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《4.1.1圆的标准方程》教学设计本课时编写：成都市第二十小学付江平设计思路说明：圆是解析几何中一类重要的曲线，对圆锥曲线的学习有着重耍的意义。
学生在初中对圆的平血几何性质己有了 i定的了解和研究，因此本节课的重点确定为用解析法研究圆的标准方程及其简单应用。
类比前面确定直线的方法得到圆心与半径大小确定后，圆就确定下来，再利用圆心和圆上任意一点间的距离公式得到圆的标准方程，培养学生的理性思维，引导学生剖析方程的基本元素，辅之以练习加以巩固，以变式循序渐进的开展教学。
问题的设计中，由易到难，纵向挖掘知识深度，横向加强知识间的联系，培养了学生的创新精神。
本节课以问题为纽带设计环节，使学生在问题的引导下，以探究活动为载体，层层展开、步步深入，以求发挥学生的主体作用，凸显教师的主导地位。
多媒体的参与使课堂容量加大,有利于课堂效率的提髙。
应用启发式的教学方法把学生学习知识的过程转变为学生观察问题、发现问题、分析问题、解决问题的过程，充分体现重视教学过程的新课程理念。
在解决问题的同时锻炼了思维.提高了能力、培养了兴趣、增强了信心。
一、讲什么1.教学内容（1）概念原理：圆的标准方程、圆心在原点的标准方程、点与圆的位置关系;（2）思想方法：类比法;（3）能力素养：数学抽象、数学建模、逻辑推理。
2.内容解析：解析儿何的本质是用代数方法研究图形的儿何性质，体现了数形结合的重要数学思想。
圆是解析几何中一类重要的曲线，是在学生学习了直线与方程的基础知识之后，知道了在直角坐标系中通过建立方程可以达到研究图形性质，圆的标准方程正是这一知识运用的延续, 在学习中使学生进一步体会数形结合的思想，形成用代数方法解决几何问题的能力，是进一步学习圆锥曲线的基础。
对于知识的后续学习，具有相当重要的意义°另外，本节课的学习是通过由特殊到一般逐步展开的，可以进一步发展学生观察、归纳、类比、概括等能力，发展有条理的思考及灵活处理问题的能力。
解析几何中的圆及其方程求解圆是我们数学里一个非常重要的几何图形，它可以在解析几何中被理解为平面上所有与固定点距离相等的点构成的图形。
比如我们平常所说的车轮、球、光盘等，都可以被抽象表示为圆形。
接下来，我们将会学习在解析几何中，如何表示圆及其方程的求解方法。
一、圆的表示方式解析几何中，我们可以用不同的方式来表示圆。
最常使用的是标准方程、一般方程和参数方程。
1、标准方程标准方程的表达式为：$$(x-a)^2+(y-b)^2=r^2$$其中，$(a,b)$为圆心坐标，$r$为半径。
通过标准方程，我们可以得知圆的位置、大小以及形状等信息。
但是，我们需要确定圆的两个参数$a$和$b$，所以我们需要求解这两个未知数。
通常我们通过已知圆上一点的坐标来求解$a$和$b$。
2、一般方程一般方程的表达式为：$$Ax^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0$$注意，这里的系数$A,B,C,D,E$和常量$F$都可以是有理数和实数。
如果我们需要表示一个圆，那么该方程必须满足$B^2-4AC<0$，这是因为圆是对称图形，不存在直线$x=y$，所以该方程的实际解是一组虚数。
通过一般方程，我们可以得到圆的位置、大小以及形状等信息。
3、参数方程参数方程的表达式为：$$x=a+r\cos\theta,y=b+r\sin\theta$$其中$(a,b)$为圆心，$r$为半径，$\theta$为参数。
通过参数方程，我们可以看到圆的位置和形状，但是需要我们确定一个参数$\theta$，因此我们需要转化成另一个方程。
二、圆的方程求解方法一般来说，我们在实际应用中需要通过已知条件，求解出圆的方程。
下面，我们将重点介绍几种常用的求解方法。
1、已知圆心和半径当我们知道了圆心和半径时，我们可以用标准方程来求解。
比如，我们知道圆心坐标为$(5,5)$，半径为$3$时，可以得出：$$(x-5)^2+(y-5)^2=9$$2、已知圆上任意一点和半径当我们知道了圆上任意一点的坐标和半径时，可以通过圆的特殊性质，即圆周长相等，来求解圆心坐标和半径。
圆的⽅程以及圆的有关性质【本讲教育信息】⼀. 教学内容：圆的⽅程以及圆的有关性质⼆、学习⽬标1、通过图⽚欣赏探索确定圆的⼏何要素，在平⾯直⾓坐标系中掌握圆的标准⽅程与⼀般⽅程。
能根据给定直线、圆的⽅程判断直线与圆、圆与圆的位置关系；会利⽤直线⽅程和圆的⽅程解决简单的位置关系问题和度量问题；2、经历具体图形探索，确定圆的⼏何要素的过程；经历⽤待定系数法求圆的⽅程的过程；在学习过程中体会⽤代数⽅法处理⼏何问题的思想；3、体会转化、数形结合等数学思想和⽅法。
三、知识要点1、圆的定义①运动的观念：平⾯内⼀条线段绕着⼀个端点旋转，另⼀个端点形成的轨迹；其中，静⽌的端点叫做圆⼼，线段的长等于半径。
②集合的观念：平⾯内与定点的距离等于定长的点的集合。
其中定点叫做圆⼼，定长等于半径。
2、圆的⽅程①标准形式：圆⼼为（a，b），半径为r的圆的⽅程的标准形式是( x － a ) 2 + ( y － b ) 2 = r 2.特别地，当圆⼼在原点的时候，其⽅程为 x 2 + y 2 = r 2.②⼀般形式：x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0. （*）上式可变形为：（x+）2+（y+）2=.说明：（1）圆的⼀般⽅程体现了圆的⽅程的代数特点：a. x2、y2项的系数相等且不为零.b. 没有xy项.（2）若D2 + E2－ 4F > 0时，（*）式表⽰的是以为圆⼼，以为半径的圆；若D2 + E2－ 4F = 0时，（*）式表⽰的是⼀个点；D2 + E2－ 4F < 0时，（*）式不表⽰任何图形。
3、⼆元⼆次⽅程Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0表⽰圆的充要条件①A=C≠0，②B=0，③D2+E2－4AF＞0.4、点与圆的位置关系设圆⼼为M，半径为R，对于点P①|PM|=R：点P在圆上；②|PM|<R：点P在圆内；③|PM|>R：点P在圆外。
5、求曲线⽅程的两种⽅法①直接法：在不明确曲线是何种曲线的情形下，根据条件，寻找或构造等量关系，列等式，代坐标，得⽅程。
解析几何【4】圆1、圆的定义平面内到定点的距离等于定长（大于零）的点的轨迹是圆.确定一个圆最基本的要素是圆心和半径．2、圆的标准方程方程为3、方程2x 的圆，此时方程22x y xy 项．4、点 00,P x y 与圆 222x a y b r （0r ）的位置关系(1)若 22200x a y b r ，则点P 在圆外；(2)若 22200x a y b r ，则点P 在圆上；(3)若 22200x a y b r ，则点P 在圆内．5、直线与圆的位置关系设圆的半径为r，圆心到直线的距离为d；联立直线和圆的方程得到一元二次方程M．这时，直线与圆的位置关系如下表所示：6、圆与圆的位置关系设两圆的半径分别为R、r，且R r，圆心距为d；联立两圆的方程组成方程组M．这时，两圆的位置关系如下表：（1）几何方法；运用弦心距（即圆心到直线的距离）、弦长的一半及半径构成直角三角形计算．（2）代数方法：运用根与系数的关系及弦长公式：1212AB x y y．位置关系相交相切相离几何特征0d rd rd r代数特征0M有两组实数解0M有一组实数解0M无实数解【考点一】求直线的倾斜角和斜率【例1】已知两点 1,2A 、 ,3B m ．（1）求直线AB 的斜率k 与倾斜角 ；（2）已知实数13m，求直线AB 的倾斜角 的取值范围．设直线（1）（2）（3）【考点二】求直线的方程【例2】求适合下列条件的直线方程．（1）经过点 3,2A ，且在两坐标轴上的截距相等；（2）经过点 5,4B ，且倾斜角是直线324y x的倾斜角的12：（3）经过点 1,1C ，与已知直线260x y 相交于点P 且5CP ．（1）（2）（3）【考点三】直线过定点问题【例3】已知直线 :2311l a y a x ．（1）求证；无论a 为何值，直线l 总经过第一象限；（2）直线l 是否有可能不经过第二象限？若有可能，求出a 的范围；若不可能，说明理由．【同类变式】已知直线方程为 22140m x m y ．（1）该直线是否经过定点？若经过，求出该点坐标；若不经过，说明你的理由；（2）当m 为何值时，点 3,4Q 到直线的距离最大，最大值为多少？（3）当m 在什么范围时，该直线与两坐标轴负半轴均相交？【考点四】求与最值有关的直线方程【例4】如图，已知直线l 过点 3,2P ，且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A 、B 两点，求ABO 的面积的最小值及此时直线l 的方程．【同类变式】（1）若本例条件不变，求OA OB 的最小值及此时直线l 的方程；（2）若本例条件不变，求PA PB的最大值及此时直线l 的方程．【真题自测】1.①② x ③④.A 0；.B 1；.C 2；.D 3．2.下列命题中，正确的是（）.A 若直线的倾斜角越大，则直线的斜率就越大；.B 若直线的倾斜角为 ，则直线的斜率为tan ；.C 若直线的倾斜角2,43，则其斜率的取值范围是,1, ；.D 当直线的倾斜角2,43时，直线的斜率在这个区间上是严格增函数．3.直线:l 4.已知点5.已知点的取值范围是．6.在平面直角坐标系中，两点 111,P x y 、 222,P x y 间的“L 距离”定义为121212PP x x y y ．现将边长为1的正ABC 按如图的方式放置，其中顶点A 与坐标原点重合．记边AB 所在直线的斜率为k ，0k ．求：当BC 取最大值时，边AB 所在直线的斜率的值．。
解析几何：圆的方程在解析几何中，我们经常遇到圆形。
圆是一个在平面上具有特定性质的图形，它由与圆心等距的点组成。
在数学中，我们可以通过方程来描述圆。
圆的一般方程形式为：(x - a)² + (y - b)² = r²其中，(a, b)表示圆心的坐标，r表示圆的半径。
根据圆的一般方程，我们可以推导出其他形式的圆的方程，包括标准方程、截距方程以及圆的参数方程。
一、标准方程标准方程是描述圆形最简洁的形式，形式如下：x² + y² + Dx + Ey + F = 0其中，D、E、F为实数，且D² + E² > 4F。
该方程描述的圆心坐标为(-D/2, -E/2)，半径为√(D² + E² - 4F)。
二、截距方程截距方程是描述圆形的另一种形式，形式如下：(x/a)² + (y/b)² = 1其中，a、b分别表示圆心到横轴和纵轴的截距，描述的是一个以坐标原点为圆心的圆。
三、参数方程参数方程是通过参数化描述圆形的方程，形式如下：x = a + r*cosθy = b + r*sinθ其中，(a, b)表示圆心坐标，r为半径，θ为参数角度。
四、圆的性质除了方程形式的描述，圆还具有一系列独特的性质。
1. 圆上任意两点与圆心的距离相等；2. 圆的直径是圆上任意两点之间的最大距离，直径长度为半径的两倍；3. 圆的内切圆与外接圆分别与圆相切于一个点；4. 圆的周长为2πr，面积为πr²。
五、实例分析以标准方程为例，假设有一个圆的方程为x² + y² - 6x - 4y + 9 = 0，我们可以通过比较方程与一般方程的系数来找出圆的相关信息。
将方程与一般方程形式对应，我们可以得到D = -6，E = -4，F = 9。
进一步计算得到圆心坐标为(3, 2)，半径为√(D² + E² - 4F) = √(36 + 16 - 36) = √16 = 4。
〖圆的解析几何方程〗圆的标准方程：在平面直角坐标系中,以点O（a,b）为圆心，以r为半径的圆的标准方程是（x-a)^2+（y-b)^2=r^2。
