高一数学:2.2.3直线与圆,圆与圆的位置关系 课件 (北师大必修2)(2)
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2.2.3.2 圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
7.(2012· 福建三明市高一检测)已知圆C:(x-3)2+ (y-4)2=4, (1)若直线l1过定点A(1,0),且与圆C相切,求l1的 方程;
(2)若圆D的半径为3,圆心在直线l2:x+y-2=0
上,且与圆C外切,求圆D的方程. 解:(1)①若直线l1的斜率不存在,即直线是x=1, 符合题意.②若直线l1斜率存在,设直线l1为y= k(x-1),即kx-y-k=0.
a=1.
答案:1
[例3]
过两圆x2+y2-4=0和x2-4x+y2=0的交点,且
圆心在直线x- 3y-6=0上的圆的方程. [思路点拨] 求出交点,再求圆心和半径得圆的方程.
[精解详析]
法一:
x2+y2-4=0, 由 2 2 x +y -4x=0, x=1, 得 y= 3, x=1, 或 y=- 3,
解得a=3,或a=-2, ∴D(3,-1)或D(-2,4). ∴所求圆的方程为(x-3)2+(y+1)2=9或(x+2)2+ (y-4)2=9.
1.讨论圆与圆的位置关系问题,一般有两种方 法,即代数法和几何法,代数法有时比较麻烦且只提 供交点的个数;几何法就比较简洁,只要将圆心距d 与|r1-r2|,r1+r2比较即可得出位置关系.
2.求两圆的公共弦所在的直线方程,只需把两个
圆的方程相减即可.而在求两圆的公共弦长时,则应注 意数形结合思想方法的灵活运用. 3.过圆x2+y2+D1x+E1y+F1=0与圆x2+y2+D2x+ E2y+F2=0交点的圆方程可设为(x2+y2+D1x+E1y+F1) +λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1),这就是过两圆交 点的圆系方程,特别地,λ=-1时,为两圆公共弦的方 程.
当| 50-k-1|=5,即 50-k=6, k=14时,两圆内切. 当14<k<34时,则4< 50-k<6, 即r2-r1<|C1C2|<r1+r2,时,两圆相交. 当34<k<50时,则 50-k<4, 即 50-k+1<|C1C2|时,两圆相离.
2.2.3.2 圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
[通一类] 4.已知直线l:4x+3y-2=0和圆C:x2+y2-12x- 2y-13=0相交于A、B两点,求过A、B两点的圆 中面积最小的圆的方程.
4x+3y-2=0, 解:法一:联立方程 2 2 x +y -12x-2y-13=0, x=-1, 解得 y=2, x=5, 或 y=-6,
(3)法一:两方程联立,得方程组
x2+y2-2x+10y-24=0, 2 x +y2+2x+2y-8=0,
① ② ③
两式相减得 x=2y-4.
把③代入②得 y2-2y=0,∴y1=0,y2=2.
x =-4, 1 ∴ y1=0, x =0, 2 或 y2=2,
[自主解答]
x2+y2+6x-4=0, 法一:解方程组 2 2 x +y +6y-28=0,
得两圆的交点 A(-1,3)、B(-6,-2). 设所求圆的圆心为(a,b),因圆心在直线 x-y-4=0 上,故 b=a-4. 则有 a+12+a-4-32= a+62+a-4+22,
[错因]
上述错解只考虑了圆心在直线y=0上方
的情形,而漏掉了圆心在直线y=0下方的情形,另外
错解没有考虑两圆内切的情况,也是不全面的. [正解] 由题意,设所求圆的方程为(x-a)2+(y-b)2
=r2,圆心为C,又圆C与直线y=0相切且半径为4,故圆
心C的坐标为(a,4)或(a,-4).又因为圆x2+y2-4x-2y-
所以交点坐标为(-4,0)和(0,2). ∴两圆的公共弦长为 -4-02+0-22=2 5.
法二:两方程联立,得方程组
x2+y2-2x+10y-24=0, 2 x +y2+2x+2y-8=0,
两式相减得x-2y+4=0,即为两圆相交弦所在直线 的方程. 由x2+y2-2x+10y-24=0, 得(x-1)2+(y+5)2=50,
2.3 第一课时 直线和圆的位置关系课件(北师大版数学必修2)
2
①当直线AB⊥x轴时,∵l过(4,-4), ∴AB方程为x=4,点C(1,2)到l的距离d=|4-1|=3, 满足题意. ②当AB与x轴不垂直时,设方程为 y+4=k(x-4),即kx-y-4k-4=0. |k-2-4k-4| 3 ∴d= =3,解得k=-4. k2+-12 3 ∴l的方程为y+4=-4(x-4),即3x+4y+4=0. 综上,直线l的方程为x=4或3x+4y+4=0.
根据直线与圆的方程能判断直线和圆的位置关 系,那么根据两个圆的方程能否判断它们的位置关系?
问题1:从两圆的交点个数上看,两圆有几种位
置关系? 提示:三种.即相交、相切和相离.
问题2:从两圆具体位置来看,两圆的位置关系 应有几种?相交时两圆圆心距与两圆半径有什么关系? 提示:五种,相交时,|r1-r2|<d<r1+r2. 问题3:用两圆的方程组成的方程组有一解或无 解时能否准确判定两圆的位置关系? 提示:不能.当两圆方程组成的方程组有一解 时,两圆有外切、内切两种可能情况,当方程组无解时, 两圆有相离、内含两种可能情况.
r相比较,相比代数法,几何法显得要更方便些.
[例1]
当m为何值时,直线mx-y-1=0与圆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x2+y2-4x=0相交、相切、相离?
[思路点拨] 利用代数法或几何法求解.代数法
注意判别式与交点个数的关系,几何法则要对圆心到直 线的距离与圆的半径的大小作比较.
[精解详析] 方程并化简得
法一:将直线mx-y-1=0代入圆的
消去y,
得x2-3x+2=0,解得x1=2,x2=1. 故交点坐标为(2,0),(1,3).
