《直線與圓的位置關(guān)系》2.1.1《直線和圓的位置關(guān)系》
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1、 1.點(diǎn) 和 圓 的 位 置 關(guān) 系 有 幾 種 ? 點(diǎn) 在 圓 內(nèi) 點(diǎn) 在 圓 上 點(diǎn) 在 圓 外 dr rO rO rO 用 數(shù) 量 關(guān) 系 如 何 來 判 斷 ? (d表 示 點(diǎn) 到 圓 心 O的 距 離 ) 2、 如 果 我 們 把 太 陽 看 成 一 個 圓 , 地 平 線 看 成 一 條直 線 ,那 你 能 根 據(jù) 直 線 與 圓 的 公 共 點(diǎn) 的 個 數(shù) 想 象 一下 , 直 線 和 圓 的 位 置 關(guān) 系 有 幾 種 ? 在 日 出 過 程 中 ,你 認(rèn) 為 地 平 線 與 太 陽 之 間 的 位 置 關(guān) 系是 怎 樣 變 化 的 ? 它 是 否 和 “ 點(diǎn) 與 圓 的 位
2、置 關(guān) 系 ” 類 似 , 也 可 以 從 形和 數(shù) 量 關(guān) 系 上 加 以 研 究 ? 我 們 把 太 陽 與 地 平 線 分 別 抽 象 成 圓 和 直 線 ,那 么 直 線 與 圓 有 幾 種 位 置 關(guān) 系 ? 直 線 與 圓 的 位 置 關(guān) 系 O O O相 交 相 切切 線 切 點(diǎn) 相 離割 線 當(dāng) 直 線 與 圓 有 兩 個 公 共 點(diǎn) 時 , 叫 做 直 線 與 圓 相 交 ;形 當(dāng) 直 線 與 圓 有 唯 一 公 共 點(diǎn) 時 , 叫 做 直 線 與 圓 相 切 ;當(dāng) 直 線 與 圓 沒 有 公 共 點(diǎn) 時 , 叫 做 直 線 與 圓 相 離 。 ( 1) 當(dāng) 直 線 和 圓
3、相 離 時 , 直 線 和 圓 一 定 沒 有 公 共 點(diǎn) 。 ( ) ( 3) 過 O內(nèi) 一 點(diǎn) P作 直 線 l,則 直 線 l與 O相 交 。 ( )( 4) 過 O外 一 點(diǎn) P作 直 線 l, 則 直 線 l與 O相 切 或 相 交 。 ( )( 5) 過 O上 一 點(diǎn) p作 直 線 l, 則 直 線 l與 O相 切 。 ( )( 2) 直 線 和 圓 有 公 共 點(diǎn) 時 叫 做 直 線 和 圓 相 切 . ( ) 1、 過 O內(nèi) 兩 點(diǎn) 、 , 作 直 線 l,則 直 線 l與 O的 位 置 關(guān) 系 是 _2、 過 O外 兩 點(diǎn) 、 , 作 直 線 l,則 直 線 l與 O的 位
4、置 關(guān) 系 是 _3、 過 O內(nèi) 一 點(diǎn) P作 直 線 l,則 直 線 l與 O的 位 置 關(guān) 系 是 _ 、 過 O外 一 點(diǎn) P作 直 線 l,則 直 線 l與 O的 位 置 關(guān) 系 是 _ 、 過 O上 一 點(diǎn) P呢 ? _相 交 相 交 、 相 切 、 相 離 相 切 、 相 交相 交相 交 、 相 切 、 相 離 用 數(shù) 學(xué) 的 眼 光 看 生 活 用 數(shù) 學(xué) 的 眼 光 看 生 活 用 數(shù) 學(xué) 的 眼 光 看 生 活 如 圖 .O為 直 線 L外 一 點(diǎn) ,OT L,且 OT=d.請 以 O為 圓 心 ,分 別 以 為 半 徑 畫 圓 .所 畫 的圓 與 直 線 l有 什 么 位
5、置 關(guān) 系 ?ddd 23,21 LTOd 看 圖 判 斷 直 線 l與 O的 位 置 關(guān) 系( 1) ( 2) ( 3)( 4) ( 5)相 離 相 切相 交相 交 ?l l ll lO O O O O ( 5) ? l 如 果 , 公 共 點(diǎn) 的 個 數(shù) 不 好 判 斷 ,該 怎 么 辦 ?OA B ddd .O.O .O rrr 相 離相 切相 交( 3) 直 線 與 圓 相 離( 2) 直 線 與 圓 相 切( 1) 直 線 與 圓 相 交當(dāng) 直 線 與 圓 相 離 、 相 切 、 相 交 時 , 圓 心 到 直 線 的距 離 d與 圓 的 半 徑 r有 何 關(guān) 系 ? lll數(shù) dr
6、 設(shè) O的 半 徑 為 r,圓 心 O到 直 線 L的 距 離 為 d,根 據(jù) 下 列 條 件判 斷 直 線 L與 O的 位 置 關(guān) 系 :(1)d=4,r=3 (2)d=1,r= (3) (4) 3 53,32 rd52,52 rd 2 在 Rt ABC 中 , C = 90 , AC = 3 cm , BC = 4 cm , 以 C 為 圓 心 , r 為 半 徑 的 圓 與 AB 有 怎 樣 的 關(guān) 系 ? 為 什 么 ?( 1) r = 2 cm ; (2) r = 2.4 cm ; (3) r = 3 cm .解 : 過 C 作 CD AB 于 D, 在 Rt ABC 中 ,543
7、2222 BCACAB根 據(jù) 三 角 形 面 積 公 式 有CD AB = AC BC )(4.2543 cmABBCACCD 即 圓 心 C 到 AB 的 距 離 d = 2.4 cm .(1) 當(dāng) r = 2 cm 時 , 有 d r , 因 此 C 和 AB 相 離 . (2) 當(dāng) r = 2.4 cm 時 , 有 d = r , 因 此 C 和 AB 相 切 . (3) 當(dāng) r = 3 cm 時 , 有 d r , 因 此 C 和 AB 相 交 . 變 式 : 在 ABC 中 , ACB=90 , AC=3cm,BC=4cm, 設(shè) C的 半 徑 為 r。1、 當(dāng) r滿 足 _時 , C
8、與 直 線 AB相 離 2、 當(dāng) r滿 足 _ 時 , C與 直 線 AB相切 ABC D3cm4cm 2.4cm3、 當(dāng) r滿 足 _時 , C與 直 線 AB相交 BC AD變 式 : 若 要 使 圓 C與 線 段 AB只 有 一 個 公 共 點(diǎn) , 這時 圓 C的 半 徑 r 有 什 么 要 求 ? 當(dāng) r = 2.4或 3 r 4時 ,圓 C與 線 段 AB只有 一 個 公 共 點(diǎn) 。 總 結(jié) 判 定 直 線 與 圓 的 位 置 關(guān) 系 的 方 法 有 _種 :(1)根 據(jù) 定 義 ,由 直 線 與 圓 的 公 共 點(diǎn) 的 個 數(shù) 來 判 斷 ; (2)根 據(jù) 定 理 ,由 圓 心 到
9、 直 線 的 距 離 d與 半 徑 r的 關(guān) 系 來 判 斷 。兩例 1已 知 :如 圖 ,P為 ABC的 角 平 分 線 上 一 點(diǎn) , P與 BC相 切 .求 證 : P與 AB相 切 .直 線 與 圓 相 切 d=r 船 有 無 觸 礁 的 危 險 例 : 在 碼 頭 的 北 偏 東 方 向 有 一 個 海 島 , 離該 島 中 心 點(diǎn) 的 海 里 范 圍 內(nèi) 是 一 個 暗 礁 區(qū) 。 貨 船 從 碼頭 由 西 向 東 方 向 航 行 , 行 駛 了 海 里 到 達(dá) 點(diǎn) , 這 時島 中 心 在 北 偏 東 方 向 。w若 貨 船 不 改 變 航 向 , 你 認(rèn) 為 貨 船 會 有 觸
