2014年人教A版数学必修二导学案:2.2.1圆的的一般方程

课题:2.2.1 圆的的一般方程导学案
班级: 【学习目标】 姓名: 学号: 第 学习小组
1、 掌握圆的一般方程, 2、 会判断二元二次方程 x 2 y 2 Dx Ey F 0 是否是圆的一般方程, 能将圆的 一般方程转化为标准方程,从而写出圆心坐标和圆的半径. 3、 会用代定系数法求圆的一般方程 【课前预习】 问题 1 .已知一个圆的圆心坐标为 (1, 1) ,半径为 2 ,求圆的标准方程.
F 0 ( D 2 E 2 4F 0) 所表示的曲线关于直
) D. D E F
A. D E B. D F C. E F 3.求经过点 A(4, 1) , B(6, 3) , C (3, 0) 的圆的方程.
【课后巩固】
1.圆 x 2 y 2 4x 6 y 3 0 的圆心坐标和半径分别为 2.若方程 x 2 y 2 2x 4my 5m 0 表示的图形是圆,则 mБайду номын сангаас的取值范围是 3.圆 x 2 y 2 2 x 4 y 12 0 的圆心坐标和半径分别为
9.求过三点 A(1 , 5) , B(5, 5) , C (6, 2) 的圆的方程.
10.求圆 x 2 y 2 2 x 2 y 1 0 关于直线 x y 3 0 对称的圆的方程.
11.已知点 M ( x,y) 与两个顶点 O(0, 0) , A(3, 0) 的距离之比为 标满足什么关系?画出满足条件的点 M 所形成的曲线.
例 2、 某圆拱梁的示意图如图所示, 该圆拱的跨度 AB 36 m , 拱高 OP 6m , 每隔 3m 需要一个支柱支撑,求支柱 A2 P2 的长(精确到 0.01m ) .
y P A
P2 A2
B x
O
例 3、已知方程 x 2 y 2 2kx 4 y 3k 8 0 表示一个圆,求 k 的取值范围.
2 2

6.过点 M (1 , 1) 且与已知圆 C : x y 2x 4 y 3 0 的圆心相同的圆的方程 是 . 2 2 7.若圆 x y 2 x 2by b 2 0 关于直线 x y 0 对称,则 b . 8.过三 O(0, 0) , M (1, 1) , N (4, 2) 的圆的方程是 .
2 2 2 2
. .

4. 若圆 x y Dx Ey F 0 ( D E 4F 0) 的圆心在直线 x y 0 上, 则 D 、 E 、 F 的关系有 . 5.已知圆 x 2 y 2 4 x 4 0 的圆心是 P , O 是坐标原点,则 PO
1 ,那么点 M 的坐 2
变式训练 :若方程 x 2 y 2 2mx 2(m 1) y 2m 2 0 表示一个圆,且该圆的圆心 位于第一象限,求实数 m 的取值范围.
【学后反思】
课题:2.2.1 圆的一般方程检测案
班级: 姓名: 学号: 第 学习小组 【课堂检测】
1.下列方程各表示什么图形? (1) ( x 1) 2 ( y 2) 2 0 ; (2) x 2 y 2 2x 4 y 4 0 ; (3) x 2 y 2 4 x 0 ; (4) x 2 y 2 2ax b 2 0 ; (5) x 2 y 2 4x 2 y 5 0 . 2.如果方程 x 2 y 2 Dx Ey 线 y x 对称,那么必有(
2.若方程 x 2 y 2 Dx Ey
F 0 表示圆的一般方程,有什么要求?
【课堂研讨】 例 1、已知 ABC 的顶点坐标 A(4, 3) , B(5, 2) ,C (1 , 0) ,求 ABC 外接圆的方程.
变式训练 :已知 ABC 的顶点坐标 A(1 , 1) 、 B(3, 1) 、 C (3, 3) ,求 ABC 外接圆的 方程.
问题 2 .在半径与圆心不能确定的情况下仍用圆的标准方程来解行不行? 如 ABC 的顶点坐标 A(4, 3) , B(5, 2) , C (1 , 0) ,求 ABC 外接圆方程. 这道题怎样求?有几种方法? 问题 3 .要求问题 2 也就意味着圆的方程还有其它形式? 1.圆的一般方程的推导过程.
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人教A版高中数学必修二 4.1.2 圆的一般方程 导学案

人教A版高中数学必修二 4.1.2 圆的一般方程 导学案

4.1.2 圆的一般方程【学习目标】:1.在掌握圆的标准方程的基础上,理解记忆圆的一般方程的代数特征,由圆的一般方程确定圆的圆心半径.掌握方程x 2+y 2+Dx +Ey +F=0表示圆的条件.2.能通过配方等手段,把圆的一般方程化为圆的标准方程.能用待定系数法求圆的方程。

【学习重点】:圆的一般方程的代数特征,一般方程与标准方程间的互化,根据已知条件确定方程中的系数,D 、E 、F .【学习难点】:对圆的一般方程的认识、掌握和运用。

学习过程复习引入圆的标准方程:_______ ________,圆心_______ __半径____ _。

探究1:把圆的标准方程展开,并整理得:x 2+y 2-2ax -2by +a 2+b 2-r 2=0。

取 222,2,2r b a F b E a D -+=-=-=得022=++++F Ey Dx y x 这个方程是圆的方程.反过来给出一个形如x 2+y 2+Dx +Ey +F=0的方程,它表示的曲线一定是圆吗?基础知识把x 2+y 2+Dx +Ey +F=0配方得 。

1.当_______时,方程表示以__________为圆心,__________为半径的圆;2.当_______时,方程只有实数解2D x -=,2E y -=,即只表示一个点_________; 3.当_______时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形综上所述,方程022=++++F Ey Dx y x 表示的曲线不一定是圆只有当0422>-+F E D 时,它表示的曲线才是圆,我们把形如022=++++F Ey Dx y x 的表示圆的方程称为圆的一般方程圆的一般方程的特点:① x 2和y 2的系数都为1. ② 没有xy 这样的二次项.③ 圆的一般方程中有三个特定的系数D 、E 、F ,因之只要求出这三个系数,圆的方程就确定了.④ 与圆的标准方程相比较,它是一种特殊的二元二次方程,代数特征明显,圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小,几何特征较明显。