[例2]
圆C与直线2x+y-5=0切于点(2,1),
且与直线2x+y+15=0也相切,求圆C的方程.
①当直线AB⊥x轴时,∵l过(4,-4), ∴AB方程为x=4,点C(1,2)到l的距离d=|4-1|=3, 满足题意. ②当AB与x轴不垂直时,设方程为 y+4=k(x-4),即kx-y-4k-4=0. |k-2-4k-4| 3 ∴d= =3,解得k=-4. k2+-12 3 ∴l的方程为y+4=-4(x-4),即3x+4y+4=0. 综上,直线l的方程为x=4或3x+4y+4=0.
根据直线与圆的方程能判断直线和圆的位置关 系,那么根据两个圆的方程能否判断它们的位置关系?
问题1:从两圆的交点个数上看,两圆有几种位
置关系? 提示:三种.即相交、相切和相离.
问题2:从两圆具体位置来看,两圆的位置关系 应有几种?相交时两圆圆心距与两圆半径有什么关系? 提示:五种,相交时,|r1-r2|<d<r1+r2. 问题3:用两圆的方程组成的方程组有一解或无 解时能否准确判定两圆的位置关系? 提示:不能.当两圆方程组成的方程组有一解 时,两圆有外切、内切两种可能情况,当方程组无解时, 两圆有相离、内含两种可能情况.
r相比较,相比代数法,几何法显得要更方便些.
[例1]
当m为何值时,直线mx-y-1=0与圆
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
x2+y2-4x=0相交、相切、相离?
[思路点拨] 利用代数法或几何法求解.代数法
注意判别式与交点个数的关系,几何法则要对圆心到直 线的距离与圆的半径的大小作比较.
[精解详析] 方程并化简得
法一:将直线mx-y-1=0代入圆的
消去y,
得x2-3x+2=0,解得x1=2,x2=1. 故交点坐标为(2,0),(1,3).
[例2]
圆C与直线2x+y-5=0切于点(2,1),
且与直线2x+y+15=0也相切,求圆C的方程.
2.3 第一课时 直线和圆的位置关系课件(北师大版数学必修2)
[思路点拨]
可利用点斜式设出直线方
程,利用弦心距、半径、半弦长构成的直角 三角形求解.
[精解详析]
如图所示,
作OC⊥AB于C,连接OA,则AB=6 2 , OA=2 5. 在Rt△OAC中,|OC|= 20-3 22= 2. 显然直线的斜率存在,设所求直线的斜率为k,则直 线的方程为y+4=k(x-6), 即kx-y-6k-4=0.
还记得巴金的《海上日出》吧,随着作家
的描写,我们领略到海上日出的壮丽景象.实
际上,日出是一个不断变化的动态过程,如果
把太阳(透视图)看作一个圆,把海平面(透视图)看作一条直
线,太阳升起的过程中与海平面的位置关系就是直线与圆的
位置关系的最好例证.
问题1:在初中,我们怎样判断直线与圆的位置关 系? 提示:利用圆心到直线的距离d与半径r的大小关系, 来判断,即直线与圆相交⇔d<r; 直线与圆相切⇔d=r
直线与圆相离⇔d>r.
x2+y2=9, 问题2:方程组 3x+4y-5=0.
有解吗?
提示:由方程组得 0.
25x2-30x-119=
∵Δ=302+100×119>0, ∴方程组有解.
问题3:圆x2+y2=9的圆心到直线3x+4y-
5=0的距离是多少?
5 提示:d=5=1.
问题4:根据问题2,问题3,可知直线3x+4y-5
[一点通]
直线与圆的位置关系的两种判定方
法:代数法与几何法.直线与圆的位置关系是本节的重 点内容,也是高考重点考查内容之一.用方程研究直线 与圆的位置关系体现了解析几何的基本思想.判定直线
与圆的位置关系主要看交点个数,判别式法中方程组解
的个数即交点个数,而几何法利用数形结合更易判断,
2.3 第一课时 直线和圆的位置关系课件(北师大版数学必修2)
[思路点拨]
可利用点斜式设出直线方
程,利用弦心距、半径、半弦长构成的直角 三角形求解.
[精解详析]
如图所示,
作OC⊥AB于C,连接OA,则AB=6 2 , OA=2 5. 在Rt△OAC中,|OC|= 20-3 22= 2. 显然直线的斜率存在,设所求直线的斜率为k,则直 线的方程为y+4=k(x-6), 即kx-y-6k-4=0.
1.判断直线和圆的位置关系主要利用几何法:圆
心到直线的距离与半径的大小关系.
2.和直线与圆的位置关系相关的一些问题也要掌
握,典型的是弦长和切线问题.弦长问题一般是利用勾股 定理,也可用弦长公式或解交点坐标;切线问题主要是利 用圆心到切线的距离等于半径.
3.在解决直线和圆的位置关系时,应充分
利用数形结合和分类讨论的思想.运用数形结合时
根据直线与圆的方程能判断直线和圆的位置关 系,那么根据两个圆的方程能否判断它们的位置关系?
问题1:从两圆的交点个数上看,两圆有几种位
置关系? 提示:三种.即相交、相切和相离.
问题2:从两圆具体位置来看,两圆的位置关系 应有几种?相交时两圆圆心距与两圆半径有什么关系? 提示:五种,相交时,|r1-r2|<d<r1+r2. 问题3:用两圆的方程组成的方程组有一解或无 解时能否准确判定两圆的位置关系? 提示:不能.当两圆方程组成的方程组有一解 时,两圆有外切、内切两种可能情况,当方程组无解时, 两圆有相离、内含两种可能情况.
2.已知直线l:3x+y-6=0和圆C:x2+y2-2y-4=0,
判断直线l与圆C的位置关系;如果相交,求出它们
交点的坐标.
解:法一:由直线与圆的方程得
3x+y-6=0, 2 x +y2-2y-4=0.
2.2.3.1 直线与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
[研一题]
[例2]
求直线l:3x+y-6=0被圆C:x2+y2
-2y-4=0截得的弦长.
