圆与圆的位置关系 (2)
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匚J Sf" 源于名校,成就所托、知识梳理:1圆与圆的五种位置关系:(1)外离:两个圆没有公共点,并且每个圆上的点都在另一个圆的外部,叫做这两个圆外离。
(2)外切:两个圆有唯一公共点,并且除了这个公共点外,每个圆上的点都在另一个圆的外部,叫做这两个圆外切。
(3)相交:两个圆有两个公共点,叫做这两个圆相交。
(4)内切:两个圆有唯一公共点,并且除了这个公共点外,一个圆上的点都在另一个圆的内部,叫做这两个圆内切。
(5)内含:两个圆没有公共点,并且一个圆上的点都在另一个圆的内部,叫做这两个圆内含。
2、圆与圆位置关系的数量描述:如果两圆的半径为r1?r2,圆心距为d,那么(1)两圆外离:二d ■ r1 r2;(2)两圆外切二d = 口• $ ;(3)两圆相交 u * - r2c d c * + r2;(4)两圆内切二d = A -r2;(5)两圆内含二;(当d=0时,两圆同心)3、相交两圆连心线的性质:相交两圆的连心线垂直平分两圆的公共弦。
4、相切两圆连心线的性质:相切两圆的连心线经过切点。
二、例题精讲:例1、( 1 )已知两圆的半径分别为5和2,且圆心距为3,那么这两个圆的位置关系是_____________(2)___________________________________________________________________ 已知两圆的半径是8和4,圆心距为3,这两个圆的位置关系是________________________________________________(3)_______________________________________________________________________________________________ 如果两个圆的圆心距为7,且这两个圆的直径分别为6和8,那么这两个圆的位置关系是__________________________ (4)_____________________________________________________________ 直径为10和8,且圆心距为10的两个圆的位置关系是_______________________________________________________(5)已知一个圆的半径为4,另一个圆的直径为6,而圆心距为5,这两个圆的位置关系是—(6)___________________________________________________________ 直径为8与6的两个圆相切,这两个圆的圆心距等于_______________________________________________________例2、解下列各题:(1)已知两圆内切,圆心距为2,一个圆的半径为3,那么另一个圆的半径是多少?(2)已知两个圆的圆心距为10, —个圆的半径为8,要使这两个圆外离,那么另一个圆的半径r的取值范围是怎样?(3)已知两圆外切,一个圆的半径为5,而圆心距为乙那么另一个圆的半径是多少?轡立方教冃、古宀丄亠源于名校,成就所托(4) 已知相切两圆的圆心距为 7,一个圆的半径为 6,试求另一个圆的半径。
2.5.2圆与圆的位置关系一、内容和内容解析1.内容圆与圆的位置关系.2.内容解析图形之间的位置关系,既可以直观定性描述,也可以严格定量刻画.定量刻画的方法既可以完全运用代数方法,通过运算求解,得到图形的性质;也可以综合使用几何方法、代数方法,得到图形的性质.本课时教学中,应引导学生根据初中学习图形与几何的经验,类比直线和圆的位置关系,研究圆与圆的位置关系.结合以上分析,确定本节课的教学重点:运用圆的方程,判断圆与圆的位置关系.二、目标和目标解析1.目标(1)会用圆的方程判定两圆的位置关系;(2)能利用坐标法解决简单的平面几何问题.2.目标解析达成上述目标的标志是:(1)会将两个圆的方程联立方程组,并通过降次和消元得到一个一元二次方程,通过判断方程判别式大于0,等于0,小于0分别得出两圆相交,相切,相离.能通过圆的方程得到圆心坐标和半径长,比较圆心距和两半径和差大小来判断两圆相交、外切、内切、外离、内含的关系.(2)知道两圆相交时,两个圆的方程消去二次项后得到的二元一次方程的几何意义,能表示出经过两圆的交点的所有圆的方程.三、教学问题诊断分析在上一节课,我们研究了如何利用直线和圆的方程,判断它们的位置关系.学生容易类比地得到判断圆与圆位置关系的方法.