确定圆的条件
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第5—6课时 教学题目:§8.4.3确定圆的条件 教学目标: 1、能根据已知条件求得圆的方程; 2、能利用待定系数法求得圆的方程; 3、理解圆的一般式方程的充分条件,解题过程中能分析和运用圆的几何性质; 4、通过例题的分析讲解,培养学生分析问题的能力. 教学重点: 1、根据已知条件求得圆的方程; 2、利用待定系数法求得圆的方程; 3、圆的一般式方程的充分条件. 教学难点: 1、根据已知条件求得圆的方程; 2、利用待定系数法求得圆的方程. 教学方法:讲授法、练习法. 教学过程: 一、创设情境 兴趣导入——课前练习: (一)、写出圆的标准方程、一般式方程? 学法指导:学生在练习本上写,一名学生在黑板上写. 1、圆的标准方程:
222)()(rbyax
2、圆的一般式方程: 22222
22224040222DEDEF
xyDxEyFDEFxy
. 圆心坐标:22DEC, , 半径:22142rDEF.
(二)、求圆1、05222xyx;2、044222yxyx的圆心坐标和半径? 学法指导:学生自主探究或小组合作在练习本上完成,一个小组在黑板上完成. 二、师生协作 探究新知:
观察圆的标准方程222)()(rbyax和圆的一般方程220xyDxEyF,可以发现:这两个方程中分别含有三个字母系数,,abr或,,DEF.确定了这三个字母系数,圆的方程也就确定了.因此,求圆的方程时,关键是确定字母系数,,abr(或,,DEF)的值. 三、典型例题讲解
例1、根据下面所给的条件,分别求出圆的方程: 1、 以点2,5为圆心,并且过点3,7; 2、过点4,3A、6,1B,以线段AB为直径; 3、经过点2,4P和点0,2Q,并且圆心在直线0xy上. 分析:根据已知条件求出圆心的坐标和半径,从而确定字母系数,,abr(或,,DEF)得到圆的标准方程.这是求圆的方程的常用方法. 解:1、由于点2,5与点3,7间的距离就是半径,所以半径为:22327513r,
故所求方程为:2225169xy. 2、设所求圆的圆心为C,则C为线段AB的中点,即4631,22C.半径为线段AB
的长度的一半,即: 2211463120522r,故所求圆的方程为:22515xy.
3、∵圆心在直线0xy上,故设圆心为00,Cxx,于是有:CPCQ,
即:222200002402xxxx,解得:02x. ∴圆心为2,2.半径为:2220222r,∴所求方程为:22224xy.
学生思考:本题有没有其他解法? 另解为:
∵(2,4)P,(0,2)Q ,
∴直线PQ的方程为242402xy,即:20xy,∴直线PQ的斜率11k, ∴线段PQ垂直平分线2l的斜率21k,线段PQ中点坐标为:1,3. ∴线段PQ的中垂线方程为:3111yxx即:40xy, 根据题意知:圆心是直线:0lxy与线段PQ垂直平分线2l的交点,
由040yxyx,解之得:22yx,
所以圆心为2,2C,22|P|22242rC, ∴ 所求的圆的标准方程为: 22224xy. 例2、求经过三点0,0O,1,1A,4,2B的圆的方程(图1). 解法一:设所求圆的一般方程为220xyDxEyF,将点0,0O,1,1A,
4,2B的坐标分别代入方程,得
22222200000,11110,42420,DEFDEFDEF
即 0,2,4220,FDEFDEF解得:8D,6E,0F. 故所求圆的一般方程为: 22860xyxy,即22860xyxy.
解法二:设圆的方程为222xaybr是否可以?比较一下哪种方法简单?
222
222
222
001,112,443,abrabrabr
由(1)得:222abr(3),将(3)式代入(1)、(2)
中得:22204842005abab,由(4)、(5)得43ab,将43ab代入222abr(3)中得:5r,即:435abr,∴ 所求的圆的标准方程为: 224325xy,即22860xyxy.显然解法一简单.
解法三:也可以求OA和AB中垂线的交点即为圆心,圆心到O的距离就是半径也可以求的圆的方程:22860xyxy.
∵0,0O,1,1A, ∴直线OA的方程为001010yx,即:0xy,∴直线OA的斜率11k, ∴线段OA垂直平分线2l的斜率21k,线段OA中点坐标为:11,22. ∴线段OA的中垂线方程为:11122yx即:10xy,
图1 同理可得:AB中垂线方程为:390xy, ∵1,1A,4,2B
∴直线AB的方程为112141yx,即:320xy,∴直线AB的斜率313k, ∴线段AB垂直平分线4l的斜率43k,线段AB中点坐标为:53,22. ∴线段AB的中垂线方程为:35322yx即:390xy, 根据题意知:圆心是直线10xy与直线390xy的交点, 由09301yxyx,解之得:34yx,
所以圆心为4,3C,22||40305rCO, ∴ 所求的圆的标准方程为: 224325xy,即22860xyxy. 例3、已知线段AB的端点B的坐标是4,3,端点A在圆2214xy上运动,求线段AB中点M的坐标,xy中,xy满足的关系?并说明该关系表示什么曲线? 解:设点A的坐标是00,xy,∵点B的坐标是4,3,且M是AB的中点, ∴0043,22xyxy(1), ∴0024,23xxyy, ∵点A在圆2214xy上运动,所以点A的坐标满足方程2214xy, 即220014xy(2),将(1)式代入(2),得22241234xy,
整理得2233122xy,∴,xy满足的关系:2233122xy. 其表示的曲线是以33,22为圆心,1为半径的圆. 师生总结:该圆就是M点的运动的轨迹;所求得的方程就是M点的轨迹方程:点M的轨迹方程就是指点M的坐标(,)xy满足的关系式.
例4、若方程22110xymx表示圆,则求m的取值范围? 解:方程22110xymx表示圆的充要条件是2240DEF于是: 2140m 即:12m,解得:1m或3m, ∴ ,13,m. 师生总结:本题主要考察对圆的一般方程与二元二次方程的关系. 例5、 已知圆22240xyxya的半径为3,求a的值? 解:由圆的一般方程求半径通常有两种方法:
1、公式法:22222444322aDEFr得4a. 2、配方法:22125xya 于是253a,得4a. 四、学生练习 根据下面所给的条件,分别求出圆的方程:
1、过点5,1A,圆心在点8,3C;
2、过三点1,5A,5,5B,6,2C; 3、圆过两点3,1A、1,3B且它的圆心在直线320xy上. 五、课堂小结 (一)、根据已知条件求得圆的方程; (二)、利用待定系数法求得圆的方程; (三)、圆的一般式方程的充分条件. 六、作业布置 (一)、课本P72-73:练习8.4.3第1题、第2题、第3题; (二)、课本P77:习题8.4 A组 第2题(3)、第4题、B组第1题. (三)、课本P80:复习题8 A组 第6题. 教学反思:在整个教学过程中,注重突出学生的主体地位,培养了学生的观察分析能力和思维的全面性.创设问题情境,学生在这一情境中去讨论分析、探究发现,以符合学生思维的形式发展了学生的能力,达到了教学目标,教学效果较好.