資源簡介 2.4.1 圓的標準方程【第二練】【試題來源】來自名校、重點市區的月考、期中、期末的優質試題.【試題難度】難度中等,配合第二課的題型訓練,加強考點的理解和擴展.【目標分析】1.根據條件求圓的標準方程,培養直觀想象和數學運算素養,如第1題、第3題、第5題、第8題、第11題;2.考查判斷點與圓的位置關系,與圓的對稱性有關問題,發展直觀想象,邏輯推理和數學運素養,如第2題、第6題、第7題、第9題;3.與圓有關的最值問題,培養邏輯推理、直觀想象和數學運算能力,如第4題、第10題、第12題.(2023·湖南邵陽高二期中)1.已知圓的圓心在軸上,半徑長為,且過點的圓的標準方程為( )A. B.C. D.(2023·河南省安陽市三十九中月考)2.點在圓的內部,則的取值范圍是( )A. B. C.或 D.(2023·黑龍江哈爾濱雙城區高二期中)3.已知圓M的方程為,則直線關于點M的對稱直線方程為( )A. B. C. D.(2023·廣東東莞松山湖學校高二期中)4.已知點,Q是圓O:上的動點,則線段長度的最小值為( )A.1 B.2 C.3 D.5(2023·山西運城·高二校聯考期中)5.已知,則外接圓的半徑為( )A. B.2 C. D.5(2023·廣東惠州·高二期中)6.已知圓關于直線(,)對稱,則的最小值為( )A. B.9 C.4 D.8(2023·湖南張家界·高二期中)7.圓,則( )A.關于點對稱 B.關于直線對稱C.關于直線對稱 D.關于直線對稱(2022·江蘇昆山高二期中)8.設有一組圓,下列命題正確的是( ?。?br/>A.不論k如何變化,圓心始終在一條直線上B.所有圓均不經過點C.經過點的圓有且只有一個D.所有圓的面積均為4(2023·云南師大附中高二期中)9.已知半徑為1的圓關于直線對稱,寫出圓的一個標準方程 .(2023·福建泉州·高二期中)10.若實數,滿足,那么的最大值是(2023·江西南昌·高二期中)11.趙州橋位于我國河北省,是我國現存最早、保存最好的巨大石拱橋.如圖所示,趙州橋是一座空腹式的圓弧形石拱橋,利用解析幾何的方法,用趙州橋的跨度和圓拱高表示出趙州橋圓弧所在圓的半徑. (2023·河南洛陽·高二期中)12.已知點,求(1)過點A,B且周長最小的圓的標準方程;(2)過點A,B且圓心在直線上的圓的標準方程.【易錯題目】第6題、第7題、第9題【復盤要點】圓具有良好的對稱性,解決問題需關注對稱性,并掌握關于點、直線對稱的基本算法.例1.(2023·河南開封·高二統考期末)已知圓與圓關于直線對稱,則圓的標準方程為( )A. B.C. D.【答案】A【分析】根據題意,求得圓心關于直線的對稱點,即可得到結果.由題意可得,圓的圓心坐標為,半徑為,設圓心關于直線的對稱點為,則,解得,所以圓的標準方程為.故選:A易錯警示: 解決圓對稱性問題的方法(1)求已知圓關于某點對稱的圓,只需確定所求圓的圓心位置,其半徑與已知圓相等.(2)兩圓關于點對稱,則對稱點為兩圓圓心連線的中點.【復盤訓練】(2023·山東泰安高二期中)13.方程表示的圓( )A.關于x軸對稱 B.關于y軸對稱C.關于直線對稱 D.關于直線對稱(2023·北京大興區高二期中)14.若直線是圓的一條對稱軸,則( )A. B. C.1 D.(2023·黑龍江哈爾濱雙城區高二期中)15.已知圓M的方程為,則直線關于點M的對稱直線方程為( )A. B. C. D.(2023·江蘇無錫·高二統考期中)16.若圓的半徑為1,點與點關于點對稱,則圓的標準方程為 .(2023·四川涼山·高二期中)17.若圓和圓關于直線對稱,則直線的方程是(2023·四川成都雙流中學高二期中)18.