1、苏教版高中数学课件苏教版高中数学课件知识网络知识网络一、求圆的方程一、求圆的方程1.求圆的方程的两种方法直接法 根据圆的几何性质,直接求出圆心坐标和半径,进而写出方程待定系数法(1)若已知条件与圆心(a,b)和半径r有关,则设圆的标准方程,依据已知条件列出关于a,b,r的方程组,从而求出a,b,r的值;(2)若已知条件没有明确给出圆心或半径,则选择设圆的一般方程,依据已知条件列出关于D,E,F的方程组,进而求出D,E,F的值2.确定圆心位置的三种方法(1)圆心在过切点且与切线垂直的直线上.(2)圆心在圆的任意弦的垂直平分线上.(3)两圆相切时,切点与两圆圆心共线.3.通过求圆的方程,体现了数学
2、运算与逻辑推理的核心素养.例1求圆心在直线3x4y10上,且经过两圆x2y2xy20与x2y25的交点的圆的方程.解方法一设所求圆的方程为x2y2xy2(x2y25)0,再把代入所设方程,得x2y22x2y110,故所求圆的方程为x2y22x2y110.得两圆的交点为A(1,2)和B(2,1).设所求圆的方程为x2y2DxEyF0.所求圆的方程是x2y22x2y110.反思感悟求圆的方程主要是联系圆系方程、圆的标准方程和一般方程,利用待定系数法解题.一般地,当已知圆的圆心或半径的几何特征时,设圆的标准方程,并结合圆的几何性质求解;当已知圆上三个点时,设圆的一般方程;当所求圆经过直线与圆、圆与圆
3、的交点时,常利用圆系方程来解答.过两个已知圆x2y2D1xE1yF10和x2y2D2xE2yF20的交点的圆系方程为x2y2D1xE1yF1(x2y2D2xE2yF2)0(1).跟踪训练1圆心在直线5x3y8上,且圆与两坐标轴均相切,求此圆的标准方程.解设所求圆的标准方程为(xx0)2(yy0)2r2(r0).因为圆与两坐标轴均相切,故圆心坐标满足x0y00或x0y00.又圆心在直线5x3y8上,所以5x03y08.所以圆心坐标为(4,4)或(1,1),相应的半径为r4或r1,故所求圆的标准方程为(x4)2(y4)216或(x1)2(y1)21.二、直线与圆、圆与圆的位置关系二、直线与圆、圆与
4、圆的位置关系1.直线与圆位置关系的判断方法(1)几何法:设圆心到直线的距离为d,圆的半径长为r.若dr,则直线和圆相离.(2)代数法:联立直线方程与圆的方程组成方程组,消元后得到一个一元二次方程,其判别式为.0直线与圆相切;0直线与圆相交;0直线与圆相离.2.圆与圆的位置关系:一般利用圆心距与两半径和与差的大小关系来判断两圆的位置关系.3.直线与圆、圆与圆的位置关系的转化,体现了直观想象、逻辑推理的数学核心素养.解(1)当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y3k(x2),即kxy32k0.示意图如图,作MCAB于C.又M(1,1),故直线l的方程为3x4y60.(2)当直线l的斜率不存在时,
5、其方程为x2,综上所述,直线l的方程为3x4y60或x2.反思感悟(1)判断直线与圆的位置关系以几何法为主,解题时应充分利用圆的几何性质以简化解题过程.(2)解决圆与圆的位置关系的关键是抓住它的几何特征,利用两圆圆心距与两圆半径的和、差的绝对值的大小来确定两圆的位置关系,以及充分利用它的几何图形的形象直观性来分析问题.跟踪训练2已知圆C1:x2y22x0,圆C2:x2y22x2y20.(1)求圆C1和圆C2的公共弦长;解两圆相减可得2xy10,圆C1的圆心为(1,0),解圆C2的圆心为(1,1),由题意知,直线l的斜率存在,设直线l的方程为yk(x1),三、轨迹问题三、轨迹问题1.求与圆有关的
6、轨迹问题的四种方法2.通过求圆的轨迹问题,体现了直观想象、逻辑推理的核心素养.例3如图,圆O1与圆O2的半径都是1,O1O24,过动点P分别作圆O1、圆O2的切线PM,PN(M,N分别为切点),使得PM PN,试建立适当的坐标系,并求动点P的轨迹方程.解如图,以O1O2所在直线为x轴,线段O1O2的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系,则O1(2,0),O2(2,0),设动点P的坐标为(x,y).在RtPMO1中,PM2PO121,在RtPNO2中,PN2PO221.所以(x2)2y212(x2)2y2,整理得x2y212x30,即为所求点P的轨迹方程.反思感悟(1)求动点的轨迹方程是解析几何
7、中的重要题型,解答这类问题常用的方法有:直接法、定义法、消元法、代入法等.(2)求轨迹方程的步骤:建系设点;列出动点满足的轨迹条件;把轨迹条件坐标化;化简整理;检验.在检验中要排除不符合要求的点,或者补充上漏掉的部分.跟踪训练跟踪训练3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.解设另一端点C的坐标为(x,y).依题意,得ACAB.由两点间距离公式,整理得(x4)2(y2)210.如图所示,又因为A,B,C为三角形的三个顶点,所以A,B,C三点不共线.即点B,C不能重合且B,C不能为圆A的一直径的两个端点.即点C不能为(5,1).
8、故端点C的轨迹方程是(x4)2(y2)210(除去点(3,5)和(5,1).但除去(3,5)和(5,1)两点.随堂演练随堂演练1.若直线3x4ym0与圆x2y22x4y10没有公共点,则实数m的取值范围是A.5m15 B.m15C.m13 D.4m131234解析圆x2y22x4y10的圆心为(1,2),半径为2,m15.故选B.1234因此弦长6就是直径2r,r3.r25m9m4,故选C.2.若直线xy30截圆x2y22x4ym0所得弦长为6,则实数m的值为A.1 B.2 C.4 D.31解析圆的方程可化为(x1)2(y2)25m,圆心(1,2),12343.(多选)点P是直线xy30上的动
9、点,由点P向圆O:x2y24作切线,则切线长可能为解析根据题意,由点P向圆O:x2y24作切线,设T为切点,圆O:x2y24,其圆心为(0,0),半径r2,当PO最小时,PT最小,12344.(多选)以下四个命题表述正确的是A.直线mx4y120(mR)恒过定点(0,3)B.圆C:x2y22x8y130的圆心到直线4x3y30的距离为2C.圆C1:x2y22x0与圆C2:x2y24x8y40恰有三条公切线D.两圆x2y24x4y0与x2y22x120的公共弦所在的直线方程 为x2y601234解析对于A选项,当x0时y3,所以直线过定点(0,3),故A选项正确;对于B选项,圆C的圆心为(1,4),对于C选项,圆C1的圆心为(1,0),半径r11;圆C2的圆心为(2,4),半径r24.1234所以两圆外切,故恰有三条公切线,故C正确;两式相减并化简得x2y60,故D选项错误.1234
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