点到直线的距离【教学目标】1.让学生掌握点到直线的距离公式,并会求两条平行线间的距离.2.引导学生构思距离公式的推导方案,培养学生观察、分析、转化、探索问题的能力,鼓励创新.培养学生勇于探索、善于研究的精神,学会合作.【重点难点】教学重点:点到直线距离公式的推导和应用.教学难点:对距离公式推导方法的感悟与数学模型的建立.【教学过程】导入新课思路1.点P(0,5)到直线y=2x的距离是多少?更进一步在平面直角坐标系中,如果已知某点P的坐标为(x0,y0),直线l的方程是Ax+By+C=0,怎样由点的坐标和直线的方程直接求点P到直线l的距离呢?这节课我们就来专门研究这个问题.思路2.我们已学习了两点间的距离公式,本节课我们来研究点到直线的距离.如图1,已知点P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0,求点P到直线l的距离(为使结论具有一般性,我们假设A、B≠0).图1新知探究提出问题①已知点P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0,求点P到直线l的距离.你最容易想到的方法是什么?各种做法的优缺点是什么?②前面我们是在A、B均不为零的假设下推导出公式的,若A、B中有一个为零,公式是否仍然成立?③回顾前面证法一的证明过程,同学们还有什么发现吗?(如何求两条平行线间的距离)活动:①请学生观察上面三种特殊情形中的结论:(ⅰ)x0=0,y0=0时,d=;(ⅱ)x0≠0,y0=0时,d=;(ⅲ)x0=0,y0≠0时,d=.观察、类比上面三个公式,能否猜想:对任意的点P(x0,y0),d=?学生应能得到猜想:d=.启发诱导:当点P不在特殊位置时,能否在距离不变的前提下适当移动点P到特殊位置,从而可利用前面的公式?(引导学生利用两平行线间的距离处处相等的性质,作平行线,把一般情形转化为特殊情形来处理)证明:设过点P且与直线l平行的直线l1的方程为Ax+By+C1=0,令y=0,得
P′(,0).∴P′N=.(*)∵P在直线l1:Ax+By+C1=0上,∴Ax0+By0+C1=0.∴C1=-Ax0-By0.代入(*)得|P′N|=即d=,.[来源:高考学习网②可以验证,当A=0或B=0时,上述公式也成立.③引导学生得到两条平行线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0的距离d=.证明:设P0(x0,y0)是直线Ax+By+C2=0上任一点,则点P0到直线Ax+By+C1=0的距离为d=.又Ax0+By0+C2=0,即Ax0+By0=-C2,∴d=.讨论结果:①已知点P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0,求点P到直线l的距离公式为d=.②当A=0或B=0时,上述公式也成立.③两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0的距离公式为d=.应用示例例1求点P0(-1,2)到下列直线的距离:(1)2x+y-10=0;(2)3x=2.解:(1)根据点到直线的距离公式得d=.(2)因为直线3x=2平行于y轴,所以d=|-(-1)|=.点评:例1(1)直接应用了点到直线的距离公式,要求学生熟练掌握;(2)体现了求点到直线距离的灵活性,并没有局限于公式.变式训练点A(a,6)到直线3x-4y=2的距离等于4,求a的值.解:=4|3a-6|=20a=20或a=.例2已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求△ABC的面积.解:设AB边上的高为h,则S△ABC=|AB|·h.|AB|=,AB边上的高h就是点C到AB的距离.
AB边所在的直线方程为,即x+y-4=0.点C到x+y-4=0的距离为h=,因此,S△ABC=×=5.点评:通过这两道简单的例题,使学生能够进一步对点到直线的距离理解应用,能逐步体会用代数运算解决几何问题的优越性.变式训练求过点A(-1,2),且与原点的距离等于的直线方程.解:已知直线上一点,故可设点斜式方程,再根据点到直线的距离公式,即可求出直线方程为x+y-1=0或7x+y+5=0.例3求平行线2x-7y+8=0和2x-7y-6=0的距离.解:在直线2x-7y-6=0上任取一点,例如取P(3,0),则点P(3,0)到直线2x-7y+8=0的距离就是两平行线间的距离.因此,d=.点评:把求两平行线间的距离转化为点到直线的距离.变式训练求两平行线l1:2x+3y-8=0,l2:2x+3y-10=0的距离.答案:.解:点O(0,0)关于直线l:2x-y+1=0的对称点为O′(-,),则直线MO′的方程为y-3=x.直线MO′与直线l:2x-y+1=0的交点P()即为所求,相应的||PO|-|PM||的最大值为|MO′|=.课堂小结通过本节学习,要求大家:1.掌握点到直线的距离公式,并会求两条平行线间的距离.2.构思距离公式的推导方案,培养学生观察、分析、转化、探索问题的能力,鼓励创新.培养学生勇于探索、善于研究的精神,学会合作.3.本节课重点讨论了平面内点到直线的距离和两条平行线之间的距离,后者实际上可作为前者的变式应用.当堂检测导学案当堂检测【板书设计】一、点到直线距离公式
二、例题例1变式1例2变式2【作业布置】课本习题3.3A组9、10;B组2、4及导学案课后练习与提高学校--临清实高学科--数学编写人—张子云审稿人--周静3.3.3点到直线的距离课前预习学案一、预习目标让学生掌握点到直线的距离公式,并会求两条平行线间的距离二、学习过程预习教材P117~P119,找出疑惑之处问题1.已知平面上两点,则的中点坐标为,间的长度为.问题2.在平面直角坐标系中,如果已知某点的坐标为,直线的方程是,怎样用点的坐标和直线的方程直接求点到直线的距离呢?
5分钟训练1.点(0,5)到直线y=2x的距离是()A.B.C.D.2.两条平行直线3x+4y-2=0,3x+4y-12=0之间的距离为________________.3.已知点(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a的值等于()A.B.C.D.答案:C三.提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有那些疑惑,请填在下面的表格中疑惑点疑惑内容
课内探究学案一、学习目标1.理解点到直线距离公式的推导,熟练掌握点到直线的距离公式;2.会用点到直线距离公式求解两平行线距离3.认识事物之间在一定条件下的转化.用联系的观点看问题学习重点:点到直线距离公式的推导和应用.学习难点:对距离公式推导方法的感悟与数学模型的建立二、学习过程知识点1:已知点和直线,则点到直线的距离为:.注意:⑴点到直线的距离是直线上的点与直线外一点的连线的最短距离;⑵在运用公式时,直线的方程要先化为一般式.问题1:在平面直角坐标系中,如果已知某点的坐标为,直线方程中,如果,或,怎样用点的坐标和直线的方程直接求点P到直线的距离呢并画出图形来.[来源:Z.Com]例分别求出点到直线的距离.问题2:求两平行线:,:的距离.
知识点2:已知两条平行线直线,,则与的距离为注意:应用此公式应注意如下两点:(1)把直线方程化为一般式方程;(2)使的系数相等.典型例题例1求点P0(-1,2)到下列直线的距离:(1)2x+y-10=0;(2)3x=2.[来源:Z|xx|k.Com]变式训练点A(a,6)到直线3x-4y=2的距离等于4,求a的值.例2已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求△ABC的面积变式训练求两平行线l1:2x+3y-8=0,l2:2x+3y-10=0的距离
当堂检测课本本节练习.拓展提升问题:已知直线l:2x-y+1=0和点O(0,0)、M(0,3),试在l上找一点P,使得||PO|-|PM||的值最大,并求出这个最大值..学习小结1.点到直线距离公式的推导过程,点到直线的距离公式,能把求两平行线的距离转化为点到直线的距离公式课后巩固练习与提高30分钟训练1.点(3,2)到直线l:x-y+3=0的距离为()A.B.C.D.2.点P(m-n,-m)到直线=1的距离为()A.B.C.D.3.点P在直线x+y-4=0上,O为坐标原点,则|OP|的最小值为()A.B.C.D.24.到直线2x+y+1=0的距离为的点的集合为()A.直线2x+y-2=0B.直线2x+y=0C.直线2x+y=0或直线2x+y-2=0D.直线2x+y=0或直线2x+y+2=05.若动点A、B分别在直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移动,则AB的中点M到原点的距离的最小值为()A.B.C.D.6.两平行直线l1、l2分别过点P1(1,0)、P2(1,5),且两直线间的距离为5,则两条直线的方程分别为l1:_________________,l2:_______________.
7.已知直线l过点A(-2,3),且点B(1,-1)到该直线l的距离为3,求直线l的方程.8.已知直线l过点(1,1)且点A(1,3)、B(5,-1)到直线l的距离相等,求直线l的方程.9.已知三条直线l1:2x-y+a=0(a>0),直线l2:4x-2y-1=0和直线l3:x+y-1=0,且l1与l2的距离是.(1)求a的值.(2)能否找到一点P,使得P点同时满足下列3个条件:①P是第一象限的点;②P点到l1的距离是P到l2的距离的;③P点到l1的距离与P点到l3的距离之比是?若能,求P点的坐标;若不能,请说明理由.参考答案1.解析:由点到直线的距离公式可得d=.答案:C2.解析:nx+my-mn=0,由点到直线的距离公式,得.答案:A3.解析:根据题意知|OP|最小时,|OP|表示原点O到直线x+y-4=0的距离.即根据点到直线的距离公式,得.答案:B4.解析:根据图形特点,满足条件的点的集合为直线,且该直线平行于直线2x+y+1=0,且两直线间的距离为.设所求直线的方程为2x+y+m=0,根据平行线间的距离公式,得|m-1|=1,解得m=2或m=0.[来源:Z&xx&k.Com]故所求直线的方程为2x+y=0或2x+y+2=0.答案:D
8.解:直线l平行于直线AB时,其斜率为k=kAB==-1,即直线方程为y=-(x-1)+1x+y-2=0;直线l过线段AB的中点M(2,1)时也满足条件,即直线l的方程为y=1.综上,直线l的方程为x+y-2=0或y=1.9.解:(1)根据题意得:l1与l2的距离d=a=3或a=-4(舍).(2)设P点坐标为(x0,y0),则x0>0,y0>0.若P点满足条件②,则2×|8x0-4y0+12|=|4x0-2y0-1|,8x0-4y0+12=4x0-2y0-1或8x0-4y0+12=-(4x0-2y0-1)4x0-2y0+13=0或12x0-6y0+11=0;①若P点满足条件③,则|2x0-y0+3|=|x0+y0-1|,2x0-y0+3=x0+y0-1或2x0-y0+3=-(x0+y0-1),x0-2y0+4=0或3x0+2=0;②由①②得解得
故满足条件的点P为(-3,)或()或()或().4.1.1 圆的标准方程【教学目标】1.掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、半径的具体条件准确地写出圆的标准方程,能运用圆的标准方程正确地求出其圆心和半径,解决一些简单的实际问题.2.通过圆的标准方程的推导,培养学生利用求曲线的方程的一般步骤解决一些实际问题的能力.3.通过圆的标准方程,解决一些如圆拱桥的实际问题,说明理论既来源于实践,又服务于实践,可以适时进行辩证唯物主义思想教育.【教学重难点】教学重点:(1)圆的标准方程的推导步骤;(2)根据具体条件正确写出圆的标准方程.教学难点:运用圆的标准方程解决一些简单的实际问题.【教学过程】(一)情景导入、展示目标前面,大家学习了圆的概念,哪一位同学来回答?1:具有什么性质的点的轨迹称为圆?平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆(教师在黑板上画一个圆).2:图2-9中哪个点是定点?哪个点是动点?动点具有什么性质?圆心和半径都反映了圆的什么特点?
圆心C是定点,圆周上的点M是动点,它们到圆心距离等于定长|MC|=r,圆心和半径分别确定了圆的位置和大小.(二)检查预习、交流展示求曲线的方程的一般步骤是什么?其中哪几个步骤必不可少?求曲线方程的一般步骤为:(1)建立适当的直角坐标系,用(x,y)表示曲线上任意点M的坐标,简称建系设点;图2-9(2)写出适合条件P的点M的集合P={M|P(M)|},简称写点集;(3)用坐标表示条件P(M),列出方程f(x,y)=0,简称列方程;(4)化方程f(x,y)=0为最简形式,简称化简方程;(5)证明化简后的方程就是所求曲线的方程,简称证明.其中步骤(1)(3)(4)必不可少.(三)合作探究、精讲精练探究一:如何建立圆的标准方程呢?1.建系设点由学生在黑板上画出直角坐标系,并问有无不同建立坐标系的方法.教师指出:这两种建立坐标系的方法都对,原点在圆心这是特殊情况,现在仅就一般情况推导.因为C是定点,可设C(a,b)、半径r,且设圆上任一点M坐标为(x,y).2.写点集根据定义,圆就是集合P={M||MC|=r}.3.列方程
由两点间的距离公式得:4.化简方程将上式两边平方得:(x-a)+(y-b)=r (1)方程(1)就是圆心是C(a,b)、半径是r的圆的方程.我们把它叫做圆的标准方程.探究二:圆的方程形式有什么特点?当圆心在原点时,圆的方程是什么?这是二元二次方程,展开后没有xy项,括号内变数x,y的系数都是1.点(a,b)、r分别表示圆心的坐标和圆的半径.当圆心在原点即C(0,0)时,方程为x+y=r.教师指出:圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了圆,所以,只要a,b,r三个量确定了且r>0,圆的方程就给定了.这就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件.注意,确定a、b、r,可以根据条件,利用待定系数法来解决.例1 写出下列各圆的方程:(请三位同学演板)(1)圆心在原点,半径是3;(3)经过点P(5,1),圆心在点C(8,-3);解析:要求能够用圆心坐标、半径长熟练地写出圆的标准方程.解:(1)x+y=9;(2)(x-3)+(y-4)=5;点评:圆的标准方程与圆心坐标、半径长密切相关,应熟练掌握.变式训练1:说出下列圆的圆心和半径:(学生回答)(1)(x-3)+(y-2)=5; (2)(x+4)+(y+3)=7; (3)(x+2)+y=4答案:(1)圆心是(3,2),半径是;(2)圆心是(-4,-3),半径是;(3)圆心是(-2,0),半径是2.例2 (1)已知两点P(4,9)和P2(6,3),求以PP为直径的圆的方程;(2)试判断点M(6,9)、N(3,3)、Q(5,3)是在圆上,在圆内,还是在圆外?解析:分析一:从确定圆的条件考虑,需要求圆心和半径,可用待定系数解决;分析二:从图形上动点P性质考虑,用求曲线方程的一般方法解决.
解:(1)解法一:(学生口答)设圆心C(a,b)、半径r,则由C为PP的中点得:又由两点间的距离公式得:∴所求圆的方程为:(x-5)+(y-6)=10解法二:(给出板书)∵直径上的四周角是直角,∴对于圆上任一点P(x,y),有PP⊥PP.化简得:x+y-10x-12y+51=0.即(x-5)+(y-6)=10为所求圆的方程.解(2):(学生阅读课本)分别计算点到圆心的距离:因此,点M在圆上,点N在圆外,点Q在圆内.点评:1.求圆的方程的方法(1)待定系数法,确定a,b,r;(2)轨迹法,求曲线方程的一般方法.2.点与圆的位置关系设点到圆心的距离为d,圆半径为r:(1)点在圆上d=r;(2)点在圆外d>r;(3)点在圆内d<r.
变式训练2:求证:以A(x,y)、B(x,y)为直径端点的圆的方程为(x-x)(x-x)+(y-y)(y-y)=0.证明:略.(四)反馈测试导学案当堂检测 (五)总结反思、共同提高1.圆的方程的推导步骤;2.圆的方程的特点:点(a,b)、r分别表示圆心坐标和圆的半径;3.求圆的方程的两种方法:(1)待定系数法;(2)轨迹法.【板书设计】探究一:圆的标准方程1.建系设点2.写点集3.列方程4.化简方程探究二:圆的方程形式特点例1 变式训练1例2 变式训练2课堂小结【作业布置】导学案课后练习与提高
学校--临清实高学科--数学编写人—刘肖审稿人--周静4.1.1 圆的标准方程课前预习学案一.预习目标回忆圆的定义,初步了解用方程建立圆的标准方程.二.预习内容1:圆的定义是怎样的?2:圆的特点是什么?三.提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有那些疑惑,请填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一.学习目标1.掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、半径的具体条件准确地写出圆的标准方程,能运用圆的标准方程正确地求出其圆心和半径,解决一些简单的实际问题.
2.通过圆的标准方程的推导,培养学生利用求曲线的方程的一般步骤解决一些实际问题的能力.3.通过圆的标准方程,解决一些如圆拱桥的实际问题,说明理论既来源于实践,又服务于实践,可以适时进行辩证唯物主义思想教育.学习重点:(1)圆的标准方程的推导步骤;(2)根据具体条件正确写出圆的标准方程.学习难点:运用圆的标准方程解决一些简单的实际问题.二.学习过程探究一:如何建立圆的标准方程呢?1.建系设点2.写点集3.列方程4.化简方程探究二:圆的方程形式有什么特点?当圆心在原点时,圆的方程是什么?例1 写出下列各圆的方程:(请四位同学演板)(1)圆心在原点,半径是3;(3)经过点P(5,1),圆心在点C(8,-3);
变式训练1:说出下列圆的圆心和半径:(学生回答)(1)(x-3)+(y-2)=5;(2)(x+4)+(y+3)=7;(3)(x+2)+y=4例2 (1)已知两点P(4,9)和P(6,3),求以PP为直径的圆的方程;(2)试判断点M(6,9)、N(3,3)、Q(5,3)是在圆上,在圆内,还是在圆外?变式训练2:求证:以A(x,y)、B(x,y)为直径端点的圆的方程为(x-x)(x-x)+(y-y)(y-y)=0.三.反思总结圆的定义几何特征方程特征待定系数法法轨迹法法四.当堂检测1.圆(x+1)2+(y-2)2=4的圆心、半径是()A.(1,-2),4B.(1,-2),2C.(-1,2),4D.(-1,2),22.过点A(4,1)的圆C与直线相切于点B(2,1).则圆C的方程为.
3.一个等腰三角形底边上的高等于5,底边两端点的坐标是(-4,0)和(4,0),求它的外接圆的方程.参考答案:1.D 2. 课后练习与提高1.圆的周长是( )A. B. C.2 D. 2.点P()与圆的位置关系是()A.在圆外 B.在圆内 C.在圆上 D.不确定3.已知圆C与圆关于直线对称,则圆C的方程为( )A. B. C. D.4.已知圆C的圆心是直线x-y+1=0与x轴的交点,且圆C与直线x+y+3=0相切。则圆C的方程为.5.已知圆心在x轴上,半径为的圆O位于y轴左侧,且与直线x+y=0相切,则圆O的方程是 .
6.赵州桥的跨度是37.4m,圆拱高约为7.2m,求这座圆拱桥的拱圆的方程.4.1.2 圆的一般方程【教学目标】1.使学生掌握圆的一般方程的特点;能将圆的一般方程化为圆的标准方程从而求出圆心的坐标和半径;能用待定系数法,由已知条件导出圆的方程.
2.使学生掌握通过配方求圆心和半径的方法,熟练地用待定系数法由已知条件导出圆的方法,熟练地用待定系数法由已知条件导出圆的方程,培养学生用配方法和待定系数法解决实际问题的能力.3.通过对待定系数法的学习为进一步学习数学和其他相关学科的基础知识和基本方法打下牢固的基础.【教学重难点】教学重点:(1)能用配方法,由圆的一般方程求出圆心坐标和半径;(2)能用待定系数法,由已知条件导出圆的方程.教学难点:圆的一般方程的特点.【教学过程】(一)情景导入、展示目标前面,我们已讨论了圆的标准方程(x-a)+(y-b)=r,现将展开可得x+y-2ax-2by+a+b-r=0.可见,任何一个圆的方程都可以写成x+y+Dx+Ey+F=0.请大家思考一下:形如x+y+Dx+Ey+F=0的方程的曲线是不是圆?下面我们来深入研究这一方面的问题.复习引出课题为“圆的一般方程”.(二)检查预习、交流展示1.写出圆的标准方程.2.写出圆的标准方程中的圆心与半径.(三)合作探究、精讲精练探究一:圆的一般方程的定义1.分析方程x+y+Dx+Ey+F=0表示的轨迹将方程x+y+Dx+Ey+F=0左边配方得:(1)
(1)当D+E-4F>0时,方程(1)与标准方程比较,可以看出方程半径的圆;(3)当D+E-4F<0时,方程x+y+Dx+Ey+F=0没有实数解,因而它不表示任何图形.这时,教师引导学生小结方程x+y+Dx+Ey+F=0的轨迹分别是圆、法.2.引出圆的一般方程的定义当D+E-4F>0时,方程x+y+Dx+Ey+F=0称为圆的一般方程.探究二:圆的一般方程的特点请同学们分析下列问题:问题:比较二元二次方程的一般形式Ax+Bxy+Cy+Dx+Ey+F=0.(2)与圆的一般方程x+y+Dx+Ey+F=0,(D+E-4F>0).(3)的系数可得出什么结论?启发学生归纳结论.当二元二次方程Ax+Bxy+Cy+Dx+Ey+F=0具有条件:
(1)x和y的系数相同,不等于零,即A=C≠0;(2)没有xy项,即B=0;(3)D+E-4AF>0.它才表示圆.条件(3)通过将方程同除以A或C配方不难得出.强调指出:(1)条件(1)、(2)是二元二次方程(2)表示圆的必要条件,但不是充分条件;(2)条件(1)、(2)和(3)合起来是二元二次方程(2)表示圆的充要条件.例1 求下列圆的半径和圆心坐标:(1)x+y-8x+6y=0,(2)x+y+2by=0.解析:先配方,将方程化为标准形式,再求圆心和半径.解:(1)圆心为(4,-3),半径为5;(2)圆心为(0,-b),半径为|b|,注意半径不为b.点拨:由圆的一般方程求圆心坐标和半径,一般用配方法,这要熟练掌握.变式训练1:1.方程x2+y2+2kx+4y+3k+8=0表示圆的充要条件是()A.k>4或者k<-1 B.-1<k<4 C.k=4或者k=-1 D.以上答案都不对2.圆x2+y2+Dx+Ey+F=0与x轴切于原点,则有()A.F=0,DE≠0 B.E2+F2=0,D≠0C.D2+F2=0,E≠0 D.D2+E2=0,F≠0答案:1.A 2.C例2 求过三点O(0,0)、A(1,1)、B(4,2)的圆的方程.解析:已知圆上的三点坐标,可设圆的一般方程,用待定系数法求圆的方程.解:设所求圆的方程为x+y+Dx+Ey+F=0,由O、A、B在圆上,则有
解得:D=-8,E=6,F=0,故所求圆的方程为x+y-8x+6=0.点拨:1.用待定系数法求圆的方程的步骤:(1)根据题意设所求圆的方程为标准式或一般式;(2)根据条件列出关于a、b、r或D、E、F的方程;(3)解方程组,求出a、b、r或D、E、F的值,代入所设方程,就得要求的方程.2.关于何时设圆的标准方程,何时设圆的一般方程:一般说来,如果由已知条件容易求圆心的坐标、半径或需要用圆心的坐标、半径列方程的问题,往往设圆的标准方程;如果已知条件和圆心坐标或半径都无直接关系,往往设圆的一般方程.变式训练2: 求圆心在直线l:x+y=0上,且过两圆C∶x+y-2x+10y-24=0和C∶x+y+2x+2y-8=0的交点的圆的方程.解:解方程组,得两圆交点为(-4,0),(0,2).设所求圆的方程为(x-a)+(y-b)=r,因为两点在所求圆上,且圆心在直线l上所以得方程组为解得a=-3,b=3,r=.故所求圆的方程为:(x+3)+(y-3)=10.(四)反馈测试导学案当堂检测 (五)总结反思、共同提高1.圆的一般方程的定义及特点;
2.用配方法求出圆的圆心坐标和半径;3.用待定系数法,导出圆的方程.【板书设计】一:圆的一般方程的定义1.分析方程x+y+Dx+Ey+F=0表示的轨迹2.圆的一般方程的定义二:圆的一般方程的特点(1)(2)(3)例1 变式训练1:例2 变式训练2: 【作业布置】导学案课后练习与提高4.1.2 圆的一般方程课前预习学案一.预习目标回顾圆的标准方程,了解用圆的一般方程及其特点.二.预习内容1.圆的标准方程形式是什么?圆心和半径呢?
2.圆的一般方程形式是什么?圆心和半径呢?3.圆的方程的求法有哪些?l提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有那些疑惑,请填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一.学习目标1.掌握圆的一般方程的特点;能将圆的一般方程化为圆的标准方程从而求出圆心的坐标和半径;能用待定系数法,由已知条件导出圆的方程.2.掌握通过配方求圆心和半径的方法,熟练地用待定系数法由已知条件导出圆的方法,熟练地用待定系数法由已知条件导出圆的方程,培养用配方法和待定系数法解决实际问题的能力.3.通过对待定系数法的学习为进一步学习数学和其他相关学科的基础知识和基本方法打下牢固的基础.学习重点:(1)能用配方法,由圆的一般方程求出圆心坐标和半径;(2)能用待定系数法,由已知条件导出圆的方程.学习难点:圆的一般方程的特点.二.学习过程前面,我们已讨论了圆的标准方程(x-a)+(y-b)=r,现将展开可得x+y-2ax-2by+a2+b-r=0.可见,任何一个圆的方程都可以写成x+y+Dx+Ey+F=0
.请大家思考一下:形如x+y+Dx+Ey+F=0的方程的曲线是不是圆?下面我们来深入研究这一方面的问题.复习引出课题为“圆的一般方程”.探究一:圆的一般方程的定义1.分析方程x+y+Dx+Ey+F=0表示的轨迹2.引出圆的一般方程的定义探究二:圆的一般方程的特点请同学们分析下列问题:问题:比较二元二次方程的一般形式 Ax+Bxy+Cy+Dx+Ey+F=0. (2)与圆的一般方程 x+y+Dx+Ey+F=0,(D+E-4F>0). (3)的系数可得出什么结论?例1 求下列圆的半径和圆心坐标:(1)x+y-8x+6y=0,(2)x+y+2by=0.变式训练1:
1.方程x2+y2+2kx+4y+3k+8=0表示圆的充要条件是()A.k>4或者k<-1 B.-1<k<4 C.k=4或者k=-1 D.以上答案都不对2.圆x2+y2+Dx+Ey+F=0与x轴切于原点,则有()A.F=0,DE≠0 B.E2+F2=0,D≠0C.D2+F2=0,E≠0 D.D2+E2=0,F≠0例2 求过三点O(0,0)、A(1,1)、B(4,2)的圆的方程.变式训练2: 求圆心在直线l:x+y=0上,且过两圆C1∶x+y-2x+10y-24=0和C2∶x+y+2x+2y-8=0的交点的圆的方程.三.反思总结圆的一般方程成立的条件方程特征待定系数法法配方法四.当堂检测1.方程表示的曲线是( )A.在x轴上方的圆 B.在y轴右方的圆 C.x轴下方的半圆 D.x轴上方的半圆2.以(0,0)、(6,-8)为直径端点的圆的方程是.
3.求经过两圆x+y+6x-4=0和x+y+6y-28=0的交点,并且圆心在直线x-y-4=0上的圆的方程.参考答案:1.D 2.x+y-6x+8y=0 3.x+y-x+7y-32=0课后练习与提高1.方程x2+y2-2(m+3)x+2(1-4m2)y+16m4+9=0表示圆,则实数m的取值范围是()A.-<m<1 B.-1<m< C.m<-或m>1 D.m<-1或m>2.方程x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0)表示的曲线关于直线x+y=0对称,则有()A.D+E=0 B.D+F=0C.E+F=0D.D+E+F=03.经过三点A(0,0)、B(1,0)、C(2,1)的圆的方程为()A.x2+y2+x-3y-2=0B.x2+y2+3x+y-2=0C.x2+y2+x+3y=0D.x2+y2-x-3y=04.方程表示一个圆,则实数的取值范围是.5.过点A(-2,0),圆心在(3,-2)的圆的一般方程为 .6.等腰三角形的顶点是A(4,2),底边一个端点是B(3,5),求另一个端点的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么.
学校:临清实验高中学科:数学编写人:周静审稿人:周静王桂强4.2.1 直线与圆的位置关系【教学目标】1.能根据给定的直线、圆的方程,判断直线与圆的位置关系.2.通过直线与圆的位置关系的学习,体会用代数方法解决几何问题的思想.3.通过本节内容的学习,进一步体会到用坐标法解决几何问题的优越性,逐步养成自觉应用坐标法解决几何问题的习惯.【教学重难点】教学重点:直线与圆的位置关系的几何图形及其判断方法.教学难点:用坐标法判直线与圆的位置关系.【教学过程】㈠情景导入、展示目标问题:一艘轮船在沿直线返回港口的途中,接到气象台的台风预报:台风中心位于轮船正西80km处,受影响的范围是半径长为30km的圆形区域.已知港口位于台风中心正北40km处,如果这艘轮船不改变航线,那么它是否会受到台风的影响?
运用平面几何知识,你能解决这个问题吗?请同学们动手试一下.㈡检查预习、交流展示1.初中学过的平面几何中,直线与圆的位置关系有几种?2.怎样判断直线与圆的位置关系呢?㈢合作探究、精讲精练探究一:用直线的方程和圆的方程怎样判断它们之间的位置关系?教师:利用坐标法,需要建立直角坐标系,为使直线与圆的方程应用起来简便,在这个实际问题中如何建立直角坐标系?学生:以台风中心为原点O,东西方向为x轴,建立直角坐标系,其中,取10km为单位长度.则受台风影响的圆形区域所对应的圆心为O的圆的方程为轮船航线所在直线l的方程为.教师:请同学们运用已有的知识,从方程的角度来研究一下直线与圆的位置关系.让学生自主探究,互相讨论,探究知识之间的内在联系。教师对学生在知识上进行适当的补遗,思维上的启迪,方法上点拨,鼓励学生积极、主动的探究.由学生回答并补充,总结出以下两种解决方法:方法一:代数法由直线与圆的方程,得:消去y,得因为所以,直线与圆相离,航线不受台风影响。方法二:几何法圆心(0,0)到直线的距离
所以,直线与圆相离,航线不受台风影响.探究二:判断直线与圆的位置关系有几种方法?让学生通过实际问题的解决,对比总结,掌握方法.①代数法:由方程组,得,,则方程组有两解,直线与圆相交;,则方程组有一解,直线与圆相切;,则方程组无解,直线与圆相离.②几何法:直线与圆相交,则;直线与圆相切,则;直线与圆相离,则.例1 已知直线l:x+y-5=0和圆C:,判断直线和圆的位置关系.解析:方法一,判断直线与圆的位置关系,就是看由它们的方程组成的方程组有无实数解;方法二,可以依据圆心到直线的距离与半径长的关系,判断直线与圆的位置关系.解:(法一)联立方程组,消y得因为所以直线与圆相交.(法二)
将圆的方程化为.可得圆心C(2,-3),半径r=5.因为圆心到直线的距离d=5,所以直线与圆相离.例2.求直线l:3x-y-6=0被圆C:截得的弦AB的长.解析:可以引导学生画图分析几何性质.解:(法一)将圆的方程化为.可得圆心C(1,2),半径r=.圆心到直线的距离.弦AB的长.(法二)联立方程组,消y得得,
则,所以直线l被圆C截得的弦AB的长.(法三)联立方程组,消y得根据一元二次方程根与系数的关系,有直线l被圆C截得的弦AB的长点评:强调图形在解题中的辅助作用,加强了形与数的结合.㈣反馈测试导学案当堂检测 ㈤总结反思、共同提高位置关系几何特征方程特征几何法代数法相交有两个公共点方程组有两个不同实根d0相切有且只有一公共点方程组有且只有一实根d=r△=0相离没有公共点方程组无实根d>r△