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问题提出
1、点到直线的距离公式,圆的标准方程和一般方程分别是什么?
2.一艘轮船在沿直线返回港口的途中,接到气象台的台风预报:台风中心位于轮船正西70 km处,受影响的范围是半径长为30km的圆形区域. 已知港口位于台风中心正北40 km处,如果这艘轮船不改变航线,那么它是否会受到台风的影响?
直线与圆的位置关系
知识探究(一):直线与圆的位置关系的判定
思考1:在平面几何中,直线与圆的位置关系有几种?
思考2:在平面几何中,我们怎样判断直线与圆的位置关系?
dd=r
d>r
相交、相切、相离
思考3:如何根据直线与圆的公共点个数判断直线与圆的位置关系?
两个公共点
一个公共点
没有公共点
思考4:在平面直角坐标系中,我们用方程表示直线和圆,如何根据直线与圆的方程判断它们之间的位置关系?
方法一:根据直线与圆的联立方程组的公共解个数判断;
方法二:根据圆心到直线的距离与圆半径的大小关系判断.
直线l:Ax+By+C=0
圆C:(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)
思考5:上述两种判断方法的操作步骤分别如何?
1.将直线方程与圆方程联立成方程组;
2.通过消元,得到一个一元二次方程;
3.求出其判别式△的值;
4.比较△与0的大小关系:
若△>0,则直线与圆相交;若△=0,则直线与圆相切;若△<0,则直线与圆相离.
代数法
直线与圆相离
直线与圆相切
直线与圆相交
利用直线与圆的公共点的个数进行判断:
几何法:
1.把直线方程化为一般式,并求出圆心坐标和半径r;
2.利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离d;
3.利用圆心到直线的距离d与半径r的大小关系判断:
直线与圆相离
直线与圆相切
直线与圆相交
分析:方法一,判断直线l与圆的位置关系,就是看由它们的方程组成的方程组有无实数解;
方法二,可以依据圆心到直线的距离与半径长的关系,判断直线与圆的位置关系.
应用举例
解法一:由直线 l 与圆的方程,得:
消去y,得:
应用举例
因为:
= 1 > 0
所以,直线 l 与圆相交,有两个公共点.
解法二:圆 可化为
其圆心C的坐标为(0,1),半径长为 ,点C (0,1)到直线 l 的距离
所以,直线 l 与圆相交,有两个公共点.
例1 如图,已知直线l: 和圆心为C的圆 ,判断直线 l 与圆的位置关系;如果相交,求它们交点的坐标.
应用举例
所以,直线 l 与圆有两个交点,它们的坐标分别是:
A(2,0),B(1,3)
解:
应用举例
思考:怎么求弦长|AB|
知识探究(二):圆的切线方程
思考1:过圆上一点、圆外一点作圆的切线,分别可作多少条?
思考2:设点M(x0,y0)为圆x2+y2=r2上一点,如何求过点M的圆的切线方程?
x0x+y0y=r2
思考3:设点M(x0,y0)为圆 x2+y2=r2外一点,如何求过点M的圆的切线方程?
例2.已知⊙C:(x-1)2+(y-2) 2=2,P(2,-1),过P作⊙C的切线,切点为A、B。
求切线PA、PB的方程;
解:
解:将圆的方程写成标准形式,得:
根据点到直线的距离公式,得到圆心到直线l 的距离:
所以,所求直线l有两条,它们的方程分别为:
例3 已知过点 的直线被圆
所截得的弦长为 ,求直线的方程.
解:
变式练习1:求过点P(2,1),圆心在直线2x+y=0上,且与直线x-y-1=0相切的圆方程.
X
o
y
已知直线l:kx-y+6=0被圆x2+y2=25截得的弦长为8,求k值
变式练习2
(1) 证明:不论m取什么实数,直线 与圆恒交于两点;
(2)求直线 被圆C截得弦长最小时 的方程。
(1)分析:
法一:△法 证: △>0
法二:dr法 证:d法三:定点法
直线过定点A(3,1),在圆内
最小
最大
连结CA,过A作CA的垂线,此时截得的弦长最小
(2)分析:
例4.
x
y
C
用好数形结合,你会有很大收获!
(1)当弦 长度最短时,求直线 的方程。
(2)当弦 长度最长时,求直线 的方程
1、已知 内有一点
为过 的直线,交圆O于A,B两点,
O
课堂延伸
分析:将直线平移,与圆相切的位置有两个,
这两个切点一个离直线最近,一个离直线最远
最近、最远的位置找到了,又该如何求最值呢?需要将两个切点解出来吗?
最大值
最小值
圆心为(1,1)
知识小结
有无交点,有几个.
直线l与圆C的方程组成的方程组是否有解,有几个解.
判断圆C的圆心到直线l的距离d与圆的半径r的关系(大于、小于、等于).
判断直线与圆的位置关系