10、 礁 的 危 險 嗎 ?P A B H 北600 450 暗 礁 區(qū) 例 . 在 碼 頭 A的 北 偏 東 60 方 向 有 一 個 海 島 , 離該 島 中 心 P的 12海 里 范 圍 內(nèi) 是 一 個 暗 礁 區(qū) 。 貨 船從 碼 頭 A由 西 向 東 方 向 航 行 , 行 駛 了 10海 里 到 達(dá)B, 這 時 島 中 心 P在 北 偏 東 45 方 向 。 若 貨 船 不改 變 航 向 , 問 貨 船 會 不 會 進(jìn) 入 暗 礁 區(qū) ? BA P 60 30 解 :如 圖 ,作 PH AB,垂 足 為 H .則 PAH =30 PBH =45 , 貨 船 不 會 進(jìn) 入 暗 礁 區(qū)
11、H45 AH = PH , BH =PH3 AH -BH =AB=10 PH -PH =103 10 -13PH = 13.66(海 里 ) . 13.66 12 2.如 圖 ,在 Rt ABC中 , ACB=900,AC=6cm,CB=8cm.設(shè) C的 半 徑 為 r,根 據(jù) 下 列 r的 值 ,判 斷 直 線 AB與 C的 位 置 關(guān) 系 ,并 說 明 理 由 . (1)r=4cm (2)r=4.8cm (3)r=6cm知 識 運(yùn) 用 D C B A ABC D6cm8cm(1) r = 4 ( 2) r =4.8 ABC D6cm8cm ( ) r =6 ABC D6cm8cm當(dāng) r =
12、4cm時 , d r, C 與直 線 AB相 離 ; 當(dāng) r =4.8 cm時 , d = r, C 與 直 線 AB相 切 ; 當(dāng) r =6cm時 , d r, C 與 直 線 AB相 交 。4. 8 cm 4. 8cm 4. 8cm 變 式 :在 ABC 中 , ACB=90 , AC=6cm,BC=8cm, 設(shè) C的 半 徑 為 r。1、 當(dāng) r滿 足 _時 , C與 直 線 AB相 離 2、 當(dāng) r滿 足 _ 時 , C與 直 線 AB相 切 r 4. 8cmr=4.8 cm ABC D6cm8cm 4.8cm3、 當(dāng) r滿 足 _時 , C與 直 線 AB相 交 r 4.8 cm4、
13、 當(dāng) r滿 足 _ 時 , C與 線 段 AB只 有 一 個 公 共 點(diǎn) .0cmr=4.8cm r 8cm或 6cmr 1d=r切 點(diǎn)切 線 2dr交 點(diǎn)割 線 ld r ld r Oldr圖 形 直 線 與 圓 的 位 置 關(guān) 系 公 共 點(diǎn) 的 個 數(shù) 圓 心 到 直 線 的 距 離d與 半 徑 r的 關(guān) 系 公 共 點(diǎn) 的 名 稱 直 線 名 稱 .A C B. .相 離 相 切 相 交 直 線 與 圓 的 三 種 位 置 關(guān) 系 判 定 直 線 與 圓 的 位 置 關(guān) 系 的 方 法 有 _種 :( 1) 由 _ 的 個 數(shù) 來 判 斷 ;( 2) 由 _ 的 數(shù) 量 大 小 關(guān) 系
