内容正文:
人教B版(2019)选择性必修第一册
2.3.2 圆的一般方程
第二章 平面解析几何
1
学习目标
掌握圆的一般方程,体现数学抽象能力(重点)
会把圆的标准方程与一般方程进行转化,体现逻辑推理能力(重难点)
会判定二元二次方程是不是圆的一般方程,体现逻辑推理能力(重点)
2
新课导入
尝试与发现:把圆的标准方程(x−1)2+(y−2)2=9 中的括号展开、整理之后,得到的方程形式是什么样的?是否所有圆的方程都能化成这种形式?
(x−1)2+(y−2)2=9可以化为
x2−2x+y2−4y−4=0.
3
新课学习
思考一下:圆的标准方程(x−a)2+(y−b)2=r2可以化成什么?
一般地,圆的标准方程(x−a)2+(y−b)2=r2可以化为
x2+y2−2ax−2by+a2+b2−r2=0.
在这个方程中,如果令D=−2a,E=−2b,F=a2+b2−r2,则这个方程可以表示成 x2+y2+Dx+Ey+F=0 ①的形式,
其中D,E,F都是常数.
4
新课学习
圆的一般方程的概念
如果这个方程可以表示成
x2+y2+Dx+Ey+F=0 ①
的形式,其中D,E,F都是常数. 形如①式的圆的方程称为圆的一般方程.
5
新课学习
思考一下:圆的标准方程与圆的一般方程有什么区别?
圆的标准方程明确指出了圆的圆心坐标与半径 , 而圆的一般方程表明了圆的方程形式上的特点. 要给出圆的标准方程,需要确定圆心坐标和半径;而要给出圆的一般方程,则需要确定一般方程中的D,E,F.
6
新课学习
例1:已知 A(0,5),B(1,−2),C(−3,−4) 都是⊙P上的三点,求这个圆的方程.
设所求圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,因为A(0,5),B(1,−2),C(−3,−4)都是圆上的点,所以它们的坐标都是方程的解,因此可得
解方程组可得 D=6 ,E=-2,F=-15.
因此所求圆的方程为 x2+y2+6x−2y−15=0.
7
新课学习
二元二次方程表示圆的必要条件
圆的一般方程是一个二元二次方程,因为所有圆的方程都可以化成①的形式,所以一个二元二次方程表示圆的必要条件,就是能化成①的形式.
8
新课学习
举个例子:
方程x2+2y2−2x−3y+7=0与x2+xy+y2−3x−4y+5=0都不是圆的方程,因为第一个方程中,x2,y2的系数不相等,而第二个方程中xy项的系数不为0,它们都不能化成①的形式.
方程2x2+2y2−4x−4y+1=0与x2+y2−2x−2y+2=0都有可能是圆的方程,因为它们都能化为①的形式.
9
新课学习
尝试与发现:分别判断2x2+2y2−4x−4y+1=0与x2+y2−2x−2y+2=0是否是圆的方程,然后总结出x2+y2+Dx+Ey+F=0 是圆的方程的充分条件.
一个二元二次方程是否是一个圆的方程,取决于这个方程能否化成圆的标准方程.
因为
2x2+2y2−4x−4y+1=0
10
新课学习
尝试与发现:分别判断2x2+2y2−4x−4y+1=0与x2+y2−2x−2y+2=0是否是圆的方程,然后总结出x2+y2+Dx+Ey+F=0 是圆的方程的充分条件.
又因为
x2+y2−2x−2y+2=0
⇔x2−2x+1+y2−2y+1=0
⇔(x−1)2+(y−1)2=0,
显然,满足上述方程的实数只有x=1,y=1,因此不是圆的方程.
11
新课学习
思考一下:如果把上面的方程换成圆的一般方程呢?
一般地,
x2+y2+Dx+Ey+F=0
因此:
12
新课学习
思考一下:如果把上面的方程换成圆的一般方程呢?
3.当D2+E2−4F<0 时,方程没有实数解,因而原方程也不是圆的方程.
13
新课学习
例2:判断下列方程是否是圆的方程,如果是,写出圆的圆心坐标与半径;如果不是,说明理由:
(1)x2+y2+4x−6y−12=0;
原方程可以化为 x2+4x+4+y2−6y+9=25,
即 (x+2)2+(y−3)2=25,
所以是圆心坐标为(-2,3),半径为5的圆的方程.
14
新课学习
例2:判断下列方程是否是圆的方程,如果是,写出圆的圆心坐标与半径;如果不是,说明理由:
(2)4x2+4y2−8x+4y−15=0;
15
新课学习
例2:判断下列方程是否是圆的方程,如果是,写出圆的圆心坐标与半径;如果不是,说明理由:
(3)x2+y2−6x+10=0.
因为原方程可以化为 x2−6x+9+y2=−1,
即 (x−3)2+y2=−1,
又因为满足上述方程的实数x,y不存在,所以原方程不是圆的方程.
16
课堂练习
B
17
课堂练习
18
课堂练习
B
19
课堂练习
20
课堂练习
B
21
课堂练习
22
课堂练习
C
23
课堂练习
24
课堂练习
C
25
课堂练习
26
课堂练习
x2+y2-4x-2y-20=0
27
课堂练习
28
课堂总结
1.圆的一般方程
2.二元二次方程表示圆的条件
29
谢
谢
观
看
30
所以上述方程是圆心
在(1,1),半径为
的
圆的方程
2.当
时,满足方程的实数只有
,
,所以原方程不是圆的方程;
方程两边除以4,得
.
解析:因为方程
表示圆,所以
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4 或
.当
时,方程可化为
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4 ,不表示圆;
当
时,方程可化为
EMBED Equation.DSMT4
EMBED Equation.DSMT4 ,表示圆的圆心为
.故选项B正确.
2.圆
的半径为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:由
,得
,
由该曲线表示圆,可知
,解得
或
,故选:B.
解析:设点
关于直线
对称的点
,则
,解得
.因为
在C外,所以
,可得
,且
表示圆可得
,即得
,综上可得
.故选:C.
5.“圆”在中式建筑中有着广泛的运用,最具代表性的便是园林中的月洞门.如图,某园林中的圆弧形月洞门高为
,底面宽为
,则该月洞门所在圆弧的半径为( )
A.
B.
C.
D.
解析:设圆的方程为
,将点
的坐标分别代入可得,
,解得
,则可得圆的方程为
,故答案为:
.
$