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圆的方程;空间两点的距离公式
唐宋或更早之前,针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目,其相应传授者称为“博士”,这与当今“博士”含义已经相去甚远。
而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者,又称“讲师”。
“教授”和“助教”均原为学官称谓。
前者始于宋,乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者;而后者则于西晋武帝时代即已设立了,主要协助国子、博士培养生徒。
“助教”在古代不仅要作入流的学问,其教书育人的职责也十分明晰。
唐代国子学、太学等所设之“助教”一席,也是当朝打眼的学官。
至明清两代,只设国子监(国子学)一科的“助教”,其身价不谓显赫,也称得上朝廷要员。
至此,无论是“博士”“讲师”,还是“教授”“助教”,其今日教师应具有的基本概念都具有了。
一.本周教学内容:
圆的方程,空间两点的距离公式
要练说,得练看。
看与说是统一的,看不准就难以说得好。
练看,就是训练幼儿的观察能力,扩大幼儿的认知范围,让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中,积累词汇、理解词义、发展语言。
在运用观察法组织活动时,我着眼观察于观察对象的选择,着力于观察过程的指导,着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。
教学目的:
观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。
随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。
我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。
看得清才能说得正确。
在观察过程中指导。
我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察,观察与说话相结合,在观察中积累词汇,理解词汇,如一次我抓住时机,引导幼儿观察雷雨,雷雨前天空急剧变化,乌云密布,我问幼儿乌云是什么样子的,有的孩子说:
乌云像大海的波浪。
有的孩子说“乌云跑得飞快。
”我加以肯定说“这是乌云滚滚。
”当幼儿看到闪电时,我告诉他“这叫电光闪闪。
”接着幼儿听到雷声惊叫起来,我抓住时机说:
“这就是雷声隆隆。
”一会儿下起了大雨,我问:
“雨下得怎样?
”幼儿说大极了,我就舀一盆水往下一倒,作比较观察,让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。
雨后,我又带幼儿观察晴朗的天空,朗诵自编的一首儿歌:
“蓝天高,白云飘,鸟儿飞,树儿摇,太阳公公咪咪笑。
”这样抓住特征见景生情,幼儿不仅印象深刻,对雷雨前后气象变化的词语学得快,记得牢,而且会应用。
我还在观察的基础上,引导幼儿联想,让他们与以往学的词语、生活经验联系起来,在发展想象力中发展语言。
如啄木鸟的嘴是长长的,尖尖的,硬硬的,像医生用的手术刀―样,给大树开刀治病。
通过联想,幼儿能够生动形象地描述观察对象。
1.理解并掌握圆的标准方程,会根据不同条件求得圆的标准方程,能从圆的标准方程中熟练求出它的圆心和半径;能够运用圆的标准方程解决一些简单的实际问题;探索并掌握圆的一般方程,会用待定系数法求圆的标准方程和一般方程。
死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。
但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。
其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。
相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。
2.能够根据给定直线、圆的方程,会用代数方法讨论直线与圆的三种位置关系;能够根据给定的圆的方程,判断圆与圆的位置关系。
“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼,从最初的门馆、私塾到晚清的学堂,“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。
只是更早的“先生”概念并非源于教书,最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。
《孟子》中的“先生何为出此言也?
”;《论语》中的“有酒食,先生馔”;《国策》中的“先生坐,何至于此?
”等等,均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。
其实《国策》中本身就有“先生长者,有德之称”的说法。
可见“先生”之原意非真正的“教师”之意,倒是与当今“先生”的称呼更接近。
看来,“先生”之本源含义在于礼貌和尊称,并非具学问者的专称。
称“老师”为“先生”的记载,首见于《礼记?
