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圆的标准方程
(一)教学目标 1.知识与技能
(1)掌握圆的标准方程,能根据圆心、半径写出圆的标准方程. (2)会用待定系数法求圆的标准方程. 2.过程与方法
进一步培养学生能用解析法研究几何问题的能力,渗透数形结合思想,通过圆的标准方程解决实际问题的学习,注意培养学生观察问题发现问题和解决问题的能力.
3.情感态度与价值观
通过运用圆的知识解决实际问题的学习,从而激发学生学习数学的热情和兴趣. (二)教学重点、难点 重点:圆的标准方程
难点:会根据不同的已知条件,利用待定系数法求圆的标准方程. (三)教学过程 教学环节 教学内容
在直角坐标系中,确定直线的基本要素是什么?圆作为平面几何中的基本图形,确定它
设置情境引入
复习引入 的要素又是什么呢?什么叫
圆?在平面直角坐标系中,任何一条直线都可用一个二元一次方程来表示,那么圆是否
由学生回答,然后引入课题
课题
师生互动
设计意图
也可用一个方程来表示呢?如果能,这个方程具有什么特征?
确定圆的基本条件为圆心和
引导学生自己证明(x – a)2 +
半径,设圆的圆心坐标为A(a,(y – b)2 = r2为圆的方程,
b),半径为r (其中a、b、r得出结论.
都是常数,r>0)设M (x,y)方程②就是圆心为A (a,b)为这个圆上任意一点,那么点半径为r的圆的方程,我们把
M满足的条件是(引导学生自己列出)P = {M|MA| = r},由两点间的距离公式让学生写出点的坐标适合的条件
概念形成
(xa)(yb)r ①
2
2
它叫做圆的标准方程.
通过学生自己证明培养学生的探究能力.
化简可得:(x – a)2 + (y –
b)2 = r2②
6 –
– 4 – – 2 – – – –2 – – –4 – – –
A M 5
–5
例1 写出圆心为A (2,–3)引导学生分析探究
半径长等于5的圆的方程,并从计算点到圆心的距离入手.
M2(5,1)判断点M1(5,–7),
例1 解:圆心是A(2,–3),半径长等于5的圆的标准方
是否在这个圆上.
分析探求:可以从计算点到圆程是(x + 3)2 + ( y + 3)2 =25. 心的距离入手.
把M1 (5,–7),M2 (5,–1)
探究:点M(x0,y0)与圆(x – 的坐标代入方程(x –2)2 + (y
a)2 + (y – b)2 = r2的关系的判断方法:
+3)2 =25,左右两边相等,点
M1的坐标适合圆的方程,所以
(1)(x0 – a)2 + (y0 – b)2点M2在这个圆上;把M2 (5,>r,点在圆外.
应用举例 (2)(x0 – a) + (y0 – b)
= r2,点在圆上.
2
2
2
–1)的坐标代入方程(x – 2) + (y +3) =25,左右两边不相等,点M2的坐标不适合
2
2
通过实例引导学生掌握求圆的标准方程的两种方法.
(3)(x0 – a)2 + (y0 – b)2 圆的方程,所以M2不在这个圆<r2,点在圆内.
上
例2 △ABC的三个顶点的坐标师生共同分析:从圆的标准方是A(5,1),B(7,–3),C(2,程(x – a)2 + (y – b)2 = r2– 8). 求它的外接圆的方程.
可知,要确定圆的标准方程,可用待定系数法确定a、b、r
例2 解:设所求圆的方程是三个参数,(学生自己运算解
(x– a) + (y – b) = r. 决) ①
因为A (5,1),B (7,–3),
222
C (2,– 8) 都在圆上,所以它们的坐标都满足方程①. 于是
(5a)2(1b)2r2222(7a)(3b)r 222(2a)(8b)r
解此方程组,得
a2
b32
r25
所以,△ABC的外接圆的方程是(x– 2)2 + (y +3)2 =25.
例3 已知圆心为C的圆C. 经师生共同分析:如图确定一个过点A(1,1)和B(2,–2),且圆心在
图只需确定圆心位置与半径大小.圆心为C的圆经过点
l : x – y + 1 = 0上,求圆A(1,1)和B(2,–2),由于心为C的圆的标准方程.
圆心C与A、B两点的距离相
比较例(2)、例(3)可得出△等,所以圆心C在线段AB的
ABC外接圆的标准方程的两种垂直平分线m上,又圆心C在求法:
直线l上,因此圆心C是直线
①根据题设条件,列出关于a、l与直线m的交点,半径长等
b、r的方程组,解方程组得到于|CA|或|CB|.(教师板书解a、b、r得值,写出圆的根据题过程)
确定圆的要素,以及题设条
A
件,分别求出圆心坐标和半径
C
m B
大小,然后再写出圆的标准方程.
练习:课本P127 第1、3、4例3 解:因为A (1,1),B (2,题
– 2),所以线段AB的中点D的坐标为(,),直线AB的斜率
3
2
12
kAB =
21
= –3, 21
因为线段AB的垂直平分线
l′的方程是 y +11(x3),
2
3
2
即x –3y –3 = 0. 圆心C的坐标是方程组
x3y30
的解.
xy10
解此方程组,得
x3
y2
所以圆心C的坐标是(–3,–2) .
圆心为C的圆的半径长
r =|AC|=
(13)2(12)2= 5.
所以,圆心为C的圆的标准方
程是
(x + 3)2 + (y +2)2 =25.
1.圆的标准方程. 2.点与圆的位置关系的判断
教师启发,学生自己比较、归
归纳总结 方法.
纳.
3.根据已知条件求圆的标准方程的方法.
布置作业:见习案4.1第一课
课外作业
时
备选例题
例1 写出下列方程表示的圆的圆心和半径
(1)x2 + (y + 3)2 = 2; (2)(x + 2)2 + (y – 1)2 = a2 (a≠0) 【解析】(1)圆心为(0,–3),半径为2; (2)圆心为(–2,1),半径为|a|.
例2 圆心在直线x – 2y – 3 = 0上,且过A(2,–3),B(–2,–5),求圆的方程. 解法1:设所求的圆的方程为(x – a)2 + (y – b)2 =
(2a)2(3b)2r2
由条件知(2a)2(5b)2r2
a2b30
a1
解方程组得b2
2
r10
形成知识体系
学生独立完成 巩固深化
r2
即所求的圆的方程为(x + 1)2 + (y + 2)2 = 10 解法2:kAB,AB的中点是(0,–4),
12
所以AB的中垂线方程为2x + y + 4 = 0 由
x2y30x1
得
2xy40y2
因为圆心为(–1, –2 )又r(21)2(32)210. 所以所求的圆的方程是(x + 1)2 + (y + 2)2 = 10.
例3 已知三点A(3,2),B(5,–3),C(–1,3),以P(2,–1)为圆心作一个圆,使A、
B、C三点中一点在圆外,一点在圆上,一点在圆内,求这个圆的方程.
【解析】要使A、B、C三点中一点在圆外,一点在圆上,一点在圆内,则圆的半径是|PA|、|PB|、|PC|中的中间值.
|PA|10,|PB|13,|PC|25.
因为|PA|<|PB|<|PC| 所以圆的半径r|PB|13.
故所求的圆的方程为(x – 2)2 + (y + 1)2 = 13.
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