内容正文:
2.4.2 圆的一般方程 教学设计
——一般方程与配方法
课型:新授课 课时:第 7 课时(本册)
教材:人教A版·普通高中教科书 数学 选择性必修第一册
一、课标依据
① 在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的一般方程;能根据给定条件(不共线三点、圆心与半径、几何约束)选用标准方程或一般方程求圆的方程,体会两种形式的联系与各自优势。(出处:选择性必修课程·主题二「几何与代数」·圆与方程;对应本课:环节二、三、四:一般方程的推导、表示圆的条件、待定系数法)
② 会用配方法把圆的一般方程化为标准方程,能判别一个二元二次方程是否表示圆,感悟「形」与「数」互化的思想。(出处:选择性必修课程·主题二「几何与代数」·圆与方程;对应本课:环节三、五:判别条件、当堂检测第 1、2 题)
本课核心素养锚点:数学运算、逻辑推理(主要) 数学抽象、直观想象(次要)。
二、教材与学情分析
是什么:本节把上一课时的标准方程展开、整理,得到圆的一般方程 。配方后化为 ,由此看出它表示圆的充要条件是 ,此时圆心为 ,半径为 。
为什么:标准方程直观看圆心与半径,但含平方项、不便于代入三点坐标求解;一般方程是关于 的二次整式,把「圆过某点」直接翻译成一个一次方程,解三元一次方程组即可定圆。两种形式各有分工:看性质用标准式,求方程用一般式。
怎么办:教材的处理顺序是:展开标准方程 → 观察系数特征 → 配方还原 → 归纳判别条件 → 用待定系数法求过三点的圆。本教案沿用这一顺序,并在环节三补上「二元二次方程表示圆的一般判别」,为后续直线与圆、圆与圆的位置关系扫清障碍。
易错点:① 配方时漏除以 4,把半径写成 ;② 忘记圆心是 而写成 ;③ 用一般式时忘记先化 的系数为 1;④ 求过三点的圆时,未检验三点是否共线。
已有基础:学生已经掌握圆的标准方程 ,会由圆心半径写方程、由方程读圆心半径;具备配方法与解三元一次方程组的技能。
潜在困难:一是配方过程涉及分数与符号,、 的负号最容易写错;二是判别条件 的来龙去脉不清,只会背不会用;三是面对「求圆的方程」时不知道该设标准式还是一般式。
突破策略:用「展开—配方」的双向演练强化互化;把判别条件挂在配方结果的右端,让学生看到它就是 ,从而由 自然得到;用对比表总结两种形式的选用时机,并在例题中反复调用。
三、教学目标
1. 能把圆的标准方程 展开整理成 的形式,知道 、、,并会用配方法把它还原成标准方程。
布鲁姆层级:理解 | SOLO 水平:单点—多点 | 成功标准:展开与配方各 2 题,4 题对 3 题及以上
2. 掌握圆的一般方程表示圆的充要条件 ,能由一般方程读出圆心 与半径 ,并能判断所给方程是否表示圆。
布鲁姆层级:应用 | SOLO 水平:多点结构 | 成功标准:判别与求值共 4 题对 3 题
3. 会根据已知条件选用恰当形式求圆的方程:已知圆心、半径或几何约束明显时用标准方程;已知圆过不共线三点时用一般方程(待定系数法)。
布鲁姆层级:应用/分析 | SOLO 水平:关联结构 | 成功标准:例 2、例 3 及变式共 4 题对 3 题
目标 1 的评估证据:例 1 + 变式 1 + 当堂检测第 1、2 题;对应环节:环节二、三。
目标 2 的评估证据:例 2 + 变式 2 + 作业 A 组第 4 题;对应环节:环节三。
目标 3 的评估证据:例 3 + 变式 3 + 当堂检测第 3、4 题 + 作业 B 组第 6 题、C 组第 8 题;对应环节:环节四。
四、教学重点、难点与教学方法
