圆的方程拓展
非圆系方程
圆的参数方程
圆心为 ,半径为 的圆,可表示为含参数 的方程组:
值得注意的是,其形式与直线的参数方程看起来一致(只是字母从 变成了 ),但有本质的不同:
- 直线方程中 为 常量(代表倾斜角),而 为 参数.
- 这里 为 常量(代表直径),而 为 参数.
圆的参数方程相比于标准方程,从二次变成了一次,引入了三角函数.善用圆的参数方程可能可以达到简便计算的目的.
圆的直径式
已知坐标的两点 ,,求以 为直径的圆的方程.
可以直接刻画为圆心在 中点,且半径为 ,列标准方程,但有一个更简单的做法——圆的直径式:
直径端点分别为 和 的圆可以表示为
证明
考虑平面直角坐标系中任意一点 .
- 当它与 或与 重合时,显然 (因为其中一个是零向量).
- 否则,它在圆上等价于 ,即 .
- 可以证明, 不在圆上时,.
因此 在圆上等价于 ,即
将数量积展开后,即得目标方程.