人教A版高中数学必修二《圆的一般方程》教学设计

人教A版高中数学必修二《圆的一般方程》教学设计

《4.1.2圆的一般方程》教学设计一、教材分析《圆的一般方程》安排在高中数学必修2第四章第一节第二课时.圆作为常见的简单几何图形,在实际生活和生产实践中有着广泛的应用.圆的一般方程属于解析几何学的基础知识,是研究二次曲线的开始,对后续直线与圆的位置关系、圆锥曲线等内容的学习,无论在知识上还是思想方法上都有着深远的意义,所以本课内容在整个解析几何中起着承前启后的作用.二、目标分析知识与技能:(1).掌握圆的一般方程及一般方程的特点(2).能将圆的一般方程化成圆的标准方程,进而求出圆心和半径(3).能用待定系数法由已知条件求出圆的方程过程与方法:(1)进一步培养学生用代数方法研究几何问题的能力;(2)加深对数形结合思想的理解和加强对待定系数法的运用,认识研究问题中由简单到复杂,由特殊到一般的化归思想,充分了解分类思想在数学中的重要地位,强化学生的观察,思考能力。

(3)增强学生应用数学的意识.情感,态度与价值观:(1)培养学生主动探究知识、合作交流的意识;(2)培养学生勇于思考,探究问题的精神。

(3)在体验数学美的过程中激发学生的学习兴趣.教学重点: (1).圆的一般方程。

(2).待定系数法求圆的方程。

教学难点: (1).圆的一般方程的应用。

(2).待定系数法求圆的方程及选用合适的圆方程。

三、教学内容与过程一、复习引入圆的标准方程为:222()()x a y b r -+-=把圆的标准方程展开,并整理得220x y Dx Ey F ++++=思考:此方程都能表示圆么?二、课堂探究观察下列各式,先将它们分别配方,然后分析它们是否表示圆?(设计意图)通过对这两个问题的探究,.一方面引导学生22(1)2410+-++=x y x y 22(2)2460+--+=x y x y回顾了旧知,另一方面,抓住了学生的注意力,把学生的思维引到研究圆的方程上来,激发了学生的学习兴趣和学习欲望.这样获取的知识,不但易于保持,而且易于迁移。

人教A版数学必修二《圆的一般方程》导学案

人教A版数学必修二《圆的一般方程》导学案

高中数学必修2《圆的一般方程》导学案姓名:___________ 班级:___________ 组别:_____________ 组名:____________【学习目标】1.掌握圆的一般方程并由圆的一般方程化成圆的标准方程;2.能分析题目的条件选择圆的一般方程或标准方程解题;3.解题过程中能分析和运用圆的几何性质.【重点难点】重点:掌握圆的一般方程难点:难点是根据条件运用待定系数法建立圆的方程.【知识链接】1、圆的标准方程2、直线与二元一次方程0(,Ax By C A B ++=不全为零)建立了一一对应的关系,那么圆是否也有与之对应的方程呢?【学习过程】阅读课本第121页至122页的内容,尝试回答以下问题:知识点:圆的一般方程 1.以(,)a b 为圆心,r 为半径的圆的标准方程: .2.将222()()x a y b r -+-=展开得 .3.形如220x y Dx Ey F ++++=的都表示圆吗?将上方程配方,得 . 不难看出,此方程与圆的标准方程的关系⑴. 当0422>-+F E D 时, .⑵. 当0422=-+F E D 时, .⑶. 当0422<-+F E D 时, . 综上所述,方程220x y Dx Ey F ++++=表示的曲线不一定是圆,只有当 时,它表示的曲线才是圆,我们把形如022=++++F Ey Dx y x 的表示圆的方程称为圆的一般方程 思考:圆的标准方程和一般方程各有什么特点? 结论:圆的一般方程的特点: 、 的系数相同,没有 这样的二次项.圆的一般方程中有三个待定系数 、 、 ,因此只要求出来这三个系数,圆的方程就明确了.与圆的标准方程相比,它是一种特殊的二元二次方程,代数特征明显,圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小,几何特征明显.例2:求过三点(0,5),(1,2),(3,4)A B C ---的圆的方程,并求这个圆的半径和圆心坐标.例3:已知线段AB 的端点B 的坐标是(4,3),端点A 在圆22(1)4x y ++=上运动,求线段AB 中点M 的坐标(,)x y 中,x y 满足的关系?并说明该关系表示什么曲线?分析:线段AB 的端点B 静止,A 在圆22(1)4x y ++=上运动,因此我们可以设出A 的坐标,从而得到中点M 的坐标.例4:某圆拱桥的示意图如右图,该圆拱的跨度AB 是36米,拱高OP 是6米,在建造时,每隔3米需用一个支柱支撑,求支柱22A P 的长度(精确到0.01米). 分析:若能够知道该圆拱所在的圆的方程,问题就变的很简单了,所以,我们联想到建立相应的直角坐标系,将问题转化为求圆的方程.【基础达标】A1.方程0834222=+++++k y kx y x 表示圆的充要条件是( )A.4>k 或1-<kB.41<<-kC.4=k 或1-=kD.以上答案都不对 B 2.下列方程各表示什么图形?⑴. 2240x y x +-=; ⑵. 224250x y x y +--+=;⑶. 1x -=B3.已知△ABC 的顶点的坐标为A (4,3),B(5,2),C(1,0),求△ABC 外接圆的方程.B4.求过点(—1,1),且圆心与已知圆22(1)46120x y x y ++--=相同的圆的方程C5.等腰三角形的顶点是A(4,2),底边一个端点是B(3,5),求另一个端点C 的轨迹方程,并说明它的轨迹是什么.【小结】【当堂检测】A1.圆22680x y y ++-=的圆心为 ,半径为 .A2.若圆221014x y mx y ++-==-与直线相切,且其圆心在y 轴的左侧,则m 的值为 .B3.长为2a的线段AB的两个端点A和B分别在x轴和y轴上滑动,求线段AB的中点的轨迹方程.【课后反思】本节课我最大的收获是我还存在的疑惑是我对导学案的建议是。