重点:圆的一般方程 的配方还原;表示圆的条件 ;圆心与半径公式。
难点:配方法中符号与分母的处理;由一般方程判别图形(圆/点/虚圆);两种方程形式的选用。
难点成因:配方是纯代数操作,缺少直观支撑,学生只能靠记忆,符号稍一疏忽就全盘皆错;判别条件的本质是「半径的平方必须为正」,这一几何意义若不点破,学生只会机械代公式。
教法:复习引入 + 代数推导 + 对比归纳——先由标准方程展开得到一般方程,再配方还原,形成闭环;判别条件由配方结果右端直接读出;最后用对比表把两种形式的适用场景讲清。
学法:展开(去括号)→ 配方(凑完全平方)→ 判别(看右端正负)→ 选用(看已知条件)——本课是典型的代数运算课,学生应把四步流程写成口诀,并在每题前先问一句「已知条件更适合设哪种形式」。
五、教学过程
环节一 情境导入:为什么要换一种写法(约3分钟)
回顾:圆心为 、半径为 的圆的标准方程是 。
把它展开:,整理得
。
观察:这是一个关于 的二元二次方程,特点是 与 的系数相同且都为 1,没有 项。
追问:反过来,形如 的方程,一定表示圆吗?这就是本课时的问题。
【学生活动】跟教师一起完成标准方程的展开;在学案上记下一般方程的两条外形特征。
【设计意图】对应目标 1。用「展开」这种学生完全能自己完成的动作引入,让一般方程成为标准方程的自然结果,而不是又一个新公式。
环节二 圆的一般方程与配方法(约9分钟)
(1)定义:方程 叫做圆的一般方程。
(2)配方(关键步骤):把 、 分别凑完全平方——
,;
代入原方程并移项,得
。
(3)读信息:与标准方程 对比,得
圆心 ,半径 。
图1 圆的一般方程:圆心为(-D/2,-E/2)
(4)口诀:圆心是 的一半再添负号;半径是判别式开方再折半。
【学生活动】跟教师一起完成配方全过程,注意 的负号;在学案上默写圆心与半径公式各一遍。
【设计意图】对应目标 1、2。配方法是本课唯一的新技能,板演时把「为什么要减去 」讲透——凑完全平方多出来的量必须减掉,方程才等价。
环节三 方程表示圆的条件(约8分钟)
(1)三种情形:由配方结果右端 可知——
① 当 时,方程表示圆,圆心 ,半径 ;
② 当 时,方程只表示一个点 ;
③ 当 时,不表示任何图形(无实点)。
(2)本质:判别式就是 ,半径的平方必须为正——几何意义讲清了,条件就不用死记。
(3)更一般的形式:二元二次方程 表示圆的充要条件是
① ;② ;③ (先化为 系数为 1 再用)。
(4)口答: 表示什么?(圆,圆心 ,半径 。)
【学生活动】对照课件,在学案上写出三种情形对应的判别式符号;同桌互查「圆心符号」是否取反。
【设计意图】对应目标 2。把判别式锚定在 上,学生就不必记忆孤立的公式;(3)是判别二元二次方程是否为圆的通法,为后面的综合题预留工具。
环节四 例题精析(约13分钟)
例 1 判别并求圆心半径 判断下列方程是否表示圆;若是,求出圆心坐标与半径。
(1);(2);(3)。
【答案】(1)是圆,圆心 ,半径 ;(2)表示一个点 ;(3)是圆,圆心 ,半径 。
【详解】(1)配方得 ,故圆心 、半径 。
(2)配方得 ,右端为 ,只表示点 。
(3)两边同除以 得 ,配方得 ,故圆心 、半径 。
【方法归纳】先化 的系数为 1,再配方;右端大于 0 是圆、等于 0 是点、小于 0 无图形。
变式 1 判断方程 表示什么图形。
【答案】不表示任何图形。
【详解】配方得 ,右端为负,无实数解,不表示任何图形。
例 2 不共线三点定圆(一般式) 求过三点 、、 的圆的方程。
【答案】。
【详解】设圆的一般方程为 。
