5.你能用两种判断直线与圆的位置关系的数学思想解决例1的问题吗?
例1 如图,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:方法一:由直线l 与圆的位置关系,就是看由它们的方程组成的方程组有无实数解;方法二,可以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.
6.通过学习教科书的例1,你能总结一下判断直线与圆的位置关系的步骤吗?
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,求直线l 的方程. 师:指导学生阅读教科书上的例1.
生:仔细阅读教科书上的例1,并完成教科书第140页的练习题2.
例1 解法一:由直线l 与圆的方程,得
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:圆x2 + y2 -2y - 4 = 0可化为x2 + (y - 1)2 =5,其圆心C的坐标为(0,1),半径长为,点C (0,1)到直线l 的距离
d =<.
所以,直线l 与圆相交,有两个公共点.
由x2 -3x + 2 = 0,解得x1 =2,x2 = 1.
把x1=2代入方程①,得y1= 0;
把x2=1代入方程①,得y2= 0;
所以,直线l 与圆有两个交点,它们的坐标分别是
A (2,0),B (1,3).
生:阅读例1.
师:分析例1,并展示解答过程;启发学生概括判断直线与圆的位置关系的基本步骤,注意给学生留有总结思考的时间.
生:交流自己总结的步骤.
师:展示解题步骤.
例2 解:将圆的方程写成标准形式,得
x2 + (y2 + 2)2 =25,
所以,圆心的坐标是(0,-2),半径长r =5.
如图,因为直线l 的距离为,所以弦心距为
,
即圆心到所求直线l的距离为.
因为直线l 过点M (-3,-3),所以可设所求直线l的方程为
y + 3 = k (x + 3),
即k x - y + 3k -3 = 0.
根据点到直线的距离公式,得到圆心到直线l 的距离
d =.
因此,,
即|3k - 1| =,
两边平方,并整理得到
2k2 -3k -2 = 0,
解得k =,或k =2.
所以,所求直线l 有两条,它们的方程分别为
y + 3 =(x + 3),
或y + 3 = 2(x + 3).
即x +2y = 0,或2x - y + 3 = 0.