2.5.1直线与圆的位置关系 课标解读 1.掌握直线与圆的三种位置关系:相交、相切、相离. 2.会用代数法和几何法来判断直线与圆的三种位置关系. 3.会用直线与圆的位置关系解决一些实际问题. 学情分析: 学习过点到直线的距离公式,学习过一元二次方程根的个数与判别式的关系; 学习过联立两直线方程求解判断两直线的位置关系; 混淆圆外一点和圆上一点的切线方程 建立弦长公式和韦达定理之间的关系 重难点 重点:判断直线与圆的位置关系 难点:直线和圆的方程解决一些简单的数学问题与实际问题 温故导新: “海上生明月,天涯共此时。”,表达了诗人望月怀人的深厚情谊。在海天交于一线的天际,一轮明月慢慢升起,先是探出半个圆圆的小脑袋,然后冉冉上升,和天际线相连,再跃出海面,越来越高,展现着迷人的风采. 这个过程中,月亮看作一个圆,海天交线看作一条直线,月出的过程中也体现了直线与圆的三种位置关系:相交、相切和相离. 在平面几何中,我们研究过直线与圆这两类图形的位置关系,前面我们学习了直线的方程,圆的方程,已经用方程研究两条直线的位置关系,下面我们未必用方程研究两条直线位置关系的方法,利用直线和圆的方程通过定量计算研究直线与圆的位置关系。 用笔思考 探究1 如果我们把太阳看成一个圆,地平线看成一条直线,观察下面三幅太阳落山的图片,结合初中平面几何知识,思考:直线与圆有哪些位置关系? 提示 相交、相切与相离. 探究2 如何利用直线和圆的方程判断它们之间的位置关系? 提示 转化为判断由它们的方程组成的方程组有无实数解、有几个实数解. 探究3 如何利用圆心到直线的距离与半径的关系判断直线与圆的位置关系 探究4从圆上一点引圆的切线有几条?从圆外呢?求切线方程的关键要素是什么? 提示 1条,2条,切线上的一点和切线斜率. 探究5 当直线与圆相交时,你能推导用交点坐标表示弦长的方法吗? 主动讲解: 如何利用代数法和几何法判断直线与圆的位置关系? 讨论从圆上或圆外一点能引几条切线?怎么求相应的切线方程? 双师导学: 知识梳理一、直线与圆的三种位置关系 位置关系 交点个数 相交 有 公共点 相切 只有 公共点 相离 公共点 2.直线Ax+By+C=0与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断 位置关系 相交 相切 相离 公共点个数 判定方法 几何法:设圆心到直线的距离d= 代数法:由 消元得到一元二次方程的判别式Δ (1)几何法:由圆心到直线的距离d与圆的半径r的大小关系判断. (2)代数法:根据直线与圆的方程组成的方程组解的个数来判断. (3)直线系法:若直线恒过定点,可通过判断点与圆的位置关系判断,但有一定的局限性,必须是过定点的直线系. 例1 已知直线方程mx-y-m-1=0,圆的方程x2+y2-4x-2y+1=0.当m为何值时,圆与直线: (1)有两个公共点; (2)只有一个公共点; (3)没有公共点. 知识梳理二、 圆的切线方程 (1)点在圆上时 求过圆上一点(x0,y0)的圆的切线方程:先求切点与圆心连线的斜率k,再由垂直关系得切线的斜率为-,由点斜式可得切线方程.如果斜率为零或不存在,则由图形可直接得切线方程y=y0或x=x0. (2)点在圆外时 ①几何法:设切线方程为y-y0=k(x-x0).由圆心到直线的距离等于半径,可求得k,也就得切线方程. ②代数法:设切线方程为y-y0=k(x-x0),与圆的方程联立,消去y后得到关于x的一元二次方程,由Δ=0求出k,可得切线方程. 提醒:切线的斜率不存在的情况,不要漏解. 例2 (1)求过圆x2+y2-2x-4y=0上一点P(3,3)的切线方程. 求过点P(2,3)且与圆(x-1)2+(y-2)2=1相切的直线的方程. 知识梳理三、求直线与圆相交时的弦长有三种方法 ①交点法:将直线方程与圆的方程联立,求出交点A,B的坐标,根据两点间的距离公式 |AB|=求解. ②弦长公 ... ...
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