公共弦
基本概念当两个圆相交时,两个交点的连线叫公共弦。(若只有一个交点,则称公共点。)
公共弦方程两个圆若是相交,则至多交于2点。而将两圆的方程相减即是默认两条方程中有共同的解X、Y。而减后的方程必定满足X、Y(就是两个交点),换句话说,就是两个交点所共同满足的直线方程。而我们知道,平面内2点间有且只有1条直线,那么这条直线就是所求的公共弦。
相交两圆的公共弦所在的直线方程若圆C1:(x-a1)2+(y-b1)2=r12或x2+y2+D1x+E1y+F1=0
圆C2:(x-a2)2+(y-b2)2=r22或x2+y2+D2x+E2y+F2=0
则过两圆交点的直线方程为:(x-a1)2+(y-b1)2-(x-a2)2-(y-b2)2=r12-r22 或 (D1-D2)x+(E1-E2)y+F1-F2=0
这是“两相交圆方程相减得公共弦方程”的变式
设两圆分别为
x^2+y^2+c1x+d1y+e1=0 ①
x^2+y^2+c2x+d2y+e2=0 ②
两式相减得
(x^2+y^2+c1x+d1y+e1)-(x^2+y^2+c2x+d2y+e2)=0 ③
这是一条直线的方程
(1)先证这条直线过切点
设切点为(x0,y0)则满足①②
所以满足③
所以切点在直线③上
(2)再证圆与这条直线有且只有一个交点
设圆①上还有另外一点(x1,y1)在直线③上
(x1,y1与x0,y0不同时相等,也可以写作(x0-x1)^2+(y0-y1)^2≠0)
则(x1,y1)满足①③
所以(x1,y1)满足②
所以(x1,y1)是圆①和圆②的另一个交点
与两圆外切矛盾
所以圆与这条直线有且只有一个交点
综上所述,(x^2+y^2+c1x+d1y+e1)-(x^2+y^2+c2x+d2y+e2)=0
是两圆的切线