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高中圓的方程教案
作為一位不辭辛勞的人民教師,很有必要精心設(shè)計(jì)一份教案,編寫教案有利于我們弄通教材內(nèi)容,進(jìn)而選擇科學(xué)、恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。那么大家知道正規(guī)的教案是怎么寫的嗎?下面是小編精心整理的高中圓的方程教案,希望對(duì)大家有所幫助。
高中圓的方程教案1
圓的方程定義:
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程(x-a)2+(y-b)2=r2中,有三個(gè)參數(shù)a、b、r,即圓心坐標(biāo)為(a,b),只要求出a、b、r,這時(shí)圓的方程就被確定,因此確定圓方程,須三個(gè)獨(dú)立條件,其中圓心坐標(biāo)是圓的定位條件,半徑是圓的定形條件。
直線和圓的位置關(guān)系:
1.直線和圓位置關(guān)系的判定方法一是方程的觀點(diǎn),即把圓的方程和直線的方程聯(lián)立成方程組,利用判別式Δ來討論位置關(guān)系.
、佴ぃ0,直線和圓相交.②Δ=0,直線和圓相切.③Δ<0,直線和圓相離.
方法二是幾何的觀點(diǎn),即把圓心到直線的距離d和半徑R的大小加以比較.
、賒<R,直線和圓相交.②d=R,直線和圓相切.③d>R,直線和圓相離.
2.直線和圓相切,這類問題主要是求圓的'切線方程.求圓的切線方程主要可分為已知斜率k或已知直線上一點(diǎn)兩種情況,而已知直線上一點(diǎn)又可分為已知圓上一點(diǎn)和圓外一點(diǎn)兩種情況.
3.直線和圓相交,這類問題主要是求弦長(zhǎng)以及弦的中點(diǎn)問題.
切線的性質(zhì)
、艌A心到切線的距離等于圓的半徑;
、七^切點(diǎn)的半徑垂直于切線;
、墙(jīng)過圓心,與切線垂直的直線必經(jīng)過切點(diǎn);
、冉(jīng)過切點(diǎn),與切線垂直的直線必經(jīng)過圓心;
當(dāng)一條直線滿足
。1)過圓心;
(2)過切點(diǎn);
(3)垂直于切線三個(gè)性質(zhì)中的兩個(gè)時(shí),第三個(gè)性質(zhì)也滿足.
切線的判定定理
經(jīng)過半徑的外端點(diǎn)并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線.
切線長(zhǎng)定理
從圓外一點(diǎn)作圓的兩條切線,兩切線長(zhǎng)相等,圓心與這一點(diǎn)的連線平分兩條切線的夾角.
圓錐曲線性質(zhì):
一、圓錐曲線的定義
1.橢圓:到兩個(gè)定點(diǎn)的距離之和等于定長(zhǎng)(定長(zhǎng)大于兩個(gè)定點(diǎn)間的距離)的動(dòng)點(diǎn)的軌跡叫做橢圓.
2.雙曲線:到兩個(gè)定點(diǎn)的距離的差的絕對(duì)值為定值(定值小于兩個(gè)定點(diǎn)的距離)的動(dòng)點(diǎn)軌跡叫做雙曲線.即.
3.圓錐曲線的統(tǒng)一定義:到定點(diǎn)的距離與到定直線的距離的比e是常數(shù)的點(diǎn)的軌跡叫做圓錐曲線.當(dāng)01時(shí)為雙曲線.
二、圓錐曲線的方程
1.橢圓:+=1(ab0)或+=1(ab0)(其中,a2=b2+c2)
2.雙曲線:-=1(a0,b0)或-=1(a0,b0)(其中,c2=a2+b2)
3.拋物線:y2=±2px(p0),x2=±2py(p0)
三、圓錐曲線的性質(zhì)
1.橢圓:+=1(ab0)
(1)范圍:|x|≤a,|y|≤b(2)頂點(diǎn):(±a,0),(0,±b)(3)焦點(diǎn):(±c,0)(4)離心率:e=∈(0,1)(5)準(zhǔn)線:x=±
2.雙曲線:-=1(a0,b0)(1)范圍:|x|≥a,y∈R(2)頂點(diǎn):(±a,0)(3)焦點(diǎn):(±c,0)(4)離心率:e=∈(1,+∞)(5)準(zhǔn)線:x=±(6)漸近線:y=±x
3.拋物線:y2=2px(p0)(1)范圍:x≥0,y∈R(2)頂點(diǎn):(0,0)(3)焦點(diǎn):(,0)(4)離心率:e=1(5)準(zhǔn)線:x=-
高中圓的方程教案2
一、教材分析:本章在第二章“直線與方程”的基礎(chǔ)上,在直角坐標(biāo)系中建立圓的方程,并通過圓的方程研究直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系。在直角坐標(biāo)系中建立幾何對(duì)象的方程,并通過方程研究幾何對(duì)象,這是研究幾何問題的重要方法,通過坐標(biāo)系把點(diǎn)與坐標(biāo)、曲線與方程聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)空間形式與數(shù)量關(guān)系的結(jié)合。坐標(biāo)法是貫穿本章的靈魂,在教學(xué)中要讓學(xué)生充分的感受體驗(yàn)。
二、教學(xué)目標(biāo):1.了解解析幾何的基本思想,了解用坐標(biāo)法研究幾何問題;掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程和一般方程,加深對(duì)圓的方程的認(rèn)識(shí)。2.能根據(jù)給定的直線、圓的方程判斷直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系,能用直線與圓的方程解決一些簡(jiǎn)單問題。3.了解空間直角坐標(biāo)系,會(huì)用空間直角坐標(biāo)系刻畫點(diǎn)的位置,會(huì)用空間兩點(diǎn)間的距離公式。4.通過本節(jié)的復(fù)習(xí),使學(xué)生形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu),掌握幾種重要的數(shù)學(xué)思想方法,形成一定的分析問題和解決問題的能力。
三、教學(xué)重點(diǎn):解析幾何解題的基本思路和解題方法的形成。
教學(xué)難點(diǎn):整理形成本章的知識(shí)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。
四、教學(xué)過程:
。ㄒ唬R(shí)要點(diǎn):學(xué)生閱讀教材的小結(jié)部分.
(二).典例解析:
1.例1。(1)求經(jīng)過點(diǎn)A(5,2),B(3,2),圓心在直線2x─y─3=0上的圓的方程;
(2)求以O(shè)(0,0),A(2,0),B(0,4)為頂點(diǎn)的三角形OAB外接圓的方程
解:(1)設(shè)圓心P(x0,y0),則有,解得x0=4,y0=5,∴半徑r=,∴所求圓的方程為(x─4)2+(y─5)2=10
(2)采用一般式,設(shè)圓的方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,將三個(gè)已知點(diǎn)的坐標(biāo)代入列方程組解得:D=─2,E=─4,F=0
點(diǎn)評(píng):第(1),(2)兩小題根據(jù)情況選擇了不同形式
2.例2。設(shè)A(-c,0)、B(c,0)(c0)為兩定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P到A點(diǎn)的距離與到B點(diǎn)的距離的比為定值a(a0),求P點(diǎn)的軌跡
分析:給曲線建立方程是解析幾何的兩個(gè)主要問題之一,其基本方法就是把幾何條件代數(shù)化;主要問題之二是根據(jù)方程研究曲線的形狀、性質(zhì),即用代數(shù)的方法研究幾何問題
解:設(shè)動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),由=a(a0)得=a,化簡(jiǎn),得(1-a2)x2+2c(1+a2)x+c2(1-a2)+(1-a2)y2=0
當(dāng)a=1時(shí),方程化為x=0當(dāng)a≠1時(shí),方程化為=
所以當(dāng)a=1時(shí),點(diǎn)P的軌跡為y軸;當(dāng)a≠1時(shí),點(diǎn)P的軌跡是以點(diǎn)(c,0)為圓心||為半徑的圓
點(diǎn)評(píng):本題主要考查直線、圓、曲線和方程等基本知識(shí),考查運(yùn)用解析幾何的方法解決問題的能力,對(duì)代數(shù)式的運(yùn)算化簡(jiǎn)能力有較高要求同時(shí)也考查了分類討論這一數(shù)學(xué)思想
3.例3。已知⊙O的半徑為3,直線l與⊙O相切,一動(dòng)圓與l相切,并與⊙O相交的公共弦恰為⊙O的直徑,求動(dòng)圓圓心的軌跡方程
分析:?jiǎn)栴}中的幾何性質(zhì)十分突出,切線、直徑、垂直、圓心,如何利用這些幾何性質(zhì)呢?
