人教版新课标普通高中◎数学2必修(A版)
第四章圆与方程
4.1 圆的方程
教案A
第1课时
教学内容:4.1.1 圆的标准方程
教学目标
一、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.
二、过程与方法
进一步发展能用解析法研究几何问题的能力,体现数形结合思想,
三、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.
教学重点、难点
教学重点:圆的标准方程.
教学难点:会根据不同的已知条件,利用待定系数法求圆的标准方程.
教学关键:根据圆的定义与两点间距离公式推导出圆的标准方程,把握圆的标准方程的结构特点及方程中参数的几何意义.
教学突破方法:求圆的标准方程最关键的是圆心及半径,要根据题目所给的具体条件,采用适当的方法求出圆心和半径,同时特别注意圆的几何性质在求解过程中的应用.教法与学法导航
教学方法:启发诱导法,讲练结合法.教学过程中,教师要引导学生把握圆的标准方程的结构特征,并能从圆的标准方程求出圆心与半径.通过适当的练习,使学生熟练掌握由待定系数法求圆的标准方程.
学习方法:自主讨论与练习穿插进行.
教学准备
教师准备:多媒体课件.
学生准备:圆的定义及性质.
教学过程
详见下页表格.
1
教师备课系统──多媒体教案
2 教学
环节
教学内容师生互动
设计
意图
复习
引入
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,那么圆是否也可用一
个方程来表示呢?如果能,这个方程
具有什么特征?
由学生回答,然后
引入课题.
设置
情境
引入
课题.
概念
形成
确定圆的基本条件为圆心和半
径,设圆的圆心坐标为A(a,b),
半径为r (其中a、b、r都是常数,
r>0).设M(x,y)为这个圆上任
意一点,那么点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
22
()()
x a y b r
-+-=,①
化简可得:222
––
x a y b r
+=
()().②
引导学生自己证明(x
–a)2 + (y–b)2 = r2为
圆的方程,得出结论.
方程②就是圆心为A
(a,b)半径为r的圆的
方程,我们把它叫做圆的
标准方程.
通过学
生自己
证明培
养学生
的探究
能力.
6–
–
4–
–
2–
–
–
–2 –
–
–4–
–
–
–55
A
M
O x
y
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3
续上表
应用
举例
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M 1(5,–7),2(5,1)M --是否在这
个圆上. 分析探求:可以从计算点到圆心的距离入手. 探究:点M (x 0,y 0)与圆(x – a )2 + (y – b )2 = r 2的关系的判断方法: (1)(x 0 – a )2 + (y 0 – b )2>r 2,点在圆外. (2)(x 0 – a )2 + (y 0 – b )2 = r 2,点在圆上. (3)(x 0 – a )2 + (y 0 – b )2 <r 2,点在圆内. 引导学生分析探究:
从计算点到圆心的距离入
手.
例1 【解析】圆心
是A (2,–3),半径长等
于5的圆的标准方程是 (x -2)2 + (y + 3)2 =25.
把M 1 (5,–7),M 2 (5-,–1) 的坐标代入方程(x –2)2 + (y +3)2 =25,左右两边相等,点M 1的坐标适合圆的方程,所以点M 1在这个圆上;把M 2 (5-,–1)的坐标代入方程(x – 2)2 + (y +3)2 =25,
左右两边不相等,点M 2
的坐标不适合圆的方程,所以M 2不在这个圆上. 通过实
例引导学生掌握求圆的标准
方程的两种方法. 例2 △ABC 的三个顶点的坐标是A (5,1),B (7,–3),C (2,– 8),求它的外接圆的方程. 【解析】设所求圆的方程是 (x – a )2 + (y – b )2 = r 2. ① 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①. 于是
222222
222(5)(1)(7)(3)(2)(8).a b r a b r a b r -+-=-+--=-+--=?????
,,
解此方程组,得22325.a b r ==-=??
???
,,
所以,△ABC 的外接圆的方程是
师生共同分析:从圆的标准方程(x – a )2 + (y – b )2 = r 2可知,要确定圆的标准方程,可用待定系数法确定a 、b 、r 三个参数,(学生自己运算解决).
教师备课系统──多媒体教案
4 (x– 2)2 + (y +3)2 =25.
续上表
应用举例
例3已知圆心为C的圆C经过
点A(1,1)和B(2,–2),且圆心
在l : x –y + 1 = 0上,求圆心为C的
圆的标准方程.
