〖圆的定义〗 几何说:平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆。
定点称为圆心,定长称为半径。 轨迹说:平面上一动点以一定点为中心,一定长为距离运动一周的轨迹称为圆周,简称圆。
集合说:到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆。 〖圆的相关量〗 圆周率:圆周长度与圆的直径长度的比叫做圆周率,值是3.14159265358979323846…,通常用π表示,计算中常取3.1416为它的近似值。
圆弧和弦:圆上任意两点间的部分叫做圆弧,简称弧。大于半圆的弧称为优弧,小于半圆的弧称为劣弧。
连接圆上任意两点的线段叫做弦。经过圆心的弦叫做直径。
圆心角和圆周角:顶点在圆心上的角叫做圆心角。顶点在圆周上,且它的两边分别与圆有另一个交点的角叫做圆周角。
内心和外心:过三角形的三个顶点的圆叫做三角形的外接圆,其圆心叫做三角形的外心。和三角形三边都相切的圆叫做这个三角形的内切圆,其圆心称为内心。
扇形:在圆上,由两条半径和一段弧围成的图形叫做扇形。圆锥侧面展开图是一个扇形。
这个扇形的半径成为圆锥的母线。 〖圆和圆的相关量字母表示方法〗 圆—⊙ 半径—r 弧—⌒ 直径—d 扇形弧长/圆锥母线—l 周长—C 面积—S 〖圆和其他图形的位置关系〗 圆和点的位置关系:以点P与圆O的为例(设P是一点,则PO是点到圆心的距离),P在⊙O外,PO>r;P在⊙O上,PO=r;P在⊙O内,PO直线与圆有3种位置关系:无公共点为相离;有两个公共点为相交;圆与直线有唯一公共点为相切,这条直线叫做圆的切线,这个唯一的公共点叫做切点。
以直线AB与圆O为例(设OP⊥AB于P,则PO是AB到圆心的距离):AB与⊙O相离,PO>r;AB与⊙O相切,PO=r;AB与⊙O相交,PO两圆之间有5种位置关系:无公共点的,一圆在另一圆之外叫外离,在之内叫内含;有唯一公共点的,一圆在另一圆之外叫外切,在之内叫内切;有两个公共点的叫相交。两圆圆心之间的距离叫做圆心距。
两圆的半径分别为R和r,且R≥r,圆心距为P:外离P>R+r;外切P=R+r;相交R-r【圆的平面几何性质和定理】 〖有关圆的基本性质与定理〗 圆的确定:不在同一直线上的三个点确定一个圆。 圆的对称性质:圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条过圆心的直线。
圆也是中心对称图形,其对称中心是圆心。 垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的弧。
逆定理:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的弧。 〖有关圆周角和圆心角的性质和定理〗 在同圆或等圆中,如果两个圆心角,两个圆周角,两条弧,两条弦中有一组量相等,那么他们所对应的其余各组量都分别相等。
一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半。 直径所对的圆周角是直角。
90度的圆周角所对的弦是直径。 〖有关外接圆和内切圆的性质和定理〗 一个三角形有唯一确定的外接圆和内切圆。
外接圆圆心是三角形各边垂直平分线的交点,到三角形三个顶点距离相等;内切圆的圆心是三角形各内角平分线的交点,到三角形三边距离相等。 〖有关切线的性质和定理〗 圆的切线垂直于过切点的直径;经过直径的一端,并且垂直于这条直径的直线,是这个圆的切线。
切线判定定理:经过半径外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线。 切线的性质:(1)经过切点垂直于这条半径的直线是圆的切线。
(2)经过切点垂直于切线的直线必经过圆心。(3)圆的切线垂直于经过切点的半径。
切线的长定理:从圆外一点到圆的两条切线的长相等。 〖有关圆的计算公式〗 1.圆的周长C=2πr=πd 2.圆的面积S=πr² 3.扇形弧长l=nπr/180 4.扇形面积S=nπr²/360=rl/2 5.圆锥侧面积S=πrl 【圆的解析几何性质和定理】 〖圆的解析几何方程〗 圆的标准方程:在平面直角坐标系中,以点O(a,b)为圆心,以r为半径的圆的标准方程是(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。
圆的一般方程:把圆的标准方程展开,移项,合并同类项后,可得圆的一般方程是x^2+y^2+Dx+Ey+F=0。和标准方程对比,其实D=-2a,E=-2b,F=a^2+b^2。
