平面解析几何圆的方程
复习:
1、求曲线方程的常见方法:坐标法、待定系数法。
2、坐标法求曲线方程的步骤
(1)建立适当的坐标系,用有序实数对(x,y)表示曲线上任意一点M的坐标;
(2)写出适合条件P的点M的集合P={M| P(M) };
(3)用坐标表示条件P(M),列出方程f(x,y)=0;
(4)化方程f(x,y)=0为最简形式;
(5)证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点。
费马
17世纪的一位法国数学家,提出了一个数学难题,使得后来的数学家一筹莫展,这个人就是费马(1601—1665)。
费马对数学的贡献包括:与笛卡尔共同创立了解析几何;创造了作曲线切线的方法,被微积分发明人之一牛顿奉为微积分的思想先驱;通过提出有价值的猜想,指明了关于整数的理论——数论的发展方向。他还研究了掷骰子赌博的输赢规律,从而成为古典概率论的奠基人之一。
笛卡儿
笛卡儿于1596年3月出生在法国图赖讷。
从青年时代,他充分认识了数学对于科学的广泛作用
及其重要性把数学方法看成是一切领域建立真理的方法,
并主张把数学应用于各个领域,还认为应该把量化方法应
用于一般科学研究。在数学中,他看到了代数与几何割裂
的弊端,主张把代数与几何结合起来。把代数方法应用于
几何的作图中。指出了作图问题与求方程解之间的关系,
通过具体问题,提出了坐标方法,把几何曲线表示成代数
方程。
平面解析几何
7.6 圆 的 方 程
第一节 圆 的 标 准 方 程
(一)圆的定义:
平面内与定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)是圆,定点就是圆
心,定长就是半径。
(二)圆的标准方程
1、求圆心是C(a,b),半径是 r 的圆的方程。
解:如图所示建立平面直角坐标系,
设M(x,y)是圆上任意一点,
根据圆的定义,点M到圆心C的距离等于 r,所
以圆C就是集合 P = { M | |mc| = r,r>0 }。
形成性练习
1、已知圆的标准方程,求圆心、半径
(1)x2+y2=4。
(2)(x-2)2+y2=9
(3)(x+2)2+(y-3)2=4
2、写出下列各圆的方程:
(1)圆心在原点,半径是3。
(2)圆心在C(3,4),半径为 。
(3)经过点P(5,1),圆心在点C(8,-3)。
(4)圆心C(-5,4),且与x轴相切。
圆心C(2,0),半径r=3
圆心C(-2,3),半径r=2
x2+y2=9
(x-3)2+(y-4)2=5
(x-5)2+(y-1)2=25
(x+5)2+(y-4)2=16
圆心(0,0),半径r=2
知识应用与解题研究
例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。
解:已知圆心C(1,3)只要再求出圆的半径 r, 就能写出圆的方程
评析:1、要求圆的方程,只需确定圆心坐标和半径即可。
2、直线与圆相切时,圆的半径等于圆心到切线的距离。
因为圆C与直线3x-4y-7=0相切,所以半径 r 等于圆心C到这条直线的距离,
例2.已知圆的方程是x2+y2=r2,求经过圆上一点M(x0,y0)的切线方程。
分析:求切线方程即求直线方程,条件:点M(x0,y0),求出斜率即可。(点斜式)
法二:设P(x,y)是切线上的任意一点,根据勾股定理得
OM2+MP2=OP2
r2+(x-x0)2+(y-y0)2= x2+y2
由于 ,
整理得:
法三:设P(x,y)是切线上任意一点,由OM⊥MP
所以 =0,用向量的坐标表示可得
(x0,y0)?(x-x0,y-y0)=0
即x0(x-x0)+ y0(y-y0)=0
x0x+y0y=x2+y2
∵M(x0,y0)在圆上,∴
∴切线方程是:
例3:如图,是某圆拱桥的一孔圆拱示意图,该圆拱跨度 AB=20m,拱高OP=4m,在建造时每隔4m需用一个支柱支撑,求支柱A2P2的长度。
(精确到0.01m)
分析:求柱长度,即求P2的纵坐标
〖回顾总结〗
1、本节重点内容是圆的标准方程,
(1)已知圆的标准方程确定圆心、半径;
(2)已知不同的条件,求圆的方程。
2、本节所用数学方法和数学思想:
(1)方法:待定系数法求方程;
(2)思想:方程、方程组的数学思想,数型结合的数学思想 。
〔训练测试〕
1、圆心为点(3,4)且经过点(0,0)的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
2、半径是5,圆心在y轴上,且与直线y=6相切的圆的方程是( )
A. B.
C. 或 D. 或
3、求下列条件所确定的圆的方程:
(1)圆心为C(3,-5),与直线x-7y+2=0相切。
(2)过点A(3,2),圆心在直线y=2x上,与直线y=2x+5相切。
〔训练测试〕
4、已知圆的半径为 ,圆心在直线y=2x上,圆被
直线x-y=0截得弦长为
则圆的方程 。
5、从圆 外一点P(2,3)向这个
圆引切线。
则切线方程 。
〖回顾总结〗
1、本节重点内容是圆的标准方程,
(1)已知圆的标准方程确定圆心、半径;
(2)已知不同的条件,求圆的方程。
2、本节所用数学方法和数学思想:
(1)方法:待定系数法求方程;
(2)思想:方程、方程组的数学思想,数型结合的数学思想 。