高二上📐 空間與形狀
圓方程式
Equation of a Circle
公式
(x−h)² + (y−k)² = r²,圓心 (h,k)、半徑 r
標準式一眼看出圓心半徑。給的是展開式就先配方,別硬讀。
白話解釋
圓的定義是「到定點距離固定的所有點」。把距離公式寫下來平方,就得到**標準式** (x−h)² + (y−k)² = r²,圓心 (h, k)、半徑 r。
跟拋物線頂點式一樣,**括號裡的數要變號**才是圓心座標。(x−3)² + (y+2)² = 25 的圓心是 (3, **−2**),半徑 5。
如果題目給的是展開式 x² + y² + Dx + Ey + F = 0,要**配方**才看得出圓心半徑。配完之後右邊那個數必須是**正的**才是真的圓:等於 0 是一個點,小於 0 則是空集合(沒有圖形)。這個檢查常被忽略。
**直線與圓的關係**用圓心到直線的距離 d 和半徑 r 比較: d > r 相離、d = r 相切、d < r 相割。 這比聯立解方程式快得多,也不容易算錯。
**切線**有一個好用性質:過圓上一點的切線,垂直於該點的半徑。所以切線斜率是半徑斜率的負倒數。
什麼時候用
解析幾何、判斷位置關係、求切線、軌跡問題。
最容易錯的地方
- 圓心座標的符號沒有變號。
- 展開式沒配方就直接讀係數當圓心。
- 配方後右邊是負數卻仍當成圓。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
(x−3)² + (y+2)² = 25 的圓心 y 座標是多少?
- 2
(x−1)² + (y−2)² = 16 的半徑是多少?
- 3
圓心 (0,0)、半徑 5,直線到圓心距離 5,兩者關係是?(填相切、相離或相割)