比较例2、例3可得出△ABC外
接圆的标准方程的两种求法:
①根据题设条件,列出关于a、b、
r的方程组,解方程组得到a、b、r
的值,写出圆根据确定圆的要素,以
及题设条件,分别求出圆心坐标和半
径大小,然后再写出圆的标准方程.
师生共同分析:如图
确定一个图只需确定圆心
位置与半径大小.圆心为
C的圆经过点A(1,1)
和B(2,–2),由于C与
A、B两点的距离相等,所
以C在线段AB的垂直平
分线l′上,又C在直线l
上,因此C是直线l与直
线l′的交点,半径长等于
|CA|或|CB|.(教师板书解
题过程)
例3 【解析】因为A (1,
1),B (2,– 2),所以线
段AB的中点D的坐标为
(
3
2
,
1
2
-),直线AB的
斜率k AB =
21
21
--
-
= –3,
因为线段AB的垂直
平分线l′的方程是
y +113
()
232
x
=-,
即x –3y–3 = 0.
圆心C的坐标是方程
组
330
10
x y
x y
--=
-+=
?
?
?
,
,
的解.
解此方程组,得
3
2.
x
y
=-
=-
?
?
?
,
,所以圆心C的
坐标是(–3,–2).
圆心为C的圆的半径
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5
r =|AC |=22
(13)(12)+++= 5. 所以,圆心为C 的圆的标准方程是 (x + 3)2 + (y +2)2 =25.
续上表
归纳总结 1.圆的标准方程.
2.点与圆的位置关系的判断方法. 3.根据已知条件求圆的标准方程的
方法.
教师启发,学生自己比较、归纳.
形成知识体 系.
课堂作业
1. 写出下列方程表示的圆的圆心和半径
(1)x 2 + (y + 3)2 = 2; (2)(x + 2)2 + (y –1)2 = a 2 (a≠0).
【解析】(1)圆心为(0,–3),半径为2 ;
(2)圆心为(–2,1),半径为|a |.
2. 圆心在直线x –2y –3 = 0上,且过A (2,–3),B (–2,–5),求圆的方程. 【解析】设所求的圆的方程为(x -a )2 + (y –b )2 = r 2,
由条件知 2222
230(2)(3)(2)(5)a b a b a b --=???-++=+++??,
.
解方程组得a = –1,b = –2.
即所求的圆的方程为(x + 1)2 + (y + 2)2 = 10. 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|P A |、|PB |、|PC |的中间值.因为|P A |<|PB |<|PC |,所以圆的半径
r =22)31()52(+-+-=13.
故所求的圆的方程为(x –2)2 + (y + 1)2 = 13.
第2课时
教学内容:4.1.2 圆的一般方程 教学目标
一、知识与技能
1. 在掌握圆的标准方程的基础上,理解记忆圆的一般方程的代数特征,由圆的一
教师备课系统──多媒体教案
6
般方程确定圆的圆心半径.掌握方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示圆的条件;
2. 能通过配方等手段,把圆的一般方程化为圆的标准方程.能用待定系数法求圆的方程.
二、过程与方法
经历对方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示圆的条件的探究,提高发现及分析解决问题的实际能力.
三、情感、态度与价值观
感受几何和代数的完美结合,提高学习兴趣. 教学重点、难点
教学重点:圆的一般方程的代数特征,一般方程与标准方程间的互化,根据已知条件确定方程中的系数D 、E 、F .
教学难点:对圆的一般方程的认识、掌握和运用王新敞
教学关键:引导学生掌握利用待定系数法求确定方程中的系数D 、E 、F ,特别注意应用圆的几何性质确定.
教学突破方法:使学生在理解圆的一般方程与标准方程的基础上,掌握求圆的一般方程的基本方法,强调圆的几何性质的应用. 教法与学法导航
教学方法:问题教学法,讨论法,练习法.通过提出问题,学生思考并体会确定圆的一般方程中系数的方法.
学习方法:自主探究与练习相结合. 教学准备
教师准备:多媒体、实物投影仪王新敞
学生准备:圆的标准方程的相关知识. 教学过程
教学 环节
教学内容 师生互动
设计 意图
复习
引入
问题:求过三点A (0,0),B (1,1),C (4,2)的圆的方程. 师生讨论:利用圆的标准方程显然有些麻烦,用直线的
知识解决又有其简单的局限性,那么
有没有其他的解决
方法呢?带着这个问题我们来共同研究圆的方程的另一种形式——圆的一般方程. 设置 情境 引入 课题.