2014年人教A版必修二教案 4.1.2 圆的一般方程

2014年人教A版必修二教案 4.1.2 圆的一般方程

4.1.2 圆的一般方程教学目标1.讨论并掌握圆的一般方程的特点,并能将圆的一般方程化为圆的标准方程,从而求出圆心的坐标和半径.2.能分析题目的条件选择圆的一般方程或标准方程解题,解题过程中能分析和运用圆的几何性质.3.通过对圆的一般方程的特点的讨论,培养学生严密的逻辑思维和严谨的科学态度;通过例题的分析讲解,培养学生分析问题的能力.教学重点与难点圆的一般方程的探求过程及其特点是教学重点;根据具体条件选用圆的方程为教学难点.教学过程一、复习并引入新课师:请大家说出圆心在点(a,b),且半径是r的圆的方程.生:(x-a)2+(y-b)2=r2.师:以前学习过直线,直线方程有哪几种?生:直线方程有点斜式、斜截式、两点式、截距式和一般式.师:直线方程的一般式是Ax+By+C=0吗?生A:是的.生B:缺少条件A2+B2≠0.师:好!那么圆的方程有没有类似“直线方程的一般式”那样的“一般方程”呢?(书写课题:“圆的一般方程”的探求)二、新课师:圆是否有一般方程?这是个未解决的问题,我们来探求一下.大家知道,我们认识一般的东西,总是从特殊入手.如探求直线方程的一般形式就是通过把特殊的公式(点斜式,两点式……)展开整理而得到的.想求圆的一般方程,怎么办?生:可仿照直线方程试一试!把标准形式展开,整理得x 2+y 2-2ax -2by+a 2+b 2-r 2=0.令D=-2a ,E=-2b ,F=a 2+b 2-r 2,有:x 2+y 2+Dx+Ey+F=0.(*)师:从(*)式的得来过程可知,只要是圆的方程就可以写成(*)的形式.那么能否下结论:x 2+y 2+Dx+Ey+F=0就是圆的方程?生A :不一定.还得考虑:x 2+y 2+Dx+Ey+F=0能否写成标准形式.生B :也可以像直线方程一样,要有一定条件.师:那么考虑考虑怎样去寻找条件?生:配方.师;请大家动手做,看看能否配成标准形式?(放手让同学讨论,教师适当指导,然后由同学说,教师板书.) ()∆-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+.4422:*2222F E D E y D x )式配方得将( 1.当D 2+E 2-4F >0时,比较(△)式和圆的标准方程知:(*)式表示以 为半径的圆;为圆心,F E D E D 4212,222-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-- 2.()()()有时也叫点圆,式表示一个点即式只有实数解时,当⎪⎭⎫ ⎝⎛--*-=-=*=-+22,2,204.22E D E y D x F E D 3.当D 2+E 2-4F <0时,(*)式没有实数解,因而它不表示任何图形.教师总结:当D 2+E 2-4F >0时,方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0叫圆的一般方程.师:圆的一般方程有什么特点?生A:是关于x、y的二元二次方程.师:刚才生A的说法对吗?生B:不全对.它是关于x、y的特殊的二元二次方程.师:特殊在什么地方?(通过争论与举反例后,由教师总结)师:1.x2,y2系数相同,且不等于零.2.没有xy这样的二次项.(追问):这两个条件是“方程Ax2+By2+Dx+Ey+F=0表示圆”的什么条件?生:必要条件.师:还缺什么?生:D2+E2-4F>0.练习:判断以下方程是否是圆的方程:①x2+y2-2x+4y-4=0②2x2+2y2-12x+4y=0③x2+2y2-6x+4y-1=0④x2+y2-12x+6y+50=0⑤x2+y2-3xy+2y+5y=0⑥x2+y2-12x+6y+F=0三、应用举例师:先请大家比较一下圆的标准方程(x-a)2+(y-b)2=r2与一般方程x2+y2+Dx+Ey+F=0在应用上各有什么优点?生:标准方程的几何特征明显——能看出圆心、半径;一般方程的优点是能从一般的二元二次方程中找出圆的方程.师:怎样判断用“一般方程”表示的圆的圆心、半径.生:.4212222F E D r E D -+=⎪⎭⎫ ⎝⎛--,,圆心 生B :不用死记,配方即可.师:两种形式的方程各有特点,我们应对具体情况作具体分析、选择.四.例题讲解例1.求过三点12(0,0),(1,1),(4,2)O M M 的圆的方程;分析:由于12(0,0),(1,1),(4,2)O M M 不在同一条直线上,因此经过12,,O M M 三点有唯一的圆.解:法一:设圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=,∵12,,O M M 三点都在圆上,∴12,,O M M 三点坐标都满足所设方程,把12(0,0),(1,1),(4,2)O M M 代入所设方程,得:02042200F D E F D E F =⎧⎪+++=⎨⎪+++=⎩解之得:860D E F =-⎧⎪=⎨⎪=⎩所以,所求圆的方程为22860x y x y +-+=.法二:也可以求1OM 和2OM 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:22860x y x y +-+=.法三:也可以设圆的标准方程:222()()x a y b r -+-=将点的坐标代入后解方程组也可以解得22(4)(3)25x y -++=例2.已知线段AB 的端点B 的坐标是(4,3),端点A 在圆22(1)4x y ++=上运动,求线段AB 中点M 的坐标(,)x y 中,x y 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(,)x y ,由于点B 的坐标是(4,3),且M 是AB 的中点,所以0043,22x y x y ++==(*) 于是,有0024,23x x y y =-=-因为点A 在圆22(1)4x y ++=上运动,所以点A 的坐标满足方程22(1)4x y ++=,即2200(1)4x y ++=(**)将(*)式代入(**),得22(241)(23)4x y -++-=, 整理得2233()()122x y -+-=所以,x y 满足的关系为:2233()()122x y -+-= 其表示的曲线是以33(,)22为圆心,1为半径的圆.说明: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(,)x y 满足的关系式. 五、小结注意一般式的特点:1°x 2,y 2系数相等且不为零;2°没有xy 这样的项; 3°D 2+E 2-4F >0.另外,大家考虑:D 2+E 2-4F 有点像什么?像判别式,它正是方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0是否是圆的方程的判别式.如D 、E 确定了,则与F 的变化有关.六、作业:1.求下列各圆的一般方程:①过点A(5,1),圆心在点C(8,-3);②过三点A(-1,5),B(5,5),C(6,-2).2.求下列各圆的圆心坐标和半径:①x2+y2-2x-5=0②x2+y2+2x-4y-4=0③x2+y2+2ax=0④x2+y2-2by-2b2=0设计思想这是一节介绍新知识的课,而且这节课还非常有利于展现知识的形成过程.因此,在设计这节课时,力求“过程、结论并重;知识、能力、思想方法并重”在整个探求过程中充分利用了“旧知识”及“旧知识的形成过程”,并用它探求新知识.这样的过程,既是学生获得新知识的过程,更是培养学生能力的过程.。

