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- 2021-06-11 发布
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4. 1.1 圆的标准方程
【教学目标】
1.掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、半径的具体条件准确地写出圆的
标准方程,能运用圆的标准方程正确地求出其圆心和半径,解决一些简单的实际问题.
2.通过圆的标准方程的推导,培养学生利用求曲线的方程的一般步骤解决一些实际问
题的能力.
3.通过圆的标准方程,解决一些如圆拱桥的实际问题,说明理论既来源于实践,又服
务于实践,可以适时进行辩证唯物主义思想教育.
【教 学重难点】
教学重点:(1)圆的标准方程的推导步骤;(2)根据具体条件正确写出圆的标准方程.
教学难点:运用圆的标准方程解决一些简单的实际问题.
【教学过程】
(一)情景导入、展示目标
前面,大家学习了圆的概念,哪一位同学来回答?
1:具有什么性质的点的轨迹称为圆?
平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆(教师在黑板上画一个圆).
2:图 2-9 中哪个点是定点?哪个点是动点?动点具有什么性质?圆心和半径都反映了
圆的什么特点?
圆心 C 是定点,圆周上的点 M 是动点,它们到圆心距离等于定长|MC|=r,圆心和半径
分别确定了圆的位置和大小.
(二)检查预习、交流展示
求曲线的方程的一般步骤是什么?其中哪几个步骤必不可少?
求曲线方程的一般步骤为:
(1)建立适当的直角坐标系,用(x,y)表示曲线上任意点 M 的坐标,简称建系设点;图
2-9
(2)写出适合条件 P 的点 M 的集合 P={M|P(M)|},简称写点集;
(3)用坐标表示条件 P(M),列出方程 f(x,y)=0,简称列方程;
(4)化方程 f(x,y)=0 为最简形式,简称化简方程;
(5)证明化简后的方程就是所求曲线的方程,简称证明.
其中步骤(1)(3)(4)必不可少.
(三)合作探究、精讲精练
探究一:如何建立圆的标准方程呢?
1.建系设点
由学生在黑板上画出直角坐标系,并问有无不同建立坐标系的方法.教师指出:这两
种建立坐标系的方法都对,原点在圆心这是特殊情况,现在仅就一般情况推导.因为 C 是定
点,可设 C(a,b)、半径 r,且设圆上任一点 M 坐标为(x,y).
2.写点集
根据定义,圆就是集合 P={M||MC|=r}.
3.列方程
由两点间的距离公式得:
4.化简方程
将上式两边平方得: (x-a) +(y-b) =r (1)
方程(1)就是圆心是 C(a,b)、半径是 r 的圆的方程.我们把它叫做圆的标准方程.
探究二:圆的方程形式有什么特点?当圆心在原点时,圆的方程是什么?
这是二元二次方程,展开后没有 xy 项,括号内变数 x,y 的系数都是 1.点(a,b)、r
分别表示圆心的坐标和圆的半径.当圆心在原点即 C(0,0)时,方程为 x +y =r .
教师指出:圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了圆,所以,只要 a,b,
r 三个量确定了且 r>0,圆的方程就给定了.这就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立
的条件.注意,确定 a、b、r,可以根据条件,利用待定系数法来解决.
例 1 写出下列各圆的方程:(请三位同学演板)
(1)圆心在原点,半径是 3;
(3)经过点 P(5,1),圆心在点 C(8,-3);
解析:要求能够用圆心坐标、半径长熟练地写出 圆的标准方程.
解:(1)x +y =9;(2)(x-3) +(y-4) =5;
点评: 圆的标准方程与圆心坐标、半径长密切相关,应熟练掌握.
变式训练1: 说出下列圆的圆心和半径:(学生回答)
2 2 2
2 2 2
2 2 2 2
(1)(x-3) +(y-2) =5; (2)(x+4) +(y+3) =7; (3)(x+2) + y =4
答案:(1) 圆心是(3,2),半径是 ;(2) 圆心是(-4,-3),半径是 ;(3) 圆心
是(-2,0),半径是2.
例2 (1)已知两点 P (4,9)和 P2(6,3),求以 P P 为直径的圆的方程;(2)试判断
点 M(6,9)、N(3,3)、Q(5,3)是在圆上,在圆内,还是在圆外?
解析:分析一:从确定圆的条件考虑,需要求圆心和半径,可用待定系数解决;分析
二: 从图形上动点 P 性质考虑,用求曲线方程的一般方法解决.
解:(1) 解法一:(学生口答)
设圆心 C(a,b)、半径 r,则由 C 为 P P 的中点得:
又由两点间的距离公式得:
∴所求圆的方程为:(x-5) +(y-6) =10
解法二:(给出板书)
∵直径上的四周角是直角,∴对于圆上任一点 P(x,y),有 PP ⊥PP .
化简得:x +y -10x-12y+51=0.
即(x-5) +(y-6) =10 为所求圆的方程.