解:取過O點(diǎn)且與l平行的直線為x軸,過O點(diǎn)且垂直于l的直線為y軸,建立直角坐標(biāo)系
設(shè)動(dòng)圓圓心為M(x,y),⊙O與⊙M的公共弦為AB,⊙M與l切于點(diǎn)C,則|MA|=|MC|
∵AB為⊙O的直徑,∴MO垂直平分AB于O
由勾股定理得|MA|2=|MO|2+|AO|2=x2+y2+9,而|MC|=|y+3|,∴=|y+3|
化簡(jiǎn)得x2=6y,這就是動(dòng)圓圓心的軌跡方程
點(diǎn)評(píng):求軌跡的步驟是“建系,設(shè)點(diǎn),找關(guān)系式,除瑕點(diǎn)”
4.例4。已知圓C的圓心在直線x─y─4=0上,并且通過兩圓C1:x2+y2─4x─3=0和C2:x2+y2─4y─3=0的交點(diǎn),(1)求圓C的方程;(2)求兩圓C1和C2相交弦的方程
解:(1)因?yàn)樗蟮膱A過兩已知圓的交點(diǎn),故設(shè)此圓的方程為:x2+y2─4x─3+λ(x2+y2─4y─3)=0,即(1+λ)(x2+y2)─4x─4λy─3λ─3=0,即=0,圓心為(,),由于圓心在直線x─y─4=0上,∴──4=0,解得λ=─1/3
所求圓的方程為:x2+y2─6x+2y─3=0(2)將圓C1和圓C2的方程相減得:x+y=0,此即相交弦的方程
點(diǎn)評(píng):學(xué)會(huì)利用圓系的方程解題
5.例5。求圓關(guān)于直線的對(duì)稱圓方程
解:圓方程可化為,圓心O(-2,6),半徑為1
設(shè)對(duì)稱圓圓心為,則O‘與O關(guān)于直線對(duì)稱,因此有解得
∴所求圓的方程為
點(diǎn)評(píng):圓的對(duì)稱問題可以轉(zhuǎn)化為點(diǎn)(圓心)的對(duì)稱問題,由對(duì)稱性質(zhì)知對(duì)稱圓半徑相等
。ㄈn堂小結(jié):本章的知識(shí)點(diǎn)主要是實(shí)現(xiàn)由形到數(shù)的一種轉(zhuǎn)變,所以在今后的學(xué)習(xí)中要把握關(guān)鍵,尋求規(guī)律,掌握方法,要時(shí)刻把握好直線于圓的綜合問題、相交及交點(diǎn)等問題的應(yīng)用以及直線于圓的實(shí)際應(yīng)用。
(四).作業(yè):教材復(fù)習(xí)參考題
五、教后反思:
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教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與技能目標(biāo):理解并掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程,會(huì)根據(jù)不同條件求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,能從圓的標(biāo)準(zhǔn)方程熟練地寫出它的圓心坐標(biāo)與半徑。
2、過程與方法目標(biāo):通過對(duì)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)及應(yīng)用,滲透數(shù)形結(jié)合、待定系數(shù)法等數(shù)學(xué)思想方法,提高學(xué)生的觀察、比較、分析、概括等思維能力。
3、情感與價(jià)值觀目標(biāo):通過學(xué)生主動(dòng)參與圓的相關(guān)知識(shí)的探討和幾何畫板在解與圓有關(guān)問題中的`應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
教學(xué)重點(diǎn):
圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)及應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn):
利用圓的幾何性質(zhì)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程。
教學(xué)方法:
本節(jié)課采用“誘思探索”的教學(xué)方法,借助學(xué)生已有的知識(shí)引出新知;在概念的形成與深化過程中,以一系列的問題為主線,采用討論式,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,自己構(gòu)建新知識(shí);通過層層深入的例題配置,使學(xué)生思路逐步開闊,提高解決問題的能力。
同時(shí)借助多媒體,增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,有利于滲透數(shù)形結(jié)合的思想,同時(shí)增大課堂容量,提高課堂效率。
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)引入:
1、提問:初中平面幾何學(xué)習(xí)的哪些圖形?