高中数学人教A版必修2导学案设计:4.1.2圆的一般方程(学生版)

高中数学人教A版必修2导学案设计:4.1.2圆的一般方程(学生版)

章节4.1.2 课题圆的一般方程教学目标1.掌握圆的一般方程,会用配方法将其化为标准方程;2.会用代数法(待定系数法)和几何法求圆的一般方程;3.掌握方程x2+y2+Dx+Ey+F=0表示圆的等价条件.教学重点利用待定系数法、几何法求圆的一般方程。

教学难点解三元二次方程组;坐标转移法求轨迹方程。

【复习回顾】1.圆心为(a,b),半径为r的圆的标准方程是。

2.求圆的标准方程的方法有。

课前预习案【新知探究】探究一、圆的一般方程问题1:方程222410x y x y+-++=和222460x y x y+-++=分别表示什么图形?问题2:方程220x y Dx Ey F++++=在什么条件下表示圆?方程220Ax Bxy Cy Dx Ey F+++++=在什么条件下表示圆?新知1:圆的一般方程为220x y Dx Ey F++++=(2240D E F+->)。

探究二、点与圆的位置关系的判断问题3:点000(,)M x y在圆220x y Dx Ey F++++=内的条件是什么?在圆外呢?新知2:点000(,)M x y在圆220x y Dx Ey F++++=内⇔;点000(,)M x y在圆220x y Dx Ey F++++=外⇔。

例4.已知线段AB 的端点B 的坐标是(3,4),端点A 在圆上()2214x y ++=运动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程.课后达标案【达标检测】A 组1.方程x 2+y 2+2ax-by+c=0表示圆心为C (2,2),半径为2的圆,则a 、b 、c 的值依次为( ) A .2、4、4; B .-2、4、4; C .2、-4、4; D .2、-4、-42.已知方程x 2+y 2+k x +(1-k)y +134=0表示圆,则k 的取值范围 ( )A .k>3B .2-≤kC .-2<k<3D .k>3或k<-23.已知点)1,1(-A 和圆0964:22=+--+y x y x C ,一束光线从点A 经过x 轴反射到圆周的最短路程是( )A .5B .213-C .21D .3 4.由曲线围成的图形的面积是 。

2014年人教A版数学必修二导学案:2.2.1圆的方程—圆的标准方程

2014年人教A版数学必修二导学案:2.2.1圆的方程—圆的标准方程

例 2、已知隧道的截面是半径为 4 m 的半圆,车辆只能在道路中心线一侧行驶,一辆宽 为 2.7 m ,高为 3m 的货车能不能驶入这个隧道?
思考:假设货车的最大宽度为 am 那么货车要驶入该隧道,限高为多少?
例 3、 (1)已知圆的直径的两个端点是 A(1 , 2) , B(7, 8) .求该圆的标准方程. (2) 已知圆的直径的两个端点是 A( x1,y1 ) ,B( x2,y 2 ) . 求该圆的标准方程.
, 1) , B(1, 1) ,且圆心 C 在直线 x y 2 0 上的圆的标准方程. 例 4、求过点 A(1
【学后反思】
课题:2.2.1 圆的方程—圆的标准方程检测案
班级: 姓名: 学号: 第 学习小组 【课堂检测】 1.圆 C : ( x 3) 2 ( y 2) 2 9 的圆心坐标和半径分别为__________;__________.
(4)与两坐标轴都相切,且圆心在直线 2 x 3 y 5 0 上:
5) 和 B(3, 7) ,且圆心在 x 轴上: (5)经过点 A(3,
, 5) 为圆心,并与 y 轴相切的圆的标准方程. 2.求以点 C (1
5) 和 B(6, 1) ,求以线段 AB 为直径的圆的标准方程. 3.已知点 A(4,
问题 2.要求一个圆的方程需要哪些条件?如何求得呢? 1.圆的标准方程的推导过程:
2. 圆的标准方程:_________________________________________________________.
【课堂研讨】
3) ,且经过原点的圆的标准方程. 例 1、求圆心是 C (2,
课题:2.2.1 圆的方程—圆的标准方程
班级: 【学习目标】 姓名: 学号: 第 学习小组

2.2.1圆的的一般方程(2014年人教A版数学必修二导学案)

2 2

6.过点 M (1 , 1) 且与已知圆 C : x y 2x 4 y 3 0 的圆心相同的圆的方程 是 . 2 2 7.若圆 x y 2 x 2by b 2 0 关于直线 x y 0 对称,则 b . 8.过三 O(0, 0) , M (1, 1) , N (4, 2) 的圆的方程是 .
姓名:
学号:

学习小组
F 0 ( D 2 E 2 4F 0) 所表示的曲线关于直
) D. D E F
A. D E B. D F C. E F 3.求经过点 A(4, 1) , B(6, 3) , C (3, 0) 的圆的方程.
【课后巩固】
1.圆 x 2 y 2 4x 6 y 3 0 的圆心坐标和半径分别为 2.若方程 x 2 y 2 2x 4my 5m 0 表示的图形是圆,则 m 的取值范围是 3.圆 x 2 y 2 2 x 4 y 12 0 的圆心坐标和半径分别为
2.若方程 x 2 y 2 Dx Ey
F 0 表示圆的一般方程,有什么要求?
【课堂研讨】 例 1、已知 ABC 的顶点坐标 A(4, 3) , B(5, 2) ,C (1 , 0) ,求 ABC 外接圆的方程.
变式训练 :已知 ABC 的顶点坐标 A(1 , 1) 、 B(3, 1) 、 C (3, 3) ,求 ABC 外接圆的 方程.
2 2 2 2
. .

