Persamaan lingkaran menggambarkan setiap titik pada lingkaran di bidang koordinat. Bayangkan menggambar dengan jangka pada kertas berpetak: jarum jangka menetapkan pusat, bukaannya menetapkan jari-jari, dan pensilnya menelusuri tepat semua titik yang memenuhi persamaan.
Persamaan lingkaran memuat koordinat pusat dan nilai jari-jari, sehingga keduanya dapat ditentukan tanpa menggambar lingkaran terlebih dahulu.
Kita mulai dari kasus paling sederhana, yaitu lingkaran yang berpusat di titik asal O(0,0).
Kalau kita punya lingkaran dengan pusat di O(0,0) dan jari-jari r, maka setiap titik (x,y) pada lingkaran tersebut punya jarak yang sama dari pusat, yaitu sebesar r.
Pakai rumus jarak, kita dapatkan:
x2+y2=r
Jika kedua ruas dikuadratkan, kita memperoleh persamaan lingkaran dengan pusat di titik asal:
x2+y2=r2
Grafik berikut memperlihatkan batasan jari-jari tersebut.
Lingkaran dengan Pusat di Titik Asal
Lingkaran dengan pusat O(0,0) dan jari-jari 3.
Untuk lingkaran di atas, persamaannya adalah x2+y2=9 karena jari-jarinya 3, jadi r2=32=9.
Kadang persamaan lingkaran sudah dikembangkan menjadi bentuk umum. Misalnya, kita dapat mengembangkan (x−1)2+(y−2)2=9 sebagai berikut:
(x−1)2+(y−2)2=9
x2−2x+1+y2−4y+4=9
x2+y2−2x−4y+5=9
x2+y2−2x−4y−4=0
Bentuk terakhir ini disebut bentuk umum persamaan lingkaran:
x2+y2+Dx+Ey+F=0
Persamaan dalam bentuk umum dapat diubah kembali ke bentuk baku dengan teknik melengkapkan kuadrat sempurna.
Tidak semua persamaan berbentuk x2+y2+Dx+Ey+F=0 menghasilkan lingkaran nyata. Syaratnya adalah D2+E2−4F>0. Jika nilainya nol, lokusnya hanya satu titik. Jika nilainya negatif, tidak ada titik nyata yang memenuhi persamaan.
Langkah melengkapkan kuadrat menunjukkan asal rumus pusat dan jari-jari: