《圓的一般方程》教學設計
【教學目標】
1.掌握圓的一般方程,能判斷一個二元二次方程是否是圓的方程.
2.能根據圓的一般方程求出圓心座標和半徑,會用待定係數法求圓的方程.
3.進一步培養學生數形結合的能力,綜合應用知識解決問題的能力.
【教學重點】
圓的一般方程.
【教學難點】
二元二次方程與圓的一般方程的關係.
【教學方法】
這節課主要採用講練結合的方法.首先由圓的標準方程展開得到圓的一般方程,然後討論一個二元二次方程滿足什麼樣的條件才能表示圓.最後通過例題,讓學生初步感悟待定係數法和求曲線方程的一般步驟.
【教學過程】
環節 | 教學內容 | 師生互動 | 設計意圖 |
引 入 | 1. 圓心爲C(a,b),半徑爲r(r>0)的圓的標準方程是什麼? 2. 回答下列問題 (1)以原點爲圓心,半徑爲3的圓的方程是 ; (2)圓(x-1)2+(y+2)2=25的圓心座標是 ,半徑是. 3. 直線方程有多種形式,圓的方程是否還有其他的形式? | 師:上節課我們學習了圓的標準方程,請同學們回顧一下,圓心座標爲(a,b),半徑爲r的圓的方程是什麼? 學生回答教師提出的問題. 學生口答,教師點評. 教師類比直線方程提出問題. | 回顧上節所學內容,爲學習新知做好準備. |
新 課 新 課 新 課 | 探究一 (1)請將圓心在(a,b)半徑爲r的圓的標準方程展開; (2)展開後得到的方程有幾個未知數?最高次是幾次?這個方程是幾元幾次方程? (3)如果令-2a=D,-2b=E,a2+b2-r2=F,這個方程是什麼形式? (4)任意一個圓的方程都可表示爲 x2+y2+Dx+Ey+F=0 的形式嗎? 探究二 (1)請舉出幾個形式爲 x2+y2+Dx+Ey+F=0 的方程; (2)你所舉出的方程一定表示圓嗎? 下述方程表示的是圓嗎? x2+y2+2x+2y+8=0, x2+y2+2x+2y+2=0, x2+y2+2x+2y=0. 探究三 滿足怎樣的條件時,方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0① 表示圓? 將方程配方,得 (x+2)2+(y+2)2=4. ② (1)當D2+E2-4F>0時,方程①表示以(-2,-2)爲圓心,且半徑爲2的圓; (2)當D2+E2-4F=0時,方程①表示點(-2,-2); (3)當D2+E2-4F<0時,方程① 不表示任何圖形. 圓的一般方程 當D2+E2-4F>0時,方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0 叫做圓的一般方程. 練習一 求出下列圓的圓心及半徑: (1)x2+y2-6x=0; (2)x2+y2-4x-6y+12=0. 例1求過點O(0,0),M(1,1),N(4,2)的圓的方程,並求出這個圓的半徑和圓心座標. 解:設所求圓的方程爲 x2+y2+Dx+Ey+F=0, 其中D,E,F待定. 由題意得 4D+2E+F+20=0 解得 D=-8,E=6,F=0. 於是所求圓的方程爲 x2+y2-8x+6y=0. 將這個方程配方,得 (x-4)2+(y+3)2=25. 所以所求圓的圓心座標是(4,-3),半徑爲5. 練習二 求經過三點(0,0),(3,2),(-4,0)的圓的方程. 例2已知一曲線是與兩個定點O(0,0),A(3,0) 距離比爲2的點軌跡,求這個曲線的方程. 解 在給定的座標系中,設M(x,y)是曲線上的任意一點,點M在曲線上的充要條件是 |AM|=2. 由兩點間的距離公式,上式可用座標表示爲 =2, 兩邊平方並化簡,得曲線方程 x2+y2+2x-3=0. 將方程配方,得 (x+1)2+y2=4. 所以所求曲線是以C(-1,0)爲圓心,半徑爲2的圓. 練習三 求與兩定點A(-1,2),B(3,2)的距離比爲的點的軌跡方程. | 學生解決教師提出的問題,教師點評. 師:在方程x2+y2+Dx+Ey+ F=0中D,E,F是常數嗎?爲什麼? 學生回答教師提出的問題. 學生思考教師提出的問題. 師:將方程x2+y2+2x+2y+ 8=0配方,你能得到怎樣的方程? 學生根據教師提示分組解答,配方後方程分別爲 (x+1)2+(y+1)2=-6, (x+1)2+(y+1)2=0, (x+1)2+(y+1)2=2. 學生猜想. 教師強調配方法的應用,引導學生解答. 師:將方程②同圓的標準方程比較,如果方程②表示圓,必須滿足怎樣的條件? 此時圓的圓心座標是多少?圓的半徑呢? 學生回答,教師點評. 師:由以上探究可知,只有當D2+E2-4F>0時,方程 x2+y2+Dx+Ey+F=0 才表示一個圓. 師:圓的標準方程指明瞭圓的圓心和半徑,圓的一般方程表明了圓的方程形式是二元二次方程. 學生練習,教師巡視時應當引導學生用配方法求解. 師:確定一個圓的標準方程需要知道哪幾個值?要確定圓的一般方程呢? 學生回答. 師:先設所求方程爲 x2+y2+Dx+Ey+F=0. 師:根據圓經過三個點,這三個點的座標應滿足方程,所以我們會得到一個三元一次方程組. 教師引導學生解方程組. 師:求出D,E,F的值,所求圓的方程也就確定了. 師:像這種求圓的一般方程的方法叫待定係數法. 師:類似前面的討論,我們可以用配方法表示出圓的標準方程,然後寫出圓心座標及半徑. 學生練習,教師巡視. 師:請同學們回顧一下推導圓的標準方程時的過程. 學生看書回顧,教師指明推導標準方程的主要步驟. 師:設動點,寫出動點M滿足的條件. 師:用點的座標表示M滿足的幾何條件. 師:化簡方程. 教師演示所得圖形曲線. 學生練習,教師巡視. | 使學生初步瞭解圓的一般方程的形式. 強調方程中D,E,F是常數. 加深對圓的一般方程形式的認識. 學生通過舉例驗證引出問題(2). 讓學生主動猜想. 強調配方法在解決二次問題中的應用. 類比圓的標準方程,探究方程二元二次方程表示圓的條件. 強調圓的標準方程和一般方程的特點. 讓學生了解待定系法求圓的方程的一般步驟. 類比推導圓的標準方程的步驟,讓學生初步感悟求曲線方程的一般步驟和方法. 強化訓練. |
小 結 | 1.圓的一般方程是 x2+y2+Dx+Ey+F=0, 其中D2+E2-4F>0. 2.待定係數法求圓的一般方程. | 學生在教師的引導下回顧本節主要內容. | 簡潔明瞭概括本節課的重要知識,學生易於理解記憶. |
作 業 | 學生標記作業. | 針對學生實際,對課後書面作業實施分層設置. |
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