解(2):(学生阅读课本)
分别计算点到圆心的距离:
因此,点 M 在圆上,点 N 在圆外,点 Q 在圆内.
点评:1.求圆的方程的方法
(1)待定系数法,确定 a,b,r;
(2)轨迹法,求曲线方程的一般方法.
2 2 2 2 2 2
5 7
1 1 2
1 2
2 2
1 2
2 2
2 2
2.点与圆的位置关系
设点到圆心的距离为 d,圆半径为 r:
(1)点在圆上 d=r;
(2)点在圆外 d>r;
(3)点在圆内 d<r.
变式训练2:求证:以 A(x ,y )、B(x ,y )为直径端点的圆的方程为
(x-x )(x-x )+(y-y )(y-y )=0.
证明:略.
(四)反馈测试
导学案当堂检测
(五)总结反思、共同提高
1.圆的方程的推导步骤;
2.圆的方程的特点:点(a,b)、r 分别表示圆心坐标和圆的半径;
3.求圆的方程的两种方法:(1)待定系数法;(2)轨迹法.
【板书设计】
探究一:圆的标准方程
1.建系设点
2.写点集
3.列方程
4.化简方程
探究二:圆的方程形式特点
例 1
变式训练1
例2
变式训练2
课堂小结
【作业布置】
导学案课后练习与提高
4.1.1 圆的标准方程
课前预习学案
一.预习目标
回忆圆的定义,初步了解用方程建立圆的标准方程.
二.预习内容
1 1 2 2
1 2 1 2
1:圆的定义是怎样的?
2:圆的特点是什么?
三.提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有那些疑惑,请填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课 内探究学案
一.学习目标
1.掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、半径的具体条件准确地写出圆的
标准方程,能运用圆的标准方程正确地求出其圆心和半径,解决一 些简单的实际问题.
2.通过圆的标准方程的推导,培 养学生利用求曲线的方程的一般步骤解决一些实际
问题 的能力.
3.通过圆的标准方程,解决一些如圆拱桥的实际问题,说明理论既来源于实践,又服
务于实践,可以适时进行辩证唯物主义思 想教育.
学习重点:(1)圆的标准方程的推导步骤;(2)根据具 体条件正确写出圆的标准方程.
学习难点:运用圆的标准方程解决一些简单的实际问题.
二.学习过程
探究一:如何建立圆的标准方程呢?
1.建系设点
2.写点集
3.列方程
4.化简方程
探究二:圆的方程形式有什么特点?当圆心在原点时,圆的方程是什么?
例 1 写出下列各圆的方程:(请四位同学演板)
(1)圆心在原点,半径是 3;
(3)经过点 P(5,1),圆心在点 C(8,-3);
变式训练1: 说出下列圆的圆心和半径:(学生回答)
(1)(x-3) +(y-2) =5;
(2)(x+4) +(y+3) =7;
(3)(x+2) + y =4
例2 (1)已知两点 P (4,9)和 P (6,3),求以 P P 为直径的圆的方程;(2)试判断
点 M(6,9)、N(3,3)、Q(5,3)是在圆上,在圆内,还是在圆外?
变式训练2:求证:以 A(x ,y )、B(x ,y )为直径端点的圆的 方程为
(x-x )(x-x )+(y-y )(y-y )=0.
三.反思总结
圆的定义 几何特征 方程特征 待定系数法法 轨迹法法
四.当堂检测
1.圆(x+1)2+(y-2)2=4 的圆心、半径是 ( )
A.(1,-2),4 B.(1,-2),2 C.(-1,2),4 D.(-1,2),2
2.过点 A(4,1)的圆 C 与直线 相切于点 B(2,1) . 则 圆 C 的 方 程
2 2
2 2
2 2
1 2 1 2
1 1 2 2
1 2 1 2
1 0x y− − =
为 .
3.一个等腰三角形底边上的高等于 5,底边两端点的坐标是(-4,0)和(4,0),求它的
外接圆的方程.
参考答案:1.D 2.
课后练习与提高
1.圆 的周长是( )
A. B. C.2 D.
2.点P( )与圆 的位置关系是( )
A.在圆外 B.在圆内 C.在圆上 D.不确定
3.已知圆C与圆 关于直线 对称,则圆C的方程为( )
A. B.
C. D.
4.已知圆 C 的圆心是直线 x-y+1=0 与 x 轴的交点,且圆 C 与直线 x+y+3=0 相切。则圆
C 的方程为 .
5.已知圆心在 x 轴上,半径为 的圆 O 位于 y 轴左侧,且与直线 x+y=0 相切,则圆 O
的方程是 .
6.赵州桥的跨度是 37.4m,圆拱高约为 7.2m,求这座圆拱桥的拱圆的方程.
2 2( 3) 2x y− + =
2)1()1( 22 =++− yx
π2 π2 π2 π4
5,2m 2422 =+ yx
1)1( 22 =+− yx xy −=
1)1( 22 =++ yx 122 =+ yx
1)1( 22 =++ yx 1)1( 22 =−+ yx
2
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