初中平面幾何中所學(xué)是兩個(gè)方面的知識(shí):直線形的和曲線形的。在曲線形方面學(xué)習(xí)的是圓,學(xué)習(xí)解析幾何以來,已經(jīng)討論了直線方程,今天我們來研究最簡(jiǎn)單、最完美的曲線圓的方程。
2、提問:具有什么性質(zhì)的點(diǎn)的軌跡是圓?
強(qiáng)調(diào)確定一個(gè)圓需要的的條件為:圓心與半徑,它們分別確定了圓的位置與大小,二、概念的形成:
1、讓學(xué)生根據(jù)顯示在屏幕上的圓自己探究圓的方程。
教師演示圓的形成過程,讓學(xué)生自己探究圓的方程,教師巡視,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的個(gè)別指導(dǎo),由學(xué)生講解思路,根據(jù)學(xué)生的回答,教師展示學(xué)生的想法,將兩種解法同時(shí)顯示在屏幕上,方便學(xué)生對(duì)比。
學(xué)生通常會(huì)有兩種解法:
解法1:(圓心不在坐標(biāo)原點(diǎn))設(shè)M(x,y)是一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M在該圓上的充要條件是|CM|=r。由兩點(diǎn)間的距離公式,得
=r。
兩邊平方,得
(x-a)2+(y-b)2=r2。
解法2:(圓心在坐標(biāo)原點(diǎn))設(shè)M(x,y)是一動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M在該圓上的充要條件是|CM|=r。由兩點(diǎn)間的距離公式,得
=r
兩邊平方,得
x2+y2=r2
若學(xué)生只有一種做法,教師可引導(dǎo)學(xué)生建立不同的坐標(biāo)系,有自己發(fā)現(xiàn)另一個(gè)方程。
2、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:(x-a)2+(y-b)2=r2
當(dāng)a=b=0時(shí),方程為x2+y2=r2
三、概念深化:
歸納圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的特點(diǎn):
、賵A的標(biāo)準(zhǔn)方程是一個(gè)二元二次方程;
、趫A的標(biāo)準(zhǔn)方程由三個(gè)獨(dú)立的條件a、b、r決定;
、蹐A的標(biāo)準(zhǔn)方程給出了圓心的坐標(biāo)和半徑。
四、應(yīng)用舉例:
練習(xí)1104頁練習(xí)8-91、2(學(xué)生口答)
練習(xí)2說出方程(x+m)2+(y+n)2=a2的圓心與半徑。
例1、根據(jù)下列條件,求圓的方程:
(1)圓心在點(diǎn)C(-2,1),并且過點(diǎn)A(2,-2);
(2)圓心在點(diǎn)C(1,3),并且與直線3x-4y–6=0相切;
(3)過點(diǎn)A(2,3),B(4,9),以線段AB為直徑。
分析探求:讓學(xué)生說出如何作出這些圓,教師用幾何畫板做圖,幫助學(xué)生理清解題思路,由學(xué)生自己解答,并通過幾何畫板來驗(yàn)證。
例2、求過點(diǎn)A(0,1),B(2,1)且半徑為的圓的方程。
分析探求:鼓勵(lì)學(xué)生一題多解,先讓學(xué)生自己求解,再相互討論、交流、補(bǔ)充,最后教師將學(xué)生的想法用多媒體進(jìn)行展示。
思路一:利用待定系數(shù)法設(shè)方程為(x-a)2+(y-b)2=5,將兩點(diǎn)坐標(biāo)代入,列方程組,求得a,b,再代入圓的方程。
思路二:利用圓心在圓上兩點(diǎn)的垂直平分線上這一性質(zhì),利用待定系數(shù)法設(shè)方程為(x-1)2+(y-b)2=5,將一點(diǎn)坐標(biāo)代入,列方程,求得b,再代入圓的方程。
思路三:畫出圓的圖形,利用直角三角形,直接求圓心坐標(biāo)。
由例1、例2總結(jié)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的方法。
五、反饋練習(xí):
104頁練習(xí)8-93(要求學(xué)生限時(shí)完成)
六、歸納總結(jié):
學(xué)生小結(jié)并相互補(bǔ)充,師生共同整理完善。
1、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo);
2、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的形式;
3、求圓的方程的方法;
4、數(shù)學(xué)思想。
七、課后作業(yè):(略)
高一數(shù)學(xué)圓的一般方程042
圓的一般方程
三維目標(biāo):
知識(shí)與技能:(1)在掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程的基礎(chǔ)上,理解記憶圓的一般方程的代數(shù)特征,由圓的一般方程確定圓的圓心半徑.掌握方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圓的條件.