4. 若圆 x y Dx Ey F 0 ( D E 4F 0) 的圆心在直线 x y 0 上, 则 D 、 E 、 F 的关系有 . 5.已知圆 x 2 y 2 4 x 4 0 的圆心是 P , O 是坐标原点,则 PO

人教A版高中数学必修二导学案圆的一般方程

4.1.2圆的一般方程一、学习目标:知识与技能:(1)在掌握圆的标准方程的基础上,理解记忆圆的一般方程的代数特征,由圆的一般方程确定圆的圆心半径.掌握方程x 2+y 2+Dx +Ey +F=0表示圆的条件.(2)能通过配方等手段,把圆的一般方程化为圆的标准方程.能用待定系数法求圆的方程。

(3)培养学生探索发现及分析解决问题的实际能力。

过程与方法:通过对方程x 2+y 2+Dx +Ey +F=0表示圆的条件的探究,培养学生探索发现及分析解决问题的实际能力。

情感态度与价值观:渗透数形结合、化归与转化等数学思想方法,提高学生的整体素质,激励学生勇于创新,勇于探索。

二、学习重点、难点:学习重点:圆的一般方程的代数特征,一般方程与标准方程间的互化,根据已知条件确定 方程中的系数D 、E 、F .学习难点:对圆的一般方程的认识、掌握和运用.三、学法指导及要求:1、认真研读教材121---123页,认真思考、独立规范作答,认真完成每一个问题,每一道习题,不会的先绕过,做好记号.2、把学案中自己易忘、易出错的知识点和疑难问题以及解题方法规律,及时整理在解题本,多复习记忆.3、A:自主学习;B:合作探究;C :能力提升4、小班、重点班完成全部,平行班至少完成A.B 类题.平行班的A 级学生完成80%以上B 完成70%~80%C 力争完成60%以上.四、知识链接:圆的标准方程:222()()x a y b r -+-= 圆心(,)a b ;半径:r.五、学习过程:问题的导入:问题1: 方程x 2+y 2-2x+4y+1=0表示什么图形?方程x 2+y 2-2x-4y+6=0表示什么图形?问题2:方程x 2+y 2+Dx+Ey+F=0在什么条件下表示圆?问题3:什么是圆的一般方程?问题4:圆的标准方程与圆的一般方程各有什么特点?典型例题:例1:求过三点O(0,0)M 1(1,1)M 2(4,2)的圆的方程例2:已知:线段AB 的端点B 的坐标是(4,3),端点A 在(x+1)2+y 2=4上运动,求线段AB 的中点M 的轨迹方程。

