《圆的标准方程》教学设计一、教材分析学习了“曲线与方程”之后,作为一般曲线典型例子,安排了本节的“圆的方程”。
圆是学生比较熟悉的曲线,在初中曾经学习过圆的有关知识,本节容是在初中所学知识及前几节容的基础上,进一步运用解析法研究它的方程,它与其他图形的位置关系及其应用-同时,由于圆也是特殊的圆锥曲线,因此,学习了圆的方程,就为后面学习其它圆锥曲线的方程奠定了基础-也就是说,本节容在教材体系中起到承上启下的作用,具有重要的地位,在许多实际问题中也有着广泛的应用。
二、学情分析学生在初中的学习中已初步了解了圆的有关知识,本节将在上章学习了曲线与方程的基础上,学习在平面直角坐标系中建立圆的代数方程,运用代数方法研究直线与圆,圆与圆的位置关系,了解空间直角坐标系,在这个过程中进一步体会数形结合的思想,形成用代数方法解决几何问题的能力。
三、教学目标(一) 知识与技能目标(1) 会推导圆的标准方程(2)能运用圆的标准方程正确地求出其圆心和半径。
(3)掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、半径的具体条件准确地写出圆的标准方程。
(二)过程与方法目标(1)体会数形结合思想,初步形成代数方法处理几何问题能力。
(2)能根据不同的条件,利用待定系数法求圆的标准方程。
(三)情感与态度目标圆是基于初中的知识,同时又是初中的知识的加深,使学生懂得知识的连续性;圆在生活中很常见,通过圆的标准方程,说明理论既来源于实践,又服务于实践,可以适时进行辩证唯物主义思想教育.四、重点、难点、疑点及解决办法1、重点:圆的标准方程的推导过程和圆标准方程特征的理解与掌握。
2、难点:圆的标准方程的应用。
3、解决办法:充分利用课本提供的2个例题,通过例题的解决使学生初步熟悉圆的标准方程的用途和用法。
五、教学过程首先通过课件展示生活中的圆,那么我们今天从另一个角度来研究圆。
(一)复习提问在初中,大家学习了圆的概念,哪一位同学来回答?问题1:具有什么性质的点的轨迹称为圆?平面与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆(教师在课件上画圆)•问题2:图哪个点是定点?哪个点是动点?动点具有什么性质?圆心和半径都反映了圆的什么特点?圆心C是定点,圆周上的点M是动点,它们到圆心距离等于定长|MC|=r ,圆心和半径分别确定了圆的位置和大小.问题3:求曲线的方程的一般步骤是什么?其中哪几个步骤必不可少?求曲线方程的一般步骤为:(1) 建立适当的直角坐标系,用(X,表示曲线上任意点M的坐标,简称建系设点;(如图)(2) 写出适合条件P的点M的集合P={M|P(M)|},简称写点集;(3) 用坐标表示条件P(M),列出方程f(x,y)=0,简称列方程;(4) 化方程f(x,y)=0为最简形式,简称化简方程;(5) 证明化简后的方程就是所求曲线的方程,简称证明.其中步骤⑴(3)⑷必不可少.下面我们用求曲线方程的一般步骤来建立圆的标准方程.(二)建立圆的标准方程1•建系设点由学生在黑板上板演,并问有无不同建立坐标系的方法•教师指出:这两种建立坐标系的方法都对,原点在圆心这是特殊情况,现在仅就一般情况推导.因为C是定点,可设C(a,b)、半径r,且设圆上任一点M坐标为(x,y).2 .写点集根据定义,圆就是集合P={M||MC|=r}.3 .列方程由两点间的距离公式得:厂… —一;4 .化简方程将上式两边平方得:(x-a) 2+(y-b) 2=r2. (1) 方程(1)就是圆心是C(a , b)、半径是r的圆的方程.我们把它叫做圆的标准方程.这时,请大家思考下面一个问题.问题4:圆的方程形式有什么特点?当圆心在原点时,圆的方程是什么?这是二元二次方程,展开后没有xy项,括号变数x, y 的系数都是1•点(a , b)、r分别表示圆心的坐标和圆的半径•当圆心在原点即C(0,0)时,方程为x2+y2=r2.教师指出:圆心和半径分别确定了圆的位置和大小,从而确定了圆,所以,只要a , b , r三个量确定了且r> 0, 圆的方程就给定了•这就是说要确定圆的方程,必须具备三个独立的条件.注意,确定a、b、r,可以根据条件,利用待定系数法来解决.(三)圆的标准方程的应用学生练习一:1说出下列圆的圆心和半径:(学生回答)(1) (x-3) 2+(y-2) 2=5 ;(2) (2x+4) 2+(2y - 4)2=8;(3) (x+2) 2+ y2=m2(m 工0)教师指出:已知圆的标准方程,要能够熟练地求出它的圆心和半径.2、(1)圆心是(3,- 3),半径是2的圆是(2)以(3,4)为圆心,且过点(0,0)的圆的方程为( )A x2+y2= 25B x2+y2= 5C (x+3) 2+(y+4) 2= 25D (x-3) 2+(y-4) 2= 25教师纠错,分别给出正确答案:2、 (1)(x-3)2+(y + 3)2=4 ;(2) D.指出:要求能够用圆心坐标、半径长熟练地写出圆的标 准方程.例1求满足下列条件各圆的方程:(1) 求以C(1,3)为圆心,并且和直线 3x 4y 7 0相切的圆的方程(2) 圆心在x 轴上,半径为5且过点 (2,3)的圆。