[自主解答]
法一:由直线l与圆C的方程,
3x+y-6=0, 得 2 2 x +y -2y-4=0,
消去y得x2-3x+2=0. 设两交点A,B的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2), 由根与系数的关系有x1+x2=3,x1·2=2, x
[自主解答] (1)圆的方程 x2+y2+2x+4y-4 =0 可化为 (x+1)2+(y+2)2=9, 圆心(-1,-2),半径为 3. |-1-2| 3 2 圆心到直线的距离 d= = <3, 2 1+1
∴直线与圆有两个公共点.
x+y=0, 2 x +y2+2x+4y-4=0,
形,数形结合利用勾股定理得到.
[通一类]
2.(2012· 临沂高一检测)已知关于 x,y 的方程 C:x +y - 2x-4y+m=0, (1)当 m 为何值时,方程 C 表示圆. (2)若圆 C 与直线 l:x+2y-4=0 相交于 M,N 两点, 4 且|MN|= ,求 m 的值. 5
2 2
解:(1)方程C可化为(x-1)2+(y-2)2=5-m.显然 5-m>0,即m<5时,方程C表示圆. (2)圆的方程化为(x-1)2+(y-2)2=5-m圆心 C(1,2),半径r= 5-m. 则圆心C(1,2)到直线l:x+2y-4=0的距离d= |1+2× 2-4| 1 . 2 2 = 5 1 +2
4 1 2 ∵|MN|= ,∴ |MN|= . 2 5 5 1 根据圆的性质有r =d +( |MN|)2, 2
2 2
1 2 2 2 ∴5-m=( ) +( ) ,得m=4. 5 5
【数学】2.2.3 直线与圆、圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
解答
2 2 圆 ( x 1 ) ( y 1 ) 4 上到直线 3 x 4 y 6 0
的距离为 2 的点共有 ____ 2 个。
圆与圆的位置关系有几种?
在等圆的前提下有四 种,一般情况下有五种
圆与圆的 五 种 位置关系
两圆无公共点
R O1 r O2
O
1
R
O
r
2
外离
两圆仅有一公共点
C.x-y-3=0
例.己知圆C: x2+y2-2x-4y-20=0, 直线l: (2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(m∈R)
(1)证明: 无论m取何值 直线l与圆C恒相交.
(2)求直线l被圆C截得的最短弦长,及此时 直线l的方程.
分析: 若直线经过圆内 的一定点,那么该直线 必与圆交于两点,因此 可以从直线过定点的角 度去考虑问题.
C.5
D. 5.5
2、M(3.0)是圆x2+y2-8x-2y+10=0内一点,则过点M最长的弦 所在的直线方程是( C )
A.x+y-3=0
A.相交
D.2x+y-6=0 3、直线l: x sina+y cosa=1与圆x2+y2=1的关系是(B )
B.相切 C. 相离 D.不能确定
B. 2x-y-6=0
直线与圆的位置关系
把直线方程与圆的方程联立成方程组 利用消元法,得到关于另一个元的一元二次方程 求出其Δ 的值 比较Δ 与0的大
切 ;当Δ >0时,直线与圆相交。
直线与圆部分练习题
1、从点P(x.3)向圆(x+2)2+(y+2)2=1作切线,则切线长度的最 小值是(B ) A. 4 B. 2 6
2-2-3直线与圆、圆与圆的位置关系(二)课件(北师大版必修二)
自学导引 1.判断圆与圆的位置关系 (1)几何法: O1: 圆 (x-x1)2+(y-y1)2=r2(r1>0), O2: 圆 (x-x2)2 1 + (y - y2)2 = r 2 (r2 > 0) , 两 圆 的 圆 心 距 d = |O1O2| = 2 x1-x22+y1-y22, d>r1+r2⇔圆 O1 与圆 O2 相离,如图①所示; d=r1+r2⇔圆 O1 与圆 O2外切 ,如图②所示; |r1-r2|<d<r1+r2⇔圆 O1 与圆 O2相交,如图③所示; d=|r1-r2|⇔圆 O1 与圆 O2内切,如图④所示; d<|r1-r2|⇔圆 O1 与圆 O2 内含,如图⑤所示.
规律方法
判断两圆的位置关系有两种方法:一是解由两圆方
程组成的方程组,若方程组无实数解,则两圆相离;若方程组 有两组相同的实数解,则两圆相切;若方程组有两组不同的实 数解, 则两圆相交; 二是通过讨论两圆半径与圆心距的关系. 第 一种方法在计算上比较繁琐,因此一般采用第二种方法.
【变式 1】 当实数 k 为何值时,两圆 C1:x2+y2+4x-6y+12 =0,C2:x2+y2-2x-14y+k=0 相交、相切、相离? 解 将两圆的一般方程化为标准方程, C1:(x+2)2+(y-3)2=1, C2:(x-1)2+(y-7)2=50-k, 圆 C1 的圆心为 C1(-2,3),半径 r1=1; 圆 C2 的圆心为 C2(1,7),半径 r2= 50-k(k<50). 从而|C1C2|= -2-12+3-72=5.
3.两圆相交时公共弦长的求法. (1)若两圆相交时, 把两圆的方程作差消去 x2 和 y2 就得到两圆的 公共弦所在的直线方程. (2)求弦长时,常利用圆心到弦所在的直线的距离求弦心距,再 结合勾股定理求弦长.
2.2.3.2 圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
所以交点坐标为(-4,0)和(0,2). ∴两圆的公共弦长为 -4-02+0-22=2 5.
法二:两方程联立,得方程组
x2+y2-2x+10y-24=0, 2 x +y2+2x+2y-8=0,
两式相减得x-2y+4=0,即为两圆相交弦所在直线 的方程. 由x2+y2-2x+10y-24=0, 得(x-1)2+(y+5)2=50,
(3)法一:两方程联立,得方程组
x2+y2-2x+10y-24=0, 2 x +y2+2x+2y-8=0,
① ② ③
两式相减得 x=2y-4.
