圓的一般方程
三維目標:
知識與技能 : (1)在掌握圓的標準方程的基礎上,理解記憶圓的一般方程的代數特徵,由圓的一般方程確定圓的圓心半徑.掌握方程x2+y2+dx+ey+f=0表示圓的條件.
2)能通過配方等手段,把圓的一般方程化為圓的標準方程.能用待定係數法求圓的方程。
(3):培養學生探索發現及分析解決問題的實際能力。
過程與方法:通過對方程x2+y2+dx+ey+f=0表示圓的條件的**,培養學生探索發現及分析解決問題的實際能力。
情感態度價值觀:滲透數形結合、化歸與轉化等數學思想方法,提高學生的整體素質,激勵學生創新,勇於探索。
教學重點:圓的一般方程的代數特徵,一般方程與標準方程間的互化,根據已知條件確定方程中的係數,d、e、f.
教學難點:對圓的一般方程的認識、掌握和運用
教具:多**、實物投影儀
教學過程:
課題引入:
問題:求過三點a(0,0),b(1,1),c(4,2)的圓的方程。
利用圓的標準方程解決此問題顯然有些麻煩,得用直線的知識解決又有其簡單的侷限性,那麼這個問題有沒有其它的解決方法呢?帶著這個問題我們來共同研究圓的方程的另一種形式——圓的一般方程。
探索研究:
請同學們寫出圓的標準方程:
(x-a)2+(y-b)2=r2,圓心(a,b),半徑r.
把圓的標準方程展開,並整理:
x2+y2-2ax-2by+a2+b2-r2=0.
取得 ①
這個方程是圓的方程.
反過來給出乙個形如x2+y2+dx+ey+f=0的方程,它表示的曲線一定是圓嗎?
把x2+y2+dx+ey+f=0配方得
② (配方過程由學生去完成)這個方程是不是表示圓?
(1)當d2+e2-4f>0時,方程②表示(1)當時,表示以(-,-)為圓心,為半徑的圓;
(2)當時,方程只有實數解,,即只表示乙個點(-,-);
(3)當時,方程沒有實數解,因而它不表示任何圖形
綜上所述,方程表示的曲線不一定是圓
只有當時,它表示的曲線才是圓,我們把形如的表示圓的方程稱為圓的一般方程
我們來看圓的一般方程的特點:(啟發學生歸納)
(1)①x2和y2的係數相同,不等於0.
②沒有xy這樣的二次項.
(2)圓的一般方程中有三個特定的係數d、e、f,因之只要求出這三個係數,圓的方程就確定了.
(3)、與圓的標準方程相比較,它是一種特殊的二元二次方程,代數特徵明顯,圓的標準方程則指出了圓心座標與半徑大小,幾何特徵較明顯。
知識應用與解題研究:
例1:判斷下列二元二次方程是否表示圓的方程?如果是,請求出圓的圓心及半徑。
學生自己分析探求解決途徑:①、用配方法將其變形化成圓的標準形式。②、運用圓的一般方程的判斷方法求解。但是,要注意對於來說,這裡的
.例2:求過三點a(0,0),b(1,1),c(4,2)的圓的方程,並求這個圓的半徑長和圓心座標。
分析:據已知條件,很難直接寫出圓的標準方程,而圓的一般方程則需確定三個係數,而條件恰給出三點座標,不妨試著先寫出圓的一般方程
解:設所求的圓的方程為:
∵在圓上,所以它們的座標是方程的解.把它們的座標代入上面的方程,可以得到關於的三元一次方程組,
即解此方程組,可得:
∴所求圓的方程為:
;得圓心座標為(4,-3).
或將左邊配方化為圓的標準方程,,從而求出圓的半徑,圓心座標為(4,-3)
學生討論交流,歸納得出使用待定係數法的一般步驟:
1、 根據提議,選擇標準方程或一般方程;
2、 根據條件列出關於a、b、r或d、e、f的方程組;
3、 解出a、b、r或d、e、f,代入標準方程或一般方程。
例3、已知線段ab的端點b的座標是(4,3),端點a在圓上運動,求線段ab的中點m的軌跡方程。
分析:如圖點a運動引起點m運動,而點a在已知圓上運動,點a的座標滿足方程。建立點m與點a座標之間的關係,就可以建立點m的座標滿足的條件,求出點m的軌跡方程
解:設點m的座標是(x,y),點a的座標是
上運動,所以點a的座標滿足方程,即
②把①代入②,得
課堂練習:課堂練習第1、2、3題
小結 :
1.對方程的討論(什麼時候可以表示圓)
2.與標準方程的互化
3.用待定係數法求圓的方程
4.求與圓有關的點的軌跡。
課後作業:習題4.1第2、3、6題
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