资源描述
圆与圆的位置关系
教学目标
(1)掌握圆与圆的位置关系的代数与几何判别方法;
(2)了解用代数法研究圆的关系的优点;
(3)了解算法思想.
教学重难点
理解圆与圆的位置关系,并掌握其判定方法
教学过程
一、问题情境
1.情境:
复习回顾:如何利用代数与几何方法判别直线与圆的位置关系?
平面几何中,圆与圆的位置关系有哪几种呢?如何判断圆与圆之间的位置关系呢?
二、学生活动
分析、归纳圆与圆的位置关系,及其判断方法.
三、建构数学
1.判断两圆的位置关系的步骤:
第一步:计算两圆的半径;
第二步:计算两圆的圆心距,即;
第三步:根据与之间的关系,判断两圆的位置关系.
2.两圆的位置关系:
外离
外切
相交
内切
内含
四、数学运用
1.例题:
例1.判断下列两圆的位置关系:
解:(1)根据题意得,两圆的半径分别为,两圆的圆心距
因为 ,所以两圆外切.
(2)将两圆的方程化为标准方程,得.
故两圆的半径分别为,
两圆的圆心距 .
因为,所以两圆相交.
例2. 求过点且与圆切于原点的圆的方程.
分析:如图,所求圆经过原点和,且圆心应在已知圆的圆心与原点的连线上.根据这三个条件可确定圆的方程 .
解:将圆化为标准方程,得,
则圆心为,半径为.所以经过此圆心和原点的直线方程为.
设所求圆的方程为.
由题意知,在此圆上,且圆心在直线上,则有
于是所求圆的方程是.
思考:本题还有其他解法吗?
例3.已知圆,圆,求两圆的公共弦所在的直线方程及公共弦长.
分析: 因两圆的交点坐标同时满足两个圆方程,联立方程组,消去项、项,即得两圆的两个交点所在的直线方程,利用勾股定理可求出两圆公共弦长.
解:设两圆交点为、,则两点坐标满足方程组
,得.
因为,两点坐标都满足此方程,
所以,即为两圆公共弦所在的直线方程.
易知圆的圆心,半径.
又到直线的距离为.
所以,.即两圆的公共弦长为.
例4.求过两圆的交点,且圆心在直线上的圆的方程.
分析一:所求圆圆心是两已知圆连心线和已知直线的交点,再利用弦心距、弦长、半径之间的关系求圆半径.
解:(法一)可求得两圆连心线所在直线的方程为.
由得圆心.
利用弦心距、弦长、半径之间的关系可求得公共弦长,
所以,圆半径.
所以,所求圆方程为,即.
(法二)设所求圆的方程为,
即.
故此圆的圆心为,它在直线上,
所以,所以.
所以所求圆方程为.
说明:“解法二”中设出的经过两已知圆交点的圆方程叫做经过两已知圆的圆系方程.
2.已知圆,圆,为何值时,(1)圆与圆相外切;(2)圆与圆内含.
五、回顾小结:
掌握利用圆心距和半径之间的大小关系判定圆与圆的位置关系.
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