(2)能通過配方等手段,把圓的一般方程化為圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.能用待定系數(shù)法求圓的方程。
(3):培養(yǎng)學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)及分析解決問題的實(shí)際能力。
過程與方法:通過對(duì)方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圓的條件的探究,培養(yǎng)學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)及分析解決問題的實(shí)際能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀:滲透數(shù)形結(jié)合、化歸與轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想方法,提高學(xué)生的整體素質(zhì),激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,勇于探索。
教學(xué)重點(diǎn):圓的一般方程的代數(shù)特征,一般方程與標(biāo)準(zhǔn)方程間的互化,根據(jù)已知條件確定方程中的系數(shù),D、E、F.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)圓的一般方程的認(rèn)識(shí)、掌握和運(yùn)用
教具:多媒體、實(shí)物投影儀
教學(xué)過程:
課題引入:
問題:求過三點(diǎn)A(0,0),B(1,1),C(4,2)的圓的方程。
利用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程解決此問題顯然有些麻煩,得用直線的知識(shí)解決又有其簡(jiǎn)單的局限性,那么這個(gè)問題有沒有其它的解決方法呢?帶著這個(gè)問題我們來共同研究圓的方程的另一種形式——圓的一般方程。
探索研究:
請(qǐng)同學(xué)們寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(x-a)2+(y-b)2=r2,圓心(a,b),半徑r.
把圓的標(biāo)準(zhǔn)方程展開,并整理:
x2+y2-2ax-2by+a2+b2-r2=0.
取得
、
這個(gè)方程是圓的方程.
反過來給出一個(gè)形如x2+y2+Dx+Ey+F=0的方程,它表示的曲線一定是圓嗎?
把x2+y2+Dx+Ey+F=0配方得
、(配方過程由學(xué)生去完成)這個(gè)方程是不是表示圓?
(1)當(dāng)D2+E2-4F>0時(shí),方程②表示(1)當(dāng)時(shí),表示以(-,-)為圓心,為半徑的圓;
。2)當(dāng)時(shí),方程只有實(shí)數(shù)解,即只表示一個(gè)點(diǎn)(-,-);
。3)當(dāng)時(shí),方程沒有實(shí)數(shù)解,因而它不表示任何圖形
綜上所述,方程表示的曲線不一定是圓
只有當(dāng)時(shí),它表示的曲線才是圓,我們把形如的表示圓的方程稱為圓的一般方程
我們來看圓的一般方程的特點(diǎn):(啟發(fā)學(xué)生歸納)
(1)①x2和y2的系數(shù)相同,不等于0.
②沒有xy這樣的二次項(xiàng).
(2)圓的一般方程中有三個(gè)特定的系數(shù)D、E、F,因之只要求出這三個(gè)系數(shù),圓的方程就確定了.
(3)、與圓的標(biāo)準(zhǔn)方程相比較,它是一種特殊的二元二次方程,代數(shù)特征明顯,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程則指出了圓心坐標(biāo)與半徑大小,幾何特征較明顯。
知識(shí)應(yīng)用與解題研究:
例1:判斷下列二元二次方程是否表示圓的方程?如果是,請(qǐng)求出圓的圓心及半徑。
學(xué)生自己分析探求解決途徑:①、用配方法將其變形化成圓的標(biāo)準(zhǔn)形式。②、運(yùn)用圓的一般方程的判斷方法求解。但是,要注意對(duì)于來說,這里的
.