把③代入②得 y2-2y=0,∴y1=0,y2=2.
x =-4, 1 ∴ y1=0, x =0, 2 或 y2=2,
1 1 7 解得 a= ,故圆心为( ,- ), 2 2 2 半径为 1 7 2 +1 +- -32= 2 2 89 . 2
12 7 2 89 故圆的方程为(x- ) +(y+ ) = , 2 2 2 即 x2+y2-x+7y-32=0.
法二:∵圆x2+y2+6y-28=0的圆心(0,-3)不在直 线x-y-4=0上, 故可设所求圆的方程为 x2+y2+6x-4+λ(x2+y2+6y-28)=0(λ≠-1), 3 3λ 其圆心为(- ,- ),代入x-y-4=0, 1+λ 1+λ 求得λ=-7. 故所求圆的方程为x2+y2-x+7y-32=0.
∴A(-1,2)、B(5,-6). 要使过 A,B 的圆的面积最小,则需以 AB 为直径, ∴圆心是 AB 的中点 M(2,-2), -1-52+2+62 1 半径 r= |AB|= =5, 2 2 ∴圆的方程为(x-2)2+(y+2)2=25.
法二:设所求圆的方程为: x2+y2-12x-2y-13+λ(4x+3y-2)=0, 即x2+y2+(4λ-12)x+(3λ-2)y-13-2λ=0, 12-4λ 2-3λ ∴圆心坐标为( , ). 2 2 12-4λ 2-3λ ∴当圆心( , )在l上时面积最小, 2 2 12-4λ 2-3λ ∴4× +3× -2=0,解得λ=2, 2 2 ∴所求圆的方程为x2+y2-4x+4y-17=0.
2.2.3.2 圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
联立得两交点坐标A(-1,2)、B(5,-6). ∵所求圆以AB为直径, ∴圆心是线段AB的中点M(2,-2), 1 圆的半径为r= |AB|=5. 2 于是所求圆的方程为(x-2)2+(y+2)2=25.
[研一题] [例3] 求经过两圆x2+y2+6x-4=0和x2+y2+
6y-28=0的交点且圆心在直线x-y-4=0上的圆的 方程.
[自主解答] 对圆 C1、C2 的方程,经配方 后可得: C1:(x-a)2+(y-1)2=16, C2:(x-2a)2+(y-1)2=1, ∴圆心 C1(a,1),r1=4, C2(2a,1),r2=1, ∴|C1C2|= a-2a2+1-12=a.
(1)当|C1C2|=r1+r2=5,即a=5时,两圆外切, 当|C1C2|=r1-r2=3,即a=3时,两圆内切. (2)当3<|C1C2|<5,即3<a<5时,两圆相交. (3)当|C1C2|>5,即a>5时,两圆外离. 当|C1C2|<3,即a<3时,两圆内含.
注意:当两圆相切时,公共弦所在直线即为两 圆的公切线.
[通一类]
2.已知圆C1:x2+y2-10x-10y=0和圆C2:x2+y2-
6x+2y-40=0相交,圆C过原点,半径为 10 ,圆
心在已知两圆圆心连线的垂直平分线上,求圆C的
方程.
解:设圆 C1 与圆 C2 交于 A,B 两点,由两圆的方程 相减,得 x+3y-10=0,此方程即为公共弦 AB 所在的 直线方程. 由已知,圆 C 的圆心 C 在两圆圆心连线的垂直平分 线上,即在直线 AB 上,设 C(a,b),则 a+3b-10=0①, 又由|CO|= 10,得 a2+b2=10②, ①②联立,解得 a=1,b=3. 所以,圆 C 的方程为(x-1)2+(y-3)2=10.
2.2.3.1 直线与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
[悟一法] 经过圆内一点的圆的切线不存在;经过圆上一 点的圆的切线有一条;经过圆外一点的圆的切线有 两条,若只求出一条,则说明另一条切线的斜率不 存在,切线为x=x0的形式.
[通一类] 3.若直线l过点P(2,3),且与圆(x-1)2+(y+2)2=1 相切,求直线l的方程. 解:①若直线l的斜率存在,
|AB|= x1-x22+y1-y22 = x1-x22+[-3x1+6--3x2+6]2 = 1+32x1-x22= 10[x1+x22-4x1x2] = 10×32-4×2= 10. ∴弦 AB 的长为 10.
法二:圆 C:x2+y2-2y-4=0 可化为 x2+(y-1)2=5. 其圆心坐标为 C(0,1),半径 r= 5, |3×0+1-6| 10 点 C(0,1)到直线 l 的距离为 d= = , 2 2 2 3 +1 |AB| 所以半弦长 = r2-d2= 2 所以弦长|AB|= 10. 10 2 10 5 - = . 2 2
则其方程为y+1=k(x-4), 即kx-y-4k-1=0. 圆的方程可化为(x+1)2+(y-2)2=9. 圆心为(-1,2),半径为3. ∵l是圆的切线,
|-5k-3| ∴ =3,∴8k2+15k=0. k2+1 15 ∴k=0或k=- ,代入kx-y-4k-1=0并 8 整理,得切线方程为y=-1或15x+8y-52=0.
y=x+5, 2 x +y2+2x-4y+3=0,
消去 y 得 x2+4x+4=0, ∴x=-2,y=3,∴切点(-2,3).
(3)圆的方程化为(x-2)2+(y+1)2=1, 圆心(2,-1),半径长为1, |2-1-3| 圆心到直线的距离d= 2 2 = 2>1, 1 +1 ∴直线与圆相离.
《圆与圆的位置关系》课件2 (北师大版必修2)
复习:
(1)点与圆有哪几种位置关系? 如何判断?
(2)直线与圆有哪几种位置关系? 如何判断?
问题:两个圆有哪几种位置关
系呢?如何判断?
后退 前进
注:d是指点到圆心的距离
点在圆外
d>R
点在圆上
d=R
点在圆内
d<R
后退 前进
注:d是指圆心到直线的距离
相离
d>R
相切
d=R
相交
d<R
返回 后退 前进
x 2 7 x 12 0 的两根, (3)两圆的半径为 且圆心距为8,则两圆 外离
后退 前进
例1、如图 O 的半径为5cm,P是 O 外一点, OP=8cm,求 (1)以 P为圆心作 P 与 O 外切,小圆 的半径是多少? (2)以 P为圆心作 P 与 O 内切,大圆 的半径是多少?
