约2760字。
2010高考数学复习专题
圆不离“三” 方程寻根
福建长汀二中 钟希锋 北京 万尔遐
一. 三点定圆的条件
“两点线,三点圆”,讲的是确定一条直线只须两点,那么确定一个圆 “只须三点”吗?
【例1】平面上有A,B,C 三点,求作一个圆⊙O,使⊙O同时经过A,B,C三点.
【分析】按圆的定义:到定点O的距离等于定长的点的集合. 于是产生了“中垂线法”找圆心.
【作法】(1)依次连接AB,BC.
(2)分别作AB,B和n.
(3)设m和n相交于O, 则以O为圆心,以OA为半径的⊙O为所求.
【讨论】当m ∩ n =O时, 易知OA=OB=OC. ⊙O同时过A,B,C三点. 因为中垂线m和n 分别唯一, 且m , n 的交点也唯一, 故符合条件的⊙O有且只有一个.
当m ∩ n =φ,即m ∥ n 时,A,B,C 三点在同一条直线上. 此时 m 和 n 的交点O不存在,则圆心O不存在,从而符合条件的圆不存在.
【结论】平面上三点确定一个圆的充要条件是:这三点不在同一直线上. 易知,三角形有唯一的外接圆.
二.圆方程的几何式与代数式
按圆的定义和距离公式,容易推得圆方程的几何形式为
(x-a )2 + (y-b )2 = r 2
其中的三个参数a , b , r 对应着“确定圆的三个条件”. 圆心O (a,b) 含两个条件,半径r 只相当1个条件.
将圆方程的几何式展开,得圆方程的代数式.
x2 + y2+Dx +Ey+F= 0
代数式中也含三个参数D,E,F,也对应着“确定圆的3个条件”:x 的一次项的系数,y的一次项系数和常数项.
所谓求圆的方程,就是确定参数组 a, b, r 的值或参数组D,E,F的值.
【例2】已知⊙G经过原点,且在x 轴正向上的截得的弦长为OA=8,在y 轴负向上截得的弦长为OB=6, 求圆的方程.
【分析】三个条件确定一个圆,本题的三个条件到齐,故圆的方程可以确定.
【解1】OA的中垂线x= 4 与OB 的中垂线y= -3相交于G(4,-3)即得圆心G.
且 (半径)
故所求的圆方程的几何式为(x-4)2+(y+3)2 =25
【解2】设圆方程的代数式为
x2 + y2 +Dx + Ey +F=0
代入已知三点的坐标O (0,0), A (8,0) , B (0,-6) 得方程组
故所求方程的代数式为
x2 + y2 -8 x + 6 y =0
【点评】本题的已知条件中,所求圆的几何特征明显,故设圆方程的几何式比代数式优越.
三.大千变换 唯“三”不变
求圆的方程,条件给定的方式千变万化,但条件的个数恒定为3. 如果说,确定
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