已知點C(-1,-1),以C為圓心的圓與直線x-y-2=0相切.(1)求圓C的方程;(2)如果圓C上存在兩點關于直線ax+by+3=0對稱,求3a+3b的最小值.試卷第1頁,共3頁試卷第1頁,共3頁參考答案:1.D【分析】設圓心坐標,圓心到圓上一點距離等于半徑1得到,即得圓的標準方程.【詳解】設圓心,則半徑,解得:,所以圓的標準方程為,故選:D.2.A【分析】點在圓內,則把點的坐標代入圓中,滿足,解出結果.【詳解】∵點在圓的內部∴解得:故選:A3.D【分析】先給出點的坐標,所求直線應平行于已知直線,且點到這兩條直線的距離相等.【詳解】點坐標為,設所求直線方程為則有兩直線不能重合,所以故選:D.4.C【分析】利用圓的性質計算即可.【詳解】易知圓心,半徑為,且點在圓O外,所以.故選:C5.A【分析】求和的垂直平分線方程,然后解方程組可得圓心,然后可解.【詳解】依題意可得,線段的垂直平分線方程為,又的中點為,直線的斜率,所以線段的垂直平分線斜率為,得方程為,即,解方程組得,即圓心坐標為,所以半徑.故選:A 6.B【分析】由題可得,然后利用基本不等式即得.【詳解】圓的圓心為,依題意,點在直線上,因此,即,∴,當且僅當,即時取“=”,所以的最小值為9.故選:B.7.ABC【分析】由圓的方程可確定圓心,由圓心位置和直線是否過圓心可確定各個選項的正誤.【詳解】對于A,由圓的方程知其圓心為,則圓關于點對稱,A正確;對于B,由A知其圓心在軸上,則圓關于軸對稱,即關于對稱,B正確;對于C,過圓心,圓關于直線對稱,C正確;對于D,不過圓心,圓不關于直線對稱,D錯誤.故選:ABC.8.AB【分析】對于AD:由題意可知:圓,的圓心,半徑,進而分析判斷;對于CD:分別將點,代入方程,通過解的個數分析判斷.【詳解】由題意可知:圓的圓心,半徑.對于選項A:不論k如何變化,圓心始終在直線上,故A正確;對于選項B:令,整理得,因為,可知方程無解,所以所有圓均不經過點,故B正確;對于選項C:令,整理得,因為,可知方程有兩個不同的解,所以經過點的圓有且只有兩個,故C錯誤;對于選項D:因為半徑,所以所有圓的面積均為,故D錯誤;故答案為:AB.9.(答案不唯一,只要圓心在直線上,半徑為1,均可)【分析】根據題意,可知圓心在直線上,半徑為1,取滿足題意的圓心坐標,即可得出圓的一個標準方程.【詳解】解:由題可知,圓關于直線對稱,半徑為1,則圓心在直線上,則當時,,所以當圓心為,圓的標準方程為.故答案為:.(答案不唯一,只要圓心在直線上,半徑為1,均可)10.【詳解】解:滿足等式(x-2)2+y2=3的圖形如下圖所示:表示圓上動點與原點O連線的斜率,由圖可得動點與B重合時,此時OB與圓相切,取最大值,連接BC,在Rt△OBC中,BC=,OC=2易得∠BOC=60°此時=11.【分析】作出示意圖如圖所示,其中表示跨度,為中點,為圓拱高,以為原點,建立平面直角坐標系,再利用勾股定理即可得解.【詳解】作出示意圖如圖所示,其中表示跨度,為中點,為圓拱高,以為原點,所在直線為軸建立平面直角坐標系,根據已知條件有,則圓弧所在圓的圓心在軸的負半軸上,設圓弧所在圓的半徑為,則,解得,即趙州橋圓弧所在圓的半徑為. 12.(1)(2)【分析】(1)所求的圓,即以AB為直徑的圓,求出圓心和半徑,可得結果;(2)解法一:求出的垂直平分線的方程是,又圓心在直線上,得兩直線交點為圓心,即圓心坐標是,,可得圓的標準方程;解法二:利用待定系數法求解.【詳解】(1)當為直徑時,過A,B的圓的半徑最小,從而周長最?。?br/>即的中點為圓心,半徑,則圓的標準方程為.(2)解法一:的斜率為,則的垂直平分線的方程是,即,由圓心在直線上,得兩直線交點為圓心,即圓心坐標是..故所求圓的標準方程是.解法二:待定系數法設圓的標準方程為,則故所求圓的標準方程為.13.D【分析】先求圓心坐標,再確定圓心軌跡方程,即可確定選項.【詳解】易得圓心,圓心在直線上,所以該圓關于直線對稱.故選:D【點睛】本題考查圓的標準方程、圓的對稱性,考查基本分析判斷能力,屬基礎題.14.A【分析】若直線是圓的對稱軸,則直線過圓心,將圓心代入直線計算求解.【詳解】由題可知圓心為,因為直線是圓的對稱軸,所以圓心在直線上,即,解得.故選:A.15.D【分析】先給出點的坐標,所求直線應平行于已知直線,且點到這兩條直線的距離相等.【詳解】點坐標為,設所求直線方程為則有兩直線不能重合,所以故選:D.16.【詳解】因為點與點關于點對稱,所以點C的坐標為(0,0),又圓的半徑為1,所以圓的標準方程為.故答案為17.【分析】由題意,先求得線段的中點坐標,再求得直線的斜率為即可.【詳解】解:圓的圓心為,圓的圓心為,則線段的中點為,因為圓和圓關于直線對稱,所以,所以直線的方程是,即,故答案為:18.(1)(x+1)2+(y+1)2=2(2)6【分析】(1)以C為圓心的圓的方程設為,由直線和圓相切的條件:,(為圓心到直線的距離),即可得到所求圓的方程;(2)由題意可得直線經過C,再由指數函數的值域和基本不等式,即可得到所求最小值.【詳解】(1)點,以C為圓心的圓的方程設為,由圓C與直線相切,可得,則圓C的方程為;(2)如果圓C上存在兩點關于直線對稱,可得直線經過,即有,可得.當且僅當時,取得最小值.【點睛】本題考查圓的方程和應用,考查直線和圓相切的條件和基本不等式的應用:求最值,考查運算能力,屬于中檔題.答案第1頁,共2頁答案第1頁,共2頁2.4.1 圓的標準方程【第二課】題型一 求圓的標準方程例1(2023·北京朝陽區高二期中)求圓心在直線上,且過點,的圓的方程.【解析】方法一(幾何性質法) 設點C為圓心,∵點C在直線上,∴可設點C的坐標為.連接CA,CB.∵該圓經過A,B兩點,∴,,解得,∴圓心為,半徑.故所求圓的標準方程為.方法二(待定系數法) 設所求圓的標準方程為,由題設條件知解得故所求圓的標準方程為.方法三(幾何性質法)連接AB,則線段AB的中點的坐標為,直線AB的斜率,∴弦AB的垂直平分線的斜率為,∴弦AB的垂直平分線的方程為,即.又圓心是直線與直線的交點,由得圓心坐標為,圓的半徑,故所求圓的標準方程為.【方法技巧與總結】求圓的標準方程的方法(1)幾何法:根據圓的幾何性質,直接求出圓的圓心坐標和半徑,進而寫出圓的方程.(2)待定系數法:設出圓的方程,根據條件列出關于三個參數的方程組,解出參數的值,代入即得圓的方程.選用標準方程還是一般方程的原則是:如果已知條件易得圓心坐標、半徑或可用圓心坐標、半徑建立方程,則通常設圓的標準方程;否則可設圓的一般方程.【變式訓練1-1】(2023·山西朔州高二期中)1.已知圓C的標準方程為,則與圓C有相同的圓心,且經過點的圓的方程為( )A. B.C. D.【變式訓練1-2】(2023·福建三明高二期中)2.設圓心在直線與直線上,點在上,則的方程為 .【變式訓練1-3】(2023·天津塘沽區高二期中)3.已知圓經過點,兩點,且圓心在直線上.則圓的標準方程為 .題型二 點與圓的位置關系例2(2023·江西宜春高二月考)已知圓心為C(1,1)的圓經過點A(4,5),求圓C的標準方程,并判斷點P(3,4),與此圓的位置關系.【解析】方法一:∵圓C的圓心為C(1,1),半徑,∴圓C的標準方程為.∵,∴點P在圓內.∵,∴點Q在圓外.方法二:∵圓C的圓心為C(1,1),半徑,∴圓C的標準方程為.∵,∴點P在圓內.∵,∴點Q在圓外.