两个圆有一个公共点
两个圆没有公共点
后退 前进
两个圆没有公共点
两圆外离 两圆内含
两个圆有一个公共点
两圆外切
相切 两圆内切
后退 前进
两圆外离
两个圆没有公共点,并且每个 圆上的点都在另一个圆的外部 两个圆有一个公共点,并且除 了这个公共点以外,每个圆上 的点都在另一个圆的外部 两个圆有两个公共点 两个圆有一个公共点,并且除 了这个公共点以外,一个圆上 的点都在另一个圆的内部 两个圆没有公共点 (两圆同心是内含的特例)后退 前进
两圆内切
两圆内含
d 指 圆 心 距
后退 前进
练习一:填表 o2 o1
的半径
4 7 2 4 5 3 4 5 2
的半径
圆心距d 9 8
两圆的位 置关系
(1)点与圆有哪几种位置关系? 如何判断?
(2)直线与圆有哪几种位置关系? 如何判断?
问题:两个圆有哪几种位置关
系呢?如何判断?
后退 前进
注:d是指点到圆心的距离
点在圆外
d>R
点在圆上
d=R
点在圆内
d<R
后退 前进
注:d是指圆心到直线的距离
相离
d>R
相切
d=R
相交
d<R
返回 后退 前进
x 2 7 x 12 0 的两根, (3)两圆的半径为 且圆心距为8,则两圆 外离
后退 前进
例1、如图 O 的半径为5cm,P是 O 外一点, OP=8cm,求 (1)以 P为圆心作 P 与 O 外切,小圆 的半径是多少? (2)以 P为圆心作 P 与 O 内切,大圆 的半径是多少?
两个圆有一个公共点
两个圆没有公共点
后退 前进
两个圆没有公共点
两圆外离 两圆内含
两个圆有一个公共点
两圆外切
相切 两圆内切
后退 前进
两圆外离
两个圆没有公共点,并且每个 圆上的点都在另一个圆的外部 两个圆有一个公共点,并且除 了这个公共点以外,每个圆上 的点都在另一个圆的外部 两个圆有两个公共点 两个圆有一个公共点,并且除 了这个公共点以外,一个圆上 的点都在另一个圆的内部 两个圆没有公共点 (两圆同心是内含的特例)后退 前进
两圆内切
两圆内含
d 指 圆 心 距
后退 前进
练习一:填表 o2 o1
的半径
4 7 2 4 5 3 4 5 2
的半径
圆心距d 9 8
两圆的位 置关系
2-2-3直线与圆、圆与圆的位置关系(二)课件(北师大版必修二)
(2)过两圆交点的直线 设圆 C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0,① 圆 C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0.② ①-②得:(D1-D2)x+(E1-E2)y+F1-F2=0,③ 若圆 C1 与圆 C2 相交, 则③为过两圆交点的弦所在的直线方程. 若圆 C1 与圆 C2 半径相等,则③表示两圆的对称轴,事实上, 可以证明直线③过两圆连心线的中点且与两圆连心线垂直.
y+1 x+1 (2)圆心 C2(1,-5),过 C1,C2 的直线方程为 = ,即 -5+1 1+1 2x+y+3=0.
2x+y+3=0, 由 y=-x,
得所求圆的圆心为(-3,3),
|-3-6+4| 它到 AB 的距离为 d= = 5, 5 ∴所求圆的半径为 5+5= 10, ∴所求圆的方程为(x+3)2+(y-3)2=10.
当 1+ 50-k=5,k=34 时,两圆外切. 当| 50-k-1|=5, 50-k=6,k=14 时,两圆内切. 当|r2-r1|<|C1C2|<r2+r1, 即 14<k<34 时,两圆相交. 当 1+ 50-k<5 或| 50-k-1|>5, 即 k<14 或 34<k<50 时,两圆相离.
2.圆系方程 具有某些共同性质的圆的集合称为圆系. (1)与直线系方程一样,了解一些常见的圆系方程可以帮助我们 简化解题思路. ①同心圆系: 与圆 x2+y2+Dx+Ey+F=0 同心的圆系方程为 x2 +y2+Dx+Ey+λ=0.
②相交圆系:过两圆 x2+y2+D1x+E1y+F1=0 与 x2+y2+D2x +E2y+F2 =0 的交点的圆系方程为(x2 +y2 +D1x+E1y+F1)+ λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ≠-1).λ=-1 时为两圆公共弦 所在直线方程(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0,特别地,两 圆相切时,此方程表示两圆的公切线方程. ③过直线 l:Ax+By+C=0 与圆 x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+ E2-4F>0)的交点的圆系方程为 x2+y2+Dx+Ey+F+λ(Ax+ By+C)=0.
高一数学:2.2.3直线与圆-圆与圆的位置关系-课件-(北师大必修2)
轮船
二、新授讲解 1、直线与圆相离、相切、相交的定义。
切点
切线
交点
交点 割线
相离
相切
相交
直线和圆的位置关系是用直线和圆的公共点的个数来定义的,
直线与圆没有公共点------直线和圆相离;
只有一个公共点 -----------直线和圆相切; 有两个公共点--------直线和圆相交。
2、用圆心到直线的距离和圆半径的数量关系,来 判断圆和直线的位置关系。(几何性质)
|AB|的值
解法三:(弦长公式)
y
由
y x x2 y2
1
消 4
去
y
B
得 2x2 2x 3 0
x1
x2
1,
x1 x 2
3 2
A
O
x
| A B | (1 k 2 )[( x1 x 2 ) 2 4 x1 x 2 ]
(1 12 )[( 1) 2 4 ( 3 )] 1 4 2
r o
d l
r o
dl
(1)直线l 和⊙O相 离
d>r
(2)直线l 和⊙O相切
d=r
(3)直线l 和⊙O相交
d<r
r
od
l
3.代数性质:
设圆 C∶(x-a)2+(y-b)2=r2,直线 L的方程为Ax+By+C=0,
(x-a)2+(y-b)2=r2
Ax+By+C=0
(1)△>0 直线与圆相交; (2)△=0 直线与圆相切; (3)△<0 直线与圆相离.
