1、第三节 圆的方程授课提示:对应学生用书第357页A组基础保分练1若a,则方程x2y2ax2ay2a2a10表示的圆的个数为()A0B1C2 D3解析:方程x2y2ax2ay2a2a10表示圆的条件为a24a24(2a2a1)0,即3a24a40,解得2a又a,所以仅当a0时,方程x2y2ax2ay2a2a10表示圆答案:B2(2021河北省九校第二次联考)圆C的半径为2,圆心在x轴的正半轴上,直线3x4y40与圆C相切,则圆C的方程为()Ax2y22x30 Bx2y24x0Cx2y24x0 Dx2y22x30解析:由题意设所求圆的方程为(xm)2y24(m0),则2,解得m2或m(舍去),故所
2、求圆的方程为(x2)2y24,即x2y24x0答案:C3已知圆C1:(x1)2(y1)21,圆C2与圆C1关于直线xy10对称,则圆C2的方程为()A(x2)2(y2)21 B(x2)2(y2)21C(x2)2(y2)21 D(x2)2(y2)21解析:圆C1的圆心坐标为(1,1),半径为1,设圆C2的圆心坐标为(a,b),由题意得解得所以圆C2的圆心坐标为(2,2),又两圆的半径相等,故圆C2的方程为(x2)2(y2)21答案:B4(2020高考全国卷)若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线2xy30的距离为()AB CD解析:由题意可知圆心在第一象限,设为(a,b)圆与两坐标轴
3、均相切,ab,且半径ra,圆的标准方程为(xa)2(ya)2a2点(2,1)在圆上,(2a)2(1a)2a2,a26a50,解得a1或a5当a1时,圆心坐标为(1,1),此时圆心到直线2xy30的距离d;当a5时,圆心坐标为(5,5),此时圆心到直线2xy30的距离d综上,圆心到直线2xy30的距离为答案:B5已知圆x2y22x6y5a0关于直线yx2b对称,则ab的取值范围是()A(,0) B(,4)C(4,) D(4,)解析:根据圆的一般方程中D2E24F0得(2)26245a0,解得a2,由圆关于直线yx2b对称可知圆心(1,3)在直线yx2b上,所以312b,得b2,故ab4答案:B6
4、(2021河北五个一名校联盟一诊)已知点P为圆C:(x1)2(y2)24上一点,A(0,6),B(4,0),则|的最大值为()A2 B4C24 D22解析:取AB的中点D(2,3),则2,|2|,|的最大值为圆心C(1,2)与D(2,3)的距离d再加半径r,又d,所以dr2所以|的最大值为24答案:C7圆心在直线2xy70上的圆C与y轴交于两点A(0,4),B(0,2),则圆C的方程为_解析:圆心是AB的垂直平分线和2xy70的交点,则圆心为E(2,3),r|EA|,则圆的方程为(x2)2(y3)2r25答案:(x2)2(y3)258(2021银川模拟)已知圆x2y24,B(1,1)为圆内一点
5、,P,Q为圆上动点,若PBQ90,则线段PQ中点的轨迹方程为_解析:设PQ的中点为N(x,y)在RtPBQ中,|PN|BN|,设O为坐标原点,连接ON(图略),则ONPQ,所以|OP|2|ON|2|PN|2|ON|2|BN|2,所以x2y2(x1)2(y1)24故线段PQ中点的轨迹方程为x2y2xy10答案:x2y2xy109一圆经过A(4,2),B(1,3)两点,且在两坐标轴上的四个截距的和为2,求此圆的方程解析:设所求圆的方程为x2y2DxEyF0(D2E24F0)令y0,得x2DxF0,所以x1x2D令x0,得y2EyF0,所以y1y2E由题意知DE2,即DE20又因为圆过点A,B,所以
6、1644D2EF019D3EF0解组成的方程组得D2,E0,F12故所求圆的方程为x2y22x12010已知以点P为圆心的圆经过点A(1,0)和B(3,4),线段AB的垂直平分线交圆P于点C和D,且|CD|4(1)求直线CD的方程;(2)求圆P的方程解析:(1)由题意知,直线AB的斜率k1,中点坐标为(1,2),则直线CD的方程为y2(x1),即xy30(2)设圆心P(a,b),则由点P在CD上得ab30又因为直径|CD|4,所以|PA|2,所以(a1)2b240由解得或所以圆心P(3,6)或P(5,2)所以圆P的方程为(x3)2(y6)240或(x5)2(y2)240B组能力提升练1圆(x2