【方法技巧與總結】判斷點與圓的位置關系的方法(1)幾何法:主要利用點到圓心的距離與半徑比較大小.(2)代數法:把點的坐標代入圓的標準方程,比較式子兩邊的大小,并作出判斷.【變式訓練2-1】(2023·浙江嘉興高二期中)4.已知點,與圓O:,則( )A.點A與點B都在圓O外B.點A在圓O外,點B在圓O內C.點A在圓O內,點B在圓O外D.點A與點B都在圓O內【變式訓練2-2】(2023·山西運城高二期中)5.若點在圓的內部,則實數的取值范圍是A. B.C.或 D.【變式訓練2-3】(2023·海南??凇じ叨谥校?br/>6.已知,兩點,以線段為直徑的圓為圓,則( )A.在圓上 B.在圓外C.在圓內 D.在圓外【變式訓練2-4】(2023·廣西·桂林高二期中)7.已知圓,點,若圓上任意一點都滿足,則實數的取值范圍為 .【變式訓練2-5】(2023·甘肅武威高二期中)8.已知三角形ABC的三個頂點為,,,(1)求三角形ABC外接圓的方程;(2)判斷點是否在這個圓上.題型三 與圓有關的最值問題例3.(2023·北京大興區高二期中)已知圓C:(x+2)2+y2=1,P(x,y)為圓C上任意一點.(1)求的最大值和最小值;(2)求x-2y的最大值和最小值;(3)求(x-1)2+(y-1)2的最大值和最小值.【解析】 (1)表示圓上的點P(x,y)與點M(1,2)連線的斜率,設為k,則過點M的圓的切線方程為y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0,由圓心到切線的距離等于半徑,可得=1,解得k=,故的最大值為,最小值為.(2)令t=x-2y,即y=t,表示斜率為、在y軸上的截距為-的直線,故當此直線和圓(x+2)2+y2=1相切時,t取得最值.由圓心(-2,0)到直線x-2y-t=0的距離為半徑1,可得=1,解得t=-2-或t=-2+,故t=x-2y的最大值為-2+,t=x-2y的最小值為-2-.(3)(-2,0)與(1,1)的距離為,∴(x-1)2+(y-1)2的最大值為(+1)2=11+2,最小值為(-1)2=11-2.【方法總結】與圓有關的最值問題常見的幾種類型(1)形如u=形式的最值問題,可轉化為過點(x,y)和(a,b)的動直線斜率的最值問題;(2)形如l=ax+by形式的最值問題,可轉化為動直線y=-截距的最值問題;(3)形如(x-a)2+(y-b)2形式的最值問題,可轉化為動點(x,y)到定點(a,b)的距離的平方的最值問題.【變式訓練3-1】(2023·江蘇淮安高二統考期中)9.圓上的點到點的距離可能為( )A.3 B.5 C.7 D.9【變式訓練3-2】(2023·廣東梅州高二期中)10.已知實數x,y滿足方程,求的最大值和最小值.【變式訓練3-3】(2023·江西贛州高二期中)11.已知實數x,y滿足方程,求的取值范圍.【變式訓練3-4】(2023·陜西寶雞高二期中)12.在平面直角坐標系中,已知點,,,,為原點,以為直徑作圓.(1)求圓的方程;(2)設是圓上的動點,求的最大值和最小值.易錯點1 圓的對稱性理解不透,造成思路受阻【典例】(2023·遼寧省營口市期中)若圓上的點關于直線的對稱點仍在圓上,且圓的半徑為,則圓的標準方程可能是( )A. B. C. D.【答案】AD【分析】由題意可知圓心在直線上,設圓心坐標為,由求得或,再根據圓的標準方程即可求解.【解析】∵圓上的點關于直線的對稱點仍在圓上,∴圓心在直線上.設圓心坐標為,則由,解得或,∴圓的標準方程為或.故選:AD.易錯警示: (1)求已知圓關于某點對稱的圓,只需確定所求圓的圓心位置,其半徑與已知圓相等.(2)兩圓關于點對稱,則對稱點為兩圓圓心連線的中點.