代入 得 ;代入 得 ,即 ;
代入 得 ,即 。
两式相减得 ,回代得 ,故圆的方程为 。
(检验:,确为圆。)
【方法归纳】过三点求圆设一般式:三点坐标代入得到关于 的三元一次方程组,解出后务必用判别式检验。
变式 2 求过三点 、、 的圆的方程。
【答案】(即 )。
【详解】设 ,代入三点得
、、。
第一、三式相减得 ;第一、二式相减得 。
代回第一式 ,得 。
检验 ,确为圆,圆心 、半径 。
例 3 含参圆方程 已知方程 表示圆,求 的取值范围;当半径最大时,求圆心坐标。
【答案】;半径最大时圆心为 。
【详解】由表示圆的条件得 ,即 ,整理得 ,即 ,解得 。
半径 ,根号内是开口向下的二次函数,在 处取最大值,故半径最大时 ,圆心为 。
变式 3 已知圆 的圆心为 、半径为 ,求 。
【答案】,,。
【详解】由圆心公式得 ,;由半径公式 得 ,故 。
【学生活动】例 1 由教师板演前两小题,第(3)小题请学生上台;变式 1 全班齐答;例 2 与变式 2 学生独立完成,重点核对三点代入后的方程组;例 3 同桌讨论后汇报。
【设计意图】对应目标 2、3。四题构成「判别 → 三点定圆 → 含参讨论 → 反求系数」的梯度,其中例 2 的分量最重,是本课的主要得分点。
环节五 当堂检测(约4分钟)
独立完成约 3 分钟,同桌互换批改,统计错号。
检测题见《学案》「当堂检测」栏(共 4 小题),答案与详解由课件单击依次呈现。
1. 把圆的标准方程 展开整理成一般方程:_________。
【答案】(即 )
【详解】展开:,移项整理得 。
2. 判断方程 表示什么图形,并说明理由。
【答案】表示一个点
【详解】配方得 ,右端等于 ,故方程只表示一个点 ,不是圆。
3. 圆 的圆心坐标是___,半径是___。
【答案】圆心 ,半径
【详解】配方:,故圆心为 、半径为 。
4. 求过三点 、、 的圆的一般方程。
【答案】
【详解】设 ,代入 得 ;代入 得 ,故 ;代入 得 ,故 。所以方程为 。
【学生活动】独立作答 → 同桌互换批改 → 举手统计错号,教师只讲错得最多的那一题。
【设计意图】对应目标 1、2、3。四题分别覆盖配方还原、判别条件、圆心半径公式、三点定圆。
环节六 课堂小结与作业布置(约3分钟)
小结一条链:展开标准方程 → 一般方程 → 配方还原 → 判别式 (大于 0 是圆、等于 0 是点、小于 0 无图形)→ 圆心 、半径 。
选用口诀:看性质用标准式,求方程用一般式。
预告:下一课时我们用圆的方程研究直线与圆的位置关系。
作业布置见下方分层作业。
【学生活动】齐答小结链条中的空缺处;把圆心公式与判别式各默写一遍。
【设计意图】对应全部目标。以「一条链」收束全课,并把两种形式的选用口诀固化下来。
时间弹性提示:若环节四推进偏慢,可把变式 3 改为课后完成,确保例 2(三点定圆)与当堂检测完整落地。
差异化处理:对基础较好的班级,例 3 之后可追加追问「 取何值时圆过原点」,把含参讨论再往前推一步;对基础薄弱班级,环节三的(3)可改为选讲。
教学准备——教具:多媒体课件、圆的一般方程示意图(见课件配图);学具:学案(随堂印发)、直尺、圆规;媒体资源:课件需支持:展开与配方的分步演示、两种方程形式的对比卡片。
六、板书设计
选型:提纲式(左侧主板书,右侧副板书)
结构:主板书(左侧,随课自上而下生成):
2.4.2 圆的一般方程
一、一般方程
二、配方
三、圆心 ,半径
四、判别 圆 点 无图形
五、选用 看性质用标准式 求方程用一般式
副板书(右侧,随用随擦):演算过程与易错点
