11.直线与圆的位置关系1
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直线与圆位置关系的判定方法直线和圆的位置关系是初中数学中常见的问题,也是高中和大学数学中常见的基础概念,理解好这两者之间的关系对进一步的数学学习和应用都有很大的帮助。
下面将介绍判定直线与圆位置关系的方法。
一、一次函数方程式首先,对于经过圆的直线,可以将其方程式化为一次函数的形式,即:y = kx + b其中,k为斜率,b为截距。
接下来,我们只需要找到该函数与圆的位置关系即可。
1、当k=0时,直线平行于x轴,此时若圆心的y坐标在直线两端点的y坐标之间,则直线与圆有两个交点;若圆心的y坐标小于直线两端点的y坐标,则没有交点;若圆心的y坐标大于直线两端点的y坐标,则有且只有一个交点。
2、当k不为0时,此时直线的斜率存在,这意味着直线与圆的位置关系会发生变化。
如果直线的斜率大于圆与直线的交点处的切线的斜率,则直线与圆没有交点;如果直线的斜率小于切线的斜率,则直线与圆有两个交点;如果直线的斜率等于切线的斜率,则直线与圆有且只有一个交点。
二、圆的一般方程式还有一种情况是,圆的方程不是标准方程,而是一般方程:(x-a)² +(y-b)² = r²,其中(a,b)为圆心坐标,r为圆的半径。
这时我们可以将直线的方程式 y=kx+b 代入圆的一般方程,并进行变形。
变形后的方程为:(k²+1)x² + (2kb-2ak-2b) x+(a²+b²-r²) = 0解此一元二次方程可以得到交点的横坐标,进而求得纵坐标。
当求出的纵坐标与直线对应的纵坐标接近时,则判断直线与圆相切;当求出的纵坐标与直线对应的纵坐标相等时,则判断直线与圆相离;否则,判断直线与圆相交。
相交时,根据解出的横坐标作代入圆的方程,得到两个交点的纵坐标。
总结:在日常生活和工作中,我们经常需要判定直线和圆的位置关系,上述方法简单易行,当我们用好这些方法,可以在很大程度上提高工作有效性。
《直线与圆的位置关系》说课稿一、教材的理解与处理本节课的内容是平面解析几何的基础知识,是对前面所学直线与圆的方程的进一步应用。
而解决问题的主要方法是解析法。
解析法不仅是定量判断直线与圆的位置关系的方法,更为后续研究直线与圆锥曲线的位置关系奠定思想基础,具有承上启下的作用。
本节课的教学目的是使学生掌握直线与圆的位置关系的判定方法,教材处理问题的方法主要是:用点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离d后与圆的半径r比较作出判断;类比利用直线方法求两条直线交点的方法,联立直线与圆的方程,通过解方程组,根据方程组解的个数判断直线与圆的位置关系。
考虑到圆的性质的特殊性,以及渗透给学生解决问题尽力选择简捷途径,以及学生的认知结构特征,课堂上师生着力用第一种方法来解决直线与圆的位置关系,对于第二种方法主要留给学生自主探究,教师做适当的点拨总结。
二、教学目标确定说明学生在初中已经学习了直线与圆的位置关系,也知道可以利用直线与圆的交点的个数以及圆心与直线的距离d与半径r的大小比较两种方法判断直线与圆的位置关系,但是,在初中学习时,这两种方法都是以结论性的形式呈现,在高一学习了解析几何以后要求学生掌握用直线和圆的方程来判断直线与圆的位置关系,解决问题的主要方是解析法。
高中数学教学的重要目标之一是提高学生的数学思维能力,通过不同形式的探究活动,让学生亲身经历知识的发生和发展过程,从中领悟解决问题的思想方法,不断提高分析和解决问题的能力,使数学学习变成一种愉快的探究活动,从中体验成功的喜悦,不断增强探究知识的欲望和热情,养成一种良好的思维品质和习惯。
根据本节课的教学内容和我所教学生的实际,本节课的教学目标确定为以下三个方面:(1)知识与技能目标:①理解直线与圆三种位置关系。
②掌握用圆心到直线的距离d与圆的半径r比较,以及通过方程组解的个数判断直线与圆位置关系的方法。
(2)能力目标:①通过对直线与圆的位置关系的探究活动,经历知识的建构过程,培养学生独立思考,自主探究,动手实践,合作交流的学习方式。
关于解决直线与圆的位置关系问题的几种常用方法李志民1 直线与圆的位置关系有三种:相交、相切、相离。
判断直线与圆的位置关系常见的有三种方法:判别式 相交1.1代数法: 相切Δ=b2-4ac 相离1.2 几何法:利用圆心到直线的距离d和圆半径r的大小关系:d<r 相交,d=r 相切,d>r相离(三)点与圆的位置关系法:若直线恒过定点且定点在圆内,可判断直线与圆相交.此法适用于动直线问题。
2 计算直线被圆截得的弦长的常用方法2.1 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。
2.2 代数方法一是直接求出直线与圆的交点坐标,再利用两点间的距离公式得出;二是运用韦达定理及弦长公式|AB|= |x A-x B|=.]4))[(1(22BABAxxxxk-++说明:圆的弦长、弦心距的计算常用几何方法。
3 求过点P(x0,y0)的圆x2+y2=r2的切线方程3.1 若P(x0,y0)在圆x2+y2=r2上, 则以P为切点的圆的切线方程为:x0x+y0y=r23.2 若P(x0,y0)在圆x2+y2=r2外,则过P的切线方程可设为:y-y0=k(x-x0),利用待定系数 法求解。
说明:k为切线斜率,同时应考虑斜率不存在的情况.4 例题选讲:例1. 已知直线l:y=kx+1,圆C:(x-1)2+(y+1)2=12。
(1)试证明:不论k为何实数,直线l和圆C总有两个交点;(2)求直线l被圆C截得的最短弦长。
(1)证明 由消去y得(k2+1)x2-(2-4k)x-7=0,因为Δ=(4k-2)2+28(k2+1)>0,所以不论k为何实数,直线l和圆C总有两个交点.(2)解 设直线与圆交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,则直线l被圆C截得的弦长|AB|=1+k2|x1-x2|=28-4k+11k21+k2=2 11-4k+31+k2,令t=4k+31+k2,则tk2-4k+(t-3)=0,当t=0时,k=-34,当t≠0时,因为k∈R,所以Δ=16-4t(t-3)≥0,解得-1≤t≤4,且t≠0,故t=4k+31+k2的最大值为4,此时|AB|最小为27。