圆的离心率e=0,在圆上任意一点的曲率半径都是r。 〖圆与直线的位置关系判断〗 平面内,直线Ax+By+C=0与圆x^2+y^2+Dx+Ey+F=0的位置关系判断一般方法是: 1.由Ax+By+C=0,可得y=(-C-Ax)/B,(其中B不等于0),代入x^2+y^2+Dx+Ey+F=0,即成为一个关于x的一元二次方程f(x)=0。
利用判别式b^2-4ac的符号可确定圆与直线的位置关系如下: 如果b^2-4ac>0,则圆与直线有2交点,即圆与直线相交。 如果b^2-4ac=0,则圆与直线有1交点,即圆与直线相切。
如果b^2-4ac<0,则圆与直线有0交点,即圆与直线相离。 2.如果B=0即直线为Ax+C=0,即x=-C/A,它平行于y轴(或垂直于x轴),将x^2+y^2+Dx+Ey+F=0化为(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。
令y=b,求出此时的两个x值x1、x2,并且规定x1<x2,那么: 当x=-C/Ax2时,直线与圆相离; 当x1<x=-C/A<x2时,直线与圆相交; 半径r,直径d 正弦定理 a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R 注: 其中 R 表示三角形的外接圆半径 余弦定理 b^2=a^2+c^2-2accosB 注:角B是边a和边c的夹角 圆的标准方程 (x-a)^2+(y-b)^2=^r2 注:(a,b)是圆心。
【圆的解析几何性质和定理】
〖圆的解析几何方程〗
圆的标准方程:在平面直角坐标系中,以点O(a,b)为圆心,以r为半径的圆的标准方程是(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。
圆的一般方程:把圆的标准方程展开,移项,合并同类项后,可得圆的一般方程是x^2+y^2+Dx+Ey+F=0(其中D^2+E^2-4F>0)。其中和标准方程对比,其实D=-2a,E=-2b,F=a^2+b^2-r^2。该圆圆心坐标为(-D/2,-E/2),半径r=0.5√D^2+E^2-4F。
圆的离心率e=0,在圆上任意一点的曲率半径都是r。
进过圆 x^2+y^2=r^2上一点M(a0,b0)的切线方程为 a0*x+b0*y=r^2
〖圆与直线的位置关系判断〗
平面内,直线Ax+By+C=0与圆x^2+y^2+Dx+Ey+F=0的位置关系判断一般方法是:
1.由Ax+By+C=0,可得y=(-C-Ax)/B,(其中B不等于0),代入x^2+y^2+Dx+Ey+F=0,即成为一个关于x的一元二次方程f(x)=0。利用判别式b^2-4ac的符号可确定圆与直线的位置关系如下:
如果b^2-4ac>0,则圆与直线有2交点,即圆与直线相交。
如果b^2-4ac=0,则圆与直线有1交点,即圆与直线相切。
如果b^2-4ac2.如果B=0即直线为Ax+C=0,即x=-C/A,它平行于y轴(或垂直于x轴),将x^2+y^2+Dx+Ey+F=0化为(x-a)^2+(y-b)^2=r^2。令y=b,求出此时的两个x值x1、x2,并且规定x1当x=-C/Ax2时,直线与圆相离;
当x1半径r,直径d
在直角坐标系中,圆的解析式为:(x-a)^2+(y-b)^2=r^2
x^2+y^2+Dx+Ey+F=0
=>(x+D/2)^2+(y+E/2)^2=D^2/4+E^2/4-F
=>圆心坐标为(-D/2,-E/2)
其实只要保证X方Y方前系数都是1
就可以直接判断出圆心坐标为(-D/2,-E/2)
这可以作为一个结论运用的
且r=根号(圆心坐标的平方和-F)
[编辑本段]圆知识点总结
平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的图形叫做圆。
圆心:圆中心固定的一点叫做圆心。用字母o或⊙表示
直径:通过圆心,并且两端都在圆上的线段叫做圆的直径。直径一般用字母d表示。
半径:连接圆心和圆上任意一点的线段,叫做圆的半径。半径一般用字母r表示。
圆的直径和半径都有无数条。圆是轴对称图形,每条直径所在的直线是圆的对称轴。在同圆或等圆中:直径是半径的2倍,半径是直径的二分之一.d=2r或r=二分之d
圆的半径或直径决定圆的大小,圆心决定圆的位置。
圆的周长:围成圆的曲线的长度叫做圆的周长,用字母C表示。
圆的周长与直径的比值叫做圆周率。
圆的周长除以直径的商是一个固定的数,把它叫做圆周率,它是一个无限不循环小数,用字母π表示。计算时,通常取它的近似值,π≈3.14。
直径所对的圆周角是直角。90°的圆周角所对的弦是直径。
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高一数学期中复习之一——圆
一.基本知识之关于圆的方程
1.圆心为,半径为的圆的标准方程为:.特殊地,
当时,圆心在原点的圆的方程为:.