七、教学反思(预设要点,供课后填写)
目标达成情况:目标 1、2 预计达成良好;目标 3 中「已知三点求圆」的计算量较大,估计当堂检测第 4 题与作业 B 组第 6 题失分偏多。
学情预判是否准确:预判的「圆心符号写反」与「半径漏折半」应在当堂检测第 3 题显形,是复核学情预判的关键指标。
情境与实践活动效果:由标准方程展开引入一般方程,学生上手快;配方环节放慢板书节奏效果更好。
改进设想:下一课时进入直线与圆的位置关系,可在小结时点一句「求圆心与半径是判断位置关系的第一步」,为下一课时埋下伏笔。
附录 本课易错警示
1. ① 圆心符号写反:圆心是 ,不是 ,「一半再添负号」要连起来记。
2. ② 半径漏折半:半径是 ,漏掉前面的 是最常见的失分点。
3. ③ 未先化系数为 1:遇到 必须先同除以 2,否则判别式与圆心全错。
4. ④ 忘记检验:用一般式求出 后,要用 检验是否真为圆。
5. ⑤ 三点共线仍硬求:三点共线时方程组无解(或退化),求圆前应先确认三点不共线。
附:分层作业(题目·答案·详解)
教材原题答案以课本配套教师教学用书为准,下列补充题为本课自编题,答案与详解附后。
说明:下面每一道题的题干之后,紧接该题的【答案】与【详解】(深红),便于投影讲评或印发;其中教材原题的答案以课本配套教师教学用书为准。
作业布置:
教材原题——课本 2.4 节练习第 3、4 题,习题 2.4 第 5、6 题
补充题(自编)——① 判别与配方:判断 表示圆时 的范围。
补充题(自编)——② 三点定圆:求过 、、 的圆的一般方程。
基础巩固
1. 把下列标准方程化为一般方程:(1);(2)。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)展开 ,整理得 。
(2)展开 ,整理得 。
2. 判断下列方程是否表示圆;若是,求出圆心与半径:(1);(2)。
【答案】(1)是圆,圆心 ,半径 ;(2)表示一个点
【详解】(1)配方得 ,是圆,圆心 、半径 。
(2)配方得 ,右端为 ,只表示点 。
3. 已知圆 的圆心为 ,求 、 与半径 。
【答案】,,
【详解】由 得 ;由 得 ;半径 。
4. 求过三点 、、 的圆的一般方程,并指出圆心与半径。
【答案】,圆心 ,半径
【详解】设一般方程,代入 得 ;代入 得 ,故 ;代入 得 ,故 。方程为 ;圆心 ,半径 。
能力提升
1. 已知方程 表示圆,求 的取值范围。
【答案】 或
【详解】表示圆的条件为 ,即 ,化简得 ,解得 或 。
2. 求过三点 、、 的圆的方程,并判断点 是否在圆上。
【答案】;点 不在圆上
【详解】设 ,代入三点得 、、。
由第三式得 ,代入前两式解得 、、,故方程为 。
把 代入左边得 ,故点 不在圆上。
3. 已知圆 的圆心在直线 上,且圆过两点 、,求圆 的方程。
【答案】(即 )
【详解】设圆心 ,由圆心在直线上得 。
又 ,即 ,展开化简得 ,即 。
联立 得 ,即圆心 。
半径平方 ,故圆的标准方程为 ,展开得一般方程 。
思维挑战
8. 已知圆 与直线 相交,求 的取值范围;若所截得的弦长为 ,求 的值。
【答案】;
【详解】配方得 ,故圆心 、半径 (需 )。
圆心到直线 的距离 。
相交需 ,即 ,得 。
弦长 ,即 ,故 ,由 得 。
(若用判别式法:联立后由 同样得 ;弦长为 时 。)
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2.4.2 圆的一般方程
——一般方程与配方法
第二章 直线和圆的方程