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7
续上表
概念 形成 1. 圆的一般方程的由来 圆的标准方程:(x
-a )2+(y -b )2=r 2
,圆心(a ,b ),半径r .把圆的标准方程展开,并整理:x 2+y 2-2ax -2by +a 2+b 2-r 2=0
反过来给出一个形如x 2+y 2+Dx +Ey +F =0的方程,它表示的曲线一定是圆吗? 把x 2+y 2+Dx +Ey +F=0配方,得
222
2
4()()2
2
4
D E D E F
x y +-+
++
=
,
取22222D a E b F a b r =-=-=+-,,, 得2
2
0x y Dx Ey F ++++=, ① 这个方程是圆的一般方程.
(1)当0422>-+F E D 时,方程①表
示以(-2
D ,-2
E )为圆心,F
E D 4212
2-+为半径的圆;
(2)当0422=-+F E D 时,方程只有
实数解2D x -=,2E
y -=,即只表示一个点
(-2
D ,-2
E );
(3)当0422<-+F E D 时,方程没有
实数解,因而它不表示任何图形.
综上所述,方程
02
2=++++F Ey Dx y x 表示的曲线不一定是圆.只有当2
2
40D E F +->时,它表示的曲线才是圆,我们把形如
022=++++F Ey Dx y x 的表示圆的方程称
教师可让同学自己完成从标准方程到一般方程的展开.
(配方过程由学生去完成)这个方程是不是表示圆? 师:圆的一般方程有什么特点:
(启发学生归纳)
(1)①x 2和y 2的系
数相同,不等于0.
②没有xy 这样的二次项.
(2)圆的一般方程中有三个特定的系数D 、E 、F ,因此只要求出这三个系数,圆的方程就确定了. (3)与圆的标准方程相比较,它是一种特殊的二元二次方程,代数特征明显,圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小,几何特征较
通过学生自己
推导出圆的一
般方
程,并
观察归
纳出圆的一般
方程的特点.
教师备课系统──多媒体教案
8 为圆的一般方程.明显.
续上表
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9
应用 举例
例1 判断下列二元二次方程是否表示圆的方程?如果是,请求出圆的圆心及半
径.()()2222
14441290244412110.
x y x y x y x y +-++=+-++=;
例2 求过三点A (0,0),B (1,1),
C (4,2)的圆的方程,并求这个圆的半径
长和圆心坐标. 例2 【解析】设所求的圆的方程为: 220x y Dx Ey F ++++=,
(0,0),(11A B ,),C(4,2)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F E D ,,的三元一次方程组,即02042200F D E F D E F =+++=+++=?????,,,
解此方程组,可得0,6,8==-=F E D . ∴所求圆的方程为06822=+-+y x y x .
224, 3.
221452D F r D E F -=-=-=+-=;得圆心坐标为(4,-3). 或将06822=+-+y x y x 左边配方化为圆
的标准方程,25)3()4(22=++-y x ,从而
求出圆的半径5=r ,圆心坐标为(4,-3).
学生自己分析探求解决途径:①用配方法将其变形化成圆的标准形式.
②运用圆的一般方程的判断方法求解.但是,要注意对于
()2214441290x y x y +-++=来说,这里的先把二次项系数化为1.得D =-1,E =3,
F =
4
9
. 例2 师生讨论待定系数法方程的选择
【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.
续上表
教师备课系统──多媒体教案
10
例3 已知线段AB的端点B的坐标是(4,3),
端点A在圆上()22
14
x y
++=运动,求线段
AB的中点M的轨迹方程.
【解析】设点M的坐标是(x,y),点A的坐
标是(x0,y0),由于点B的坐标是(4,3),
且中点M的坐标为
2
4
+
=
x
x,y
2
3
+
=
y
,即
x0=2x+4,y0=2y-3.①
因为点A在圆()22
14
x y
++=上运动,所以点
A的坐标满足方程()22
14
x y
++=,即
()22
00
14
x y
++=,②
把①代入②,得()()
22
241234,
x y
-++-=
22
3
1.
2
y
????
+-=
? ?
????
3
整理,得x-
2
所以,点M的轨迹是以
33
22
??
?
??