2.圆的一般方程,其中.
圆心为点,半径,
3.二元二次方程,表示圆的方程的充要条件是:
①项项的系数相同且不为,即;②没有项,即;③.
4.圆:的参数方程为(为参数).
特殊地,的参数方程为(为参数).
5.圆系方程:过圆:与圆:交点的圆系方程是(不含圆),
当时圆系方程变为两圆公共弦所在直线方程.
二.基本知识之关于直线与圆的位置关系
位置关系|相切|相交|相离|
几何特征|代数特征|
将直线方程代入圆的方程得到一元二次方程,设它的判别式为,圆的半径为,圆心到直线的距离为,则直线与圆的位置关系满足以下关系:
直线截圆所得弦长的计算方法:
①利用弦长计算公式:设直线与圆相交于,两点,
则弦;
②利用垂径定理和勾股定理:(其中为圆的半径,直线到圆心的距离).
3.圆与圆的位置关系:设两圆的半径分别为和,圆心距为,则两圆的位置关系满足以下关系:
位置关系|外离|外切|相交|内切|内含|
几何特征|代数特征|无实数解|一组实数解|两组实数解|一组实数解|无实数解|
三.分类例题练习解:(
4、弓形面积1) S弓形=S扇形-SΔOAB 2) S弓形=S扇形+SΔOAB 二、圆锥的侧面积和全面积1 把矩形ABCD绕直线AB旋转一周得到的图形叫做圆柱.旋转轴直线AB叫做它的轴. 2 在轴AB上的矩形的边AB的长度叫做它的高.平行于轴的边DC旋转而成的曲面叫做它的侧面,无论旋转到什么位置,这条边都叫做圆柱的母线. 3 垂直于轴的边AD,BC旋转而成的圆面叫做它的底面 4、圆锥是由一个底面和一个侧面围成的,我们把圆锥 底面圆周上任意一点与圆锥顶点的连线叫做圆锥 的母线.连结顶点与底面圆心的线段叫做圆锥的高. 沿着圆锥的母线,把一个圆锥的侧面展开,得到一个扇形,这个扇形的弧长等于圆锥底面的周长,而扇形的半径等于圆锥的母线的长. 圆锥的侧面积就是弧长为圆锥底面的周长、半径为圆锥的一条母线的长的扇形面积,而圆锥的全面积就是它的侧面积与它的底面积的和. 5.设底面半径为r,母线长为l,则 S侧= l·2πr=πrl S全=πrl+πr 数量关系:外离:d>R+r四条公切线 外切:d=R+r三条公切线 相交:R-r内切:d=R-r一条公切线 内含:d6、两圆相交的性质定理:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦. 7、公切线的性质 (1)如果两圆有两条外公切线,那么这两条外公切线长相等;如果两圆有两条内公切线,那么这两条内公切线长相等. (2)如果两圆有两条外(内)公切线,并且相交,那么交点一定在两圆的连心线上,并且连心线平分这两条公切线的夹角. 8、相交弦定理及其推论定理:圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的 积相等(PA·PB=PC·PD). 推论:如果弦与直径垂直相交,那么弦的一半是它分直 径所成的两条线段的比例中项(PC2=PD2=PA·PB). 9、切割线定理及推论定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长 是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例 中项(PA2=PB·PC或PA2=PD·PE). 推论:从圆外一点引圆的两条割线,这一点到两条割 线与圆的交点的两条线段长的积相等 (PB·PC=PD·PE).圆的有关性质 一,〖知识点〗圆、圆的对称性、点和圆的位置关系、不在同一直线上的三点确定一个圆、三角形的外接圆、垂径定理逆定理、圆心角、弧、弦、弦心距之间的关系、圆周角定理、圆内接四边形的性质 〖大纲要求〗 1. 正确理解和应用圆的点集定义,掌握点和圆的位置关系; 2. 熟练地掌握确定一个圆的条件,即圆心、半径;直径;不在同一直线上三点。