人教A版·普通高中教科书 数学 选择性必修第一册
新授课 第 7 课时(本册)
对应目标 1。用「展开」这种学生完全能自己完成的动作引入,让一般方程成为标准方程的自然结果,而不是又一个新公式。
学习目标
1
能把圆的标准方程 展开整理成 的形式,知道 、、,并会用配方法把它还原成标准方程。
掌握圆的一般方程表示圆的充要条件 ,能由一般方程读出圆心 与半径 ,并能判断所给方程是否表示圆。
会根据已知条件选用恰当形式求圆的方程:已知圆心、半径或几何约束明显时用标准方程;已知圆过不共线三点时用一般方程(待定系数法)。
60 秒速读:让学生知道本课结束时要能做什么。
情境导入:为什么要换一种写法
2
回顾:圆心为 、半径为 的圆的标准方程是 。
把它展开:,整理得
。
观察:这是一个关于 的二元二次方程,特点是 与 的系数相同且都为 1,没有 项。
追问:反过来,形如 的方程,一定表示圆吗?这就是本课时的问题。
[3′] 对应目标 1。用「展开」这种学生完全能自己完成的动作引入,让一般方程成为标准方程的自然结果,而不是又一个新公式。
圆的一般方程与配方法
3
(1)定义:方程 叫做圆的一般方程。
(2)配方(关键步骤):把 、 分别凑完全平方——
,;
代入原方程并移项,得
。
(3)读信息:与标准方程 对比,得
圆心 ,半径 。
[9′] 对应目标 1、2。配方法是本课唯一的新技能,板演时把「为什么要减去 $\frac{D^^2^^}{4}$」讲透——凑完全平方多出来的量必须减掉,方程才等价。
圆的一般方程与配方法
4
[9′] 对应目标 1、2。配方法是本课唯一的新技能,板演时把「为什么要减去 $\frac{D^^2^^}{4}$」讲透——凑完全平方多出来的量必须减掉,方程才等价。
圆的一般方程与配方法
5
(4)口诀:圆心是 的一半再添负号;半径是判别式开方再折半。
[9′] 对应目标 1、2。配方法是本课唯一的新技能,板演时把「为什么要减去 $\frac{D^^2^^}{4}$」讲透——凑完全平方多出来的量必须减掉,方程才等价。
方程表示圆的条件
6
(1)三种情形:由配方结果右端 可知——
① 当 时,方程表示圆,圆心 ,半径 ;
② 当 时,方程只表示一个点 ;
③ 当 时,不表示任何图形(无实点)。
(2)本质:判别式就是 ,半径的平方必须为正——几何意义讲清了,条件就不用死记。
(3)更一般的形式:二元二次方程 表示圆的充要条件是
[8′] 对应目标 2。把判别式锚定在 $4r^^2^^$ 上,学生就不必记忆孤立的公式;(3)是判别二元二次方程是否为圆的通法,为后面的综合题预留工具。
方程表示圆的条件
7
① ;② ;③ (先化为 系数为 1 再用)。
(4)口答: 表示什么?(圆,圆心 ,半径 。)
[8′] 对应目标 2。把判别式锚定在 $4r^^2^^$ 上,学生就不必记忆孤立的公式;(3)是判别二元二次方程是否为圆的通法,为后面的综合题预留工具。
例题精析
8
例 1 判别并求圆心半径 判断下列方程是否表示圆;若是,求出圆心坐标与半径。
(1);(2);(3)。
【答案】(1)是圆,圆心 ,半径 ;(2)表示一个点 ;(3)是圆,圆心 ,半径 。
【详解】(1)配方得 ,故圆心 、半径 。
(2)配方得 ,右端为 ,只表示点 。
[13′] 对应目标 2、3。四题构成「判别 → 三点定圆 → 含参讨论 → 反求系数」的梯度,其中例 2 的分量最重,是本课的主要得分点。
例题精析
9
(3)两边同除以 得 ,配方得 ,故圆心 、半径 。
【方法归纳】先化 的系数为 1,再配方;右端大于 0 是圆、等于 0 是点、小于 0 无图形。