針對訓練1-1(2023·大連金州區高二期中)13.若直線是圓的一條對稱軸,則( )A. B. C.1 D.針對訓練1-2(2023·江蘇揚州·高二期中)14.圓關于原點對稱的圓的方程為 .針對訓練1-3(2023·四川省成都七中高二期末)15.已知圓C與圓(x-1)2+y2=1關于直線y=-x對稱,則圓C的方程是易錯點2 與圓有關的最值問題解題失策、思路受阻例2.(2023·山東泰安高二期末)已知x和y滿足圓的標準方程.求:(1)的最值;(2)圓上一點P與,所圍成的三角形的面積的最大值和最小值.【思路分析】首先觀察x,y滿足的條件,其次觀察所求式子的幾何意義,最后結合圖形求出其最值.【解析】(1)表示圓上的點到坐標原點的距離的平方,顯然當圓上的點與坐標原點的距離取最大值和最小值時,其平方也相應取得最大值和最小值.原點O(0,0)到圓心的距離,圓的半徑為,故圓上的點到坐標原點距離的最大值為,最小值為.因此的最大值和最小值分別為和.(2).由截距式可得直線AB的方程為,圓心到直線AB:的距離.因為圓的半徑為,所以點P到直線AB的距離的最大值和最小值分別為,.所以的最大值和最小值分別為,.易錯警示:解決與圓有關的最值問題的基本思路(1)形如形式的最值問題,可轉化為過點和(a,b)的動直線斜率的最值問題(需結合直線與圓的位置關系解題).(2)形如形式的最值問題,可轉化為動直線在y軸上的截距的最值問題(需結合直線與圓的位置關系解題).(3)形如形式的最值問題,可轉化為動點到定點(a,b)的距離的最值問題.(4)形如形式的最值問題,可轉化為動點到定點(a,b)的距離的平方的最值問題.針對訓練2-1(2023·甘肅酒泉高二期中)16.點在圓上,點,則的最大值為( )A.3 B.4 C.5 D.6針對訓練2-2(2023·江蘇宿遷·高二統考期中)17.已知滿足,則的取值范圍是 .針對訓練2-3(2023·山東濰坊·高二校聯考期末)18.圓上的點到直線的距離的最大值為 .試卷第1頁,共3頁試卷第1頁,共3頁參考答案:1.B【分析】根據題意設出圓的方程,代入點運算可得解.【詳解】根據題意設所求圓的方程為,代入點,得,所以所求圓的方程為.故選:B.2.【分析】兩直線聯立求出圓心坐標,再將點代入圓的方程求出半徑即可.【詳解】由題意解得,設的方程為,將代入得,即,所以的方程為,故答案為:.3.【分析】根據弦的中垂線過圓心即可求解.【詳解】由題可知,的斜率為,所以中垂線的斜率等于,且的中點為,所以中垂線的直線方程為聯立解得,所以圓心,所以圓的半徑等于,所以圓的標準方程為.故答案為:.4.C【分析】將點,代入圓的方程,根據點與圓位置關系的判斷方法,即可得解.【詳解】將代入圓的方程,可得,所以點A在圓O內;將代入圓的方程,可得,所以點B在圓O外.故選:C.5.A【分析】利用點到圓心O(-a,a)的距離小于半徑4即可得答案.【詳解】∵點在圓O:(x+a)2+(y﹣a)2=16的內部,∴|PO|<4,∴(2+a)2+(2﹣a)2<16,∴a2<4,∴﹣2<a<2.故選:A.【點睛】本題考查點與圓的位置關系,考查理解與運算能力,屬于基礎題.6.ABC【分析】根據條件求圓心和半徑,即可求得圓的標準方程,再將點代入圓的方程,即可判斷點與圓的位置關系.【詳解】線段的中點坐標為,又,因為線段為圓的直徑,所以圓的圓心為,半徑,所以圓的方程為,對于A,點代入,所以點在圓上,故A正確;對于B,點代入,所以點在圓外,故B正確;對于C,點代入,所以點在圓內,故C正確;對于D,點代入,所以點在圓上,故D錯誤.故選:ABC.7.【分析】設點,利用題中條件得到,轉化為點到點的距離,進一步得到圓上的點到的距離的最小值大于,列出不等式,解出即可.