点与圆的位置关系有三种情形:点在圆内、点在圆上、点在圆外。
议一议:如何通过距离进行比较呢?
其判断方法是看点到圆心的距离d与圆半径r的关系.d
议一议:如何通过方程进行比较呢?
探究:以圆为例,在圆上的点都满足.
数形结合易知点都在圆的内部,它们都满足、、.事实上若点在圆的内部,过点作轴的垂线,交圆于,显然有且,从而有.也就是说圆的内部的点都满足.
数形结合易知点都在圆的外部,它们都满足、、.事实上若点在圆的外部,过点作轴或轴的垂线,(1)若与圆有交点,则同理可得,(2)若均与圆无交点,则,从而也有.也就是说圆的外部的点都满足.
将圆替换为,结论同样成立.
提升总结:
点在圆上等价于;
点在圆内部等价于;
点在圆外部等价于.
温馨提示:点与圆的位置关系的比较有以上两种方法,几何法与代数法。
例3 写出以点A(2,)为圆心,5为半径的圆的标准方程,并判断点M(5,),N(2,),P(10,)与该圆的位置关系.
分析:先求出圆的标准方程,然后再判断。
解:圆的标准方程为.
方法一:因为,所以点M在圆上.
因为,所以点N在圆内.
因为,所以点P在圆外.
方法二:因为,所以点M在圆上.
因为,所以点N在圆内.
因为,所以点P在圆外.
点拨:求点与圆心之间的距离或将点的坐标代入方程是关键.
探究三 如何确定圆的标准方程的方法和步骤?
想一想:圆的标准方程中有几个参变数?使用什么方法求解?