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圆的方程有几种

1,标准方程

以点$ (a,b) $为圆心,$ r $为半径的圆,标准方程为

$$ \large (x-a)^2+(y-b)^2=r^2 $$

2,参数方程

以点$ (a,b) $为圆心,$ r $为半径的圆,参数方程为

$$ \large \left\{ \begin{align*} & x=a+r\cos\theta\\ & y=b+r\sin\theta \end{align*} \right. $$

3,一般方程

在平面直角坐标系中,圆的一般方程为

$$ \large x^2+y^2+Dx+Ey+F=0 $$

将该方程配方得

$$ \large \left(x+\frac{D}{2}\right)^2+\left(y+\frac{E}{2}\right)^2=\frac{D^2+E^2-4F}{4} $$
  • 当$ D^2+E^2-4F>0 $时,图形为以$ (-D/2,-E/2) $为圆心,$ \sqrt{D^2+E^2-4F}/2 $为半径的圆
  • 当$ D^2+E^2-4F=0 $时,图形为一点$ (-D/2,-E/2) $,或称点圆
  • 当$ D^2+E^2-4F<0 $时,图形为空集,或称虚圆

4,直径式方程

直径的两个端点坐标分别为$ (x_1,y_1) $和$ (x_2,y_2) $,该圆的方程为

$$ \large (x-x_1)(x-x_2)+(y-y_1)(y-y_2)=0 $$

5,三点式方程

平面直角坐标系内,过不共线的三点$ (x_1,y_1),(x_2,y_2),(x_3,y_3) $的圆的方程为

$$ \large \begin{vmatrix} x^2+y^2 & x & y & 1\\[2mm] x_1^2+y_1^2 & x_1 & y_1 & 1\\[2mm] x_2^2+y_2^2 & x_2 & y_2 & 1\\[2mm] x_3^2+y_3^2 & x_3 & y_3 & 1 \end{vmatrix}=0 $$

其中

$$ \large \begin{vmatrix} x_1 & y_1 & 1\\[2mm] x_2 & y_2 & 1\\[2mm] x_3 & y_3 & 1 \end{vmatrix} \neq 0 $$

6,极坐标方程

由于圆心位置的不同,其极坐标方程有三种形式

  • 圆心在极点,半径为$ r $的圆,极坐标方程为$ \rho=r $或$ \rho=-r $
  • 圆心在$ (r,0) $,半径为$ r $的圆,极坐标方程为$ \rho=2r\cos\theta $
  • 圆心在$ (\rho_0,\theta_0) $,半径为$ r $的圆,极坐标方程为 $$ \large \rho^2-2\rho\rho_0\cos(\theta-\theta_0)+\rho_0^2=r^2 $$
    
        
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