【詳解】設點,則即:,則,設,即,即圓上的點到點的距離的最小值大于,又圓心,半徑,則圓上的點到的距離的最小值為,故只需,即,解得:故答案為:.8.(1)(2)點在這個圓上,點不在這個圓上【分析】(1)設出圓的一般方程,代入計算即可;(2)將點的坐標代入圓方程判斷即可.【詳解】(1)設三角形ABC外接圓的方程為由已知可得方程組:解得:, 則圓的方程為.(2)圓的標準方程化為.把點的坐標代入圓的方程,得,即點的坐標滿足圓的方程,所以點在這個圓上, 把點的坐標代入圓的方程得,即點的坐標不滿足圓的方程,所以點不在這個圓上.9.B【分析】求出圓心到點的距離,則距離在之間,選項一一比較即可.【詳解】設圓心為,半徑為,坐標為,則,所以距離范圍為,即,而5在此范圍內,故選:B.10.最大值為,最小值為【分析】根據方程表示以(2,0)為圓心,為半徑的圓以及表示圓上的一點與原點距離的平方即可求解.【詳解】方程表示以(2,0)為圓心,為半徑的圓.表示圓上的一點與原點距離的平方,由平面幾何知識知,在原點和圓心所連的直線與圓的兩個交點處取得最大值和最小值(如圖).又圓心到原點的距離為,所以的最大值為,最小值為,即的最大值為,最小值為.11.【分析】根據兩點間距離公式模型,結合圓的性質進行求解即可.【詳解】如圖所示,可以看成圓上的點到點的距離.圓心到點的距離. 由圖可知,圓上的點到的距離的取值范圍是,即的取值范圍是.12.(1)(2)最大值為37,最小值為17【分析】(1)由題意分別求出圓的圓心坐標和半徑,從而得出圓的方程.(2)設,根據兩點間的距離公式得到,結合三角換元從而得出答案.【詳解】(1),的中點為則,以為直徑的圓的半徑為所以圓的方程為:(2)設,則,設則,其中當時,有最大值37.當時,有最大值17.13.A【分析】若直線是圓的對稱軸,則直線過圓心,將圓心代入直線計算求解.【詳解】由題可知圓心為,因為直線是圓的對稱軸,所以圓心在直線上,即,解得.故選:A.14.【詳解】試題分析:圓的圓心關于的對稱點為,圓的半徑為,所以圓的方程為考點:圓的方程15.【分析】設圓心關于直線對稱點,根據垂直和中點在對稱軸上這兩個條件列方程求出的值,即得對稱圓的圓心,再由半徑等于1,求出圓的標準方程.【詳解】圓圓心為,半徑等于1,設圓心關于直線對稱點,則有,且,解得,故點,由于對稱圓的半徑與圓的半徑相等,故圓的方程為,故答案為.【點睛】本題主要考查圓的方程與性質解析幾何中的軸對稱問題,屬于中檔題. 解析幾何中對稱問題,主要有以下三種題型:(1)點關于直線對稱,關于直線的對稱點,利用,且 點 在對稱軸上,列方程組求解即可;(2)直線關于直線對稱,利用已知直線與對稱軸的交點以及直線上特殊點的對稱點(利用(1)求解),兩點式求對稱直線方程;(3)曲線關于直線對稱,結合方法(1)利用逆代法求解.16.D【分析】可判斷在圓外,則,計算即可.【詳解】圓的圓心,半徑為,由于在圓外,.故選:D.17.【分析】將問題轉化為圓上動點到定點的距離的平方,從而得解.【詳解】表示圓上的動點與原點的距離的平方,因為圓的圓心,半徑,則,因為,所以,則,即,所以的取值范圍為.故答案為:.18.【分析】先求出圓心到直線的距離,再加上圓的半徑即可得解.【詳解】圓的圓心為,半徑,則圓心到直線的距離為,所以圓上的點到直線的距離的最大值為.故答案為:答案第1頁,共2頁答案第1頁,共2頁 展開更多...... 收起↑ 資源列表 2.4.1圓的標準方程【第二練】.docx 2.4.1圓的標準方程【第二課】.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