16.5
圆的方程
从圆心和半径建立圆的标准方程与一般方程。
本文章目录
01 · 出发点
定点定距如何写成方程
圆是到定点距离等于定长的点的集合。把圆心坐标和半径代入距离公式,就能直接建立圆的标准方程。
展开标准方程得到一般方程,配方又能从一般方程读回圆心和半径。两种形式侧重点不同:标准式适合几何读取,一般式适合与其他方程联立。
02 · 概念
圆心、半径与一般式
圆心 C(a,b)、半径 r>0 的圆满足 (x-a)^2+(y-b)^2=r^2。方程 x^2+y^2+Dx+Ey+F=0 表示实圆的条件是 D^2+E^2-4F>0。
一般式配方后圆心为 (-D/2,-E/2),半径为 √(D^2+E^2-4F)/2。若判别量等于 0 只得到一个点,小于 0 时没有实点,均不是通常意义的圆。
03 · 方法
配方识别圆并检验半径
- 01
已知圆心和半径时直接写标准式;已知一般式时分别对 x、y 的二次与一次项配方。
- 02
从配方结果读取圆心时注意括号内符号相反,并要求右侧半径平方为正。
- 03
将圆心代入左侧应得到最小值,选取一个明显的圆上点检验距离是否等于半径。
04 · 例题
把方法落到具体问题
将 x^2+y^2-4x+6y-12=0 化为标准式,并求圆心、半径。
解
- 1
把同类项分组:x^2-4x+y^2+6y=12。
- 2
分别配方:(x-2)^2-4+(y+3)^2-9=12,所以 (x-2)^2+(y+3)^2=25。
- 3
由标准式读出圆心 C(2,-3),半径 r=5;圆心代入原式得 -25,移项后对应半径平方 25。
05 · 辨析
容易忽略的条件与边界
回看
本节小结
- 圆的标准方程直接编码圆心和半径。
- 一般式通过配方可化为标准式,并需检验是否为实圆。
- 括号内符号与圆心坐标相反,半径必须为正。