單元總覽/高二 · 數學A 第三冊/09 直線與圓
✎ 練習題
數學A 第三冊 · 單元 09

直線與圓

座標幾何把「形狀」變成「方程式」。直線用斜率與截距描述、圓用圓心與半徑描述,兩者的關係——相交、相切、相離——全看一個距離和半徑誰大誰小。

1點到直線的距離

d = |a·x₀ + b·y₀ + c|√(a² + b²)

一個點到一條直線的距離,是指垂直距離(最短的那條)。從點畫一條與直線垂直的線段,它的長度就是距離。這個公式是圓、切線、面積等好多題目的關鍵工具。

移動直線: 紅點 P 固定,橘色垂直線段就是 P 到直線的最短距離。無論直線怎麼轉,最短路徑一定與直線垂直。

2圓方程式

(x − h)² + (y − k)² = r²

圓的定義是「到圓心距離都等於 r 的點」。所以圓方程式其實就是距離公式:任何點 (x, y) 到圓心 (h, k) 的距離恰好是 r。三個數字 h、k、r 完全決定一個圓。

拉圓心與半徑: (h, k) 是圓心位置,r 是半徑。一般式 x²+y²+Dx+Ey+F=0 要先「配方」才能看出圓心與半徑。

3直線與圓的關係

比較「圓心到直線的距離 d」與「半徑 r」

直線和圓有三種關係,判斷方法只有一句話:算圓心到直線的距離 d,再和半徑 r 比大小。d < r 穿過(交兩點)、d = r 相切(碰一點)、d > r 分離(不相交)。完全不必解聯立!

平移直線: 橘線是圓心到直線的距離 d。看它和半徑 r=2 的比較,即時判斷相交/相切/相離,並標出交點。

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