2.5直线与圆的位置关系
2.5.1直线与圆的位置关系
【知识与技能】
1.理解直线与圆相交、相切、相离的概念.
2.会根据圆心到直线的距离与半径的大小关系,判断直线与圆的位置关系.
【过程与方法】
经历点、直线与圆的位置关系的探索过程,让我们了解位置关系与数量的相互转化思想,发展抽象思维能力.
【情感态度】
教学过程中让我们从不同的角度认识问题,采用不同的方法与知识解决问题,让我们在解决问题的过程中,学会自主探究与合作、讨论、交流,感受问题解法的多样性,思维的灵活性与合理性.
【教学重点】
判断直线与圆的位置关系.
【教学难点】
理解圆心到直线的距离.
一、情境导入,初步认识
活动1学生口答,点与圆的位置关系三个对应等价是什么?
学生回答或展示:
【教学说明】设⊙O的半径为r,点P到圆心距离OP=d,则有:
点P在⊙O外d>r, 点P在⊙O上d=r,
点P在⊙O内d<r.
二、思考探究,获取新知
探究1直线与圆的位置关系
活动2前面讲了点和圆的位置关系,如果把这个点改为直线l呢?它是否和圆还有这三种关系呢?
学生操作:固定一个圆,按三角尺的边缘运动.如果把这个边缘看成一条直线,那么这条直线和圆有几种位置关系?
【教学说明】如图所示:如上图(1)所示,直线l和圆有两个公共点,叫直线与圆相交,这条直线叫做圆的割线.
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如上图(2)所示,直线l和圆只有一个公共点,叫直线与圆相切,这条直线叫圆的切线,这个点叫做切点.
如上图(3)所示,直线l和圆没有公共点,叫这条直线与圆相离.
注:以上是从直线与圆的公共点的个数来说明直线和圆的位置关系的,还有其它的方法来说明直线与圆的位置关系吗?看探究二.
探究2直线与圆的位置关系的判定和性质
活动3设⊙O半径为r,直线l到圆心O的距离为d,在直线和圆的不同位置关系中,d与r具有怎样的大小关系?反过来,根据d与r的大小关系,你能确定直线与圆的位置关系吗?同学们分组讨论下:
学生代表回答:
【教学说明】直线与⊙O相交d<r
直线与⊙O相切d=r 直线与⊙O相离d>r
注:1.这是从圆心到直线的距离大小来说明直线与圆的三种位置关系的.
2.以上两种不同的角度来说明直线与圆的位置关系中,在今后的证明中以第二种居多.
三、典例精析,掌握新知
例1见教材P65例1
【分析】过O作OD⊥CA于D点,在Rt△COD中,∠C=30°.
∴OD=OC=3.
∴圆心到直线CA的距离d=3cm,再分别对(1)(2)(3)中的r与d进行比较,即可判定⊙O与CA的关系.
例2如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4.若以点C为圆心,r为半径的圆与斜边AB只有一个公共点,求r的取值范围?
【分析】此题中以r为半径的圆与斜边AB只有一个公共点,此时要注意相切和相交两种情形,由于相交有两个交点但受线段AB的限制,也有可能只有一个交点,提示后让学生自主解答.
答案:r=2.4或3<r≤4.
四、运用新知,深化理解
1.已知⊙O的半径为5,圆心O到直线l的距离为3,则直线l与⊙O的位置关系是()
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
2.设⊙O的半径为3,点O到直线l的距离为d,若直线l与⊙O只有一个公共点,则d应满足的条件是()
A.d=3 B.d≤3 C.d<3 D.d>3
3.已知⊙O的直径为6,P为直线l上一点,OP=3,则直线l与⊙O的位置关系是_____ .
4.在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=4cm,BC=2cm,以C为圆心,r为半径作圆.若直线AB与⊙C:(1)相交,则r____;(2)相切,则r____;(3)相离,则____<r<_____.
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5.如图,已知Rt△ABC的斜边AB=8cm,AC=4cm.
(1)以点C为圆心作圆,当半径为多长时,AB所在直线与⊙C相切?
(2)以点C为圆心,分别以2cm和4cm为半径作两个圆,这两个圆与AB所在直线分别有怎样的位置关系?
【教学说明】要判断直线与圆的位置关系,关键是找出圆心到直线的距离d,再与圆的半径进行比较,要熟练掌握三个对应等式.
【答案】1.A 2.A 3.相交或相切 4.> = 0
5.解:(1)过点C作AB的垂线段CD.∵AC=4,AB=8,∠C=90°,∴BC=4,又CD·AB=AC·BC,∴CD=2,∴当半径长为2cm时,AB与⊙C相切.
(2)d=2cm,当r=2cm时d>r,⊙C与AB相离;当r=4cm时,d<r,⊙C与AB相交.
五、师生互动,课堂小结
1.这节课你学到了什么?还有哪些疑惑?
2.在学生回答基础上,教师强调:
①直线和圆相交、割线、直线和圆相切、切点、直线和圆相离等概念.
②设⊙O半径为r,直线l到圆心O的距离为d,则有:
直线l与⊙O相交d<r
直线l与⊙O相切d=r
直线l与⊙O相离d>r
1.教材P65第1题.
2.完成同步练习册中本课时的练习.
本节课由前面学过的点和圆的三种位置关系引入,让学生动手操作直尺和固定的圆之间有何关系,用类比的思路导入新课、学生易接受且容易操作和容易得到结论.最后用所得到的结论去解决一些实际问题.培养学生动手、动脑和解决问题的能力,激发他们求知的欲望.
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