【人教A版】高中数学必修二:第4章《圆与方程》导学案设计(含答案) 第四章 4.1.2

4.1.2 圆的一般方程[学习目标] 1.正确理解圆的方程的形式及特点,会由一般式求圆心和半径.2.会在不同条件下求圆的一般方程.知识点一 圆的一般方程的定义1.当D 2+E 2-4F >0时,方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0叫做圆的一般方程,其圆心为⎝⎛⎭⎫-D 2,-E 2,22.当D 2+E 2-4F =0时,方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0表示点⎝⎛⎭⎫-D 2,-E 2.3.当D 2+E 2-4F <0时,方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0不表示任何图形.思考 若二元二次方程Ax 2+Bxy +Cy 2+Dx +Ey +F =0,表示圆,需满足什么条件? 答 ①A =C ≠0;②B =0;③D 2+E 2-4AF >0. 知识点二 由圆的一般方程判断点与圆的位置关系已知点M (x 0,y 0)和圆的方程x 2+y 2+Dx +Ey +F =0(D 2+E 2-4F >0).则其位置关系如下表:题型一 圆的一般方程的定义例1 判断方程x 2+y 2-4mx +2my +20m -20=0能否表示圆,若能表示圆,求出圆心和半径长.解 方法一 由方程x 2+y 2-4mx +2my +20m -20=0,知D =-4m ,E =2m ,F =20m -20, 故D 2+E 2-4F =16m 2+4m 2-80m +80=20(m -2)2. 因此,当m =2时,它表示一个点;当m ≠2时,原方程表示圆,此时,圆的圆心为(2m ,-m ),半径长r =12D 2+E 2-4F =5|m -2|.方法二 原方程可化为(x -2m )2+(y +m )2=5(m -2)2. 因此,当m =2时,它表示一个点;当m ≠2时,原方程表示圆.此时,圆的圆心为(2m ,-m ),半径长r =5|m -2|.反思与感悟 对形如x 2+y 2+Dx +Ey +F =0的二元二次方程,判定其是否表示圆时有如下两种方法:(1)由圆的一般方程的定义判断D 2+E 2-4F 是否为正.若D 2+E 2-4F >0,则方程表示圆,否则不表示圆.(2)将方程配方变为“标准”形式后,根据圆的标准方程的特征,观察是否可以表示圆. 跟踪训练1 如果x 2+y 2-2x +y +k =0是圆的方程,则实数k 的范围是________. 答案 ⎝⎛⎭⎫-∞,54 解析 由题意可知(-2)2+12-4k >0, 即k <54.题型二 求圆的一般方程例2 已知△ABC 的三个顶点为A (1,4),B (-2,3),C (4,-5),求△ABC 的外接圆方程、圆心坐标和外接圆半径.解 方法一 设△ABC 的外接圆方程为 x 2+y 2+Dx +Ey +F =0, ∵A ,B ,C 在圆上, ∴⎩⎪⎨⎪⎧1+16+D +4E +F =0,4+9-2D +3E +F =0,16+25+4D -5E +F =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧D =-2,E =2,F =-23,∴△ABC 的外接圆方程为x 2+y 2-2x +2y -23=0, 即(x -1)2+(y +1)2=25.∴圆心坐标为(1,-1),外接圆半径为5. 方法二 设△ABC 的外接圆方程为 (x -a )2+(y -b )2=r 2,∵A 、B 、C 在圆上, ∴⎩⎪⎨⎪⎧(1-a )2+(4-b )2=r 2,(-2-a )2+(3-b )2=r 2,(4-a )2+(-5-b )2=r 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-1,r =5,即外接圆的圆心为(1,-1),半径为5,∴圆的标准方程为(x -1)2+(y +1)2=25,展开易得其一般方程为x 2+y 2-2x +2y -23=0. 方法三 ∵k AB =4-31+2=13,k AC =4+51-4=-3,∴k AB ·k AC =-1,∴AB ⊥AC .∴△ABC 是以角A 为直角的直角三角形. ∴圆心是线段BC 的中点, 坐标为(1,-1),r =12|BC |=5.∴外接圆方程为(x -1)2+(y +1)2=25. 展开得一般方程为x 2+y 2-2x +2y -23=0. 反思与感悟 应用待定系数法求圆的方程时:(1)如果由已知条件容易求得圆心坐标、半径或需利用圆心的坐标或半径列方程的问题,一般采用圆的标准方程,再用待定系数法求出a ,b ,r .(2)如果已知条件与圆心和半径都无直接关系,一般采用圆的一般方程,再用待定系数法求出常数D 、E 、F .跟踪训练2 已知一个圆过P (4,2),Q (-1,3)两点,且在y 轴上截得的线段长为43,求圆的方程.解 设圆的方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F =0. 令x =0,得y 2+Ey +F =0.由已知|y 1-y 2|=43,其中y 1,y 2是方程y 2+Ey +F =0的两根, ∴(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=E 2-4F =48.①将P ,Q 两点的坐标分别代入圆的方程,得⎩⎪⎨⎪⎧4D +2E +F =-20,②D -3E -F =10.③解①②③联立成的方程组,得⎩⎪⎨⎪⎧D =-2,E =0,F =-12或⎩⎪⎨⎪⎧D =-10625,E =-565,F =48425.∴圆的方程为x 2+y 2-2x -12=0或x 2+y 2-10625x -565y +48425=0.题型三 求动点的轨迹方程例3 已知直角△ABC 的斜边为AB ,且A (-1,0),B (3,0),求直角顶点C 的轨迹方程.解 方法一 设顶点C (x ,y ),因为AC ⊥BC ,且A ,B ,C 三点不共线,所以x ≠3,且x ≠-1.又因为k AC =y x +1,k BC =yx -3,且k AC ·k BC =-1,所以y x +1·yx -3=-1,化简,得x 2+y 2-2x -3=0.所以直角顶点C 的轨迹方程为x 2+y 2-2x -3=0(x ≠3,且x ≠-1). 方法二 同方法一,得x ≠3,且x ≠-1. 由勾股定理,得|AC |2+|BC |2=|AB |2, 即(x +1)2+y 2+(x -3)2+y 2=16, 化简得x 2+y 2-2x -3=0.所以直角顶点C 的轨迹方程为x 2+y 2-2x -3=0(x ≠3,且x ≠-1). 方法三 设AB 的中点为D ,由中点坐标公式,得D (1,0). 由直角三角形的性质,知|CD |=12|AB |=2.由圆的定义,知动点C 的轨迹是以D (1,0)为圆心,以2为半径长的圆(因为A ,B ,C 三点不共线,所以应除去与x 轴的交点).设C (x ,y ),则直角顶点的轨迹方程为(x -1)2+y 2=4(x ≠3,且x ≠-1). 反思与感悟 求与圆有关的轨迹问题常用的方法.(1)直接法:根据题目的条件,建立适当的平面直角坐标系,设出动点坐标,并找出动点坐标所满足的关系式.(2)定义法:当列出的关系式符合圆的定义时,可利用定义写出动点的轨迹方程. (3)相关点法:若动点P (x ,y )随着圆上的另一动点Q (x 1,y 1)运动而运动,且x 1,y 1可用x ,y 表示,则可将Q 点的坐标代入已知圆的方程,即得动点P 的轨迹方程.跟踪训练3 求到点O (0,0)的距离是到点A (3,0)的距离的12的点的轨迹方程.解 设M (x ,y )到O (0,0)的距离是到A (3,0)的距离的12.则|MO ||MA |=12.∴x 2+y 2(x -3)2+y 2=12. 化简,得x 2+y 2+2x -3=0.即所求轨迹方程为(x +1)2+y 2=4.代入法求圆的方程例4 已知定圆的方程为(x +1)2+y 2=4,点A (1,0)为定圆上的一个点,点C 为定圆上的一个动点,M 为动弦AC 的中点,求点M 的轨迹方程.分析 由于点M 依赖于动点C ,且动点C 在圆上,故只要找到点M 与点C 的坐标关系,再利用点C 的坐标满足圆的方程,即可求得点M 的轨迹方程. 解 设点M (x ,y ),点C (x 0,y 0),因为M 是动弦AC 的中点,所以由中点坐标公式可得⎩⎨⎧x =x 0+12,y =y2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x -1,y 0=2y .① 因为点C 与点A 不重合,所以x 0≠1,即x ≠1. 又因为点C (x 0,y 0)在圆(x +1)2+y 2=4上, 所以(x 0+1)2+y 20=4(x 0≠1),②将①代入②,得(2x -1+1)2+(2y )2=4(x ≠1), 即x 2+y 2=1(x ≠1).因此,动点M 的轨迹方程为x 2+y 2=1(x ≠1).解后反思 对于“双动点”问题,若已知一动点在某条曲线上运动而求另一动点的轨迹方程,则通常采用本例的方法,这种求轨迹方程的方法叫做代入法.忽略有关圆的范围求最值致误例5 已知圆的方程为x 2+y 2-2x =0,点P (x ,y )在圆上运动,求2x 2+y 2的最值.分析 由x 2+y 2-2x =0,得y 2=-x 2+2x ≥0,求得x 的范围.而点P (x ,y )在圆上,则可将2x 2+y 2转化为关于x 的二次函数,就变成了在给定区间上求二次函数的最值问题. 解 由x 2+y 2-2x =0,得y 2=-x 2+2x ≥0. 所以0≤x ≤2.又因为2x 2+y 2=2x 2-x 2+2x =x 2+2x =(x +1)2-1, 所以0≤2x 2+y 2≤8.所以当x =0,y =0时,2x 2+y 2有最小值0, 当x =2,y =0时,2x 2+y 2有最大值8. 