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第四章 圆与方程
4.1 圆的方程4.1.1 圆的标准方程问题提出1.在平面直角坐标系中,两点确定一条
直线,一点和倾斜角也确定一条直线,
那么在什么条件下可以确定一个圆呢?2.直线可以用一个方程表示,圆也可以用一个方程来表示,怎样建立圆的方程是我们需要探究的问题. 圆心和半径圆的标准方程知识探究一:圆的标准方程 平面上到一个定点的距离等于定长的点的轨迹叫做圆. P={M||MA|=r}.思考2:确定一个圆最基本的要素是什么?思考3:设圆心坐标为A(a,b),圆半径
为r,M(x,y)为圆上任意一点,根据圆的定义x,y应满足什么关系?(x-a)2+(y-b)2=r2思考4:对于以点A(a,b)为圆心,r为半径的圆,由上可知,若点M(x,y)在圆上,则点M的坐标满足方程(x-a)2+(y-b)2=r2 ;反之,若点M(x,y)的坐标适合方程(x-a)2+(y-b)2=r2 ,那么点M一定在这个圆上吗?思考6:以原点为圆心,1为半径的圆称为单位圆,那么单位圆的方程是什么?思考5:我们把方程 称为圆心为A(a,b),半径长为r的圆的标准方程,那么确定圆的标准方程需要几个独立条件?x2+y2=1思考7:方程 ,
,
是圆方程吗?思考8:方程 与
表示的曲线分别是什么?知识探究二:点与圆的位置关系 思考1:在平面几何中,点与圆有哪几种位置关系? OArOA=r思考3:在直角坐标系中,已知点M(x0,y0)和圆C: ,如何判断点M在圆外、圆上、圆内?(x0-a)2+(y0-b)2>r2时,点M在圆C外;(x0-a)2+(y0-b)2=r2时,点M在圆C上;(x0-a)2+(y0-b)2表示的图形是什么? 理论迁移 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M(5, -7),N( ,-1)是否在这个圆上? 例2 △ABC的三个顶点的坐标分别是 A(5,1),B(7,-3),C(2,-8),求它的外接圆的方程. 例3 已知圆心为C的圆经过点 A(1,1)和B(2,-2),且圆心C在 直线l :x-y+1=0上,求圆C的标准方程.(1)圆的标准方程的结构特点.(2)点与圆的位置关系的判定.(3)求圆的标准方程的方法:
①待定系数法;②代入法.小结作业作业:
P120练习: 1,3.
P124习题4.1A组:2,3,4. 4.1.2 圆的一般方程问题提出 1.圆心为A(a,b),半径为r的圆的标准方程是什么? 2.直线方程有多种形式,圆的方程是否还可以表示成其他形式?这是一个需要探讨的问题. 圆的一般方程知识探究一:圆的一般方程 思考1:圆的标准方程
展开可得到一个什么式子?思考2:方程
的一般形式是什么?思考3:方程
与 表示的图形都是圆吗?为什么?思考4:方程 可化
为 ,
它在什么条件下表示圆?思考5:当 或 时,方程 表示什么图形?圆心为 ,半径为 思考7:当D=0,E=0或F=0时,
圆 的位置分别有什么特点? D=0E=0F=0知识探究二:圆的直径方程 思考1:已知点A(1,3)和B(-5,5),如何求以线段AB为直径的圆方程? 思考2:一般地,已知点A(x1,y1),B(x2,y2),则以线段AB为直径的圆方程如何? (x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0理论迁移 例1 求过三点O(0,0),A(1,1),B(4,2)的圆的方程,并求出这个圆的半径长和圆心坐标.例2 方程
表示的图形是一个圆,求a的取值范围. 例3 已知线段AB的端点B的坐标是(4,3),端点A在圆(x+1)2+y2=4上运动,求线段AB的中点M的轨迹方程. 例4 已知点P(5,3),点M在圆x2+y2-4x+2y+4=0上运动,求|PM|的最大值和最小值.1.任一圆的方程可写成
的形式,但方程 表示的曲线不一定是圆,当 时,方程表示圆心为 ,半径为
的圆.小结作业2.用待定系数法求圆方程的基本步骤:
(1)设圆方程 ;(2)列方程组;
(3)求系数; (4)小结. 3.求轨迹方程的基本思想:
求出动点坐标x,y所满足的关系.作业:
P123练习:1,2,3.
P124习题4.1B组:1,2,3.