高一数学:2.2.3直线 与圆-圆与圆的位置关 系-课件-(北师大必修2)
一、复习提问
1、点和圆的位置关系有几种?
二、新授讲解 1、直线与圆相离、相切、相交的定义。
切点
切线
交点
交点 割线
相离
相切
相交
直线和圆的位置关系是用直线和圆的公共点的个数来定义的,
直线与圆没有公共点------直线和圆相离;
只有一个公共点 -----------直线和圆相切; 有两个公共点--------直线和圆相交。
2、用圆心到直线的距离和圆半径的数量关系,来 判断圆和直线的位置关系。(几何性质)
|AB|的值
解法三:(弦长公式)
y
由
y x x2 y2
1
消 4
去
y
B
得 2x2 2x 3 0
x1
x2
1,
x1 x 2
3 2
A
O
x
| A B | (1 k 2 )[( x1 x 2 ) 2 4 x1 x 2 ]
(1 12 )[( 1) 2 4 ( 3 )] 1 4 2
r o
d l
r o
dl
(1)直线l 和⊙O相 离
d>r
(2)直线l 和⊙O相切
d=r
(3)直线l 和⊙O相交
d<r
r
od
l
3.代数性质:
设圆 C∶(x-a)2+(y-b)2=r2,直线 L的方程为Ax+By+C=0,
(x-a)2+(y-b)2=r2
Ax+By+C=0
(1)△>0 直线与圆相交; (2)△=0 直线与圆相切; (3)△<0 直线与圆相离.
高一数学:2.2.3直线 与圆-圆与圆的位置关 系-课件-(北师大必修2)
一、复习提问
1、点和圆的位置关系有几种?
2.2.3.2 圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
位置关系
满足条件
图示
两圆内含
d < |r1-r2|
[小问题·大思维]
1.当两圆的方程组成的方程组无解时,两圆是否一定相离? 只有一组解时,一定外切吗? 提示:不一定.当两圆组成的方程组无解时,两圆无公共
点,两圆可能相离也可能内含;只有一组解时,两圆只有
一个公共点,两圆相切,可能外切,也可能内切. 2.圆A:x2+y2-8x+7=0和圆B:x2+y2+8x+7=0的位置 关系如何? 提示:外离.圆A,圆心(4,0),半径3.圆B,圆心(-4,0),半
[通一类] 4.已知直线l:4x+3y-2=0和圆C:x2+y2-12x- 2y-13=0相交于A、B两点,求过A、B两点的圆 中面积最小的圆的方程.
4x+3y-2=0, 解:法一:联立方程 2 2 x +y -12x-2y-13=0, x=-1, 解得 y=2, x=5, 或 y=-6,
(3)法一:两方程联立,得方程组
x2+y2-2x+10y-24=0, 2 x +y2+2x+2y-8=0,
① ② ③
两式相减得 x=2y-4.
把③代入②得 y2-2y=0,∴y1=0,y2=2.
x =-4, 1 ∴ y1=0, x =0, 2 或 y2=2,
求半径为4,与圆x2+y2-4x-2y-4=0相切,且和直
线y=0相切的圆的方程.
[错解] 由题意知,所求圆与直线y=0相切且半
径为4,设其圆心C的坐标为(a,4),且其方程为 (x-a)2+(y-4)2=42, 又圆x2+y2-4x-2y-4=0,
即(x-2)2+(y-1)2=32, 其圆心为A(2,1),半径为3. 由两圆相切,得|CA|=3+4, 所以(a-2)2+(4-1)2=72, 解得a=2± 10, 2 所以所求圆的方程为(x-2-2 或(x-2+2 10)2+(y-4)2=16. 10 )2+(y-4)2=16
2.2.3.2 圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
联立得两交点坐标A(-1,2)、B(5,-6). ∵所求圆以AB为直径, ∴圆心是线段AB的中点M(2,-2), 1 圆的半径为r= |AB|=5. 2 于是所求圆的方程为(x-2)2+(y+2)2=25.
[研一题] [例3] 求经过两圆x2+y2+6x-4=0和x2+y2+
6y-28=0的交点且圆心在直线x-y-4=0上的圆的 方程.
3.求以圆C1:x2+y2-12x-2y-13=0和圆C2:x2+y2+
12x+16y-25=0的公共弦为直径的圆的方程.
x2+y2-12x-2y-13=0, 解:联立两圆方程 2 2 x +y +12x+16y-25=0.
相减得公共弦所在直线方程为4x+3y-2=0.
4x+3y-2=0, 再由 2 2 x +y -12x-2y-13=0.
注意:当两圆相切时,公共弦所在直线即为两 圆的公切线.
[通一类]
2.已知圆C1:x2+y2-10x-10y=0和圆C2:x2+y2-
6x+2y-40=0相交,圆C过原点,半径为 10 ,圆
心在已知两圆圆心连线的垂直平分线上,求圆C的
方程.
解:设圆 C1 与圆 C2 交于 A,B 两点,由两圆的方程 相减,得 x+3y-10=0,此方程即为公共弦 AB 所在的 直线方程. 由已知,圆 C 的圆心 C 在两圆圆心连线的垂直平分 线上,即在直线 AB 上,设 C(a,b),则 a+3b-10=0①, 又由|CO|= 10,得 a2+b2=10②, ①②联立,解得 a=1,b=3. 所以,圆 C 的方程为(x-1)2+(y-3)2=10.
1 1 7 解得 a= ,故圆心为( ,- ), 2 2 2 半径为 1 7 2 +1 +- -32= 2 2 89 . 2
2.3 第一课时 直线和圆的位置关系课件(北师大版数学必修2)
解析:因为直线y=x+b与x2+y2=2相切, |b| ∴ = 2. 2 ∴b=± 2.