14、 來 判 斷 注 意 : 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 , 常 采 用 第 二 種 方 法 判 定 兩直 線 與 圓 的 公 共 點(diǎn)圓 心 到 直 線 的 距 離 d與 半 徑 r O北AC 1C12)臺 風(fēng) 沿 OA方 向 以 每 小 時 20公 里 的 速 度 正 面 襲 擊 A城 市 .幾 點(diǎn) 鐘 開 始 公 路 必 須 停 止 運(yùn) 營 ? 例 2、 我 省 的 氣 象 臺 上 午 6點(diǎn) 測 得一 臺 風(fēng) 中 心 位 于 A市 南 偏 東 30方向 280公 里 的 海 面 上 , 預(yù) 計(jì) 他 的周 圍 100公 里 范 圍 要 受 到 臺 風(fēng) 影響 。 如 圖 有 一 公 路 經(jīng) 過 A城
15、市橫 穿 南 北 。 問 : 1) 此 時 該 公 路 有 沒 有 受 到 臺 風(fēng) 的 影 響 ? 3)受 臺 風(fēng) 影 響 雷 達(dá) 出 故 障 , 只 測 得 臺 風(fēng) 中 心 位 于 A市 南 偏 東30方 向 ,A市 正 南 方 向 的 B市 測 得 臺 風(fēng) 中 心 位 于 B市 東 南 方 ,預(yù) 計(jì) 他 的 周 圍 100公 里 范 圍 要 受 到 影 響 。 如 圖 有 一 公 路 經(jīng)過 A、 B兩 市 ,已 知 AB兩 城 市 距 離 100公 里 . O 北AB此 時 該 公 路 有 沒 有 受 到 臺 風(fēng) 的 影 響 ? C北 LA B CO 挑 戰(zhàn) 自 我 在 Rt ABC 中
16、, C = 90 , AC = cm , BC = cm , 以 C 為 圓 心 , r 為 半 徑 畫 圓( 1) r = cm時 , 圓 與 直 線 ; (2) r = 2.4 cm時 , 圓 與 直 線 ; (3) r = 3 cm 時 , 圓 與 直 線 ;( ) 若 圓 與 斜 邊 只 有 一 個 公 共 點(diǎn) , 求 r 的 取 值 范 圍 1、 已 知 圓 的 直 徑 為 13cm, 設(shè) 直 線 和 圓 心 的 距 離 為 d :1)若 d=4.5cm ,則 直 線 與 圓 , 直 線 與 圓 有 _個 公 共 點(diǎn) . 相 交 23)若 d=8cm ,則 直 線 與 圓 _, 直
17、線 與 圓 有 _個 公 共 點(diǎn) . 2)若 d=6.5cm ,則 直 線 與 圓 _, 直 線 與 圓 有 _個 公 共 點(diǎn) . 相 切相 離 10 .A O xy2、 已 知 A的 直 徑 為 6, 點(diǎn) A的 坐 標(biāo) 為 ( -3, -4) ,則 A與 X軸 的 位 置 關(guān) 系 是 _, A與 Y軸 的 位 置 關(guān) 系 是 _。 B C4 3相 離相 切課 內(nèi) 練 習(xí) 1 1.已 知 Rt ABC的 斜 邊 AB=8cm,直 角 邊 AC=4cm.n以 點(diǎn) C為 圓 心 作 圓 ,當(dāng) 半 徑 為 多 長時 ,AB與 C相 切 ? AC B D例 1; 例 1 已 知 Rt ABC中 , C
18、=90 , AC=6 , BC=8cm,以 點(diǎn) C為 圓 心 ,r為 半 徑 的 圓 與 AB所 在 的 直 線 有何 位 置 關(guān) 系 ? AC BD以 點(diǎn) 為 圓 心 為 半 徑 的 圓 與 所 在 的 直 線 有何 位 置 關(guān) 系 ?(1) r=4 ; (2) r=4.8cm ; (3)r=6cm 如 果 該 貨 船 將 一 批 重 要 物 資 運(yùn) 往 M處 , 到 達(dá) 后 必 須 立 即卸 貨 .此 時 , 接 到 氣 象 部 門 的 通 知 , 一 臺 風(fēng) 中 心 正 以 40海 里 /小 時 的 速 度 由 N處 ( N在 M的 正 西 320海 里 處 )向 北 偏 西 60 的
