- 2021-06-17 发布 |
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文档介绍
高中数学必修2教案:4_1_1圆的标准方程
4.1.1 圆的标准方程 (一)教学目标 1.知识与技能 (1)掌握圆的标准方程,能根据圆心、半径写出圆的标准方程. (2)会用待定系数法求圆的标准方程. 2.过程与方法 进一步培养学生能用解析法研究几何问题的能力,渗透数形结合思想,通过圆的标准方程解决实际问题的学习,注意培养学生观察问题发现问题和解决问题的能力. 3.情感态度与价值观 通过运用圆的知识解决实际问题的学习,从而激发学生学习数学的热情和兴趣. (二)教学重点、难点 重点:圆的标准方程 难点:会根据不同的已知条件,利用待定系数法求圆的标准方程. (三)教学过程 教学环节 教学内容 师生互动 设计意图 复习引入 在直角坐标系中,确定直线的基本要素是什么?圆作为平面几何中的基本图形,确定它的要素又是什么呢?什么叫圆?在平面直角坐标系中,任何一条直线都可用一个二元一次方程来表示,那么圆是否也可用一个方程来表示呢?如果能,这个方程具有什么特征? 由学生回答,然后引入课题 设置情境引入课题 概念形成 确定圆的基本条件为圆心和半径,设圆的圆心坐标为A(a,b),半径为r (其中a、b、r都是常数,r>0)设M (x,y)为这个圆上任意一点,那么点M满足的条件是(引导学生自己列出)P = {M|MA| = r},由两点间的距离公式让学生写出点的坐标适合的条件 ① 化简可得:(x – a)2 + (y – b)2 = r2② 引导学生自己证明(x – a)2 + (y – b)2 = r2为圆的方程,得出结论. 方程②就是圆心为A (a,b)半径为r的圆的方程,我们把它叫做圆的标准方程. 通过学生自己证明培养学生的探究能力. 6 – – 4 – – 2 – – – –2 – – –4 – – – –5 5 A M 应用举例 例1 写出圆心为A (2,–3)半径长等于5的圆的方程,并判断点M1(5,–7),是否在这个圆上. 分析探求:可以从计算点到圆心的距离入手. 探究:点M(x0,y0)与圆(x – a)2 + (y – b)2 = r2的关系的判断方法: (1)(x0 – a)2 + (y0 – b)2>r2,点在圆外. (2)(x0 – a)2 + (y0 – b)2 = r2,点在圆上. (3)(x0 – a)2 + (y0 – b)2 <r2,点在圆内. 引导学生分析探究 从计算点到圆心的距离入手. 例1 解:圆心是A(2,–3),半径长等于5的圆的标准方程是(x + 3)22 + ( y + 3)2 =25. 把M1 (5,–7),M2 (,–1) 的坐标代入方程(x –2)2 + (y +3)2 =25,左右两边相等,点M1的坐标适合圆的方程,所以点M2在这个圆上;把M2 (,–1)的坐标代入方程(x – 2)2 + (y +3)22 =25,左右两边 不相等,点M2的坐标不适合圆的方程,所以M2不在这个圆上 通过实例引导学生掌握求圆的标准方程的两种方法. 例2 △ABC的三个顶点的坐标是A(5,1),B(7,–3),C(2,– 8). 求它的外接圆的方程. 例2 解:设所求圆的方程是(x– a)2 + (y – b)2 = r2. ① 因为A (5,1),B (7,–3),C 师生共同分析:从圆的标准方程(x – a)2 + (y – b)2 = r2可知,要确定圆的标准方程,可用待定系数法确定a、b、r三个参数,(学生自己运算解决) (2,– 8) 都在圆上,所以它们的坐标都满足方程①. 于是 解此方程组,得 所以,△ABC的外接圆的方程是(x– 2)2 + (y +3)2 =25.22222 例3 已知圆心为C的圆C. 经过点A(1,1)和B(2,–2),且圆心在 l : x – y + 1 = 0上,求圆心为C的圆的标准方程. 比较例(2)、例(3)可得出△ABC外接圆的标准方程的两种求法: ①根据题设条件,列出关于a、b、r的方程组,解方程组得到a、b、r得值,写出圆的根据确定圆的要素,以及题设条件,分别求出圆心坐标和半径大小,然后再写出圆的标准方程. 练习:课本P127 第1、3、4题 师生共同分析:如图确定一个图只需确定圆心位置与半径大小.圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,–2),由于圆心C与A、B两点的距离相等,所以圆心C在线段AB的垂直平分线m上,又圆心C在直线l上,因此圆心C是直线l与直线m的交点,半径长等于|CA|或|CB|.(教师板书解题过程) B m A C 例3 解:因为A (1,1),B (2,– 2),所以线段AB的中点D的坐标为(,),直线AB的斜率 kAB == –3, 因为线段AB 的垂直平分线l′的方程是 y +, 即x –3y –3 = 0. 圆心C的坐标是方程组 的解. 解此方程组,得 所以圆心C的坐标是(–3,–2) . 圆心为C的圆的半径长 r =|AC|== 5. 所以,圆心为C的圆的标准方程是 (x + 3)22 + (y +2)2 =25. 归纳总结 1.圆的标准方程. 2.点与圆的位置关系的判断方法. 3.根据已知条件求圆的标准方程的方法. 教师启发,学生自己比较、归纳. 形成知识体系 课外作业 布置作业:见习案4.1第一课时 学生独立完成 巩固深化 备选例题 例1 写出下列方程表示的圆的圆心和半径 (1)x2 + (y + 3)2 = 2; (2)(x + 2)2 + (y – 1)2 = a2 (a≠0) 【解析】(1)圆心为(0,–3),半径为; (2)圆心为(–2,1),半径为|a|. 例2 圆心在直线x – 2y – 3 = 0上,且过A(2,–3),B(–2,–5),求圆的方程. 解法1:设所求的圆的方程为(x – a)2 + (y – b)2 = r2 由条件知 解方程组得 即所求的圆的方程为(x + 1)2 + (y + 2)2 = 10 解法2:,AB的中点是(0,–4), 所以AB的中垂线方程为2x + y + 4 = 0 由得 因为圆心为(–1, –2 )又. 所以所求的圆的方程是(x + 1)2 + (y + 2)2 = 10. 例3 已知三点A(3,2),B(5,–3),C(–1,3),以P(2,–1)为圆心作一个圆,使A、B、C三点中一点在圆外,一点在圆上,一点在圆内,求这个圆的方程. 【解析】要使A、B、C三点中一点在圆外,一点在圆上,一点在圆内,则圆的半径是|PA|、|PB|、|PC|中的中间值. . 因为|PA|<|PB|<|PC| 所以圆的半径. 故所求的圆的方程为(x – 2)2 + (y + 1)2 = 13.查看更多