外、圆上、圆内。
如何判定点与圆的位置关系,就是计算点到圆心的距离,用这个距离与圆的半径作比较。
若点到圆心距离>圆的半径,则点在圆外;
若点到圆心距离=圆的半径,则点在圆上;
若点到圆心距离<圆的半径,则点在圆内。
4,直线与圆的位置关系:
直线与圆的位置关系也是3种——相离、相切、相交。
如何判定直线与圆的位置关系,有两种办法:
(1)几何法。
计算圆心到直线的距离,然后与圆的半径作比较。
若圆心到直线的距离>圆的半径,则直线与圆相离;
若圆心到直线的距离=圆的半径,则直线与圆相切;
若圆心到直线的距离<圆的半径,则直线与圆相交。
(2)代数法。
将直线方程代入圆的方程中,整理成一个一元二次不等式,判定一元二次方程有几个解。
若一元二次方程有2个解,则说明直线与圆有两个交点,直线与圆相交;
若一元二次方程有1个解,则说明直线与圆有一个交点,直线与圆相切;
若一元二次方程无解,则说明直线与圆没有交点,直线与圆相离。
5,两圆的位置关系:
两圆的位置关系有5种——外离、外切、相交、内切、内含。
如何判定两圆的位置关系,有3种办法:
(1)几何法。
计算两圆圆心之间的距离,与两圆的半径作比较。
若两圆圆心之间距离>两圆半径之和,则两圆为外离关系;
若两圆圆心之间距离=两圆半径之和,则两圆为外切关系;
若两圆圆心之间距离<两圆半径之和,同时>两圆半径之差,则两圆为相交关系;
若两圆圆心之间距离=两圆半径之差,则两圆为内切关系;
若两圆圆心之间距离<两圆半径之差,则两圆为内含关系。
(2)代数法。
将两圆方程联立,消掉y,变为一个关于x的一元二次方程,判定一元二次方程有几个解。
对于两圆位置关系的判定来说,代数法就不好用了。
原因一,消元很麻烦;
原因二,不能一次性准确判定位置关系。
比如,如果一元二次方程有2个解,可以准确判定出两圆是相交关系;
但是,如果一元二次方程有1个解,可能是外切关系,也可能是内切关系,还需要用其他方法进一步判定;
如果一元二次方程无解,可能是外离关系,也可能是内含关系,还需要用其他方法进一步判定。
因此,判定两圆位置关系时,代数法不推荐。
(3)公切线法。
所谓公切线,就是与两圆都相切的线。
在圆的5种位置关系中,恰好公切线条数各不相同。
若两圆外离,则有4条公切线;
若两圆外切,则有3条公切线;
若两圆相交,则有2条公切线;
若两圆内切,则有1条公切线;
若两圆内含,则没有公切线。
我们可以根据这个区别去判定两圆的位置关系。
在高考里,一般也是以公切线条数的方式告诉大家两圆的位置关系的。
6,关于圆的最值问题:
前面无论点与圆的位置关系、直线与圆的位置关系、两圆的位置关系,我们都是通过点、直线、圆心与圆心之间的距离去判定的,因为圆就是靠圆心定位的。
所以,当考到关于圆上一点到某点、某线或其他圆上某点的距离最值问题时,我们把圆先按照圆心计算,找到最大或最小值后,再通过加减半径的方式转到圆上。