圆的一般方程
(一)教学目标
1.知识与技能
(1)在掌握圆的标准方程的基础上,理解记忆圆的一般方程的代数特征,由圆的一般方程确定圆的圆心半径,掌握方程x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0表示圆的条件.
(2)能通过配方等手段,把圆的一般方程化为圆的标准方程,能用待定系数法求圆的方程.
(3)培养学生探索发现及分析解决问题的实际能力.
2.过程与方法
通过对方程x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0表示圆的条件的探究,培养学生探索发现及分析解决问题的实际能力.
3.情感态度与价值观
渗透数形结合、化归与转化等数学思想方法,提高学生的整体素质,激励学生创新,勇于探索.
(二)教学重点、难点
教学重点:圆的一般方程的代数特征,一般方程与标准方程间的互化,根据已知条件确定方程中的系数,D、E、F.
教学难点:对圆的一般方程的认识、掌握和运用.
(三)教学过程
教学环节 教学内容 师生互动 设计意图 课题引入 问题:求过三点A (0,0),B (1,1),C (4,2)的圆的方程.
利用圆的标准方程解决此问题显然有些麻烦,得用直线的知识解决又有其简单的局限性,那么这个问题有没有其它的解决方法呢?带着这个问题我们来共同研究圆的方程的另一种形式--圆的一般方程. 让学生带着问题进行思考 设疑激趣导入课题. 概念形成与深化 请同学们写出圆的标准方程:(x - a)2 + (y - b)2 = r2,圆心(a,b),半径r.
把圆的标准方程展开,并整理:
x2 + y2 -2ax - 2by + a2 + b2 -r2=0.
取D = -2a,E = -2b,F = a2 + b2 - r2得x2 + y2 + Dx + Ey+F = 0①
这个方程是圆的方程.
反过来给出一个形如x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0的方程,它表示的曲线一定是圆吗?
把x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0配方得
②(配方过程由学生去完成)这个方程是不是表示圆?
(1)当D2 + E2 - 4F>0时,方程②表示以为圆心,
为半径的圆;
(2)当D2 + E2 - 4F = 0时,方程只有实数解,即只表示一个点;
(3)当D2 + E2 - 4F<0时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.
综上所述,方程x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0表示的曲线不一定是圆.
只有当D2 + E2 - 4F>0时,它表示的曲线才是圆,我们把形如x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0的表示圆的方程称为圆的一般方程. 整个探索过程由学生完成,教师只做引导,得出圆的一般方程后再启发学生归纳.
圆的一般方程的特点:
(1)①x2和y2的系数相同,不等于0.
②没有xy这样的二次项.
(2)圆的一般方程中有三个特定的系数D、E、F,因此只要求出这三个系数,圆的方程就确定了.
(3)与圆的标准方程相比较,它是一种特殊的二元二次方程,代数特征明显,圆的标准方程则指出了圆心坐标与半径大小,几何特征较明显. 通过学生对圆的一般方程的探究,使学生亲身体会圆的一般方程的特点,及二元二次方程表示圆所满足的条件.