,为圆心,1为
半径的圆
学生讨论交流,归
纳得出使用待定
系数法的一般步
骤:
(1)根据题意,
选择标准方程或
一般方程;
(2)根据条件列
出关于a、b、r
或D、E、F的方
程组;
(3)解出a、b、
r或D、E、F,代
入标准方程或一
般方程.
例3师生讨论分
析:如图点A运动
引起点M运动,而
点A在已知圆上
运动,点A的坐标
满足方程
()22
14
x y
++=.
建立点M与点A
坐标之间的关系,
就可以建立点M
的坐标满足的条
件,求出点M的轨
迹方程.
续上表
A
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11
归纳
总结
1.对方程022=++++F Ey Dx y x 的讨论
(什么时候可以表示圆). 2.与标准方程的互化.
3.用待定系数法求圆的方程. 4.求与圆有关的点的轨迹.
师生互动归纳总结.
形成知识体系.
课堂作业
1. 若圆x 2+y 2-2kx -4=0关于直线2x -y +3=0对称,则k =( ) A .
2
3
B . 2
3
-
C . 3
D . -3
2. 圆x 2+y 2-2x +6y +8=0的面积为( ) A . 8π B . 4π C . 2π D . π
3. 方程x 2+y 2+2ax +2by +a 2+b 2=0表示的图形为( ).
A . 以点(a ,b )为圆心的圆
B . 以(a ,-b )为圆心的圆
C . 以点(-a ,b )为圆心的圆
D . 以(-a ,-b )为圆心的圆
4. 当点P 在圆x 2+y 2=1上运动时,它与定点Q (3,0)的连线PQ 的中点的轨迹方程为 .
5. 圆2x 2+2y 2+3x +4y -6=0的圆心坐标为 ,半径为 .
6. 已知圆C 过三点O (0,0)、A (1,0)、B (0,-1),求圆C 的方程. 参考答案:1. B 2. C 3. D 4. 12322
=+??? ?
?-y x 5. ??? ??--1,43,
4
73
6. x 2+y 2-x +y =0
教案 B
第1课时
教学内容:4.1.1 圆的标准方程 教学目标
1.掌握圆的标准方程的形式特点.
2.能根据圆心坐标、半径熟练写出圆的标准方程. 3.能从圆的标准方程求出它的圆心和半径. 教学重点、难点
教学重点:圆的标准方程.
教学难点:根据条件建立圆的标准方程. 教学过程
教师备课系统──多媒体教案
12
一、设置情境
在初中的几何课本中,大家对圆的性质就比较熟悉,首先来回顾一下圆的定义. 平面内与定点距离等于定长的点的集合是圆,定点就是圆心,定长就是半径. 二、新课教学
按照求解曲线方程的一般步骤来求解圆的方程. (一)圆的标准方程: (x -a )2+(y -b )2=r 2, 其中圆心坐标为(a ,b ),半径为r .
方程推导:如右图,设M (x ,y )是圆上任意一点,根据定义,点M 到圆心C 的距离等于r ,所以圆C 就是集合}.|| {r MC M P ==由两点间的距离公式,点M 适
合的条件可表示为22
()()x a y b r -+-=,
①
把①式两边平方,得(x -a )2+(y -b )2=r 2, 当圆心在原点,这时圆的方程是:x 2+y 2=r 2.
小结:由圆的标准方程知道,只要知道圆的圆心、半径就可以写出圆的方程. 课堂练习:
1.写出下列各圆的方程 ⑴圆心在原点,半径是3; ⑵圆心在点C (3,4),半径是5; ⑶圆心在点C (8,-3),经过点P (5,1).
2.说出下列圆的圆心、半径 (1)(x -2)2+(y +3)2=25; (2)(x +2)2+(y -1)2=36; (3)x 2+y 2=4.
3.判断下列各点与圆(x +1)2+(y -1)2=4的位置关系: ①A (1,1);②B (0,1);③C (3,1).
小结:点P (x 0,y 0)与(x -a )2+(y -b )2=r 2的位置关系是 (x 0-a )2+(y 0-b )2=r 2等价于点P 在圆上; (x 0-a )2+(y 0-b )2>r 2等价于点P 在圆外; (x 0-a )2+(y 0-b )2<r 2等价于点P 在圆内. (二)例题讲解
例1 求以C (1,3)为圆心,并且和直线3x -4y -7=0相切的圆的方程. 回忆初中直线与圆的位置关系:
①设圆心到直线的距离d ,圆的半径为r ,则d >r 等价于直线与圆相离;d =r 等价于直线与圆相切;d <r 等价于直线与圆相交.