曲礼》,有“从于先生,不越礼而与人言”,其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”,与教师、老师之意基本一致。
3.掌握空间直角坐标系的有关概念,会根据坐标找相应的点,会写一些简单几何题的有关坐标;掌握空间两点的距离公式,会应用距离公式解决有关问题。
二.重点、难点
重点:
1.圆的标准方程以及会根据不同条件求得圆的标准方程;圆的一般方程和如何由圆的一般方程求圆的圆心坐标和半径长,理解关于二元二次方程表示圆的条件。
2.直线和圆的位置关系的判断和应用;两圆位置关系的判断。
3.空间直角坐标系和点在空间直角坐标系中的坐标;空间两点距离公式。
难点:
1.圆的标准方程的探寻过程和对圆的一般方程的认识。
2.通过圆心到直线的距离与半径的大小关系判断直线与圆的位置关系;通过两圆方程联立方程组的解来研究两圆位置关系。
3.确定点在空间直角坐标系中的坐标;空间距离公式的推导。
知识分析:
(一)圆的标准方程
1.圆的定义:
平面内到一定点的距离等于定长的点的轨迹叫做圆。
定点叫圆的圆心,定长叫做圆的半径。
2.圆的标准方程:
已知圆心为(a,b),半径为r,则圆的方程为;
若点M(x1,y1)在圆内,则点到圆心的距离小于圆的半径,即
(二)圆的一般方程
任何一个圆的方程都可以写成下面的形式:
当)为圆心,以时,方程①只有实数解);
当时,方程①表示一个圆,方程①叫做圆的一般方程。
圆的标准方程的优点在于它明确地指出了圆心和半径,而一般方程突出了方程形式上的特点:
(1)<0">和<1">的系数相同,且不等于0;
(2)没有xy这样的二次项。
以上两点是二元二次方程;
(2)过圆;
(3)过圆
3.直线与圆的位置关系中的三个基本问题
(1)判定位置关系。
方法是比较d与r的大小。
(2)求切线方程。
若已知切点M(x0,y0),则切线方程为
若已知切线上一点N(x0,y0),则可设切线方程为
(四)圆与圆的位置关系
1.圆与圆的位置关系问题
判定两圆的位置关系的方法有二:
第一种是代数法,研究两圆的方程所组成的方程组的解的个数;第二种是研究两圆的圆心距与两圆半径之间的关系。
第一种方法因涉及两个二元二次方程组成的方程组,其解法一般较繁琐,故使用较少,通常使用第二种方法,具体如下:
圆的位置关系,其中
当时,两圆外离;
当时,两圆外切;
当时,两圆相交;
当时,两圆内含
注意:
两圆的位置关系可表示在一条数轴上,如图所示:
两圆位置关系的问题同直线与圆的位置关系的问题一样,一般要转化为距离间题来解决。
另外,我们在解决有关圆的问题时,应特别注意,圆的平面几何性质的应用。
2.两圆相交问题
(1)过两已知圆
即,表示过两圆的交点的直线(当两圆是同心圆时,此直线不存在),当两圆相交时,此直线为公共弦所在直线;当两圆相切时,此直线为两圆的公切线;当两圆相离时,此直线为与两圆连心线垂直的直线。
(2)过直线与圆交点的圆系方程
设直线相交,则方程l与圆C的两个交点的圆系方程。
(五)空间直角坐标系
1.空间直角坐标系
为了确定空间点的位置,我们在空间中取一点O作原点,过O点作三条两两垂直的数轴,通常用x、y、z表示.轴的方向通常这样选择:
从z轴的正方向看,x轴的正半轴沿逆时针方向转90°能与y轴的正半轴重合。
这时,我们在空间建立了一个直角坐标系O-xyz。
在这个过程中,三条坐标轴两两垂直是建立空间直角坐标系的基础。
2.点P的坐标
过点P作一个平面平行于平面yOz(这样构造的平面同样垂直于x轴),这个平面与x轴的交点记为P,它在x轴上的坐标为x,这个数x就叫做点P的x坐标。
你能试述点P的y坐标,点P的z坐标吗?
3.坐标平面
每两条坐标轴分别确定的平面yOz、xOz、xOy叫做坐标平面。
4.特殊点的坐标形式
xOy平面是坐标形如(x,y,0)的点构成的点集,其中x、y为任意实数;
xOz平面是坐标形如(x,0,z)的点构成的点集,其中x、z为任意实数;
yOz平面是坐标形如(0,y,z)的点构成的点集,其中y、z为任意实数;
x轴是坐标形如(x,0,0)的点构成的点集,其中x为任意实数;
y轴是坐标形如(0,y,0)的点构成的点集,其中y为任意实数;
z轴是坐标形如(0,0,z)的点构成的点集,其中z为任意实数。
5.卦限
三个坐标平面把空间分为八部分,每一部分称为一个卦限。
在坐标平面xOy上方分别对应该坐标平面上四个象限的卦限称为第Ⅰ、第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ卦限;在下方的卦限称为第Ⅴ、第Ⅵ,第Ⅶ、第Ⅷ卦限。
在每个卦限内点的坐标各分量的符号是不变的。
例如在第Ⅰ卦限,三个坐标分量x、y、z都为正数;在第Ⅱ卦限,x为负数,y、z均为正数。
(六)空间两点的距离公式
