数学选择性必修 第一册2.5 直线与圆、圆与圆的位置教案配套课件ppt

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1.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆的位置关系.(逻辑推理)2.能用直线和圆的方程解决一些简单的数学问题与实际问题.(数学建模)
[激趣诱思]海上日出是非常壮丽的美景.在海天交于一线的天际,一轮红日慢慢升起,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,展现着斑斓的霞光和迷人的风采.这个过程中,太阳看作一个圆,海天交线看作一条直线,日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.
直线与圆的位置关系的判断方法直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)与圆(x-a)2+(y-b)2=r2(r>0)的位置关系及判断
要点笔记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.
微思考利用几何法、代数法都可以判断直线与圆的位置关系,哪种方法简单?提示 一般几何法较为简单.微练习直线3x+4y=5与圆x2+y2=16的位置关系是(　　)A.相交B.相切C.相离D.相切或相交解析 圆心到直线的距离为 ,所以直线与圆相交.答案 A
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满足什么条件时,直线与圆:(1)有两个公共点?(2)只有一个公共点?(3)没有公共点?思路分析可联立方程组,由方程组解的个数判断,也可求出圆心到直线的距离,通过与半径比较大小判断.
反思感悟 直线与圆的位置关系的判定有两种方法(1)代数法:通过直线方程与圆的方程所组成的方程组,根据解的个数来研究,若有两组不同的实数解,即Δ>0,则相交;若有两组相同的实数解,即Δ=0,则相切;若无实数解,即Δ<0,则相离.(2)几何法:由圆心到直线的距离d与半径r的大小来判断.当dr时,直线与圆相离.
例2过点A(4,-3)作圆C:(x-3)2+(y-1)2=1的切线,求此切线的方程.思路分析利用圆心到切线的距离等于圆的半径求出切线斜率,进而求出切线方程.
解 因为(4-3)2+(-3-1)2=17>1,所以点A在圆外.(1)若所求切线的斜率存在,设切线斜率为k,则切线方程为y+3=k(x-4).因为圆心C(3,1)到切线的距离等于半径,半径为1,(2)若直线斜率不存在,圆心C(3,1)到直线x=4的距离也为1,这时直线与圆也相切,所以另一条切线方程是x=4.综上,所求切线方程为15x+8y-36=0或x=4.
反思感悟 过一点的圆的切线方程的求法(1)点(x0,y0)在圆上①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.②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(x0,y0)在圆外①设切线方程为y-y0=k(x-x0),由圆心到直线的距离等于半径建立方程,可求得k,也就得切线方程.②当用此法只求出一个方程时,另一个方程应为x=x0,因为在上面解法中不包括斜率不存在的情况.提醒:已知一点求圆的切线方程时,切勿漏掉斜率不存在的情况.
延伸探究 过点Q(3,0)作圆x2+y2=4的切线,求此切线方程.
例3求直线l:3x+y-6=0被圆C:x2+y2-2y-4=0截得的弦长.思路分析方法1求出直线与圆的交点坐标,方法2利用弦长公式,方法3利用几何法作出直角三角形,三种方法都可求得弦长.
反思感悟 1.求圆的弦长的两个方法 2.与弦长相关的问题利用弦长、弦心距、半径的关系构造方程或方程组,解出其中的未知量.
延伸探究 已知直线l经过直线2x-y-3=0和4x-3y-5=0的交点,且与直线x+y-2=0垂直.(1)求直线l的方程;(2)若圆C的圆心为点(3,0),直线l被该圆所截得的弦长为2 ,求圆C的标准方程.
一题多解——直线与圆相切和光的反射典例自点A(-3,3)发出的光线l射到x轴上,被x轴反射,其反射光线所在直线与圆x2+y2-4x-4y+7=0相切,求光线l所在直线的方程.分析l过点A,欲求其方程需求斜率k或与x轴的交点B.
点评本题是方程思想的典型应用,考查的重点在于设置怎样的未知数,依据怎样的性质列方程,方法1、方法2属常规方法,方法3设置两个未知数,体现了列方程的方法在具体运用时的灵活性.
1.直线3x+4y+12=0与圆(x-1)2+(y+1)2=9的位置关系是(　　)A.过圆心B.相切C.相离D.相交但不过圆心答案 D
2.若直线x+y+m=0与圆x2+y2=m相切,则m的值是(　　)
4.经过点M(2,1)作圆x2+y2=5的切线,则切线的方程为　　　　　　　　　. 解析 易知点M在圆上,所以M为切点,切点和圆心连线斜率k= ,则切线斜率为-2,切线方程为y-1=-2(x-2),即2x+y-5=0.答案 2x+y-5=0
5.直线y=x+1与圆x2+y2+2y-3=0交于A,B两点,则|AB|=　　　　　.