例2:求過三點(diǎn)A(0,0),B(1,1),C(4,2)的圓的方程,并求這個(gè)圓的半徑長(zhǎng)和圓心坐標(biāo)。
分析:據(jù)已知條件,很難直接寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,而圓的一般方程則需確定三個(gè)系數(shù),而條件恰給出三點(diǎn)坐標(biāo),不妨試著先寫出圓的一般方程
解:設(shè)所求的圓的方程為:
∵在圓上,所以它們的坐標(biāo)是方程的解.把它們的坐標(biāo)代入上面的方程,可以得到關(guān)于的三元一次方程組,即
解此方程組,可得:
∴所求圓的方程為:
;
得圓心坐標(biāo)為(4,-3).
或?qū)⒆筮吪浞交癁閳A的標(biāo)準(zhǔn)方程,,從而求出圓的半徑,圓心坐標(biāo)為(4,-3)
學(xué)生討論交流,歸納得出使用待定系數(shù)法的一般步驟:
、佟⒏鶕(jù)提議,選擇標(biāo)準(zhǔn)方程或一般方程;
、、根據(jù)條件列出關(guān)于a、b、r或D、E、F的方程組;
、邸⒔獬鯽、b、r或D、E、F,代入標(biāo)準(zhǔn)方程或一般方程。
例3、已知線段AB的端點(diǎn)B的坐標(biāo)是(4,3),端點(diǎn)A在圓上運(yùn)動(dòng),求線段AB的中點(diǎn)M的軌跡方程。
分析:如圖點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)引起點(diǎn)M運(yùn)動(dòng),而點(diǎn)A在已知圓上運(yùn)動(dòng),點(diǎn)A的坐標(biāo)滿足方程。建立點(diǎn)M與點(diǎn)A坐標(biāo)之間的關(guān)系,就可以建立點(diǎn)M的坐標(biāo)滿足的條件,求出點(diǎn)M的軌跡方程。
解:設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)是(x,y),點(diǎn)A的坐標(biāo)是①
上運(yùn)動(dòng),所以點(diǎn)A的坐標(biāo)滿足方程,即
、
把①代入②,得
課堂練習(xí):
小結(jié):
1.對(duì)方程的討論(什么時(shí)候可以表示圓)
2.與標(biāo)準(zhǔn)方程的互化
3.用待定系數(shù)法求圓的方程
4.求與圓有關(guān)的點(diǎn)的軌跡。
課后作業(yè):
高一數(shù)學(xué)圓的一般方程043
4.1.2圓的一般方程
三維目標(biāo):
知識(shí)與技能:(1)在掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程的基礎(chǔ)上,理解記憶圓的一般方程的代數(shù)特征,由圓的一般方程確定圓的圓心半徑.掌握方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圓的條件.
(2)能通過配方等手段,把圓的一般方程化為圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.能用待定系數(shù)法求圓的方程。
(3):培養(yǎng)學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)及分析解決問題的實(shí)際能力。
過程與方法:通過對(duì)方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圓的條件的探究,培養(yǎng)學(xué)生探索發(fā)現(xiàn)及分析解決問題的實(shí)際能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀:滲透數(shù)形結(jié)合、化歸與轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想方法,提高學(xué)生的整體素質(zhì),激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新,勇于探索。
教學(xué)重點(diǎn):圓的一般方程的代數(shù)特征,一般方程與標(biāo)準(zhǔn)方程間的互化,根據(jù)已知條件確定方程中的系數(shù),D、E、F.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)圓的一般方程的認(rèn)識(shí)、掌握和運(yùn)用
教具:多媒體、實(shí)物投影儀
教學(xué)過程:
課題引入:
問題:求過三點(diǎn)A(0,0),B(1,1),C(4,2)的圓的方程。
利用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程解決此問題顯然有些麻煩,得用直線的知識(shí)解決又有其簡(jiǎn)單的局限性,那么這個(gè)問題有沒有其它的解決方法呢?帶著這個(gè)問題我們來共同研究圓的方程的另一種形式——圓的一般方程。
探索研究:
請(qǐng)同學(xué)們寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程:
(x-a)2+(y-b)2=r2,圓心(a,b),半徑r.
把圓的標(biāo)準(zhǔn)方程展開,并整理:
x2+y2-2ax-2by+a2+b2-r2=0.
取得
、
這個(gè)方程是圓的方程.
反過來給出一個(gè)形如x2+y2+Dx+Ey+F=0的方程,它表示的曲線一定是圓嗎?
