圆的标准方程的圆系方程

【圆的标准方程的圆系方程】经过两圆x2+y2+D1x+E1y+F1=0与x2+y2+D2x+E2y+F2=0的交点圆系方程为:
x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0 (λ≠-1)
例题:求过两圆x2+y2=25和(x-1)2+(y-1)2=16的交点且面积最小的圆的方程 。
分析:本题若先联立方程求交点,再设所求圆方程,寻求各变量关系,求半径最值,虽然可行,但运算量较大 。自然选用过两圆交点的圆系方程简便易行 。为了避免讨论,先求出两圆公共弦所在直线方程 。则问题可转化为求过两圆公共弦及圆交点且面积最小的圆的问题 。
解:圆x2+y2=25和(x-1)2+(y-1)2=16的公共弦方程为
x2+y2-25-[(x-1)2+(y-1)2-16]=0,即2x+2y-11=0
过直线2x+2y-11=0与圆x2+y2=25的交点的圆系方程为
x2+y2-25+λ(2x+2y-11)=0,即x2+y2+2λy+2λx-(11λ+25)=0
依题意,欲使所求圆面积最小,只需圆半径最小,则两圆的公共弦必为所求圆的直径,圆心(-λ,-λ)必在公共弦所在直线2x+2y-11=0上 。即-2λ-2λ+11=0,则λ=-11/4
代回圆系方程得所求圆方程(x-11/4)2+(y-11/4)2=79/8
注:此方程不可表示x2+y2+D2x+E2y+F2这个方程,即当所求方程就是方程x2+y2+D2x+E2y+F2时用x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0无法求到方程 。所以使用该方程需要检验方程x2+y2+D2x+E2y+F2=0是否是符合题意 。
例:求过方程(x+1)2+(y+1)2=1和(x-3)2+(y-2)2=25两交点且过点(-2,2)的方程 。
此时(x-3)2+(y-2)2=25即为所求方程,若用上述设法x2+y2+2x+2y+1+λ(x2+y2-6x-4y-12)=0而不检验,则会无解,实际上漏解了 。

圆的标准方程的圆系方程

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