4.2.2-圆与圆的位置关系

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4.2.2 圆与圆的位置关系

(1).掌握圆和圆的五种位置关系;

(3).会求两相交圆的公共弦方程、公切线方程。

(2).掌握圆和圆的位置关系中圆心距与半径之间的数量关系;

复习:直线和圆有哪几种位置关系?

直线和圆有两个公共点

直线和圆没有公共点

直线和圆有唯一公共点

相切

相交

相离

(1)判断直线与圆的位置关系的方法:

几何方法:根据圆心到直线的距离与圆半径的大小;

代数方法:根据直线的方程和圆的方程组成方程组的实数解的个数;

(2)判断圆与圆的位置关系的方法:

几何方法

代数方法

认真观察

观察结果

两个圆的交点个数?

End

两圆的五种位置关系

0

1

1

2

B

A

A

A

内切

内含

0

圆与圆的 位置关系

外离

O1O2>R+r

O1O2=R+r

R-r<O1O2<R+r

O1O2=R-r

0≤O1O2<R-r

O1O2=0

外切

相交

内切

内含

同心圆

(一种特殊的内含)

五 种

练 习 1

圆O1和圆O2的半径分别为3厘米和4厘米,设

(1) o1o2 =8厘米;

(2) o1o2 =7厘米;

(3) o1o2 =5厘米;

(4) o1o2 =1厘米;

(5) o1o2 =0.5厘米;

圆O1和圆2的位置关系怎样?

外离

外切

相交

内切

内含

二. 两圆位置关系的判断

它们的位置关系有两种判断方法:

(1)平面几何法判断圆与圆的位置关系公式:

第一步:计算两圆的半径r1,r2;

第二步:计算两圆的圆心距d;

第三步:根据d与r1,r2之间的关系,判断两圆的位置关系

两圆外离:r1+r2<d;

两圆外切:r1+r2=d;

两圆相交:|r1-r2|<d<r1+r2;

两圆内切:|r1-r2|=d;

两圆内含:|r1-r2|>d.

(2)利用代数方法判断

(1)当XXXXX=0时,有一个交点,两圆内切或外切

(2)当XXXXX<0时,没有交点,两圆内含或相离

消去其中的一个未知数y或x,得关于x或y的一元二次方程.

将两个圆方程联立,得

(3)当XXXXX>0时,有两个交点,两圆相交

思考:两种方法的优缺点

几何方法直观,但不能求出交点;

代数方法能求出交点,但XXXXX=0,XXXXX<0 时,不能判断圆的确切的位置关系。

分析:

方法二,代数法.

由两者方程组成方程组,由方程组解的情况决定.

方法一,几何法.

判断圆心距与两圆半径的和与差的绝对值的大小关系.

例1:

所以圆心距

两圆半径的和与差

所以两圆相交。

解法一:把圆的方程都化成标准形式,为

解法二:

将两个圆方程联立,得方程组

把上式代入(1),并整理得

故两圆相交.

方程(4)的判别式

所以方程(4)有两个不等实数根,方程组有两解。

练习:

把上式代入(1),并整理得

故两圆相交.

方程(4)的判别式

所以方程(4)有两个不等实数根,方程组有两解。

解法一:

将两个圆方程联立,得方程组

解法二:把圆的方程都化成标准形式,为

的坐标是 ,半径长

的坐标是 ,半径长

所以圆心距

所以两圆相交。

练习2

1.判断圆 与圆

的位置关系.

2.判断圆 与圆

的位置关系.

外切

相交

3.

判断圆 和圆

的位置关系

解:

圆心C1: 半径r1:

圆心C2: 半径r2:

因而两圆内切.

小结

两圆的位置关系

相离、外切、相交、内切、内含

判断两圆位置关系的方法

公共点个数

半径和圆心距的代数关系

步骤:①计算两圆的半径R、r ;

②计算两圆的圆心距d ;

③根据d与R、r 之间的关系,便可

判断两圆的位置关系

探究:

如图所示,

相交于A,B两点,

如何求公共弦的方程?

方法一:

将两圆方程联立,求出两个交点的坐标,利用两点间的距离公式求得弦长。

方法二:

先来探究一般情形.

已知圆

与圆

相交于A,B两点,

那么

同理可得

由(3)(4)可知

一定在直线

显然通过两点的直线只有一条 即直线方程唯一

故公共弦的方程为

所以前面探究问题可通过

(D1-D2)x+(E1-E2)y+F1-F2=0 得出,

即公共弦的方程为:2x+1=0

例2.已知圆C1:x2+y2-10x-10y=0和圆C2:x2+y2+6x+2y-40=0相交于A、B 两点,求公共弦AB的长.

解法一:由两圆的方程相减,消去二次项得到

一个二元一次方程,此方程 4x+3y=10.

即为公共弦AB 所在的直线方程,

解得

所以两点的坐标是A(-2,6)、B(4,-2)

故|AB|=

则|C1D|=

所以AB=2|AD|=

解法二:先求出公共弦所在直线的方程:4x+3y=10.

过C1作C1D⊥AB于D.

练习:求过两圆x2+y2+6x 4=0和x2+y2+6y 28=0

的交点,且圆心在直线x-y-4=0上的圆的方程.

解:已知两圆的圆心分别为(-3,0)和(0,-3).

则连心线的方程是x+y+3=0.

解得

所以所求圆的圆心坐标是

设所求圆的方程是

故所求方程是x2 + y2 x + 7y 32 = 0.

由三个圆有同一条公共弦得m =-32.

例3

半径为3的圆 与圆 内切,

切点为(0,2),求此圆的方程.

因为两圆内切

因为(0,2)为切点,所以(0,2)在圆C1上,即

①和②联合方程组, 解得a = 0, b = 5

练习3

过点( 0,6 )且与圆

相切于原某某的圆的方程.

1.圆x2+y2-2x=0和x2+y2+4y=0的位置关系是( )

(A)相离 (B)外切

(C)相交 (D)内切

C

2.两圆x2+y2=r2与(x-3)2+(y+1)2=r2外切,则r是( )

(A) (B)

(C) (D)5

B

3.半径为6的圆与x轴相切,且与圆x2+(y-3)2=1内切,则此圆的方程是( )

(A)(x-4)2+(y-6)2=6

(B)(xXXXXX4)2+(y-6)2=6

(C)(x-4)2+(y-6)2=36

(D)(xXXXXX4)2+(y-6)2=36

D

4.圆x2+y2=1和圆(x-1)2+(y-1)2=1的公共弦长为 .

5.若圆:x2+y2-2ax+a2=2和x2+y2-2by +b2=1外离,

则a、b满足的条件是__________________.

(1)通过两个圆的位置关系的判断,你学到了什么?

(2)判断两个圆的位置关系有几种方法?它们的特点是什么?

(3)如何利用两个圆的相交弦来判断它们的位置关系?

问题:一艘轮船在沿直线返回港口的途中,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,如果这艘轮船不改变航线,那么它是否会受到台风的影响?

分析:以台风中心为原某某O,东西方向为x轴,建立如图所示的直角坐标系,其中,取10km为单位长度.

问题归结为圆O与直线l 是否有交点[全文已结束,注意以上仅为全文的文字预览,不包含图片和表格以及排版]

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