变式 1 判断方程 表示什么图形。
【答案】不表示任何图形。
【详解】配方得 ,右端为负,无实数解,不表示任何图形。
例 2 不共线三点定圆(一般式) 求过三点 、、 的圆的方程。
[13′] 对应目标 2、3。四题构成「判别 → 三点定圆 → 含参讨论 → 反求系数」的梯度,其中例 2 的分量最重,是本课的主要得分点。
例题精析
10
【答案】。
【详解】设圆的一般方程为 。
代入 得 ;代入 得 ,即 ;
代入 得 ,即 。
两式相减得 ,回代得 ,故圆的方程为 。
(检验:,确为圆。)
【方法归纳】过三点求圆设一般式:三点坐标代入得到关于 的三元一次方程组,解出后务必用判别式检验。
变式 2 求过三点 、、 的圆的方程。
[13′] 对应目标 2、3。四题构成「判别 → 三点定圆 → 含参讨论 → 反求系数」的梯度,其中例 2 的分量最重,是本课的主要得分点。
例题精析
11
【答案】(即 )。
【详解】设 ,代入三点得
、、。
第一、三式相减得 ;第一、二式相减得 。
代回第一式 ,得 。
检验 ,确为圆,圆心 、半径 。
例 3 含参圆方程 已知方程 表示圆,求 的取值范围;当半径最大时,求圆心坐标。
【答案】;半径最大时圆心为 。
[13′] 对应目标 2、3。四题构成「判别 → 三点定圆 → 含参讨论 → 反求系数」的梯度,其中例 2 的分量最重,是本课的主要得分点。
例题精析
12
【详解】由表示圆的条件得 ,即 ,整理得 ,即 ,解得 。
半径 ,根号内是开口向下的二次函数,在 处取最大值,故半径最大时 ,圆心为 。
变式 3 已知圆 的圆心为 、半径为 ,求 。
【答案】,,。
【详解】由圆心公式得 ,;由半径公式 得 ,故 。
[13′] 对应目标 2、3。四题构成「判别 → 三点定圆 → 含参讨论 → 反求系数」的梯度,其中例 2 的分量最重,是本课的主要得分点。
课堂小结与作业布置
13
小结一条链:展开标准方程 → 一般方程 → 配方还原 → 判别式 (大于 0 是圆、等于 0 是点、小于 0 无图形)→ 圆心 、半径 。
选用口诀:看性质用标准式,求方程用一般式。
预告:下一课时我们用圆的方程研究直线与圆的位置关系。
作业布置见下方分层作业。
[3′] 对应全部目标。以「一条链」收束全课,并把两种形式的选用口诀固化下来。
当堂检测
14
1. 把圆的标准方程 展开整理成一般方程:_________。
【答案】(即 )
【详解】展开:,移项整理得 。
2. 判断方程 表示什么图形,并说明理由。
【答案】表示一个点
【详解】配方得 ,右端等于 ,故方程只表示一个点 ,不是圆。
3. 圆 的圆心坐标是___,半径是___。
【答案】圆心 ,半径
独立作答 3 分钟 → 同桌互换批改 → 只讲错得最多的题。
当堂检测
15
【详解】配方:,故圆心为 、半径为 。
4. 求过三点 、、 的圆的一般方程。
【答案】
【详解】设 ,代入 得 ;代入 得 ,故 ;代入 得 ,故 。所以方程为 。
独立作答 3 分钟 → 同桌互换批改 → 只讲错得最多的题。
分层作业
16
基础过关
1. 把下列标准方程化为一般方程:(1);(2)。
【答案】(1);(2)
2. 判断下列方程是否表示圆;若是,求出圆心与半径:(1);(2)。
【答案】(1)是圆,圆心 ,半径 ;(2)表示一个点
3. 已知圆 的圆心为 ,求 、 与半径 。
【答案】,,
4. 求过三点 、、 的圆的一般方程,并指出圆心与半径。
【答案】,圆心 ,半径
能力提升
基础过关全体必做;能力提升选做;思维挑战供学有余力的同学。
