高中數(shù)學(xué) 《圓的標(biāo)準(zhǔn)方程》教案2 新人教A版必修2

§2．5　 圓的標(biāo)準(zhǔn)方程　 一、教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)教學(xué)點(diǎn)使學(xué)生掌握?qǐng)A的標(biāo)準(zhǔn)方程的特點(diǎn)，能根據(jù)所給有關(guān)圓心、半徑的具體條件準(zhǔn)確地寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，能運(yùn)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程正確地求出其圓心和半徑，解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，并會(huì)推導(dǎo)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．(二)能力訓(xùn)練點(diǎn)通過(guò)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生利用求曲線的方程的一般步驟解決一些實(shí)際問(wèn)題的能力．(三)學(xué)科滲透點(diǎn)圓基于初中的知識(shí)，同時(shí)又是初中的知識(shí)的加深，使學(xué)生懂得知識(shí)的連續(xù)性；通過(guò)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，可解決一些如圓拱橋的實(shí)際問(wèn)題，說(shuō)明理論既來(lái)源于實(shí)踐，又服務(wù)于實(shí)踐，可以適時(shí)進(jìn)行辯證唯物主義思想教育．二、教材分析1．重點(diǎn)：(1)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)步驟；(2)根據(jù)具體條件正確寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．(解決辦法：(1)通過(guò)設(shè)問(wèn)，消除難點(diǎn)，并詳細(xì)講解；(2)多多練習(xí)、講解．)2．難點(diǎn)：運(yùn)用圓的標(biāo)準(zhǔn)方程解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題．(解決辦法：使學(xué)生掌握分析這類問(wèn)題的方法是先弄清題意，再建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，使圓的標(biāo)準(zhǔn)方程形式簡(jiǎn)單，最后解決實(shí)際問(wèn)題．)三、活動(dòng)設(shè)計(jì)問(wèn)答、講授、設(shè)問(wèn)、演板、重點(diǎn)講解、歸納小結(jié)、閱讀．四、教學(xué)過(guò)程(一)復(fù)習(xí)提問(wèn)前面，大家學(xué)習(xí)了圓的概念，哪一位同學(xué)來(lái)回答？問(wèn)題1：具有什么性質(zhì)的點(diǎn)的軌跡稱為圓？平面內(nèi)與一定點(diǎn)距離等于定長(zhǎng)的點(diǎn)的軌跡稱為圓(教師在黑板上畫一個(gè)圓)．問(wèn)題2：圖2-9中哪個(gè)點(diǎn)是定點(diǎn)？哪個(gè)點(diǎn)是動(dòng)點(diǎn)？動(dòng)點(diǎn)具有什么性質(zhì)？圓心和半徑都反映了圓的什么特點(diǎn)？圓心C是定點(diǎn)，圓周上的點(diǎn)M是動(dòng)點(diǎn)，它們到圓心距離等于定長(zhǎng)|MC|=r，圓心和半徑分別確定了圓的位置和大?。畣?wèn)題3：求曲線的方程的一般步驟是什么？其中哪幾個(gè)步驟必不可少？求曲線方程的一般步驟為：(1)建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系，用(x，y)表示曲線上任意點(diǎn)M的坐標(biāo)，簡(jiǎn)稱建系設(shè)點(diǎn)；圖2-9(2)寫出適合條件P的點(diǎn)M的集合P={M|P(M)|}，簡(jiǎn)稱寫點(diǎn)集；(3)用坐標(biāo)表示條件P(M)，列出方程f(x，y)=0，簡(jiǎn)稱列方程；(4)化方程f(x，y)=0為最簡(jiǎn)形式，簡(jiǎn)稱化簡(jiǎn)方程；(5)證明化簡(jiǎn)后的方程就是所求曲線的方程，簡(jiǎn)稱證明．其中步驟(1)(3)(4)必不可少．下面我們用求曲線方程的一般步驟來(lái)建立圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．(二)建立圓的標(biāo)準(zhǔn)方程1．建系設(shè)點(diǎn)由學(xué)生在黑板上畫出直角坐標(biāo)系，并問(wèn)有無(wú)不同建立坐標(biāo)系的方法．教師指出：這兩種建立坐標(biāo)系的方法都對(duì)，原點(diǎn)在圓心這是特殊情況，現(xiàn)在僅就一般情況推導(dǎo)．因?yàn)镃是定點(diǎn)，可設(shè)C(a，b)、半徑r，且設(shè)圓上任一點(diǎn)M坐標(biāo)為(x，y)．2．寫點(diǎn)集根據(jù)定義，圓就是集合P={M||MC|=r}．3．列方程由兩點(diǎn)間的距離公式得：4．化簡(jiǎn)方程將上式兩邊平方得：(x-a)2+(y-b)2=r2．(1)方程(1)就是圓心是C(a，b)、半徑是r的圓的方程．我們把它叫做圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．這時(shí)，請(qǐng)大家思考下面一個(gè)問(wèn)題．