一个 圆的圆心只确定圆的位置,而半径也只能确定圆的大小,两个条件确定一条直线,三个条件确定一个圆,过三角形的三个顶点的圆存在并且唯一; 3. 熟练地掌握和灵活应用圆的有关性质:同(等)圆中半径相等、直径相等直径是半 径的2倍;直径是最大的弦;圆是轴对称图形,经过圆心的任一条直线都是对称轴;圆是中心对称图形,圆心是对称中心;圆具有旋转不变性;垂径定理及其推论;圆心角、圆周角、弧、弦、弦心距之间的关系; 4. 掌握和圆有关的角:圆心角、圆周角的定义及其度量;圆心角等于同(等)弧上的 圆周角的2倍;同(等)弧上的圆周角相等;直径(半圆)上的圆周角是直角;90°的圆周角所对的弦是直径; 5. 掌握圆内接四边形的性质定理:它沟通了圆内外图形的关系,并能应用它解决有关 问题; 6. 注意:(1)垂径定理及其推论是指:一条弦①在“过圆心”②“垂直于另一条弦” ③“平分这另一条弦”④“平分这另一条弦所对的劣弧”⑤“ 平分这另一条弦所对的优弧”的五个条件中任意具有两个条件,则必具有另外三个结论(当①③为条件时要对另一条弦增加它不是直径的限制),条理性的记忆,不但简化了对它实际代表的10条定理的记忆且便于解题时的灵活应用,垂径定理提供了证明线段相等、角相等、垂直关系等的重要依据;(2)有弦可作弦心距组成垂径定理图形;见到直径要想到它所对的圆周角是直角,想垂径定理;想到过它的端点若有切线,则与它垂直,反之,若有垂线则是切线,想到它被圆心所平分;(3)见到四个点在圆上想到有4组相等的同弧所对的圆周角,要想到应用圆内接四边形的性质。 〖考查重点与常见题型〗 1. 判断基本概念、基本定理等的正误,在中考题中常以选择题、填空题的形式考查学 生对基本概念和基本定理的正确理解,如:下列语句中,正确的有( ) (A)相等的圆心角所对的弧相等 (B)平分弦的直径垂直于弦 (C)长度相等的两条弧是等弧 (D)弦过圆心的每一条直线都是圆的对称轴 2. 论证线段相等、三角形相似、角相等、弧相等及线段的倍分等。
此种结论的证明重 点考查了全等三角形和相似三角形判定,垂径定理及其推论、圆周角、圆心角的性质及切线的性质,弦切角等有关圆的基础知识,常以解答题形式出现。 二,〖知识点〗 相交弦定理、切割线定理及其推论 〖大纲要求〗 1. 正误相交弦定理、切割线定理及其推论; 2. 了解圆幂定理的内在联系; 3. 熟练地应用定理解决有关问题; 4. 注意(1)相交弦定理、切割线定理及其推论统称为圆幂定理,圆幂定理是圆和相似 三角形结合的产物。
这几个定理可统一记忆成一个定理:过圆内或圆外一点作圆的两条割线,则这两条割线被圆截出的两弦。
、圆的方程
(1)标准方程,圆心,半径为r;
(2)一般方程
当时,方程表示圆,此时圆心为,半径为
当时,表示一个点; 当时,方程不表示任何图形。
(3)求圆方程的方法:
一般都采用待定系数法:先设后求。确定一个圆需要三个独立条件,若利用圆的标准方程,
需求出a,b,r;若利用一般方程,需要求出D,E,F;
另外要注意多利用圆的几何性质:如弦的中垂线必经过原点,以此来确定圆心的位置。
3、直线与圆的位置关系:
直线与圆的位置关系有相离,相切,相交三种情况:
(1)设直线,圆,圆心到l的距离为,则有;;
(2)过圆外一点的切线:①k不存在,验证是否成立②k存在,设点斜式方程,用圆心到该直线距离=半径,求解k,得到方程【一定两解】
(3)过圆上一点的切线方程:圆(x-a)2+(y-b)2=r2,圆上一点为(x0,y0),则过此点的切线方程为(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)= r2
4、圆与圆的位置关系:通过两圆半径的和(差),与圆心距(d)之间的大小比较来确定。
设圆,
两圆的位置关系常通过两圆半径的和(差),与圆心距(d)之间的大小比较来确定。
当时两圆外离,此时有公切线四条;
当时两圆外切,连心线过切点,有外公切线两条,内公切线一条;
当时两圆相交,连心线垂直平分公共弦,有两条外公切线;
当时,两圆内切,连心线经过切点,只有一条公切线;
当时,两圆内含; 当时,为同心圆。
注意:已知圆上两点,圆心必在中垂线上;已知两圆相切,两圆心与切点共线
(一)圆的标准方程 1. 圆的定义:平面内到一定点的距离等于定长的点的轨迹叫做圆。
定点叫圆的圆心,定长叫做圆的半径。 2. 圆的标准方程:已知圆心为(a,b),半径为r,则圆的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2。
说明: (1)上式称为圆的标准方程。 (2)如果圆心在坐标原点,这时a=0,b=0,圆的方程就是x2+y2=r2。
