数学2.3.1 圆的标准方程教案配套ppt课件
展开2.如何判断圆与圆的位置关系?
1.圆与圆有哪几种位置关系?
更细致地,可以分为外离、外切、相交、内切和内含
计算圆心距,比较其与两个圆的半径之间的关系来判断.
3.能否严格证明几何法判定圆与圆的位置关系的合理性?
给定平面中的C1和C2,以C1为原点,C1C2所在直线为x轴,建立如图所示平面直角坐标系.
第一式减去第二式,整理可得
联立,得
此时,设两圆的圆心距为d,则C2的圆心坐标为(d,0),两个圆的方程为分别为
时,有两个不同的实数y满足方程组,从而C1和C2,相交.
其他情况,同样可以通过代数方法加以证明.
例1.分别判断下列两个圆的位置关系:
解:由方程可知C1的圆心为 ,半径为 ; C2的圆心为 ,半径为 .
因此, ,所以两个圆相交.
解:将两个圆的方程化为标准方程,分别为
因此,圆心距 故内切.
由方程可知C1的圆心为 ,半径为 ;C2的圆心为 ,半径为 .
例2.已知圆 与圆 外离,求实数 的取值范围.
由方程可知C1的圆心为 ,半径为 ;C2的圆心为 ,半径为 .
其中 ,即 .
由已知C1与C2外离,则 即 解得 .
因此, 的取值范围为
又因为 ,所以C1与C2相交.
例3.已知圆 与圆 (1)判断它们的位置关系;若相交,求出它们交点所在的直线方程;
因此,两圆的交点为 和
从而可以求得交点所在的直线方程为
思考:两个圆相交时,交点弦所在的直线方程即为两个圆方程相减后所得的直线方程吗?
设C1与C2的交点为A,B,则A,B的坐标都满足方程组
将方程组的第一式减去第二式,化简整理可得
显然,A,B坐标都满足上式,因此点A,B在直线上;又因为两点能确定一条直线,所以上式就是所求的直线方程.
解:(法2:方程思想)
即交点所在的直线方程为
例3.已知圆 与圆 (2)若相交,求出它们的公共弦长.
如图所示,AB即为公共弦.因此,可以转化为直线AB与圆C1相交求弦长的问题.
(几何法)取线段AB中点M,连结OM. 由垂径定理有
解得, 弦长
(代数法)联立直线方程与圆方程
因此,
因为A,B都在直线上,所以
所以,
探索与研究 同时与两个圆相切的直线称为两圆的公切线.(1)试求出圆 与圆 的公切线;
解:如果公切线斜率不存在,则切线方程可设为x=a.
则圆心 到公切线的距离分别为 ,
解:如果公切线斜率存在,则切线方程可设为y=kx+b.
因此公切线方程为y=x+2或y=-x-2.
探索与研究 同时与两个圆相切的直线称为两圆的公切线.(2)试探索平面内两个圆的公切线的条数,给出结论即可.
P115练习B第1、3题
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