②从交点个数来看:直线与圆没有交点等价于直线与圆相离;直线与圆只有一个点等价于直线与圆相切;直线与圆有两个点等价于直线与圆相交.
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13
③从方程的观点来看:由圆的方程与直线的方程消去y (或x )后得到一个一元二
次方程,用判别式Δ与0的大小来判别:Δ>0等价于直线与圆相交;Δ=0等价于直线与圆相切;Δ<0等价于直线与圆相离.
【解析】因为圆C 和直线3x -4y -7=0相切,所以半径r 等于圆心C 到这条直线的距离.
根据点到直线的距离公式,得2
2
31437165
3(4)
r ?-?-=
=
+-,
因此,所求的圆的方程是22
256
(1)(3).25
x y -+-=
说明直线和圆相切的性质是解决圆的问题重要知识.
例2 已知圆的方程是x 2+y 2=r 2,求经过圆上一点M (x 0, y 0)的切线的方程. 【解析】如图,设切线的斜率为k ,半径OM 的斜率为k 1,因为圆的切线
垂直于过切点的半径,于是1
1
k k -
=, 0
0001,y x k x y k -=∴=
. 经过点M 的切线方程是:0
000
()x y y x x y -=-
-, 整理得:22
0000.x x y y x y +=+
因为点M (x 0,,y 0)在圆上,所以22200
x y r +=, 所求切线方程为:200.x x y y r +=
当点M 在坐标轴上时,上述方程同样适用. 猜测:已知圆的方程是(x -a )2+(y -b )2=r 2
,则经过圆上一点M (x 0, y 0)的切线的方程是(x -a ) (x 0-a )+(y -b ) (y 0-b )=r 2.
说明:例2结论要求学生熟记,一题多解. 例3 右图是某圆拱桥的一孔圆拱的示意图.该圆拱跨度AB =20m ,拱高OP =4m ,在建造时每隔4m 需用一个支柱支撑,求支柱A 2P 2的长度(精确到0.01m ).
【解析】建立直角坐标系如右图所示. 圆心在y 轴上,设圆心的坐标是(0,b ),圆的半径是r ,那么圆的方程是x 2+(y
M (x 0, y 0
)
教师备课系统──多媒体教案
14
-b )2=r 2.
因为P 、B 都在圆上,所以它们的坐标(0,4)、(10,0)都是这个圆的方程的解.于是得到方程组.
222222
0(4)10(0)b r b r ?+-=??+-=??,
,
解得b =-10.5, r 2=14.52. 所以这个圆的方程是:x 2+(y +10.5)2=14.52. 把点P 的横坐标x =-2代入圆方程得
2
2
14.5(2)10.5 3.86(m).y =---=
答:支柱A 2P 2的长度约为m 86.3.
说明:例3一方面让学生进一步熟悉求曲线方程的一般步骤,另一方面了解待定系数法确定曲线方程的思路. (三)课堂练习
1. 圆x 2+y 2=1上的点到直线3x +4y -25=0的最小距离是__________.
2. 直线3x -4y +17=0被(x -2)2+(y -2)2=25所截得的弦长是_____________. 三、归纳总结 基本知识
1.圆的标准方程的结构特点.
2.点与圆的位置关系的判断方法.
3. 求圆的标准方程的方法:①待定系数法;②代入法. 思想方法:数形结合,解析法,图形法. 四、布置作业
P120-121练习:1,2,3,4.
第2课时
教学内容:4.1.2 圆的一般方程 教学目标
1.掌握圆的一般方程的形式特点及与标准方程互化; 2.掌握二元二次方程表示圆的充要条件; 3.进一步熟悉并掌握待定系数法. 教学重点、难点
教学重点:圆的一般方程应用. 教学难点:待定系数法. 教学过程
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一、设置情境
1. 求下列各圆的标准方程
(1)圆心在直线y =-x 上,且过两点(2,0),(0,-4);
(2)圆心在直线2x +y =0上,且与直线x +y -1=0相切于点(2,-1); (3)圆心在直线5x -3y =8上,且与坐标轴相切. 答案:(1)(x -3)2+(y +3)2=10;(2)(x -1)2+(y +2)2=2;(3)(x -4)2+(y -4)2=16.
