2.2 Equation of a Circle

练习题

练习题

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练习题1:写出圆的标准方程

写出以下圆的方程:

a) 圆心在 \((0,0)\),半径为7

b) 圆心在 \((3,4)\),半径为5

c) 圆心在 \((-2,5)\),半径为3

你的答案

提示

使用圆的标准方程:\((x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2\),其中 \((a,b)\) 是圆心,\(r\) 是半径。

2

练习题2:识别圆心和半径

求以下圆的圆心和半径:

a) \(x^2 + y^2 = 49\)

b) \((x-5)^2 + (y-12)^2 = 169\)

c) \((x+3)^2 + (y-7)^2 = 20\)

你的答案

提示

将方程与标准形式 \((x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2\) 比较,注意 \((x+3)^2 = (x-(-3))^2\)。

3

练习题3:验证点是否在圆上

验证以下点是否在圆 \((x-2)^2 + (y+3)^2 = 25\) 上:

a) \((6,-3)\)

b) \((2,2)\)

c) \((5,1)\)

你的答案

提示

将点的坐标代入圆的方程,如果等式成立,则该点在圆上。

4

练习题4:通过直径求圆的方程

线段 \({AB}\) 是圆的直径,求圆的方程:

a) \(A(0,0)\) 和 \(B(8,6)\)

b) \(A(2,5)\) 和 \(B(8,-1)\)

c) \(A(-3,4)\) 和 \(B(5,-2)\)

你的答案

提示

先求中点得圆心,再求直径长度的一半得半径。

5

练习题5:从一般方程求圆心和半径

求以下圆的圆心和半径:

a) \(x^2 + y^2 + 6x - 8y + 9 = 0\)

b) \(x^2 + y^2 - 10x + 4y - 7 = 0\)

c) \(x^2 + y^2 + 4x + 12y - 60 = 0\)

你的答案

提示

使用配方将一般方程转换为标准形式,或直接使用公式:圆心 \((-f,-g)\),半径 \(\sqrt{f^2 + g^2 - c}\)。

6

练习题6:综合应用题

圆 \({C}\) 的圆心在 \((1,-2)\),且经过点 \((4,2)\)。

a) 求圆的方程

b) 验证点 \((7,-2)\) 是否在圆上

c) 求圆与 \(x\) 轴的交点

你的答案

提示

a) 先求半径(圆心到给定点的距离);b) 代入验证;c) 令 \(y = 0\) 求解。

答案与解析

问题1答案

a) \(x^2 + y^2 = 49\)

b) \((x-3)^2 + (y-4)^2 = 25\)

c) \((x+2)^2 + (y-5)^2 = 9\)

解析

使用圆的标准方程 \((x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2\),直接代入圆心坐标和半径。

问题2答案

a) 圆心 \((0,0)\),半径 \(7\)

b) 圆心 \((5,12)\),半径 \(13\)

c) 圆心 \((-3,7)\),半径 \(2\sqrt{5}\)

解析

将方程与标准形式比较,注意 \((x+3)^2 = (x-(-3))^2\),所以圆心 \((-3,7)\)。

问题3答案

a) 在圆上:\((6-2)^2 + (-3+3)^2 = 16 + 0 = 16 \neq 25\) 错误

正确:\((6-2)^2 + (-3+3)^2 = 16 + 0 = 16 \neq 25\),所以不在圆上

b) 在圆上:\((2-2)^2 + (2+3)^2 = 0 + 25 = 25\) ✓

c) 在圆上:\((5-2)^2 + (1+3)^2 = 9 + 16 = 25\) ✓

解析

将点的坐标代入圆的方程 \((x-2)^2 + (y+3)^2 = 25\),检查等式是否成立。

问题4答案

a) 圆心 \((4,3)\),半径 \(5\),方程:\((x-4)^2 + (y-3)^2 = 25\)

b) 圆心 \((5,2)\),半径 \(\sqrt{18} = 3\sqrt{2}\),方程:\((x-5)^2 + (y-2)^2 = 18\)

c) 圆心 \((1,1)\),半径 \(\sqrt{26}\),方程:\((x-1)^2 + (y-1)^2 = 26\)

解析

使用中点公式求圆心,用距离公式求直径长度,然后求半径。

问题5答案

a) 圆心 \((-3,4)\),半径 \(\sqrt{9 + 16 - 9} = 4\)

b) 圆心 \((5,-2)\),半径 \(\sqrt{25 + 4 + 7} = 6\)

c) 圆心 \((-2,-6)\),半径 \(\sqrt{4 + 36 + 60} = 10\)

解析

使用公式:圆心 \((-f,-g)\),半径 \(\sqrt{f^2 + g^2 - c}\)。

问题6答案

a) 半径 \(r = \sqrt{(4-1)^2 + (2-(-2))^2} = \sqrt{9 + 16} = 5\)

方程:\((x-1)^2 + (y+2)^2 = 25\)

b) \((7-1)^2 + (-2+2)^2 = 36 + 0 = 36 \neq 25\),不在圆上

c) 令 \(y = 0\):\((x-1)^2 + 4 = 25\),\((x-1)^2 = 21\)

\(x = 1 \pm \sqrt{21}\),交点为 \((1 + \sqrt{21}, 0)\) 和 \((1 - \sqrt{21}, 0)\)

解析

a) 用距离公式求半径;b) 代入验证;c) 令 \(y = 0\) 求解与 \(x\) 轴的交点。