19、方 向 移 動 , 距 臺 風(fēng) 中 心 200海 里 的 圓形 區(qū) 域 (包 括 邊 界 ) 均 會 受 到 影 響 , 問 :( 1) M處 是 否 會 受 到 影 響 ?( 2) 若 使 該 船 不 受 臺 風(fēng) 影 響 , 應(yīng) 在 多 長 時 間 內(nèi) 卸 完 貨 物 ? M NDF EC 32030 2、 已 知 圓 心 和 直 線 的 距 離 為 4cm, 如 果 圓 和 直 線 的 關(guān) 系 分 別為 以 下 情 況 , 那 么 圓 的 半 徑 應(yīng) 分 別 取 怎 樣 的 值 ?( 1) 相 交 ; ( 2) 相 切 ; ( 3) 相 離 。練 一 練 !1、 已 知 圓 的 直 徑 為
20、 13cm, 如 果 直 線 和 圓 心 的 距 離 分 別 為 ( 1) d=4.5cm ( 2) d=6.5cm ( 3) d=8cm, 那 么 直 線 和 圓 有 幾 個 公 共 點(diǎn) ? 為 什 么 ? 例 、 在 Rt ABC中 , C=900, AC=3cm, BC=4cm. C B A (1)以 A為 圓 心 , 3cm為 半 徑 的 圓 與 直 線 BC的 位 置 關(guān) 系 是 ; 以 A為 圓 心 , 2cm為 半 徑 的 圓 與 直 線 BC的 位 置 關(guān) 系 是 ; 以 A為 圓 心 , 3.5cm為 半 徑 的 圓 與 直 線 BC的 位 置 關(guān) 系 是 .(2)以 C為
21、圓 心 , 半 徑 r為 何 值 時 , C與 直 線 AB相 切 ? 相 離 ? 相 交 ? 相 切相 交相 離 課 后 思 考 垂 直 于 半 徑 的 直 線 是 圓 的 切 線 嗎 ? 過 半 徑 外 端 的 直 線 是 圓 的 切 線 嗎 ? 過 半 徑 的 一 端 且 垂 直 于 半 徑 的 直 線 是 圓 的 切 線 嗎 ? 過 半 徑 外 端 且 垂 直 于 半 徑 的 直 線 是 圓 的 切 線 嗎 ? 分 層 作 業(yè) :1.基 礎(chǔ) 題 : 作 業(yè) 本 (2)P21;2.自 選 題 : B OA 如 圖 , 一 熱 帶 風(fēng) 暴 中 心 O距 A島 為 2千 米 , 風(fēng)暴 影 響
22、 圈 的 半 徑 為 1千 米 .有 一 條 船 從 A島 出 發(fā) 沿AB方 向 航 行 , 問 BAO的 度 數(shù) 是 多 少 時 船 就 會 進(jìn)入 風(fēng) 暴 影 響 圈 ? 練 一 練 : 在 南 部 沿 海 某 氣 象 站 A測 得 一 熱 帶 風(fēng) 暴從 A的 南 偏 東 30 的 方 向 迎 著 氣 象 站 襲 來 ,已 知 該 風(fēng) 暴 的 速 度 為 每 小 時 20千 米 , 風(fēng) 暴周 圍 50千 米 范 圍 內(nèi) 將 受 到 影 響 , 若 該 風(fēng) 暴不 改 變 速 度 和 方 向 , 問 氣 象 站 正 南 方 60千米 的 沿 海 城 市 B是 否 會 受 這 次 風(fēng) 暴 的 影 響 ?若 不 受 影 響 , 請 說 明 理 由 ; 若 受 影 響 , 請 求出 受 影 響 的 時 間 。 如 圖 , 在 直 角 梯 形 ABCD中 , B=90 , AD BC, C= 30 , AD=1, AB=2. 試 猜 想 在 BC是 否 存 在 一 點(diǎn) P, 使 得 P與 線 段 CD、AB都 相 切 , 如 存 在 , 請 確 定 P的 半 徑 . 挑 戰(zhàn) 自 我 ! 30 D CB A
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