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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
而
即
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,
设
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,
由
解得
或
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.
由
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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