圓的一般方程

圓的一般方程

數學領域的知識
圓的一般方程為x^2+y^2+Dx+Ey+F=0[2]。比如,求經過圓x^2+y^2+6x-4=0和x^2+y^2+6y-28=0的交點,且圓心在直線x-y-4=0上的圓的方程,則過兩圓交點,所以可以寫成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,圓心[-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:圓的一般方程 外文名:circle's general form equations 所屬學科:解析幾何 領域:數學 推倒方法:圓的标準方程 應用:代數運算

簡介

圓是最常見的、最簡單的一種二次曲線。

定義

在平面上到一定點(中心)有同一距離(半徑)之點的軌迹叫做圓周,簡稱圓。

标準方程

圓半徑的長度定出圓周的大小,圓心的位置确定圓在平面上的位置。如果已知:(1)圓半徑長R;(2)中心A的坐标(a,b),則圓的大小及其在平面上關于坐标軸的位置就已确定。根據圖形的幾何尺寸與坐标的聯系可以得出圓的标準方程。結論如下:

當圓的中心A與原點重合時,即原點為中心時,即a=b=0,圓的方程為:

圓的一般方程

圓的标準方程是一個關于x和y的二次方程,将它展開并按x、y的降幂排列,得:

設D=-2a,E=-2b,F=a2+b2-R2;則方程變成:

任意一個圓的方程都可寫成上述形式。把它和下述的一般形式的二元二次方程比較,可以看出它有這樣的特點:(1)x2項和y2項的系數相等且不為0(在這裡為1);(2)沒有xy的乘積項。

推導過程

由圓的标準方程的左邊展開,整理得,在這個方程中,如果令D=-2a,E=-2b,F=a2+b2-R2,則這個方程可以表示成

推論

可以證明,形如一般表示一個圓。

為此,将一般方程配方,得:

為此與标準方程比較,可斷定:

(1)當D2+E2-4F>0時,一般方程表示一個以為圓心,為半徑的圓。

(2)當D2+E2-4F=0時,一般方程僅表示一個點,叫做點圓(半徑為零的圓)。

(3)當D2+E2-4F<0時,沒有一個點的坐标滿足圓的一般方程,即一般方程不表示任何圖形,叫做虛圓。

圓的标準方程的優點在于它明确地指出了圓心和半徑,而一般方程突出了方程式上的特點,便于區分曲線的形狀。

舉例

求方程的軌迹。

解:這個方程的x2和y2項的系數都是1,并且沒有xy項,它與圓的方程有相同的形式.我們把它配方,得:

即:

由此可知,原方程的軌迹是一個以點(1,-2)為圓心,4為半徑的圓。

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