答案:B
4.已知直线l过点P(2,3)且与圆(x-1)2+(y+2)2=1
相 切,求直线l的方程. 解:经检验知,点P(2,3)在圆(x-1)2+(y+2)2=1
的外部. ①若直线l的斜率存在,则设直线l的方程为y-3= k(x-2). ∵直线l与圆相切, |k×1--2-2k+3| ∴ =1, 2 k +1
1.已知P(x0,y0)在圆x2+y2=R2内,试判断直线x0x+
y0y
=R2与圆的位置关系. 解:∵点P(x0,y0)在圆x2+y2=R2的内部,
2 ∴x2+y0<R2. 0
又圆心O(0,0)到直线x0x+y0y=R2的距离为 |R2| R2 d= 2=R, 2 2 > R x0 +y0 ∴直线x0x+y0y=R2与圆 x2+y2=R2相离.
根据直线与圆的方程能判断直线和圆的位置关 系,那么根据两个圆的方程能否判断它们的位置关系?
问题1:从两圆的交点个数上看,两圆有几种位
置关系? 提示:三种.即相交、相切和相离.
问题2:从两圆具体位置来看,两圆的位置关系 应有几种?相交时两圆圆心距与两圆半径有什么关系? 提示:五种,相交时,|r1-r2|<d<r1+r2. 问题3:用两圆的方程组成的方程组有一解或无 解时能否准确判定两圆的位置关系? 提示:不能.当两圆方程组成的方程组有一解 时,两圆有外切、内切两种可能情况,当方程组无解时, 两圆有相离、内含两种可能情况.
2
①当直线AB⊥x轴时,∵l过(4,-4), ∴AB方程为x=4,点C(1,2)到l的距离d=|4-1|=3, 满足题意. ②当AB与x轴不垂直时,设方程为 y+4=k(x-4),即kx-y-4k-4=0. |k-2-4k-4| 3 ∴d= =3,解得k=-4. k2+-12 3 ∴l的方程为y+4=-4(x-4),即3x+4y+4=0. 综上,直线l的方程为x=4或3x+4y+4=0.
2.2.3.2 圆与圆的位置关系 课件(北师大必修2)
[悟一法] 1.针对这个类型的题目,常用的方法有两种:其一 是利用圆系方程,其二是利用圆的几何性质求圆心和半径, 这两种方法运算量小且简便适用. 2.若两圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0与C2:x2+
y2+D2x+E2y+F2=0相交,则过这两圆交点的圆的方程
可表示为C3:x2+y2+D1x+E1y+F1+λ(x2+y2+D2x+E2y +F2)=0.(不含圆C2)
2x+2y-8=0. (1)试判断两圆的位置关系;
(2)求公共弦所在的直线方程;
(3)求公共弦的长度.准方程,
C1:(x-1)2+(y+5)2=50, C2:(x+1)2+(y+1)2=10. 则圆C1的圆心为(1,-5),半径r1=5 2; 圆C2的圆心为(-1,-1),半径r2= 10. 又|C1C2|=2 5,r1+r2=5 2+ 10. r1-r2=5 2- 10. ∴r1-r2<|C1C2|<r1+r2,∴两圆相交. (2)将两圆方程相减,得公共弦所在直线方程为x- 2y+4=0.
[通一类] 4.已知直线l:4x+3y-2=0和圆C:x2+y2-12x- 2y-13=0相交于A、B两点,求过A、B两点的圆 中面积最小的圆的方程.
4x+3y-2=0, 解:法一:联立方程 2 2 x +y -12x-2y-13=0, x=-1, 解得 y=2, x=5, 或 y=-6,
[错因]
上述错解只考虑了圆心在直线y=0上方
的情形,而漏掉了圆心在直线y=0下方的情形,另外
错解没有考虑两圆内切的情况,也是不全面的. [正解] 由题意,设所求圆的方程为(x-a)2+(y-b)2
=r2,圆心为C,又圆C与直线y=0相切且半径为4,故圆
心C的坐标为(a,4)或(a,-4).又因为圆x2+y2-4x-2y-
2.3 第一课时 直线和圆的位置关系课件(北师大版数学必修2)
[思路点拨]
可利用点斜式设出直线方
程,利用弦心距、半径、半弦长构成的直角 三角形求解.
[精ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ详析]
如图所示,
作OC⊥AB于C,连接OA,则AB=6 2 , OA=2 5. 在Rt△OAC中,|OC|= 20-3 22= 2. 显然直线的斜率存在,设所求直线的斜率为k,则直 线的方程为y+4=k(x-6), 即kx-y-6k-4=0.
12 解得k= 5 . 12 ∴所求直线l的方程为y-3= 5 (x-2). 即12x-5y-9=0. ②若直线l的斜率不存在,则直线x=2也符合题意. ∴所求直线l的方程为x=2. 综上可知,所求直线l的方程为12x-5y-9=0或x=2.
5.(2012· 兴义检测)求经过点(3,2),圆心在直线y=2x上,
1.判断直线和圆的位置关系主要利用几何法:圆
心到直线的距离与半径的大小关系.
2.和直线与圆的位置关系相关的一些问题也要掌
握,典型的是弦长和切线问题.弦长问题一般是利用勾股 定理,也可用弦长公式或解交点坐标;切线问题主要是利 用圆心到切线的距离等于半径.
3.在解决直线和圆的位置关系时,应充分
利用数形结合和分类讨论的思想.运用数形结合时
根据直线与圆的方程能判断直线和圆的位置关 系,那么根据两个圆的方程能否判断它们的位置关系?
问题1:从两圆的交点个数上看,两圆有几种位
置关系? 提示:三种.即相交、相切和相离.
问题2:从两圆具体位置来看,两圆的位置关系 应有几种?相交时两圆圆心距与两圆半径有什么关系? 提示:五种,相交时,|r1-r2|<d<r1+r2. 问题3:用两圆的方程组成的方程组有一解或无 解时能否准确判定两圆的位置关系? 提示:不能.当两圆方程组成的方程组有一解 时,两圆有外切、内切两种可能情况,当方程组无解时, 两圆有相离、内含两种可能情况.