(3)圆的标准方程显示了圆心为(a,b),半径为r这一几何性质,即(x-a)2+(y-b)2=r2----圆心为(a,b),半径为r。 (4)确定圆的条件 由圆的标准方程知有三个参数a、b、r,只要求出a、b、r,这时圆的方程就被确定.因此,确定圆的方程,需三个独立的条件,其中圆心是圆的定位条件,半径是圆的定型条件。
(5)点与圆的位置关系的判定 若点M(x1,y1)在圆外,则点到圆心的距离大于圆的半径,即(x-a)2+(y-b)2>r2 ; 若点M(x1,y1)在圆内,则点到圆心的距离小于圆的半径,即(x-a)2+(y-b)2 ;(二)圆的一般方程 任何一个圆的方程都可以写成下面的形式: x2+y2+Dx+Ey+F=0① 将①配方得: ②(x+D/2)2+(y+E/2)2=D2+E2-4F/4 当时,方程①表示以(-D/2,-E/2)为圆心,以为半径的圆; 当时,方程①只有实数解,所以表示一个点(-D/2,-E/2); 当时,方程①没有实数解,因此它不表示任何图形。 故当时,方程①表示一个圆,方程①叫做圆的一般方程。
圆的标准方程的优点在于它明确地指出了圆心和半径,而一般方程突出了方程形式上的特点: (1)和的系数相同,且不等于0; (2)没有xy这样的二次项。 以上两点是二元二次方程表示圆的必要条件,但不是充分条件。
要求出圆的一般方程,只要求出三个系数D、E、F就可以了。(三)直线和圆的位置关系 1. 直线与圆的位置关系 研究直线与圆的位置关系有两种方法: (l)几何法:令圆心到直线的距离为d,圆的半径为r。
d>r直线与圆相离;d=r直线与圆相切;0≤d<r直线与圆相交。 (2)代数法:联立直线方程与圆的方程组成方程组,消元后得到一元二次方程,其判别式为Δ。
△0直线与圆相交。 说明:几何法研究直线与圆的关系是常用的方法,一般不用代数法。
2. 圆的切线方程 (1)过圆x2+y2=r2上一点P(x0,y0)的切线方程是x0x+y0y=r2 (2)过圆(x-a)2+(y-b)2=r2上一点P(x0,y0)的切线方程是(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2 ; (3)过圆 x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)上一点P(x0,y0)的切线方程是x0x+y0y+D·(x0+x)/2+E·(y0+y)/2+F=0 3. 直线与圆的位置关系中的三个基本问题 (1)判定位置关系。方法是比较d与r的大小。
(2)求切线方程。若已知切点M(x0,y0),则切线方程为(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=r2 ; 若已知切线上一点N(x0,y0),则可设切线方程为y-y0=k(x-x0),然后利用d=r求k,但需注意k不存在的情况。
(3)关于弦长:一般利用勾股定理与垂径定理,很少利用弦长公式,因其计算较繁,另外,当直线与圆相交时,过两交点的圆系方程为 x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+By+C)=0 (四)圆与圆的位置关系 1. 圆与圆的位置关系问题 判定两圆的位置关系的方法有二:第一种是代数法,研究两圆的方程所组成的方程组的解的个数;第二种是研究两圆的圆心距与两圆半径之间的关系。第一种方法因涉及两个二元二次方程组成的方程组,其解法一般较繁琐,故使用较少,通常使用第二种方法,具体如下: 圆(x-a1)2+(y-b1)2=r12与圆(x-a2)2+(y-b2)2=r22的位置关系,其中r1>0,r2>0 设两圆的圆心距为d,则d=根号下(a1-a2)2+(b1-b2)2 当d>r1+r2时,两圆外离; 当d=r1+r2时,两圆外切; 当|r1-r2| 当d=|r1+r2|时,两圆内切; 当0 两圆位置关系的问题同直线与圆的位置关系的问题一样,一般要转化为距离间题来解决。
另外,我们在解决有关圆的问题时,应特别注意,圆的平面几何性质的应用。
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