分层作业
17
1. 已知方程 表示圆,求 的取值范围。
【答案】 或
2. 求过三点 、、 的圆的方程,并判断点 是否在圆上。
【答案】;点 不在圆上
3. 已知圆 的圆心在直线 上,且圆过两点 、,求圆 的方程。
【答案】(即 )
思维挑战
1. 已知圆 与直线 相交,求 的取值范围;若所截得的弦长为 ,求 的值。
【答案】;
基础过关全体必做;能力提升选做;思维挑战供学有余力的同学。
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2.4.2 圆的一般方程 学案
——一般方程与配方法
一、学习目标
1. 能把圆的标准方程 展开整理成 的形式,知道 、、,并会用配方法把它还原成标准方程。
2. 掌握圆的一般方程表示圆的充要条件 ,能由一般方程读出圆心 与半径 ,并能判断所给方程是否表示圆。
3. 会根据已知条件选用恰当形式求圆的方程:已知圆心、半径或几何约束明显时用标准方程;已知圆过不共线三点时用一般方程(待定系数法)。
重点:圆的一般方程 的配方还原;表示圆的条件 ;圆心与半径公式。
难点:配方法中符号与分母的处理;由一般方程判别图形(圆/点/虚圆);两种方程形式的选用。
二、知识梳理(阅读教材后完成)
情境导入:为什么要换一种写法
回顾:圆心为 、半径为 的圆的标准方程是 。
把它展开:,整理得
圆的一般方程与配方法
(1)定义:方程 叫做圆的一般方程。
(2)配方(关键步骤):把 、 分别凑完全平方——
方程表示圆的条件
(1)三种情形:由配方结果右端 可知——
① 当 时,方程表示圆,圆心 ,半径 ;
三、典例剖析
例 1 判别并求圆心半径
判断下列方程是否表示圆;若是,求出圆心坐标与半径。
变式 1
判断方程 表示什么图形。
例 2 不共线三点定圆(一般式)
求过三点 、、 的圆的方程。
变式 2
求过三点 、、 的圆的方程。
例 3 含参圆方程
已知方程 表示圆,求 的取值范围;当半径最大时,求圆心坐标。
变式 3
已知圆 的圆心为 、半径为 ,求 。
【方法归纳】先化 的系数为 1,再配方;右端大于 0 是圆、等于 0 是点、小于 0 无图形。
【方法归纳】过三点求圆设一般式:三点坐标代入得到关于 的三元一次方程组,解出后务必用判别式检验。
四、当堂检测
1. 把圆的标准方程 展开整理成一般方程:_________。
2. 判断方程 表示什么图形,并说明理由。
3. 圆 的圆心坐标是___,半径是___。
4. 求过三点 、、 的圆的一般方程。
五、课后巩固
基础过关
1. 把下列标准方程化为一般方程:(1);(2)。
2. 判断下列方程是否表示圆;若是,求出圆心与半径:(1);(2)。
3. 已知圆 的圆心为 ,求 、 与半径 。
4. 求过三点 、、 的圆的一般方程,并指出圆心与半径。
能力提升
1. 已知方程 表示圆,求 的取值范围。
2. 求过三点 、、 的圆的方程,并判断点 是否在圆上。
3. 已知圆 的圆心在直线 上,且圆过两点 、,求圆 的方程。
六、易错警示
① 圆心符号写反:圆心是 ,不是 ,「一半再添负号」要连起来记。
② 半径漏折半:半径是 ,漏掉前面的 是最常见的失分点。
③ 未先化系数为 1:遇到 必须先同除以 2,否则判别式与圆心全错。
④ 忘记检验:用一般式求出 后,要用 检验是否真为圆。
⑤ 三点共线仍硬求:三点共线时方程组无解(或退化),求圆前应先确认三点不共线。
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