解:(1)已知圆心坐标C(1,3),故只要求出圆的半径, 就能写出圆的标准方程-因为圆C 和直线3x 4y 7 0相切,所以半径r 就等于圆心C 到这条直线的距离 根据点到直 线的距离公式,得|3 1 4 3 7| 16r<32 ( 4)25因此,所求的圆的方程是•••所求圆的方程为(x + 2)2+y 2=25 或(x-6)2+y 2=25y(C(1,3)/r/MO3x-4y-7=0x(x-a) 2+y 2=25T 点A (2, 3)在圆上• (2- a)2+32=25 • a=-2 或 6 2 2(x 1) (y 3)256 25(2)设圆心在x 轴上半径为5的圆的方程为这时,教师小结本题:求圆的方程的方法(1)定义法⑵待定系数法,确定a , b , r ; 学生练习二:1、 以C (3, -5)为圆心,且和直线3x-7y+2=0相切的圆的方程 ______________________________ . 教师纠错,分别给出正确答案:(x -3)2+(y+5) 2=32 例2已知圆的方程x 2 y 2 r 2,求经过圆 上一点M(x o ,y o )的切线方程-解:如图,设切线的斜率为k ,半径OM 的斜率为&-因为圆的切线垂直于过切点的 半径,于是k + -k i••• k i匹:.k 西一(让学生注意斜率不存在时和为0的xy o情况)经过点M 的切线方程是 y y o 纠x x o ),yo'整理得 X o X y o y X 。
2 y o 2-因为点M (x o ,y o )在圆上,所以x o2y 。
2「2,所求切线方程是x °x y °y r 2法二:勾股定理 法三:向量变式一:已知圆的方程为x 2+y 2= 1,求过点(2,2)的切线方 程。
变式二:已知圆的方程为(x-1)2+(y+1)2=1,求过点(2,2) 的切线方程。
irM1Ox学生练习三:1.已知圆X2 y2 25一求:(1)过点A (4, -3)的切线方程是 ________________________(2)过点B( -5,2)的切线方程是_______________________ 教师纠错,分别给出正确答案:(1)4x-3y=25 ;(2)x=-5或21x-20y+145=0(四)本课小结1 •圆的方程的推导步骤;2 .圆的方程的特点:点(a , b)、r分别表示圆心坐标和圆的半径;3 •求圆的方程的两种方法:(1)待定系数法;(2)定义法.4. 数型结合的数学思想5. 过定点求圆切线方程.(五)、布置作业习题7.6 1 , 2, 3(六)、板书设计六、教学反思:为了激发学生的主体意识,教学生学会学习和学会创造,同时培养学生的应用意识,本节容可采用“引导探究” 教学模式进行教学设计-所谓"引导探究"是教师把教学容设计为若干问题,从而引导学生进行探究的课堂教学模式,教师在教学过程中,主要着眼于“引”,启发学生“探”,把“引”和“探”有机的结合起来。
教师的每项教学措施,都是给学生创造一种思维情景,一种动脑、动手、动口并主动参与的学习机会,激发学生的求知欲,促使学生解决问题-其基本教学模式是:《圆的标准方程》学案(学生用)课堂练习1、说出下列圆的圆心和半径:(1) _________________________ (x-3) 2+(y-2) 2=5 ;圆心半径_______________________________(2) ____________________________ (2x+4) 2+(2y -4)2=8;圆心_________________________________ 半径(3) ________________________________ (x+2) 2+ y2=m 2(m 工0)圆心____________________________ 半径2、⑴圆心是(3 ,),半径是2的圆是 ________________________(2)以(3, 4)为圆心,且过点(0, 0)的圆的方程为( )A x2+y2= 25B x2+y 2= 5C (x+3) 2+(y+4) 2= 25D (x-3)2+(y-4) 2= 253•以C (3, -5)为圆心,且和直线3x-7y+2=0相切的圆的方程 ______________________________ .4.已知圆x2 y2 25一求:(1)过点A (4, -3)的切线方程是_______________________ (2)_________________________________________________ 过点B (-5, 2)的切线方程是_____________________________考题在线(思考题)1、(2007理)圆心为(1,1)且与直线x y 4相切的圆的方程是 _________.2、(2006期末)求与直线y=x相切,圆心在直线y=3x 上,且过点(2 2,2.2 )的圆。
3、(2007文)由直线y x 1上的一点向圆(x 3)2 y2 1引切线,则切线长的最小值为()A. 1B. 2 2 C . .7 D. 34、已知点M (X o, y°)在圆x2y2 r2,则x°x y°y r2与圆x2y2 r2的位置关系是_________________《圆的标准方程》(课堂实录)市洛带中学德军师:让我们来看一下生活中常见的一些事物(通过课件展示生活中的圆),这些都是什么图形?生:圆。