圓的標準方程(1)
③ 經過點p(5,1),圓心在點c(8,-3):_______________________
2、 變式題[多媒體演示]
① 求以c(1,3)為圓心,并且和直線3x-4y-7=0相切的圓的方程。
答案:(x-1)2 + (y-3)2 =
② 已知圓的方程是 (x-a)2 +y2 = a2 ,寫出圓心坐標和半徑。
答案: c(a,0), r=|a|
ⅲ.例題分析、鞏固應用
師:下面我們通過例題來看看圓的標準方程的應用.
[例1] 已知圓的方程是 x2+y2=17,求經過圓上一點p(,)的切線的方程。
師:你打算怎樣求過p點的切線方程?
生:要求經過一點的直線方程,可利用直線的點斜式來求。
師: 斜率怎樣求?
生:。。。。。。
師:已知條件有哪些?能利用嗎?不妨結合圖形來看看(如圖)
生:切線與過切點的半徑垂直,故斜率互為負倒數
半徑op的斜率 k1=, 所以切線的斜率 k=-=-
所以所求切線方程:y-= -(x-)
即:x+y=17 (教師板書)
師:對照圓的方程x2+y2=17和經過點p(,)的切線方程x+y=17,你能作出怎樣的猜想?
生:。。。。。。
師:由x2+y2=17怎樣寫出切線方程x+y=17,與已知點p(,)有何關系?
(若看不出來,再看一例)
[例1/] 圓的方程是x2+y2=13,求過此圓上一點(2,3)的切線方程。
答案:2x+3y=13 即:2x+3y-13=0
師:發現規律了嗎?(學生紛紛舉手回答)
生:分別用切點的橫坐標和縱坐標代替圓方程中的一個x和一個y,便得到了切線方程。
師:若將已知條件中圓半徑改為r,點改為圓上任一點(xo,yo),則結論將會發生怎樣的變化?大膽地猜一猜!
生:xox+yoy=r2.
師:這個猜想對不對?若對,可否給出證明?
生:。。。。。。
[例2]已知圓的方程是 x2+y2=r2,求經過圓上一點p(xo,yo)的切線的方程。
解:如圖(上一頁),因為切線與過切點的半徑垂直,故半徑op的斜率與切線的斜率互為負倒數
∵半徑op的斜率 k1=,∴切線的斜率 k=-=-
∴所求切線方程:y-yo= - (x-xo)
即:xox+yoy=xo2+yo2 亦即:xox+yoy=r2. (教師板書)
當點p在坐標軸上時,可以驗證上面方程同樣適用。
歸納總結:圓的方程可看成 x.x+y.y=r2,將其中一個x、y用切點的坐標xo、yo 替換,可得到切線方程
[例3]右圖為某圓拱橋的一孔圓拱的示意圖.該圓拱跨度ab=20m,拱高op=4m,在建造時每隔4m需用一個支柱支撐,求支柱a2p2的長度。(精確到0.01m)
引導學生分析,共同完成解答。
師生分析:①建系; ②設圓的標準方程(待定系數);③求系數(求出圓的標準方程);④利用方程求a2p2的長度。
解:以ab所在直線為x軸,o為坐標原點,建立如圖所示的坐標系。則圓心在y軸上,設為
(0,b),半徑為r,那么圓的方程是 x2+(y-b)2=r2.