7、)2y24关于直线yx对称的圆的方程是()A(x)2(y1)24B(x1)2(y)24Cx2(y2)24D(x)2(y)24解析:设圆(x2)2y24的圆心关于直线yx对称的点的坐标为A(a,b),则a1,b,A(1,),从而所求圆的方程为(x1)2(y)24答案:B2若直线2axby20(a,bR)始终平分圆x2y22x4y10的周长,则ab的取值范围是()A BC D解析:直线2axby20(a,bR)始终平分圆x2y22x4y10的周长,圆心(1,2)在直线2axby20上,可得2a2b20,解得b1a,aba(1a),当且仅当a时等号成立,因此ab的取值范围为答案:D3已知圆C:(x1
8、)2(y2)22与y轴在第二象限所围区域的面积为S,直线y2xb将圆C分为两部分,其中一部分的面积也为S,则b()A BC D解析:结合图形(图略)及题意知,圆心C(1,2)到y轴的距离与到直线y2xb的距离相等,易知C(1,2)到y轴的距离为1,则1,解得b答案:D4已知圆M:x2y22xa0,若AB为圆M的任意一条直径,且6(其中O为坐标原点),则圆M的半径为()A BC D2解析:圆M的标准方程为(x1)2y21a,圆心M(1,0),则|OM|1,圆的半径r(a1)因为AB为圆M的任意一条直径,所以,且|r,则()()()()221r26,所以r27,得r,所以圆的半径为答案:C5(20
9、21临沂模拟)已知圆心在直线x3y0上的圆C与y轴的正半轴相切,且截x轴所得的弦长为4,则圆C的标准方程为_解析:设圆C的标准方程为(xa)2(yb)2r2(a0,b0),由题意可得解得所以圆C的标准方程为(x3)2(y1)29答案:(x3)2(y1)296(2021福建厦门模拟)在ABC中,AB4,AC2,A,动点P在以点A为圆心,半径为1的圆上,则的最小值为_解析:如图,以点A为原点,AB边所在直线为x轴建立平面直角坐标系则A(0,0),B(4,0),C(1,),设P(x,y),则(4x,y),(1x,y),所以(4x)(1x)y(y)x25xy2y43,其中表示圆A上的点P与点M之间距离
10、|PM|的平方,由几何图形可得|PM|min|AM|111,所以()min(1)2352答案:527设mR,已知直线xmy0过定点A,直线mxy2m40过定点B,直线xmy0和直线mxy2m40交于点P(1)求动点P的轨迹方程;(2)求|PA|PB|的最大值解析:(1)由已知可知,直线xmy0和直线mxy2m40分别过定点A(0,0),B(2,4),又m1m(1)0,所以两直线垂直,故两直线的交点P(x,y)的轨迹为以AB为直径的圆,圆心为AB的中点(1,2),半径r,故动点P的轨迹方程为(x1)2(y2)25(2)由(1)可知定点A(0,0),B(2,4),且两直线垂直,P为圆(x1)2(y
11、2)25上的点,则PAPB,|PA|2|PB|2|AB|2224220,则|PA|PB|10,当且仅当|PA|PB|时等号成立,所以|PA|PB|的最大值为10C组创新应用练1(2021海口模拟)已知实数x,y满足x2y24(y0),则mxy的取值范围是()A(2,4) B2,4C4,4 D4,2解析:x2y24(y0)表示圆x2y24的上半部分,如图所示,直线xym0的斜率为,在y轴上的截距为m当直线xym0过点(2,0)时,m2设圆心(0,0)到直线xym0的距离为d,则即解得m2,4答案:B2设命题p:(x,y,kR且k0);命题q:(x3)2y225(x,yR)若p是q的充分不必要条件
12、,则k的取值范围是_解析:如图所示:命题p表示的范围是图中ABC的内部(含边界),命题q表示的范围是以点(3,0)为圆心,5为半径的圆及圆内部分,p是q的充分不必要条件实际上只需A,B,C三点都在圆内(或圆上)即可由题知B,则解得0k6答案:(0,63如果直线2axby140(a0,b0)和函数f(x)mx11(m0,m1)的图像恒过同一个定点,且该定点始终落在圆(xa1)2(yb2)225的内部或圆上,那么的取值范围为_解析:易知函数f(x)mx11(m0,m1)的图像过定点(1,2),直线2axby140(a0,b0)过定点(1,2),ab7,又定点(1,2)在圆(xa1)2(yb2)225的内部或圆上,a2b225,由解得3a4,1答案: