第四章圆与方程4.1圆的方程4.1.1圆的标准方程
一石激起千层浪奥运五环福建土楼乐在其中小憩片刻生活掠影
生活中,我们经常接触一些圆形,下面我们就一起来认识一下圆吧!
1.推导出圆的标准方程.2.掌握圆的标准方程.(重点)3.能根据方程求出圆心及半径.4.掌握标准方程的字母意义.5.能根据圆心、半径写出圆的标准方程,会用待定系数法求圆的标准方程.(难点)
1.思考:在平面直角坐标系中,如何确定一个圆呢?分析:因此,确定一个圆的基本要素是圆心和半径.显然,当圆心与半径大小确定后,圆就唯一确定了.
1.圆的定义:平面内到一定点的距离等于定长的点的轨迹是圆.你看看我是怎么形成的!2.圆上点组成的集合:P={M(x,y)||MC|=r}M(x,y)是圆上动点,C是圆心,r是半径.·rCM
如图,在直角坐标系中,圆心C的位置用坐标(a,b)表示,半径r的大小等于圆上任意点M(x,y)与圆心C(a,b)的距离.xC(a,b)M(x,y)rOy|MC|=r.则圆上所有点的集合P={M||MC|=r}.
把上式两边平方得:由两点间的距离公式,点M适合的条件可表示为:注意:1.圆的标准方程2.若圆心为O(0,0),则圆的方程为:
解:所求的圆的标准方程是把点例1写出圆心为A(2,-3),半径长等于5的圆的方程,并判断点,是否在这个圆上.的坐标代入方程左右两边相等,点M1的坐标适合圆的方程,所以点在这个圆上.
AxyOM2M1把点的坐标代入方程左右两边不相等,点M2的坐标不适合圆的方程,所以点不在这个圆上.
AxyoM1M3M2如果设点M到圆心的距离为d,则可以看到:(2)点在圆内dr.(1)点在圆上d=r;点与圆的位置关系【提升总结】
d>rd=rd<r
例2的三个顶点的坐标分别是A(5,1),B(7,-3),C(2,-8),求它的外接圆的方程.解:设所求圆的方程为:因为A(5,1),B(7,-3),C(2,-8)都在圆上,所以它们的坐标都满足方程,于是所以所求圆的方程为
例3已知圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,-2),且圆心C在直线l:x-y+1=0上,求圆心为C的圆的标准方程.xyOCA(1,1)B(2,-2)
解:因为A(1,1)和B(2,-2),所以线段AB的中点D的坐标为直线AB的斜率:因此线段AB的垂直平分线l′的方程是即x-3y-3=0.xyOCA(1,1)B(2,-2)Dl¢
解方程组得所以圆心C的坐标是圆心为C的圆的半径长所以,圆心为C的圆的标准方程是
比较例2和例3,你能归纳求任意△ABC外接圆的方程的两种方法吗?两种方法:待定系数法;数形结合法.
1.若点(1,1)在圆(x-a)2+(y+a)2=4的内部,则实数a的取值范围是()A.-1<a<1B.0<a<1C.a>1或a<-1D.a=±1A
2.已知A(0,-5),B(0,-1),则以线段AB为直径的圆的方程是()A.(x+3)2+y2=2B.x2+(y+3)2=4C.(x+3)2+y2=4D.(x-3)2+y2=2【解析】选B.圆的圆心是(0,-3),半径是r=|-5-(-1)|=2.故圆的方程为x2+(y+3)2=4.
3.已知圆M过两点A(1,-1),B(-1,1)且圆心M在x+y-2=0上,求圆M的方程.【解】设圆M的方程为:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0),根据题意得:解得:a=b=1,r=2,故所求圆M的方程为:(x-1)2+(y-1)2=4.
4.如图,已知隧道的截面是半径为4米的半圆,车辆只能在道路中心线一侧行驶,一辆宽为2.7米,高为3米的货车能不能驶入这个隧道?
解:以某一截面半圆的圆心为坐标原点,半圆的直径AB所在的直线为x轴,建立直角坐标系(如右图).那么半圆的方程为将x=2.7代入,得<3.即在离中心线2.7米处,隧道的高度低于货车的高度.因此,货车不能驶入这个隧道.xy02.7
1.圆心为C(a,b),半径为r的圆的标准方程为当圆心在原点时,a=b=0,圆的标准方程为:2.注意圆的平面几何知识的运用以及应用圆的方程解决实际问题.
不想当元帅的士兵不是好士兵。