問(wèn)題5：圓的方程形式有什么特點(diǎn)？當(dāng)圓心在原點(diǎn)時(shí)，圓的方程是什么？這是二元二次方程，展開后沒(méi)有xy項(xiàng)，括號(hào)內(nèi)變數(shù)x，y的系數(shù)都是1．點(diǎn)(a，b)、r分別表示圓心的坐標(biāo)和圓的半徑．當(dāng)圓心在原點(diǎn)即C(0，0)時(shí)，方程為 x2+y2=r2．教師指出：圓心和半徑分別確定了圓的位置和大小，從而確定了圓，所以，只要a，b，r三個(gè)量確定了且r＞0，圓的方程就給定了．這就是說(shuō)要確定圓的方程，必須具備三個(gè)獨(dú)立的條件．注意，確定a、b、r，可以根據(jù)條件，利用待定系數(shù)法來(lái)解決．(三)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的應(yīng)用例1　 寫出下列各圓的方程：(請(qǐng)四位同學(xué)演板)(1)圓心在原點(diǎn)，半徑是3；(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(5，1)，圓心在點(diǎn)C(8，-3)；(4)圓心在點(diǎn)C(1，3)，并且和直線3x-4y-7=0相切．教師糾錯(cuò)，分別給出正確答案：(1)x2+y2=9；(2)(x-3)2+(y-4)2=5；指出：要求能夠用圓心坐標(biāo)、半徑長(zhǎng)熟練地寫出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程．例2　 說(shuō)出下列圓的圓心和半徑：(學(xué)生回答)(1)(x-3)2+(y-2)2=5；(2)(x+4)2+(y+3)2=7；(3)(x+2)2+ y2=4教師指出：已知圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，要能夠熟練地求出它的圓心和半徑．例3　 (1)已知兩點(diǎn)P1(4，9)和P2(6，3)，求以P1P2為直徑的圓的方程；(2)試判斷點(diǎn)M(6，9)、N(3，3)、Q(5，3)是在圓上，在圓內(nèi)，還是在圓外？解(1)：分析一：從確定圓的條件考慮，需要求圓心和半徑，可用待定系數(shù)解決．解法一：(學(xué)生口答)設(shè)圓心C(a，b)、半徑r，則由C為P1P2的中點(diǎn)得：又由兩點(diǎn)間的距離公式得：∴所求圓的方程為：(x-5)2+(y-6)2=10分析二：從圖形上動(dòng)點(diǎn)P性質(zhì)考慮，用求曲線方程的一般方法解決．解法二：(給出板書)∵直徑上的四周角是直角，∴對(duì)于圓上任一點(diǎn)P(x，y)，有P P1⊥P P2．化簡(jiǎn)得：x2+y2-10x-12y+51=0．即(x-5)2+(y-6)2=10為所求圓的方程．解(2)：(學(xué)生閱讀課本)分別計(jì)算點(diǎn)到圓心的距離：因此，點(diǎn)M在圓上，點(diǎn)N在圓外，點(diǎn)Q在圓內(nèi)．這時(shí)，教師小結(jié)本題：1．求圓的方程的方法(1)待定系數(shù)法，確定a，b，r；(2)軌跡法，求曲線方程的一般方法．2．點(diǎn)與圓的位置關(guān)系設(shè)點(diǎn)到圓心的距離為d，圓半徑為r：(1)點(diǎn)在圓上 d=r；(2)點(diǎn)在圓外 d＞r；(3)點(diǎn)在圓內(nèi) d＜r．3．以A(x1，y1)、B(x2，y2)為直徑端點(diǎn)的圓的方程為(x-x1)(x- x2)+(y- y1)(y- y2)=0(證明留作作業(yè))例4　 圖2-10是某圓拱橋的—孔圓拱的示意圖．該圓拱跨度AB=20m，拱高OP=4m，在建造時(shí)每隔4m需用一個(gè)支柱支撐，求支柱A2P2的長(zhǎng)度(精確到0.01m)．此例由學(xué)生閱讀課本，教師巡視并做如下提示：(1)先要建立適當(dāng)直角坐標(biāo)系，使圓的標(biāo)準(zhǔn)方程形式簡(jiǎn)單，便于計(jì)算；(2)用待定系數(shù)法求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；(3)要注意P2的橫坐標(biāo)x=-2＜0，縱坐標(biāo)y＞0，所以A2P2的長(zhǎng)度只有一解．(四)本課小結(jié)1．圓的方程的推導(dǎo)步驟；2．圓的方程的特點(diǎn)：點(diǎn)(a，b)、r分別表示圓心坐標(biāo)和圓的半徑；3．求圓的方程的兩種方法：(1)待定系數(shù)法；(2)軌跡法．五、布置作業(yè)1．求下列條件所決定的圓的方程：(1)圓心為 C(3，-5)，并且與直線x-7y+2=0相切；(2)過(guò)點(diǎn)A(3，2)，圓心在直線y=2x上，且與直線y=2x+5相切．2．已知：一個(gè)圓的直徑端點(diǎn)是A(x1，y1)、B(x2，y2)．證明：圓的方程是(x- x1)(x- x2)+(y- y1)(y- y2)=0．3．一個(gè)等腰三角形底邊上的高等于5，底邊兩端點(diǎn)的坐標(biāo)是(-4，0)和(4，0)，求它的外接圓的方程．4．趙州橋的跨度是37.4m，圓拱高約為7.2m，求這座圓拱橋的拱圓的方程．作業(yè)答案：1．(1)(x-3)2+(y+5)2= 322．因?yàn)橹睆降亩它c(diǎn)為A(x1，y1)、B(x2，y2)，則圓心和半徑分別為所以圓的方程為化簡(jiǎn)得：x2-( x1+ x2)x+ x1 x2+ y2-( y1+ y2)y+ y1 y2=0即(x- x1)(x- x2)+(y- y1)(y- y2)=04．如圖2-11建立坐標(biāo)系，得拱圓的方程：x2+(y+27.88)2=27.882(-7.2≤y≤0)六、板書設(shè)計(jì) 。