圆的一般方程:把圆的标准方程展开，移项，合并同类项后,可得圆的一般方程是x^2+y^2+Dx+Ey+F=0.和标准方程对比,其实D=—2a，E=-2b,F=a^2+b^2。
圆的离心率e=0,在圆上任意一点的曲率半径都是r。
〖圆与直线的位置关系判断〗平面内，直线Ax+By+C=0与圆x^2+y^2+Dx+Ey+F=0的位置关系判断一般方法是：1。
由Ax+By+C=0,可得y=(—C—Ax）／B，（其中B不等于0），代入x^2+y^2+Dx+Ey+F=0，即成为一个关于x的一元二次方程f（x)=0。
利用判别式b^2—4ac的符号可确定圆与直线的位置关系如下：如果b^2-4ac〉0，则圆与直线有2交点,即圆与直线相交.如果b^2-4ac=0，则圆与直线有1交点，即圆与直线相切。
如果b^2-4ac〈0，则圆与直线有0交点,即圆与直线相离.2。
如果B=0即直线为Ax+C=0，即x=-C／A，它平行于y轴（或垂直于x轴）,将x^2+y^2+Dx+Ey+F=0化为（x-a）^2+（y—b）^2=r^2。
令y=b，求出此时的两个x值x1、x2，并且规定x1<x2，那么：当x=-C／A〈x1或x=—C／A〉x2时，直线与圆相离;当x1<x=-C／A<x2时，直线与圆相交;半径r，直径d在直角坐标系中，圆的解析式为：（x—a）^2+(y-b)^2=r^2x^2+y^2+Dx+Ey+F=0=> (x+D/2）^2+（y+E/2)^2=D^2/4+E^2/4-F=〉圆心坐标为(-D/2,-E/2）1．点与圆的位置关系设圆C∶(x—a)2+(y-b)2=r2,点M(x0，y0）到圆心的距离为d，则有：（1）d＞r 点M在圆外；(2）d=r 点M在圆上；（3)d＜r 点M在圆内．2．直线与圆的位置关系设圆C∶(x-a)2+(y-b)=r2，直线l的方程为Ax+By+C=0,圆心(a,b)判别式为△，则有: (1)d＜r 直线与圆相交; (2）d=r 直线与圆相切；(3）d＜r 直线与圆相离，即几何特征；或（1）△＞0 直线与圆相交；(2)△=0 直线与圆相切；（3)△＜0 直线与圆相离，即代数特征,3．圆与圆的位置关系设圆C1：(x-a)2+（y-b)2=r2和圆C2：（x-m)2+（y—n）2=k2（k≥r)，且设两圆圆心距为d，则有：(1)d=k+r 两圆外切；(2）d=k-r 两圆内切；（3)d＞k+r 两圆外离；（4）d＜k+r 两圆内含；（5)k-r＜d＜k+r 两圆相交．4．其他(1）过圆上一点的切线方程：①圆x2+y2=r2,圆上一点为（x0,y0），则此点的切线方程为x0x+y0y=r2（课本命题）．②圆（x-a)2+（y—b）2=r2，圆上一点为（x0,y0)，则过此点的切线方程为(x0—a）（x—a）+(y0—b)（y-b)=r2（课本命题的推广)．（2）相交两圆的公共弦所在直线方程：设圆C1∶x2+y2+D1x+E1y+F1=0和圆C2∶x2+y2+D2x+E2y+F2=0，若两圆相交，则过两圆交点的直线方程为(D1-D2)x+(E1—E2)y+(F1-F2）=0．(3）圆系方程:①设圆C1∶x2+y2+D1x+E1y+F1=0和圆C2∶x2+y2+D2x+E2y+F2=0．若两圆相交，则过交点的圆系方程为x2+y2+D1x+E1y+F1+λ（x2+y2+D2x+E2y+F2）=0（λ为参数，圆系中不包括圆C2，λ=-1为两圆的公共弦所在直线方程）．②设圆C∶x2+y2+Dx+Ey+F=0与直线l：Ax+By+C=0，若直线与圆相交，则过交点的圆系方程为x2+y2+Dx+Ey+F+λ（Ax+By+C）=0(λ为参数)．1.求经过M(1，2）N（3，4），并且在Y轴上截得的弦长为1的圆的方程.解：设圆的方程为:x^2+y^2 +Dx+Ey+F=0 ,∴ 圆心为(- ，— )，半径r=由题意：圆心到y轴的距离为｜- | , y轴上截得的弦长为1∴ r =( ) +（）∴ (D +E −4F)= + D∴ E −4F=1 。
