高中数学第四章4.2《直线与圆的位置关系》(必修2)
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《直线与圆的位置关系》
复习提问:
1、点与圆有几种位置关系?

2、过两点能画多少个圆?
 它们的圆心有什么规律?
情景引入:
 若将点改成直线,那么直线与圆的位置关系又如何呢?
1、直线与圆的位置关系
观察右边的三个图形:直线与圆分别有多少个公共点?
1.如图1,直线与圆(没有)公共点,那么这条直线与圆(相离)。
2.如图2,直线与圆有(一个)公共点时,那么直线与圆(相切)。此时,这条直线叫做圆的(切线),这个公共点叫做(切点)。
3.如图3,直线与圆有(两个)公共点时,那么直线与圆(相交)。此时,这条直线叫做(割线)。
问题:一艘轮船在沿直线返回港口途中,接到气象台的台风预报:台风中心位于轮船正西70km处,受影响的范围是半径长为30km的圆形区域。已知港口位于台风中心正北40km处,如果这艘船不改变航线,那么它是否会受到台风的影响?

以台风中心为原点O,东西方向为x轴,建立执教坐标系,取10km为单位长度。
圆O的方程为;x2+y2=9;
轮船航线所直线的方程为4x+7y-28=0;
问题归结为圆心为O的圆与直线有无公共点。
例1 已知直线l:3x+y-6=0和圆心为C的圆x2+y2-2y-4=0,判断直线l与圆的位置关系;如果相交,求它们交点的坐标。
分析:
 1、看由它们的方程组成的方程组有无实数解;
 2、依据圆心到直线的距离与半径长的关系,判断直线与圆的位置关系。
解法一:由直线与圆的方程,得
 3x+y-6=0, ①
 x2+y2-2y-4=0 ②
 消去y,得
 x2-3x+2=0,
 因为 △=(-3)2-4×1×2=1>0
 所以,直线l与圆相交,有两个公共点。
解法二:将圆x2+y2-2y-4=0化成标准方程,得
 x2+(y-1)2=5
 圆心坐标为(0,1),半径长为√5.
 圆心到直线l的距离是
 d=|3xO+1-6|/√3 2+12=5/√10<√5
 由x2-3x+2=0,解得
 x1=2,x2=1
 把x 1=2代入方程①,得y1=0;
例2 已知过点M(-3,3)的直线l被圆x2+y2+4y-21=0所截得的弦长为4√5,求直线的方程。

判断直线l与圆C的位置关系有两种方法。
方法一:判断直线l与圆C的方程组成的方程是否有解。(代数方法)
两组实数解——→相交
主要步骤:
 把直线方程与圆的方程联立成方程组
利用消元法,得到关于另一个元的一元二次方程
 求出其△的值
比较△与O的大小:
 当△<0,直线与圆相离;当△>0时,直线与圆相切;当△>0,直线与圆相交。
主要步骤:
把直线方程化为一般式,利用圆的方程求出圆心和半径。
利用点到直线的距离公式求圆心到直线的距离。
作判断:当d>r时,直线与圆相离:当d=r时,直线与圆相切:
2.已知直线l:y=k(x-5)及圆x2+y2=6,若直线l与圆相切,求k值;
课堂小结
 解直线与圆的位置关系问题一般可从代数特征或几何特征去考虑,根据题目给出的已知条件选择恰当的方法。
 涉及圆中弦的问题时,运用半弦长、半径、弦心距构成直角三角形解题是减少运算量的有效途径。

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