教学目的:
1.掌握圆的一般方程及一般方程的特点;
2.能将圆的一般方程化为圆的标准方程,进而求出圆心和半径;
3.能用待定系数法由已知条件导出圆的方程;
4.渗透数形结合、化归与转化等数学思想方法,提高学生的整体素质,激励学生创新、勇于探索.
教学重点:圆的一般方程的形式特征.
教学难点:对圆的一般方程的认识.直线与圆的位置关系(尤其是圆的切线).
授课类型:新授课.
课时安排:1课时.
教具:多媒体、实物投影仪.
内容分析:
遵循从特殊到一般的原则,在学习圆的标准方程的基础上,再过渡到学圆的一般也就不难,它们可以通过形式上的互相转化而解决.直线与圆的位置关系(尤其是圆的切线).由于圆的一般方程中含有三个参变数D、E、F,对它的理解带来一定的困难,因而本节的难点是对圆的一般方程的认识、掌握和运用.突破难点的关键是抓住一般方程的特点,把握住求圆的方程的两个基本要素:圆心坐标和半径.
本节为第二课时讲解圆的一般方程.
教学过程:
一、复习引入:
1.圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆.
2.求曲线方程的一般步骤为:
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件p的点M的集合;(可以省略,直接列出曲线方程.)
(3)用坐标表示条件p(M),列出方程;
(4)化方程为最简形式;
(5)证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点.(可以省略不写,如有特殊情况,可以适当予以说明.)
3.建立圆的标准方程的步骤:建系设点;写点集;列方程;化简方程.
4.圆的标准方程:圆心为,半径为…,
若圆心在坐标原点上,这时,则圆的方程就是.
5.圆的标准方程的两个基本要素:圆心坐标和半径.
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,只要三个量确定了且…>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.确定,可以根据条件,利用待定系数法来解决.
二、讲解新课:
圆的一般方程: 将圆的标准方程的展开式为:
.
取得
①
再将上方程配方,得
②
不难看出,此方程与圆的标准方程的关系
(1)当时,表示以(-,-)为圆心,为半径的圆;
(2)当时,方程只有实数解,,即只表示一个点(-,-);
(3)当时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.
综上所述,方程表示的曲线不一定是圆.
只有当时,它表示的曲线才是圆,我们把形如的表示圆的方程称为圆的一般方程.
圆的一般方程与圆的标准方程比较,圆的标准方程的优点在于它明确地指出了圆心和半径,而 一般方程突出了方程形式上的特点:
(1)…和的系数相同,且不等于0;
(2)没有…这样的二次项.
但要注意:以上两点是二元二次方程表示圆的必要条件,但不是充分条.
看来,要想求出圆的一般方程,只要根据已知条件确定三个系数就可以了.
三、讲解范例:
例1求过三点的圆的方程,并求这个圆的半径和圆心坐标.
分析:据已知条件,很难直接写出圆的标准方程,而圆的一般方程则需确定三个系数,而条件恰给出三点坐标,不妨试着先写出圆的一般方程.
解:设所求的圆的方程为:
∵在圆上,所以它们的坐标是方程的解.把它们的坐标代入上面的方程,可以得到关于的三元一次方程组,
即
解此方程组,可得:.
∴所求圆的方程为:.
;.
得圆心坐标为(4,-3).
或将左边配方化为圆的标准方程,,从而求出圆的半径,圆心坐标为(4,-3) .
例2已知一曲线是与两个定点O(0,0)、A(3,0)距离的比为的点的轨迹,求此曲线的方程,并画出曲线.
分析:在求出曲线方程之前,很难确定曲线类型,所以应按照求曲线方程的一般步骤先将曲线方程求出.
解:在给定的坐标系里,设点是曲线上的任意一点,也就是点属于集合.
即,
整理得:
所求曲线方程即为:.
将其左边配方,得.
∴此曲线是以点C(-1,0)为圆心,2为半径的圆.如右上图所示 .
例3求圆心在直线x-y-4=0上,且经过两圆和的交点的圆的方程.
解:设经过两已知圆的交点的圆的方程为
则其圆心坐标为.
∵所求圆的圆心在直线上,
∴.
∴所求圆的方程为.
说明:此题也可先求出两圆的交点,然后用待定系数法求出圆的方程.
例4如图,已知定点A(2,0),点Q是圆上的动点,∠AOQ的平分线交AQ于M,当Q点在圆上移动时,求动点M的轨迹方程.
解:由三角形的内角平分线性质,得,∴.
设M、Q的坐标分别为、,则
∵Q在圆上,∴=1,
∴.
∴动点M的轨迹方程为.
说明:注意三角形内角平分线性质的应用.
四、小结:
1.对方程的讨论(什么时候可以表示圆) .
2.方程表示一个圆的充要条件.
3.与标准方程的互化.
4.用待定系数法求圆的方程.
5.圆与圆的位置关系.
五、课后作业:
补充:若实数x、y满足等式,那么的最大值为()
A.B.C.D..
解:∵实数满足,
∵()是圆上的点,记为p,
∵是直线Op的斜率,记为.
∴Op:,代入圆方程,消去 ,得.
直线Op与圆有公共点的充要条件是≥0,
∴,所以,选D
六、板书设计(略)
七、课后记:
中考 高考名著
常用成语
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