因此教学重点应让学生注意两个圆的方程消元后得到的一元二次方程的判别式小于0或等于0,只能判断出两圆相离或相切,无法具体判断两圆是外离(外切)还是内含(内切).这就很自然地引出用圆心距和半径和差来具体判断.同时,应理解教材例5选取对两圆相交的判断,用意在于让学生知道解二元二次方程组的一般流程,还有当两圆相交时,公共弦所在直线方程的求法,求两圆的交点坐标也是方法二所不能做到的.本节课的例6是探求满足某种几何条件的动点的轨迹问题,是对前面介绍的坐标法解决平面几何问题的“三步曲”的再应用,教师要引导学生建立坐标系,把几何条件代数化,最后再将代数方程翻译为几何轨迹.这个问题的解决是为下一章圆锥曲线方程的推导做准备.本节课的教学难点是应用代数方法解决几何问题.四、教学过程设计(一)复习引入1.已知点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),如何求线段AB 的长?设计意图:在计算两圆圆心距时要用到两点间的距离公式.2.已知圆的方程为()2222040x y Dx Ey F D E F ++++=+->,如何确定圆心和半径?设计意图:回顾圆的一般方程和标准方程的互化,以及利用圆的方程求出圆心坐标和半径长,对本节课的学习是有帮助的.3.已知直线和圆的方程,如何判断直线和圆的位置关系?师生活动:设计意图:为后面学生类比直线和圆的位置关系的判定得出判断圆与圆的位置关系的方法作准备.(二)探究新知问题1:按照两个圆的公共点个数来划分,两个圆之间有哪些位置关系?师生活动:两圆有两个公共点,它们相交;两圆只有一个公共点,它们相切,包括外切和内切;两圆没有公共点,它们相离,包括外离和内含.设计意图:让学生初步体会用公共点个数只能判断两圆相交、相切或相离,对于只有一个公共点(没有公共点)的情况无法具体判定外切还是内切(外离还是内含).照应方法一利用方程组解的个数判断位置关系时的局限性.问题2:类比运用直线和圆的方程,研究直线与圆的位置关系的方法,如何利用圆的方程,判断它们之间的位置关系?师生活动:方法1通过两个圆的方程组成的方程组的解的个数来判断;方法2通过比较两个圆的连心线的长与两半径的和或两半径的差的绝对值的大小来判断.例5 已知圆C 1:222880x y x y +++-=,圆C 2:224420x y x y +---=,试判断圆C 1与圆C 2的位置关系.解法1:将圆C 1与圆C 2的方程联立,得到方程组222228804420x y x y x y x y ⎧+++-=⎪⎨+---=⎪⎩ ①-②,得 210x y +-= ③ 由③,得12x y -=. 把上式代入①,并整理,得2230x x --=.④方程④的根的判别式()()224130∆=--⨯⨯->,所以方程有两个不相等的实数根x 1,x 2.把x 1,x 2分别代入方程③,得到y 1,y 2. 因此圆C 1与圆C 2有两个公共点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),这两个圆相交.问题3:画出圆C 1与圆C 2以及方程③表示的直线,你发现了什么?你能说明为什么吗? 师生活动:方程③表示的直线经过圆C 1与圆C 2的交点,因为圆C 1与圆C 2的交点A 、B 的坐标既满足圆C 1的方程,又满足圆C 2的方程,方程③是两圆方程作差得到的,A 、B的坐标满足方程③.今后求相交两圆的公共弦所在直线方程时,可以用两圆的一般方程作差得到.问题4:你能求出圆C 1与圆C 2的交点坐标吗?设计意图:体会使用解法一的必要性,判断方程解的个数不需要解方程,但要求出交点坐标需要解方程.问题5:如果两圆方程联立消元后得到的方程的0∆=,它说明什么?你能据此确定两圆是内切还是外切吗?如何判断两圆是内切还是外切呢?如果0∆=,则两圆相切,此时无法判定是内切还是外切,还要根据两圆的半径与连心线的长作进一步判断.下面总结一下用连心线的长d 与两半径r 1,r 2的关系判断圆与圆的位置关系.设计意图:引出例5的解法2.解法2:把圆C 1的方程化为标准方程,得()()221425x y +++=,圆心为(-1,-4),半径15r =.把圆C 1的方程化为标准方程,得()()222210x y -+-=,圆心为(2,2),半径2r =圆C 1与圆C 2的连心线的长d =因为55<<1212r r d r r -<<+,所以圆C 1与圆C 2相交.(三)巩固提升例6 已知圆O 的直径AB=4,动点M 与点A 的距离是它与点B .试探究点M 的轨迹,并判断该轨迹与圆O 的位置关系.师生活动:本题是探究满足某种几何条件的动点的轨迹问题,我们通常采用“坐标法”,前面我们介绍了坐标法解决平面几何问题的“三步曲”,先来回顾一下:第一步:建立适当的平面直角坐标系,用坐标和方程表示问题中的几何要素,如点、直线、圆,把平面几何问题转化为代数问题;第二步:通过代数运算,解决代数问题第三步:把代数运算的结果“翻译”成几何结论.问题6:回到本例,如何建立适当的平面直角坐标系,用坐标和方程表示题中的几何要素?如何把几何问题转化为代数问题?解:如图,以线段AB 的中点O 为原点,AB 所在直线为x 轴,线段AB 的垂直平分线 为y 轴,建立平面直角坐标系.由AB =4,得A (-2,0),B (2,0).设点M 的坐标为(x ,y ),由MA MB =,=221240x y x +-+=.所以点M 的轨迹是以点P (6,0)为圆心,半径为.因为两圆的圆心距为|PO |=6,两圆的半径为12r =,2r =又2112r r PO r r -<<+,所以点M 的轨迹与圆O 相交.设计意图:熟练用坐标法解决动点轨迹问题,为后续推导椭圆标准方程时建立坐标系作准备,同时复习本节课圆与圆位置关系的判断方法.问题7:如果把例6中的改为“k (k >0)倍”,你能分析并解决这个问题吗? 师生活动:设点M 的坐标为(x ,y ),由MA k MB =,得= ()()()()2222221411410k x k x k y k -+++-+-=.当k =1时,方程为x =0,可知点M 的轨迹是线段AB 的垂直平分线;当k >0且k ≠1时,方程可化为()()2222222211611k k x y k k ⎡⎤+⎢⎥-+=-⎢⎥-⎣⎦,点M 的轨迹是以2222,01k k ⎛⎫+ ⎪-⎝⎭为圆心,半径为241k k -的圆. 设计意图:进一步拓展学生思维,体会从特殊到一般的研究方法.(三)归纳总结、布置作业与判断直线与圆的位置关系一样,判断圆与圆的位置关系也有两种思路:一种是根据两个圆的公共点个数判断两圆相交、相切、相离,即利用两个圆的方程组成的方程组解的情况来判断的方法;另一种是利用圆的方程求出圆心和半径,比较连心线的长和两圆半径和差的大小关系来判断的方法.本节课还探究了满足某种几何条件的动点的轨迹问题,用的是坐标法.这种方法建立了几何与代数之间的联系,体现了数形结合思想.设计意图:从知识内容和研究方法两个方面对本节课进行小结.布置作业:教科书98页 练习 第1题,第2题.习题2.5 第7题,第9题.五、目标检测设计1.求圆心在直线40x y --=上,并且经过圆22640x y x ++-=与圆226280x y y ++-=的交点的圆的方程.设计意图:会求圆与圆的交点坐标,公共弦的垂直平分线的直线方程,能类比直线系方程利用圆系方程解题.2.已知点P (-2,-3)和以点Q 为圆心的圆()()22429x y -+-=.(1)画出以PQ为直径的圆,设这个圆的圆心为C,求圆C的方程;(2)圆C与圆Q相交于A、B两点,直线P A、PB是圆Q的切线吗?为什么?(3)求直线AB的方程.设计意图:巩固圆的方程的知识,能利用初中平面几何知识解决问题,会求相交两圆公共弦所在直线方程.。
圆与圆的位置关系有五种:外离、外切、相交、内切、内含。
设两个圆的半径为R和r,圆心距为d。
则有以下五种关系:
1、d>R+r两圆外离;两圆的圆心距离之和大于两圆的半径之和。
2、d=R+r两圆外切;两圆的圆心距离之和等于两圆的半径之和。
3、d=R-r两圆内切;两圆的圆心距离之和等于两圆的半径之差。
4、d<R-r两圆内含;两圆的圆心距离之和小于两圆的半径之差。
5、d<R+r两园相交;两圆的圆心距离之和小于两圆的半径之和。
扩展资料
圆的性质:
1、圆是轴对称图形,其对称轴是任意一条通过圆心的直线。
圆也是中心对称图形,其对称中心是圆心。
垂径定理:垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的2条弧。
垂径定理的逆定理:平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,并且平分弦所对的2条弧。
2、有关圆周角和圆心角的性质和定理。
在同圆或等圆中,如果两个圆心角,两个圆周角,两组弧,两条弦,两条弦心距中有一组量相等,那么他们所对应的其余各组量都分别相等。
在同圆或等圆中,相等的弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半(圆周角与圆心角在弦的同侧)。