故2x 2+y 2有最小值0,最大值8.1.圆x 2+y 2-4x +6y =0的圆心坐标是( ) A.(2,3)B.(-2,3)C.(-2,-3)D.(2,-3)答案 D解析 -D 2=2,-E2=-3,∴圆心坐标是(2,-3).2.方程x 2+y 2-x +y +k =0表示一个圆,则实数k 的取值范围为( ) A.k ≤12 B.k =12 C.k ≥12 D.k <12答案 D解析 方程表示圆⇔1+1-4k >0⇔k <12.3.M (3,0)是圆x 2+y 2-8x -2y +10=0内一点,过点M 的最长弦所在的直线方程是( ) A.x +y -3=0 B.x -y -3=0 C.2x -y -6=0 D.2x +y -6=0答案 B解析 过点M 的最长弦应为过点M 的直径所在的直线.易得圆的圆心为(4,1),则所求直线的方程为y -10-1=x -43-4,即x -y -3=0.4.圆x 2+y 2-2x +4y +3=0的圆心到直线x -y =1的距离为( ) A.2 B.22C.1D.2 答案 D解析 易得圆的圆心为(1,-2),它到直线x -y =1的距离为|1+2-1|12+12= 2.5.圆x 2+y 2+2x -4y +m =0的直径为3,则m 的值为________. 答案114解析 因(x +1)2+(y -2)2=5-m , ∴r =5-m =32,∴m =114.2.圆的方程可用待定系数法来确定,在设方程时,要根据实际情况,设出恰当的方程,以便简化解题过程.3.对于曲线的轨迹问题,要作简单的了解,能够求出简单的曲线的轨迹方程,并掌握求轨迹方程的一般步骤.一、选择题1.圆x 2+y 2+4x -6y -3=0的圆心和半径长分别为( ) A.(4,-6),16 B.(2,-3),4 C.(-2,3),4 D.(2,-3),16答案 C解析 由x 2+y 2+4x -6y -3=0,得(x +2)2+(y -3)2=16,故圆心为(-2,3),半径长为4. 2.圆C :x 2+y 2-4x +2y =0关于直线y =x +1对称的圆的方程是( ) A.(x +1)2+(y -2)2=5 B.(x +4)2+(y -1)2=5 C.(x +2)2+(y -3)2=5 D.(x -2)2+(y +3)2=5答案 C解析 把圆C 的方程化为标准方程为(x -2)2+(y +1)2=5,∴圆心C (2,-1),设圆心C 关于直线y =x +1的对称点为C ′(x 0,y 0), 则⎩⎪⎨⎪⎧y 0-(-1)x 0-2=-1,y 0-12=x 0+22+1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-2,y 0=3,故C ′(-2,3)∴圆C 关于直线y =x +1对称的圆的方程为(x +2)2+(y -3)2=5.3.当a 为任意实数时,直线(a -1)x -y +a +1=0恒过定点C ,则以C 为圆心,5为半径的圆的方程为( ) A.x 2+y 2-2x +4y =0 B.x 2+y 2+2x +4y =0 C.x 2+y 2+2x -4y =0 D.x 2+y 2-2x -4y =0答案 C解析 直线(a -1)x -y +a +1=0可化为(-x -y +1)+a (1+x )=0,由⎩⎪⎨⎪⎧-x -y +1=0,x +1=0得C (-1,2). ∴圆的方程为(x +1)2+(y -2)2=5, 即x 2+y 2+2x -4y =0.4.已知两点A (-2,0),B (0,2),点C 是圆x 2+y 2-2x =0上任意一点,则△ABC 的面积最小值是( )A.3- 2B.3+ 2C.3-22 D.3-22答案 A解析 直线AB 的方程为x -y +2=0,圆心到直线AB 的距离为d =|1-0+2|2=322,所以,圆上任意一点到直线AB 的最小距离为322-1,S △ABC =12×|AB |×⎝⎛⎭⎫322-1=12×22×⎝⎛⎭⎫322-1=3- 2. 5.圆x 2+y 2+2x -4y +1=0关于直线2ax -by +2=0(a ,b ∈R )对称,则ab 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎦⎤-∞,14 B.⎝⎛⎦⎤0,14 C.⎝⎛⎭⎫-14,0 D.⎝⎛⎭⎫-∞,14 答案 A解析 圆x 2+y 2+2x -4y +1=0关于直线2ax -by +2=0(a ,b ∈R )对称,则圆心在直线上,求得a +b =1,ab =a (1-a )=-a 2+a =-⎝⎛⎭⎫a -122+14≤14,ab 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,14,故选A.6.若直线l :ax +by +1=0始终平分圆M :x 2+y 2+4x +2y +1=0的周长,则(a -2)2+(b -2)2的最小值为( ) A. 5 B.5 C.2 5 D.10 答案 B解析 直线l 过圆心C (-2,-1),则-2a -b +1=0,则b =-2a +1,所以(a -2)2+(b -2)2=(a -2)2+(-2a +1-2)2=5a 2+5≥5,所以(a -2)2+(b -2)2的最小值为5.7.已知M (-2,0),N (2,0),则以MN 为斜边的直角三角形直角顶点P 的轨迹方程是( ) A.x 2+y 2=4(x ≠±2) B.x 2+y 2=4 C.x 2+y 2=2(x ≠±2) D.x 2+y 2=2 答案 A解析 设P (x ,y ),则PM ⊥PN . 又k PM =y -0x -(-2)=yx +2(x ≠-2),k PN =y -0x -2=yx -2(x ≠2), ∵k PM ·k PN =-1,∴y x +2·yx -2=-1,即x 2-4+y 2=0,即x 2+y 2=4(x ≠±2).当x =2时,不能构成以MN 为斜边的直角三角形, 因此不成立.同理当x =-2时也不成立. 故点P 的轨迹方程是x 2+y 2=4(x ≠±2). 二、填空题8.已知点A (1,2)在圆x 2+y 2+2x +3y +m =0内,则m 的取值范围是________.答案 m <-13解析 因为A (1,2)在圆x 2+y 2+2x +3y +m =0内,所以1+4+2+6+m <0,解得m <-13. 又由4+9-4m >0,得m <134. 综上,m <-13.9.已知A ,B 是圆O :x 2+y 2=16上的两点,且|AB |=6.若以AB 为直径的圆M 恰好经过点C (1,-1),则圆心M 的轨迹方程是________. 答案 (x -1)2+(y +1)2=9解析 设圆心为M (x ,y ).由|AB |=6,知圆M 的半径长r =3,则|MC |=3,即(x -1)2+(y +1)2=3,所以(x -1)2+(y +1)2=9.10.点P (x 0,y 0)是圆x 2+y 2=16上的动点,点M 是OP (O 为原点)的中点,则动点M 的轨迹方程是________. 答案 x 2+y 2=4解析 设M (x ,y ),则⎩⎨⎧x =x 02,y =y2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0=2x ,y 0=2y ,又P (x 0,y 0)在圆上,∴4x 2+4y 2=16,即x 2+y 2=4.11.光线从点A (1,1)出发,经y 轴反射到圆C :(x -5)2+(y -7)2=4的最短路程等于______. 答案 62-2解析 ∵A (1,1)关于y 轴对称点为A ′(-1,1), ∴所求的最短路程为|A ′C |-2, |A ′C |=62+62=6 2. ∴所求的最短路程为62-2. 三、解答题12.已知一圆过P (4,-2)、Q (-1,3)两点,且在y 轴上截得的线段长为43,求圆的方程. 解 方法一 设圆的方程为: x 2+y 2+Dx +Ey +F =0,① 将P 、Q 的坐标分别代入①,得⎩⎪⎨⎪⎧4D -2E +F =-20 ②D -3E -F =10 ③ 令x =0,由①得y 2+Ey +F =0,④由已知|y 1-y 2|=43,其中y 1,y 2是方程④的两根. ∴(y 1-y 2)2=(y 1+y 2)2-4y 1y 2=E 2-4F =48.⑤解②③⑤联立成的方程组, 得⎩⎪⎨⎪⎧D =-2,E =0,F =-12或⎩⎪⎨⎪⎧D =-10,E =-8,F =4.故所求方程为:x 2+y 2-2x -12=0或x 2+y 2-10x -8y +4=0. 方法二 求得PQ 的中垂线方程为x -y -1=0.① ∵所求圆的圆心C 在直线①上, 故设其坐标为(a ,a -1),又圆C 的半径r =|CP |=(a -4)2+(a +1)2 .②由已知圆C 截y 轴所得的线段长为43,而圆C 到y 轴的距离为|a |. r 2=a 2+⎝⎛⎭⎫4322,代入②并将两端平方, 得a 2-6a +5=0, 解得a 1=1,a 2=5. ∴r 1=13,r 2=37.故所求圆的方程为:(x -1)2+y 2=13或(x -5)2+(y -4)2=37.13.已知方程x 2+y 2-2(t +3)x +2(1-4t 2)y +16t 4+9=0(t ∈R )表示的图形是圆. (1)求t 的取值范围;(2)求其中面积最大的圆的方程;(3)若点P (3,4t 2)恒在所给圆内,求t 的取值范围.解 (1)已知方程可化为(x -t -3)2+(y +1-4t 2)2=(t +3)2+(1-4t 2)2-16t 4-9, ∴r 2=-7t 2+6t +1>0, 由二次函数的图象解得-17<t <1.(2)由(1)知r =-7t 2+6t +1=-7(t -37)2+167,∴当t =37∈(-17,1)时,r max =477,此时圆的面积最大,所对应的圆的方程是(x -247)2+(y +1349)2=167.(3)当且仅当32+(4t 2)2-2(t +3)×3+2(1-4t 2)·(4t 2)+16t 4+9<0时, 点P 恒在圆内,∴8t 2-6t <0,∴0<t <34.。

