本题导读
本题考查圆的标准方程,以及线段的中垂线方程。
📌【题干】
Question
(2001年大纲卷(理)) 过点 且圆心在直线 上的圆的方程是()
A. B.
C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 几何特征推导圆心:圆过 两点,说明线段 是圆的一条弦。根据圆的几何性质,弦 的垂直平分线(中垂线)必然经过圆心。
- 联立方程求交点:求出线段 的中垂线方程,与已知直线 联立组成方程组,解得的交点坐标即为圆心坐标。
- 计算半径得出方程:利用圆心到点 (或 )的距离公式求出半径的平方 ,从而写出圆的标准方程。
- 另解(排除法):将已知点 分别代入各选项中验证,若不满足则排除;或直接验证哪个选项的圆心在直线 上。
✅【答案】
Success
C
✍【详细解析】
Abstract
方法一:几何法(求中垂线交点)
求线段 的垂直平分线方程 已知 。
- 线段 的中点 坐标为:
- 直线 的斜率 为:
- 因为圆的中垂线与弦 垂直,所以中垂线的斜率 满足 。
根据点斜式,线段 的垂直平分线方程为:
求圆心坐标 圆心既在已知直线 上,又在弦 的垂直平分线 上。 联立两方程求交点: 解得: 所以,圆心坐标为 。
求半径并写出方程 圆的半径 为圆心 到点 的距离:
结合圆心 与 ,该圆的标准方程为:
C
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:垂直平分线斜率与中点公式;圆的标准方程形式 。
- 核心方法:弦中垂线过圆心性质法。
- 避坑指南:
- 在选择题中,最快的判定策略是**“圆心入线检验”**。观察四个选项的圆心依次为:A(3, -1), B(-3, 1), C(1, 1), D(-1, -1)。直接将其分别代入已知直线 进行验证:
- A: (满足)
- B: (排除)
- C: (满足)
- D: (排除) 再将点 分别代入 A 和 C 选项,A 选项左边等于 满足,但代入 B 点时 A 选项不满足,从而锁定制胜选项 C。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题属于典型的解析几何直线与圆交汇的基础常规题,直接取材于高中解析几何教材中“圆的方程”章节的课后基础练习题。
- 结论推广: 过定点 且圆心在已知直线 上的圆的系方程,可以表达为过 两点的基准圆与经过 两点直线的线性组合。本题利用弦中垂线 构成了二维平面上寻找唯一确定圆心的经典正交几何模型。
🔗【关联脉络】
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