空间两点A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2)的距离公式是
特别的,点A(x,y,z)到原点的距离为
【典型例题】
例1.求满足下列条件的各圆的方程:
(1)圆心在原点,半径是3;
(2)圆心在点C(3,4),半径是;
(3)
因为圆与坐标轴相切,故圆心满足,
又圆心在直线,
解方程组,得:
所以圆心坐标为(4,4),或(1,-1)
于是可得半径或。
(5)设圆心为(a,-2a)由题意,圆与直线
解得:
a=1
所以所求圆的圆心为(1,-2),半径为
故圆的方程为,则
解得
法二:
因为圆过A(5,2),B(3,-2)两点,所以圆心一定在线段AB的垂直平分线上,线段AB的垂直平分线方程为
解得
所求圆的方程为
又圆C与y轴相切得①
又圆心在直线上,②
圆心C(a,b)到直线③
联立①②③解方程组可得
或
将A(2,-2),B(5,3),C(3,-1)三点的坐标代入圆的方程
得
点评:
一般来说,由题意知道所求的圆经过几点且不易得知圆心换半径时,常用一般式。
例5.已知圆
由消去y,得
即
(1)令
当或,即时,直线与圆相交
(3)令或或,即,或时,即即,即
即时直线与圆相离
点评:
解决直线与圆的位置关系,几何法比代数法简单。
例6.已知直线,曲线,它们有两个公共点,求b的取值范围。
解析:
法一,曲线C中,l和C有两个公共点,等价于方程组有两组不同解,又等价于,有两组不同解,消去x得l有两个公共点,等价方程有两个不等非负实数解
于是
解得表示单位圆位于x轴及其上方的半圆,如图所示。
当l与C有两交点,此时b=1,记为与半圆相切时,切线记为;当与之间时,。
,解析:
法一
解方程组
得交点坐标分别为(0,2)(-4,0)
设所求圆心坐标为(a,-a)
则
解得
法二:
同法一,得两已知圆的交点的坐标为(0,2),(-4,0)
设所求的圆的方程为
解得
法三,设所求圆的方程为
因为这个圆的圆心在直线上
所以
圆的方程为1、点(2,0,3)在空间直角坐标系中的位置是在()
A.y轴上B.xOy平面上C.xOz平面上D.第一卦限内
2、点M(2,-3,1)关于坐标原点的对称点是()
A.(-2,3,-1)B.(-2,-3,-1)
C.(2,-3,-1)D.(-2,3,1)
3、设点B是点A(2,-3,5)关于xOy面的对称点,则|AB|等于()
A.10B.D.38
4、设有圆M:
,点P(2,1),那么()
A.点P在直线l上,但在圆M上
C.点P在直线l上,也不在圆M上
5、设M是圆上的点,则M到直线的最小距离是()
A.9B.8C.5D.2
6、方程A.
C.
7、过点P(3,0)能有多少条直线与圆A.0条B.1条C.2条D.1条或2条
8、直线被圆A.B.2C.D.
9、直线所截得线段的中点坐标是()
A.D.10、若圆关于直线对称,那么直线的方程是()
A.B.
C.D.
11、与两坐标轴都相切,且过点(2,1)的圆的方程是____________________
12、过点(0,0),(1,0),(0,2)的圆的方程是__________________________
13、若实数x,y满足,则,则的最大值为__________________
15、一圆过点P(-4,3),圆心在直线相切,且和直线,求该圆的方程。
【试题答案】
1~10:
CAAADDACAD
11、13、14、,
依题意,得:
解得:
所以所求圆的方程为
16、设此圆的方程为,
解得:
所以所求圆的方程是
或或
17、设⊙P的圆心为P(a,b),半径为r,则点P到x轴,y轴的距离分别为|b|,|a|,由题设知⊙P截x轴所得劣弧所对圆心角为90°,知⊙P截x轴所得的弦长为r,故2|b|=r,得:
r2=2b2
又⊙P被y轴解得的弦长为2,由勾股定理得:
r2=a2+1,得:
2b2-a2=1。
教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分,我常采用范读,让幼儿学习、模仿。
如领读,我读一句,让幼儿读一句,边读边记;第二通读,我大声读,我大声读,幼儿小声读,边学边仿;第三赏读,我借用录好配朗读磁带,一边放录音,一边幼儿反复倾听,在反复倾听中体验、品味。
又因为P(a,b)到直线x-2y=0的距离为,即有
与当今“教师”一称最接近的“老师”概念,最早也要追溯至宋元时期。
金代元好问《示侄孙伯安》诗云:
“伯安入小学,颖悟非凡貌,属句有夙性,说字惊老师。
”于是看,宋元时期小学教师被称为“老师”有案可稽。
清代称主考官也为“老师”,而一般学堂里的先生则称为“教师”或“教习”。
可见,“教师”一说是比较晚的事了。
如今体会,“教师”的含义比之“老师”一说,具有资历和学识程度上较低一些的差别。
辛亥革命后,教师与其他官员一样依法令任命,故又称“教师”为“教员”。
解得:
,于是r2=2b2=2