怎么求一个圆的圆心,知道圆的一边怎么求圆心

首页 > 实用技巧 > 作者:YD1662023-05-02 01:38:33

在高中数学中,圆的方程是选修课,也是高考常考的内容,圆的方程分为标准方程,一般方程.

(1)圆的标准方程:设圆心为C(a,b),半径为r,则圆的标准方程为(x-a)² (y-b)²=r,当圆心在坐标原点时,圆的标准方程为x² y²=r.

(2)圆的一般方程:当D² E²-4F>0时,方程x² y² Dx Ey F=0叫作圆的一般方程,它表示圆心为(-a/2,-E/2),半径为r=√(D² E²-F)/2的圆.

已知圆x² y² x-6y m=0和直线x 2y-3=0交于P,Q两点,且OP垂直OQ(O为坐标原点),求该圆的圆心坐标及半径.

【分析】

(1)利用垂直列出坐标之间的关系,再化为关于m的方程求解;

(2)OP垂直OQ得到O点在以PQ为直径的圆上,再利用勾股定理求解;

(3)利用圆的性质列出m的方程求解.

【解析】

解法一:

将x=3-2y,代入方程x² y² x-6y m=0.

得5y²-20y 12 m=0.

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1,y2满足条件:y1 y2=4,y1y2=(12 m)/5.

∵OP⊥OQ,∴x1x2 y1y2=0.

而x1=3-2y1,x2=3-2y2,

∴x1x2=9-6(y1 y2) 4y1y2.

∴m=3,此时Δ>0,圆心坐标为(-1/2,3),半径r=5/2.

解法二:

如图所示,设弦PQ中点为M,

怎么求一个圆的圆心,知道圆的一边怎么求圆心(1)

∵O1M⊥PQ,K(O1M)=2.

∴O1M的方程为y-3=2x 1,即y=2x 4.

由方程组y=2x 4,x 2y-3=0,解得M的坐标为(-1,2).

则以PQ为直径的圆可设为(x 1)² (y-2)²=r².

在Rt△O1MQ中,O1Q²=O1M² MQ².

∴(-1/2 1)² (3-2)² 5=[1 (-6)²-4m]/4.

∴m=3.∴半径为5/2,圆心为(-1/2,3).

解法三:

设过P,Q的圆系方程为

x² y² x-6y m λ(x 2y-3)=0.

由OP⊥OQ知,点O(0,0)在圆上.

∴m-3λ=0,即m=3λ.

∴圆的方程可化为

x² y² 6y 3λ λx 2λy-3λ=0.

即x² (1 λ)x y² 2(λ-3)y=0.

∴圆心M(-(1 λ)/2,2(3-λ)/2),

又圆在PQ上,

∴-(1 λ)/2 2(3-λ)-3=0,∴λ=1,∴m=3.

∴圆心为(-1/2,3),半径为5/2.

【评析】

(1)在解决与圆有关的问题中,借助于圆的几何性质,往往使得思路简捷明了,简化思路,简便运算.

(2)本题中三种解法都是用方程思想求m值,即三种解法围绕“列出m的方程”求m值.

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