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问题: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70KM处, 受影响的范围是半径为30KM的圆形区域.已知港 口位于台风中心正北40KM处,如果轮船不改变航 线,那么这艘轮船是否会受到台风的影响?
港口 轮船
二、新授讲解
1、直线与圆相离、相切、相交的定义。
切点 切线
d
| AB | 2 r 2 d 2 14
x
㈡应用提高
2.直线 y=x+1 与圆 |AB|的值
2 x 相交于A,B两点,求弦长 x 22 y 22 y 4 25 y 2 25 x
解法三:(弦长公式)
y
y x 1 由 2 消去y 2 x y 4 得2 x 2 2 x 3 0 3 x1 x2 1, x1 x2 2
㈡应用提高
2 2.已知直线 y=x+1 与圆 x 2x 2y 2 4 y 25
相交于A,B两点,
求弦长|AB|的值
解法一:(求出交点利用两点间距离公式) y
y x 1 由 2 消去y 2 x y 4 得2 x 2 2 x 3 0 1 7 1 7 A , x2 2 2 1 7 1 7 y1 , y2 2 2 1 7 1 7 1 7 1 7 A( , ), B ( , ) 2 2 2 2 | AB | 14 x1
解法二:
令 y x b , 即y x b 则b可视为直线y x b的截距 又x y 4表示一个圆,
2 2
y
O
x
由图象可知,切线的截距最大与最小, 易求得切线的截距为 2 2, y x的最大值为2 2,最小值为 2 2
四、课堂小结:
直线和圆的三种位置关系 直线与圆的位置关系 公共点个数
2
2
O
x
㈠方法探索
解法二(利用d与r的关系):圆x2+y2=4的圆心为(0,0),半径为r=2 圆心到直线的距离为 d
y
00b 2
b 2
O x
(1)当-2 2 <b<2 2 时,d<r, 直线与圆相交,
(2)当b=2 2 或b= -2 2 时, d=r, 直线与圆相切;
(3)当b>2 2 或b<-2 2 时,d>r,直线与圆相离。
2 x 2 2bx b 2 4 0 4b 2 8(b 2 4) 4(b 2 8) 0 2 2 b 2 2
y x的最大值为2 2,最小值为 2 2
㈢发散创新
3.已知实数x, y满足 x 2 y 2 4 ,求y-x的最大与最小值.
一、复习提问
1、点和圆的位置关系有几种? 设点P(x0,y0),圆(x-a)2+(y-b)2=r2, 圆心(a,b)到P(x0,y0)的距离为d,则 点在圆内(x0 -a)2+(y0 -b)2<r2 d<r, 点在圆上 (x0 -a)2+(y0 -b)2=r2 d=r, 点在圆外(x0 -a)2+(y0 -b)2>r2 d>r.
例1 已知直线l : 3x y 6 0和圆心为C的圆 x y 2 y 4 0, 试判断直线l与圆的位置
2 2
关系; 如果相交, 求它们交点的坐标.
例2已知过点M (3,3)的直线l被圆x y 4 y
2 2
21 0所截得的弦长为4 5 , 求直线l的方程.
O
B
x
㈡应用提高
x 2 xy 22 225 4 25 2.已知直线x-y+1=0与圆 2x y 2 相交于A,B两点,求弦长 y
|AB|的值
解二:解弦心距,半弦及半径构成的直角三角形)
设圆心O(0,0)到直线的距离为d,则
y B r O
2 d 2 1 (1) 2
A
1
交点
交点
割线
相交 直线和圆的位置关系是用直线和圆的公共点的个数来定义的,
相离
相切
直线与圆没有公共点------直线和圆相离;
只有一个公共点 -----------直线和圆相切;
有两个公共点--------直线和圆相交。
2、用圆心到直线的距离和圆半径的数量关系,来 判断圆和直线的位置关系。(几何性质)
方法1:定义 方法2:几何性质
圆心到直线的距离d与 半径r的大小关系
方法3:代数性质 设圆 C∶
2、相切
直线与圆有一个交点 (d=r)
(x-a)2+(y-b)2=r2,
直线L的方程为 Ax+By+C=0, (x-a)2+(y-b)2=r2 Ax+By+C=0
3、相交
直线与圆有两个交点 (d<r)
相交
相切
相离
2
交点
1
切点
0
无
公共点名称
直线名称 数量关系
割线
切线
无
d<r
d=r
d>r
总结:
直线和圆的位置关系及判断方法:
方法 关系
代数法
几何法
相离 相切
△<0
△=0 △>0
r<d
r=d r >d
相交
判断方法:
1、相离
直线与圆没有交点
(d>r)
(1)△>0 直线与圆相 交 (2)△=0 直线与圆相切 (3)△<0 直线与圆相 离
A
O
B
x
| AB | (1 k 2 )[( x1 x2 ) 2 4 x1 x2 ] 3 (1 1 )[( 1) 4 ( )] 14 2
2 2
㈢发散创新
3.已知实数x, y满足 x 2 y 2 4 ,求y-x的最大与最小值.
解法一:
设y-x=b则y=x+b,代入已知,得
㈠方法探索
y x b 解法一(利用△):解方程组 2 x y2 4
消去 y 得: 2x +2bx+b -4=0 ①
方程①的判别式
2 2
y
⊿=(2b) -4×2(b -4)=4(2 2 +b)(2 2 - b).
当-2 2<b<2 2 时,⊿>0, 直线与圆相交; 当b=2 2 或 b=-2 2 时, ⊿=0, 直线与圆相切; 当b>2 2 或b<-2 2 时,⊿<0,直线与圆相离。
r o d l
r o d l d>r d=r d<r
r o d
l
(1)直 和⊙O相交
3.代数性质: 设圆 C∶(x-a)2+(y-b)2=r2,直 线L的方程为Ax+By+C=0, (x-a)2+(y-b)2=r2 Ax+By+C=0
(1)△>0 直线与圆相交; (2)△=0 直线与圆相切; (3)△<0 直线与圆相离.