内容正文:
数学·选择性必修第一册B版
课前预习学案
课堂互动学案
课时素养提升
2.3.3 直线与圆的位置关系
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课程标准
素养解读
1.掌握直线与圆的三种位置关系:相交、相切、相离
2.会用代数法和几何法来判断直线与圆的三种位置关系
3.会用直线与圆的位置关系解决一些实际问题
通过研究直线与圆的位置关系,提升逻辑推理、数学运算、直观想象的数学素养
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[情境引入]
“海上生明月,天涯共此时。”,表达了诗人望月怀人的深厚情谊.在海天交于一线的天际,一轮明月慢慢升起,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,展现着迷人的风采.
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这个过程中,月亮看作一个圆,海天交线看作一条直线,月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.
在平面几何中,我们研究过直线与圆这两类图形的位置关系,前面我们学习了直线的方程,圆的方程,已经用方程研究两条直线的位置关系,下面我们根据用方程研究两条直线位置关系的方法,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.
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[知识梳理]
[知识点一] 直线与圆有三种位置关系
位置关系
交点个数
相交
有 两个 公共点
相切
只有 一个 公共点
相离
没有 公共点
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[知识点二] 直线Ax+By+C=0与圆(x-a)2+(y-b)2=r2的位置关系及判断
位置关系
相交
相切
相离
公共点个数
两 个
一 个
零 个
判定
方法
几何法:设圆心到直线的距离d=eq \f(|Aa+Bb+C|,\r(A2+B2))
d < r
d = r
d > r
代数法:由
消元得到一元二次方程的判别式Δ
Δ > 0
Δ = 0
Δ < 0
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用“代数法”与“几何法”判断直线与圆的位置关系各有什么特点?
[提示] “几何法”与“代数法”判断直线与圆的位置关系,是从不同的方面,不同的思路来判断的.“几何法”更多地侧重于“形”,更多地结合了图形的几何性质;“代数法”则侧重于“数”,它倾向于“坐标”与“方程”.
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[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×” )
(1)若直线与圆有公共点,则直线与圆相交.( )
(2)如果直线与圆组成的方程组有解,则直线和圆相交或相切.( )
(3)若圆心到直线的距离大于半径,则直线与圆的方程联立消元后得到的一元二次方程无解.( )
(4)过半径外端的直线与圆相切.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
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2.直线3x+4y-5=0与圆x2+y2=1的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法判断
解析:B [圆心(0,0)到直线3x+4y-5=0的距离d=eq \f(|-5|,\r(32+42))=1.∵d=r,∴直线与圆相切.选B.]
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3.直线x+2y=0被圆C:x2+y2-6x-2y-15=0所截得的弦长等于 ________________ .
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解析:由已知圆心C(3,1),半径r=5.又圆心C到直线l的距离d=eq \f(|3+2|,\r(5))=eq \r(5),则弦长=2eq \r(r2-d2)=4eq \r(5).
答案:4eq \r(5)
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直线与圆的位置关系的判断
[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为何值时,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?
[思路点拨] 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.
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