2.2.2直线与圆的位置关系(2014年人教A版数学必修二导学案)

3.(1)求过圆 上一点 的圆的切线方程;
(2)求过原点且与圆 相切的直线的方程.
【课后巩固】
1.直线 与圆 的位置关系是.
2.直线 和圆 交于点 , ,则弦 的垂直平分线方程是.
3.斜率为 的直线 平分圆 的周长,则 的方程为
4.已知过点 的直线 被圆 截得的弦长为 ,
求直线 的方程.
5.已知圆 与直线 相交于 , 两点,
班级:姓名:学号:第学习小组
【课堂检测】
1.判断下列各组中直线 与圆 的位置关系:
(1) , ;__________________________;
(2) , ;___________________;
(3) , ._____________________.
2.若直线 与圆 相交,则点 与圆的位置关系是.
为坐标原点,若 ,求 的值.
6.已知过点 的直线 与圆 相交,求直线 斜率的取值范围.
7.求半径为 ,且与直线 切于点 的圆的方程.
8.求圆心在 轴上,且与直线 ,直线 都相切的圆的方程.
9.已知圆 的方程是 ,求证:经过圆 上一点 的切线方程是 .
10.已知圆 ,直线 .
(1)当点 在圆 上时,直线 与圆 具有怎样的位置关系?
课题:2.2.2直线与圆的位置关系导学案
班级:姓名:学号:第学习小组
【学习目标】
1.能够熟练的写出直线和圆的方程的交点坐标;
2.能通过比较圆心到直线的距离和半径之间的大小判断直线和圆的位置关系;
3.理解直线和圆的方程组成的二元二次方程组的解的对应关系.
【课前预习】
问题1.直线和圆的位置关系有几种情况?直线和圆的位置关系是用什么方法研究的?
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r
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