圆的一般方程

圆的一般方程

数学领域的知识
圆的一般方程为x^2+y^2+Dx+Ey+F=0[2]。比如,求经过圆x^2+y^2+6x-4=0和x^2+y^2+6y-28=0的交点,且圆心在直线x-y-4=0上的圆的方程,则过两圆交点,所以可以写成x²+y²+6x-4+a(x²+y²+6y-28)=0 (a+1)x²+(a+1)y²+6x+6ay-4-28a=0 x²+y²+6x/(a+1)+6ay/(a+1)-(4+28a)/(a+1)=0,配方,圆心[-3/(a+1),-3a/(a+1)],代入x-y-4=0,-3/(a+1)+3a/(a+1)-4=0,a=-7,所以x²+y²-x+7y-32=0。
    中文名:圆的一般方程 外文名:circle's general form equations 所属学科:解析几何 领域:数学 推倒方法:圆的标准方程 应用:代数运算

简介

圆是最常见的、最简单的一种二次曲线。

定义

在平面上到一定点(中心)有同一距离(半径)之点的轨迹叫做圆周,简称圆。

标准方程

圆半径的长度定出圆周的大小,圆心的位置确定圆在平面上的位置。如果已知:(1)圆半径长R;(2)中心A的坐标(a,b),则圆的大小及其在平面上关于坐标轴的位置就已确定。根据图形的几何尺寸与坐标的联系可以得出圆的标准方程。结论如下:

当圆的中心A与原点重合时,即原点为中心时,即a=b=0,圆的方程为:

圆的一般方程

圆的标准方程是一个关于x和y的二次方程,将它展开并按x、y的降幂排列,得:

设D=-2a,E=-2b,F=a2+b2-R2;则方程变成:

任意一个圆的方程都可写成上述形式。把它和下述的一般形式的二元二次方程比较,可以看出它有这样的特点:(1)x2项和y2项的系数相等且不为0(在这里为1);(2)没有xy的乘积项。

推导过程

由圆的标准方程的左边展开,整理得,在这个方程中,如果令D=-2a,E=-2b,F=a2+b2-R2,则这个方程可以表示成

推论

可以证明,形如一般表示一个圆。

为此,将一般方程配方,得:

为此与标准方程比较,可断定:

(1)当D2+E2-4F>0时,一般方程表示一个以为圆心,为半径的圆。

(2)当D2+E2-4F=0时,一般方程仅表示一个点,叫做点圆(半径为零的圆)。

(3)当D2+E2-4F<0时,没有一个点的坐标满足圆的一般方程,即一般方程不表示任何图形,叫做虚圆。

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式上的特点,便于区分曲线的形状。

举例

求方程的轨迹。

解:这个方程的x2和y2项的系数都是1,并且没有xy项,它与圆的方程有相同的形式.我们把它配方,得:

即:

由此可知,原方程的轨迹是一个以点(1,-2)为圆心,4为半径的圆。

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