2021-2022学年高中数学 第四章 圆与方程 4.docx

1、4.1.2圆的一般方程课后篇巩固提升1.圆C:x2+y2+4x-2y+3=0的圆心坐标及半径分别是()A.(-2,1),2B.(2,1),2C.(-2,1),2D.(2,-1),2解析由圆C:x2+y2+4x-2y+3=0得:(x+2)2+(y-1)2=2,圆C的圆心坐标为(-2,1),半径为2.故选A.答案A2.已知圆的圆心为(-2,1),其一条直径的两个端点恰好在两坐标轴上,则这个圆的方程是()A.x2+y2+4x-2y-5=0B.x2+y2-4x+2y-5=0C.x2+y2+4x-2y=0D.x2+y2-4x+2y=0解析设直径的两个端点分别为A(a,0)、B(0,b),圆心为点(-2,

2、1),由线段中点坐标公式得a+02=-2,0+b2=1,解得a=-4,b=2.半径r=(-2+4)2+(1-0)2=5,圆的方程是(x+2)2+(y-1)2=5,即x2+y2+4x-2y=0.答案C3.若直线3x+y+a=0过圆x2+y2+2x-4y=0的圆心,则a的值为()A.-1B.1C.3D.-3解析将圆x2+y2+2x-4y=0化为标准方程(x+1)2+(y-2)2=5,可得圆心(-1,2).直线3x+y+a=0过圆心,将(-1,2)代入直线3x+y+a=0,可得a=1.答案B4.已知圆C的圆心坐标为(2,-3),且点(-1,-1)在圆上,则圆C的方程为()A.x2+y2-4x+6y+

3、8=0B.x2+y2-4x+6y-8=0C.x2+y2-4x-6y=0D.x2+y2-4x+6y=0解析易知圆C的半径为13,所以圆C的标准方程为(x-2)2+(y+3)2=13,展开得一般方程为x2+y2-4x+6y=0.答案D5.若点(1,-1)在圆x2+y2-x+y+m=0外,则m的取值范围是()A.m0B.m12C.0m0,解得m0,即m0,所以0m0),圆M过三点A(1,3),B(4,2),C(1,-7),可得10+D+3E+F=0,20+4D+2E+F=0,50+D-7E+F=0,解得D=-2,E=4,F=-20,即圆的方程为x2+y2-2x+4y-20=0,即为(x-1)2+(y

4、+2)2=25,圆心(1,-2)到原点的距离为5.故选D.答案D7.已知点P(5,3),点M在圆x2+y2-4x+2y+4=0上运动,则|PM|的最大值为.解析圆x2+y2-4x+2y+4=0可化为(x-2)2+(y+1)2=1,圆心为C(2,-1),半径为1,|PC|=(5-2)2+(3+1)2=5,|PM|的最大值为5+1=6.答案68.过圆x2+y2=4上一点P作x轴的垂线,垂足为H,则线段PH的中点M的轨迹方程为.解析设M(x,y),则P(x,2y).点P(x,2y)在圆x2+y2=4上,x2+4y2=4.答案x2+4y2=49.若圆的方程为x2+y2+kx+2y+k2=0,则当圆面积

5、最大时,圆心坐标为.解析将圆的方程配方得x+k22+(y+1)2=-34k2+1,即r2=1-34k20,rmax=1,此时k=0.圆心为(0,-1).答案(0,-1)10.已知圆C:x2+y2+Dx+Ey+3=0的圆心在直线x+y-1=0上,且圆心在第二象限,半径为2,则圆C的一般方程为.解析因为圆C:x2+y2+Dx+Ey+3=0的圆心C-D2,-E2在直线x+y-1=0上,所以-D2-E2-1=0,即D+E=-2,又r=12D2+E2-43=2,所以D2+E2=20,联立可得,D=2,E=-4或D=-4,E=2.又圆心在第二象限,所以-D20,所以D=2,E=-4,所以所求的圆的方程为x

6、2+y2+2x-4y+3=0.答案x2+y2+2x-4y+3=011.求经过A(4,2),B(-1,3)两点,且在两坐标轴上的四个截距之和是2的圆的方程.解设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,令y=0,得x2+Dx+F=0.圆在x轴上的截距之和为x1+x2=-D.令x=0,得y2+Ey+F=0,圆在y轴上的截距之和为y1+y2=-E.由题知x1+x2+y1+y2=-(D+E)=2,D+E=-2.又A(4,2),B(-1,3)在圆上,16+4+4D+2E+F=0,1+9-D+3E+F=0.由解得D=-2,E=0,F=-12.故所求圆的方程为x2+y2-2x-12=0.12.圆C过点A

7、(6,0),B(1,5),且圆心在直线l:2x-7y+8=0上.(1)求圆C的方程;(2)P为圆C上的任意一点,定点Q(8,0),求线段PQ中点M的轨迹方程.解(1)(解法一)直线AB的斜率k=5-01-6=-1,所以线段AB的垂直平分线m的斜率为1.线段AB的中点的横坐标和纵坐标分别为x=6+12=72,y=0+52=52.因此,直线m的方程为y-52=x-72,即x-y-1=0.又圆心在直线l上,所以圆心是直线m与直线l的交点.联立方程组x-y-1=0,2x-7y+8=0,解得x=3,y=2,所以圆心坐标为C(3,2).又半径r=|CA|=13,则所求圆的方程是(x-3)2+(y-2)2=

8、13.(解法二)设所求圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2.由题意得(6-a)2+(0-b)2=r2,(1-a)2+(5-b)2=r2,2a-7b+8=0,解得a=3,b=2,r2=13,所以所求圆的方程是(x-3)2+(y-2)2=13.(2)设线段PQ的中点M(x,y),P(x0,y0),则x0+82=x,y0+02=y,解得x0=2x-8,y0=2y,将P(2x-8,2y)代入圆C中,得(2x-8-3)2+(2y-2)2=13,即线段PQ中点M的轨迹方程为x-1122+(y-1)2=134.13.(选做题)设ABC的顶点坐标A(0,a),B(-3a,0),C(3a,0),其中a0,圆M为ABC的外接圆.(1)求圆M的方程.(2)当a变化时,圆M是否过某一定点?请说明理由.解(1)设圆M的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0.圆M过点A(0,a),B(-3a,0),C(3a,0),a2+aE+F=0,3a-3aD+F=0,3a+3aD+F=0,解得D=0,E=3-a,F=-3a.圆M的方程为x2+y2+(3-a)y-3a=0.(2)圆M的方程可化为(3+y)a-(x2+y2+3y)=0.由3+y=0,x2+y2+3y=0,解得x=0,y=-3.圆M过定点(0,-3).