2. 已知圆x 2+y 2=25,求:
(1)过点A (4,-3)的切线方程;(2)过点B (-5,2)的切线方程. 答案(1)4x -3y -25=0(2)21x -20y +145=0或x =-5. 3. 圆的标准方程及其应用回顾:
(x -a )2+(y -b )2=r 2其中圆心坐标为(a ,b ),半径为r . 变形圆的标准方程 x 2+y 2-2ax -2by +a 2+b 2-r 2=0, 由此可见,任一个圆的方程都可以写成下面的形式:
x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0, ①
反过来,我们研究形如①的方程的曲线是不是圆. 将①的左边配方,整理得
222
2
4()()2
2
4
D E D E F
x y +-+
++
=
, ②
(1)当D 2+E 2-4F >0时,比较方程②和圆的标准方程,可以看出方程①表示以
(-D /2,-E/2)为圆心,半径为
F E D 42
1
22-+的圆. (2)当D 2+E 2-4F =0时,方程①只有实数解x =-D/2,y =-E/2,所以表示一
个点(-D /2,-E /2).
(3)当D 2+E 2-4F <0时,方程①没有实数解,因而它不表示任何图形. 二、解决问题
1. 圆的一般方程:
x 2 + y 2 + D x + Ey + F = 0(D 2+E 2-4F >0),其中圆心(―D /2,―E /2),半径为F E D 42
1
22-+. 2. 二元二次方程表示圆的充要条件: 由二元二次方程的一般形式: Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0
和圆的一般方程x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0的系数比较, (1)x 2和y 2的系数相同,且不等于0,即A =C ≠0; (2)没有xy 项,即B=0; (3)D 2+E 2-4AF >0. 练习:
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1. 下列方程各表示什么图形? (1)x 2 + y 2 = 0;
(2)x 2 + y 2 -2x + 4y -6 = 0; (3)x 2 + y 2 + 2ax -b 2 = 0. 2. 求下列各圆的圆心与半径. (1)x 2 + y 2 -6y = 0; ⑵x 2 + y 2 + 2by = 0;
⑶x 2 + y 2 -4x + 6y -12= 0. 三、反思应用
例1 求过三点O (0,0)、M 1(1,1)、M 2(4,2)的圆的方程,并求这个圆的半径和圆心坐标.
【解析】设所求圆的方程为x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0, 用待定系数法,根据所给条件来确定D 、E 、F ,
因为O 、M 1、M 2在圆上,所以它们的坐标是方程的解.把它们的坐标依次代入上面的方程,可得
02042200F D E F D E F =+++=+++=?????,,, 解得860D E F =-==??
???
,,, 于是所求圆方程为:x 2+y 2-8x +6y =0. 化成标准方程为:(x -4)2+[y -(-3)]2=52, 所以圆半径r =5,圆心坐标为(4,-3).
说明:例4要求学生进一步熟悉待定系数法,并能将圆的一般方程化成标准形式,并求出相应半径与圆心半径.
例2 已知一曲线是与两个定点O (0,0)、A (3,0)距离的比为1/2的点的轨迹,求此曲线的方程,并画出曲线.
【解析】在给定的坐标系里,设点M (x ,y )是曲线上的任意一点,也就是点M 属于集合
}.2
1
|||||{==AM OM M P
由两点间的距离公式,点M 所适合的条件可以表示为
2
1
)3(2
222=
+-+y x y x , ① 将①式两边平方,得4
1
)3(2222=+-+y x y x
化简得x 2+y 2+2x -3=0, ② 化为标准形式得:(x +1)2+y 2 = 4.
所以方程②表示的曲线是以C (-1,0)为圆心,2
为半径的圆,它的图形如图所
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示.
例3 求过原点及点A (1,1)且在x 轴上截得的线段长为3的圆的方程.
【解析】设所求圆的方程为:x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0,则
=020F D E F +++=??
?,
,
又圆被x 轴上截得的线段长为3,即|D |=3 ∴D =±3,当D =3时,E =-5,F =0;当D =-3时,E =1,F =0. 故所求的圆的方程为:x 2 + y 2 + 3x -5y = 0或x 2 + y 2 -3x +y = 0. 课堂练习:P123练习:1,2,3. 四、课堂小结
1.圆的一般方程的结构特点.
2 用配方法化一般方程为标准方程. 3.用待定系数法求圆的方程王新敞
4.求与圆有关的点的轨迹方程. 五 布置作业
P124习题4.1A 组:1,2,3,4.