高中数学必修二导学案-直线与圆的方程的应用

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4、2、3直线与圆的方程的应用(二)

【教学目标】

1、坐标法求直线和圆的应用性问题;

2、面积最小圆、中点弦问题的解决方法.

【教学重难点】

教学重点:坐标法求直线和圆的应用性问题.

教学难点:面积最小圆、中点弦问题的解决方法.

【教学过程】

1、面积最小圆问题、中点弦轨迹问题

例1、求通过直线032yx与圆014222yxyx的交点,且面积最小的圆的方程.

结论:解法一:利用过两曲线交点的曲线系.我们可以设圆的方程为

0)32(14222yxyxyx.配方得到标准式方程如下所示13)2/2()1()2/2()1(2222yx,可以得到5/19)5/2(4/54)4/5(222r,当5/2时,此时半径5/19r,所求圆的方程为5/19)5/9()5/3(22yx.解法二:利用平面几何知识.以直线与圆的交点),(),,2211yxByxA(连线为直径的圆符合条件.把两个方程式联立,消去y,得02652xx.因为判别式大于零,我们可以根据根与系数的关系也即韦达定理得到线段AB的中点的横坐标为5/32/)(210xxx,5/93200xy,又半径5/1921.||5.0221xxr(弦长公式),所以所求的圆的方程是:5/19)5/9()5/3(22yx.解法三:我们可以求出两点的坐标,根据两点间距离公式和中点坐标公式求出半径和圆心,求出圆的方程.

变式练习:求圆22234xy上的点到20xy的最远、最近的距离。

例2、已知圆O的方程为922yx,求过点)2,1(A所作的弦的中点的轨迹.

结论:解法一:参数法(常规方法)设过A所在的直线方程为y-2=k(x-1)(k存在时),P(x,y),则)2(,922kkxyyx,消去y,得到如下方程.054)2(2)1222kkxkkxk(所以我们可以得到下面结果)1/()2(2221kkkxx,利用中点坐标公式及中点在直线上,得:)1/()2(),1/()2(22kkykkkx(k为参数).消去k得P点的轨迹方程为0222yxyx,当k不存在时,中点P(1,0)的坐标也适合方程.所以P点的轨迹是以点(1/2,1)为圆心,2/5为半径的圆.解法二:代点法(涉及中点问题可考虑此法)我们可以设过点A的弦为MN,则可以设两点的坐标为),(),,(2211yxNyxM.因为M、N都在圆上,所以我们可以得到9,922222121yxyx,然后我们把两式向减可以得到:).(0))].(/()[()(2121212121xxyyxxyyxx设P(x,y)则2/)(,2/)(2121yyyxxx.所以由这个结论和M、N、P、A四点共线,可以得到)1)(1/()2()/()(2121xxyxxyy.所以2x+[(y-2)/(x-

1)]2y=0,所以P点的轨迹方程为0222yxyx(x=1时也成立),所以P点的轨迹是以点(1/2,1)为圆心,2/5为半径的圆.解法三:数形结合(利用平面几何知识),由垂径定理可知PAOP,故点P的轨迹是以AO为直径的圆.

变式练习:已知直线134yxl:,M是l上一动点,过M作x轴、y轴的垂线,垂足分别为A、B,则在A、B连线上,且满足PBAP2的点P的轨迹方程。

反思总结:

当堂检测:

已知与曲线C:012222yxyx相切的直线l交yx,的正半轴与BA、两点,O为原点,OA=a,bOB,)2,2(ba.

(1)求线段AB中点的轨迹方程;

(2)求ab的最小值.

【板书设计】

例1

变式1

例2

变式2

【作业布置】

1、必做题:习题4.2B组的2、3、题;

4、2、3直线与圆的方程的应用导学案(二)

课前预习学案

一、预习目标:利用直线与圆的位置关系及圆与圆的位置关系解决一些实际问题

二、预习内容:

1.你能说出直线与圆的位置关系吗? 2.解决直线与圆的位置关系,你将采用什么方法?

三、提出疑惑

1、

2、 ;

3、 。

课内探究学案

一、学习目标:

(1)理解直线与圆的位置关系的几何性质;

(2)利用平面直角坐标系解决直线与圆的位置关系;

(3)会用“数形结合”的数学思想解决问题.

学习重难点:直线的知识以及圆的知识

二、学习过程:

1、面积最小圆问题、中点弦轨迹问题

例1、求通过直线032yx与圆014222yxyx的交点,且面积最小的圆的方程.

变式练习:求圆22234xy上的点到20xy的最远、最近的距离。

例2、已知圆O的方程为922yx,求过点)2,1(A所作的弦的中点的轨迹.

变式练习:已知直线134yxl:,M是l上一动点,过M作x轴、y轴的垂线,垂足分别为A、B,则在A、B连线上,且满足PBAP2的点P的轨迹方程。

反思总结:

当堂检测:

已知与曲线C:012222yxyx相切的直线l交yx,的正半轴与BA、两点,O为原点,OA=a,bOB,)2,2(ba.

(1)求线段AB中点的轨迹方程;

(2)求ab的最小值.

课后练习与提高

1、M(),00yx为圆)0(222aayx内异于圆心的一点,则直线200ayyxx与该圆的位置关系为

A、相切 B、相交 C、相离 D、相切或相交

2.从直线l:03yx上的点向圆1)2()2(22yx引切线,则切线长的最小值为

A、223 B、214 C、 423 D、1223

3、已知),(),,(222111yxPyxP分别是直线l上和直线l外的点,若直线l的方程是0),(yxf,则方程0),(),(),(2211yxfyxfyxf表示

A、与l重合的直线 B、过P2且与l平行的直线

C、过P1且与l垂直的直线 D、不过P2但与l平行的直线

4.如果实数的最大值那么满足等式xyyxyx,3)2(,22 .

5、已知集合A={(x,y)|13xy=2,x、y∈R},B={(x,y)|4x+ay=16,x、y∈R},若

A∩B=,则实数a的值为 .

6.等腰三角形ABC的顶点)0,2(),0,1(的坐标为底边一端点BA,求另一端点C的轨迹方程.