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直线与圆的位置关系教学目的:掌握直线和圆的位置关系、圆与圆的位置关系等知识,能够从代数特征(解或讨论方程组)或几何性质去考虑2.会运用半径长、半径、弦心距构成的直角三角形减少运算量教学重点、难点:掌握直线和圆的位置关系、圆与圆的位置关系等知识,能够从代数特征(解或讨论方程组)或几何性质去考虑2.会运用半径长、半径、弦心距构成的直角三角形减少运算量教学过程:1、复习提问,课堂引入直线和圆直线和圆位置关系的判定方法一是方程的观点,即把圆的方程和直线的方程联立成方程组,利用判别式Δ来讨论位置关系.①Δ>0,直线和圆相交.②Δ=0,直线和圆相切.③Δ<0,直线和圆相离.方法二是几何的观点,即把圆心到直线的距离d和半径R的大小加以比较.①d<R,直线和圆相交.②d=R,直线和圆相切.③d>R,直线和圆相离.2.直线和圆相切,这类问题主要是求圆的切线方程.求圆的切线方程主要可分为已知斜率k或已知直线上一点两种情况,而已知直线上一点又可分为已知圆上一点和圆外一点两种情况.3.直线和圆相交,这类问题主要是求弦长以及弦的中点问题.2、新课教学(知识点及教学方法)【例1】已知圆x2+y2+x-6y+m=0和直线x+2y-3=0交于P、Q两点,且OP⊥OQ(O为坐标原点),求该圆的圆心坐标及半径.剖析:由于OP⊥OQ,所以kOP·kOQ=-1,问题可解.解:将x=3-2y代入方程x2+y2+x-6y+m=0,得5y2-20y+12+m=0.设P(x1,y1)、Q(x2,y2),则y1、y2满足条件y1+y2=4,y1y2=.∵OP⊥OQ,∴x1x2+y1y2=0而x1=3-2y1,x2=3-2y2,∴x1x2=9-6(y1+y2)+4y1y2.∴m=3,此时Δ>0,圆心坐标为(-,3),半径r=.评述:在解答中,我们采用了对直线与圆的交点“设而不求”的解法技巧,但必须注意这样的交点是否存在,这可由判别式大于零帮助考虑.【例2】求经过两圆(x+3)2+y2=13和x2+(y+3)2=37的交点,且圆心在直线x-y-4=0上的圆的方程.剖析:根据已知,可通过解方程组得圆上两点,(x+3)2+y2=13,x2+(y+3)2=37由圆心在直线x-y-4=0上,三个独立条件,用待定系数法求出圆的方程;也可根据已知,设所求圆的方程为(x+3)2+y2-13+λ[x2+(y+3)2-37]=0,再由圆心在直线x-y-4=0上,定出参数λ,得圆方程.解:因为所求的圆经过两圆(x+3)2+y2=13和x2+(y+3)2=37的交点,所以设所求圆的方程为(x+3)2+y2-13+λ[x2+(y+3)2-37]=0.展开、配方、整理,得(x+)2+(y+)2=+.圆心为(-,-),代入方程x-y-4=0,得λ=-7.故所求圆的方程为(x+)2+(y+)2=.评述:圆C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0,圆C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0,若圆C1、C2相交,那么过两圆公共点的圆系方程为(x2+y2+D1x+E1y+F1)+λ(x2+y2+D2x+E2y+F2)=0(λ∈R且λ≠-1).它表示除圆C2以外的所有经过两圆C1、C2公共点的圆.【例3】已知圆C:(x-1)2+(y-2)2=25,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0(m∈R).(1)证明:不论m取什么实数,直线l与圆恒交于两点;(2)求直线被圆C截得的弦长最小时l的方程.∵m∈R,∴(1)证明:l的方程(x+y-4)+m(2x+y-7)=0.得2x+y-7=0,x=3,x+y-4=0,y=1,即l恒过定点A(3,1).∵圆心C(1,2),|AC|=<5(半径),∴点A在圆C内,从而直线l恒与圆C相交于两点.(2)解:弦长最小时,l⊥AC,由kAC=-,∴l的方程为2x-y-5=0.评述:若定点A在圆外,要使直线与圆相交则需要什么条件呢?例4.已知点P到两个定点M(-1,0)、N(1,0)距离的比为,点N到直线PM的距离为1,求直线PN的方程.解:设点P的坐标为(x,y),由题设有=,即=·,整理得x2+y2-6x+1=0.①因为点N到PM的距离为1,|MN|=2,所以∠PMN=30°,直线PM的斜率为±.直线PM的方程为y=±(x+1).②将②代入①整理得x2-4x+1=0.解得x1=2+,x2=2-.代入②得点P的坐标为(2+,1+)或(2-,-1+);(2+,-1-)或(2-,1-).直线PN的方程为y=x-1或y=-x+1.3、当堂复习和巩固练习题1.自点A(-3,3)发出的光线l射到x轴上,被x轴反射,其反射光线所在的直线与圆x2+y2