3 圆的方程典例精析题型一 求圆的方程【例 1】求经过两点 A(-1,4),B(3,2)且圆心在y 轴上的圆的方程
【解析】方法一:设圆的方程为 x2+y2+Dx+Ey+F=0,则圆心为(-,-),由已知得,02,02349,04161DFEDFED即,0,1323,174DFEDFED 解得 D=0,E=-2,F=-9,所求圆的方程为 x2+y2-2y-9=0
方法二:经过 A(-1,4),B(3,2)的圆,其圆心在线段 AB 的垂直平分线上,AB 的垂直平分线方程为 y-3=2(x-1),即 y=2x+1
令 x=0,y=1,圆心为(0,1),r== ,圆的方程为 x2+(y-1)2=10
【点拨】圆的标准方程或一般方程都有三个参数,只要求出 a、b、r 或 D、E、F,则圆的方程确定,所以确定圆的方程需要三个独立条件
【变式训练 1】已知一圆过 P(4,-2)、Q(-1,3)两点,且在 y 轴上截得的线段长为 4,求圆的方程
【解析】设圆的方程为 x2+y2+Dx+Ey+F=0,①将 P、Q 两点的坐标分别代入①得③② ,103 ,2024FEDFED令 x=0,由①得 y2+Ey+F=0,④由已知|y1-y2|=4,其中 y1、y2 是方程④的两根
所以(y1-y2)2=(y1+y2)2-4y1y2=E2-4F=48,⑤解②、③、⑤组成的方程组, 得D=-2,E=0,F=-12 或 D=-10,E=-8,F=4,故所求圆的方程为 x2+y2-2x-12=0 或 x2+y2-10x-8y+4= 0
题型二 与圆有关的最值问题【例 2】若实数 x,y 满足(x-2)2+y2=3
求:(1)的最大值和最小值;(2)y-x 的最小值;(3)(x-4)2+(y-3)2 的最大值和最小值