把x2+y2+Dx+Ey+F=0配方得
②(配方過程由學(xué)生去完成)這個(gè)方程是不是表示圓?
(1)當(dāng)D2+E2-4F>0時(shí),方程②表示(1)當(dāng)時(shí),表示以(-,-)為圓心,為半徑的圓;
。2)當(dāng)時(shí),方程只有實(shí)數(shù)解,即只表示一個(gè)點(diǎn)(-,-);
(3)當(dāng)時(shí),方程沒有實(shí)數(shù)解,因而它不表示任何圖形
綜上所述,方程表示的曲線不一定是圓
只有當(dāng)時(shí),它表示的曲線才是圓,我們把形如的表示圓的方程稱為圓的一般方程
我們來看圓的一般方程的特點(diǎn):(啟發(fā)學(xué)生歸納)
(1)①x2和y2的系數(shù)相同,不等于0.
、跊]有xy這樣的二次項(xiàng).
(2)圓的一般方程中有三個(gè)特定的系數(shù)D、E、F,因之只要求出這三個(gè)系數(shù),圓的方程就確定了.
(3)、與圓的標(biāo)準(zhǔn)方程相比較,它是一種特殊的二元二次方程,代數(shù)特征明顯,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程則指出了圓心坐標(biāo)與半徑大小,幾何特征較明顯。
知識(shí)應(yīng)用與解題研究:
例1:判斷下列二元二次方程是否表示圓的方程?如果是,請(qǐng)求出圓的圓心及半徑。
學(xué)生自己分析探求解決途徑:①、用配方法將其變形化成圓的標(biāo)準(zhǔn)形式。②、運(yùn)用圓的一般方程的判斷方法求解。但是,要注意對(duì)于來說,這里的
.
例2:求過三點(diǎn)A(0,0),B(1,1),C(4,2)的圓的方程,并求這個(gè)圓的半徑長(zhǎng)和圓心坐標(biāo)。
分析:據(jù)已知條件,很難直接寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,而圓的一般方程則需確定三個(gè)系數(shù),而條件恰給出三點(diǎn)坐標(biāo),不妨試著先寫出圓的一般方程
解:設(shè)所求的圓的方程為:
∵在圓上,所以它們的坐標(biāo)是方程的解.把它們的坐標(biāo)代入上面的方程,可以得到關(guān)于的三元一次方程組,即
解此方程組,可得:
∴所求圓的方程為:
;
得圓心坐標(biāo)為(4,-3).
或?qū)⒆筮吪浞交癁閳A的標(biāo)準(zhǔn)方程,,從而求出圓的半徑,圓心坐標(biāo)為(4,-3)
學(xué)生討論交流,歸納得出使用待定系數(shù)法的一般步驟:
、、根據(jù)提議,選擇標(biāo)準(zhǔn)方程或一般方程;
②、根據(jù)條件列出關(guān)于a、b、r或D、E、F的方程組;
③、解出a、b、r或D、E、F,代入標(biāo)準(zhǔn)方程或一般方程。
例3、已知線段AB的端點(diǎn)B的坐標(biāo)是(4,3),端點(diǎn)A在圓上運(yùn)動(dòng),求線段AB的中點(diǎn)M的軌跡方程。
分析:如圖點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)引起點(diǎn)M運(yùn)動(dòng),而點(diǎn)A在已知圓上運(yùn)動(dòng),點(diǎn)A的坐標(biāo)滿足方程。建立點(diǎn)M與點(diǎn)A坐標(biāo)之間的關(guān)系,就可以建立點(diǎn)M的坐標(biāo)滿足的條件,求出點(diǎn)M的軌跡方程。
解:設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)是(x,y),點(diǎn)A的坐標(biāo)是①
上運(yùn)動(dòng),所以點(diǎn)A的坐標(biāo)滿足方程,即
、
把①代入②,得
課堂練習(xí):課堂練習(xí)第1、2、3題
小結(jié):
1.對(duì)方程的討論(什么時(shí)候可以表示圓)
2.與標(biāo)準(zhǔn)方程的互化
3.用待定系數(shù)法求圓的方程
4.求與圓有關(guān)的點(diǎn)的軌跡。
課后作業(yè):習(xí)題4.1第2、3、6題
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