方程ax2+ay2-4(a-1)x+4y=0表示圆,求a的取值范围,并求出其中半径最小的圆的方程.

问题描述:

方程ax2+ay2-4(a-1)x+4y=0表示圆,求a的取值范围,并求出其中半径最小的圆的方程.

(1)∵a≠0时,方程为[x-

2(a−1)
a
]2+(y+
2
a
2=
4(a2−2a+2)
a2

由于a2-2a+2=(a-1)2+1>0恒成立,
∴a≠0且a∈R时方程表示圆.
(2)∵r2=4•
a2−2a+2
a2
=4(
2
a2
2
a
+1)
=4[2(
1
a
-
1
2
2+
1
2
],
∴a=2时,rmin2=2.
此时圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=2.
答案解析:(1)由圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2中r>0,则r2>0,求出a的取值范围;
(2)利用配方法求r2的最小值,进一步求出半径最小的圆的方程.
考试点:圆的一般方程.
知识点:本题主要考查圆的标准方程,同时考查配方法.