人教版 小學(xué)9年級(jí) 數(shù)學(xué)上冊(cè) 24.2.2 直線和圓的位置關(guān)系1教案

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1、精品資料人教版初中數(shù)學(xué) 24.2.2直線和圓的位置關(guān)系 教學(xué)目標(biāo) (一)教學(xué)知識(shí)點(diǎn) 1.理解直線與圓有相交、相切、相離三種位置關(guān)系. 2.了解切線的概念,探索切線與過(guò)切點(diǎn)的直徑之間的關(guān)系. (二)能力訓(xùn)練要求 1.經(jīng)歷探索直線與圓位置關(guān)系的過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的探索能力. 2.通過(guò)觀察得出“圓心到直線的距離d和半徑r的數(shù)量關(guān)系”與“直線和圓的位置關(guān)系”的對(duì)應(yīng)與等價(jià),從而實(shí)現(xiàn)位置關(guān)系與數(shù)量關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化. (三)情感與價(jià)值觀要求 通過(guò)探索直線與圓的位置關(guān)系的過(guò)程,體驗(yàn)數(shù)學(xué)活動(dòng)充滿著探索與創(chuàng)造,感受數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性以及數(shù)學(xué)結(jié)論的確定性. 在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中獲得成功的體驗(yàn),鍛煉克服困難的意

2、志,建立自信心. 教學(xué)重點(diǎn) 經(jīng)歷探索直線與圓位置關(guān)系的過(guò)程. 理解直線與圓的三種位置關(guān)系. 了解切線的概念以及切線的性質(zhì). 教學(xué)難點(diǎn) 經(jīng)歷探索直線與圓的位置關(guān)系的過(guò)程,歸納總結(jié)出直線與圓的三種位置關(guān)系. 探索圓的切線的性質(zhì). 教學(xué)方法 教師指導(dǎo)學(xué)生探索法. 教具準(zhǔn)備 投影片三張 教學(xué)過(guò)程 Ⅰ.創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,引入新課 [師]我們?cè)谇懊鎸W(xué)過(guò)點(diǎn)和圓的位置關(guān)系,請(qǐng)大家回憶它們的位置關(guān)系有哪些? [生]圓是平面上到定點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)的所有點(diǎn)組成的圖形.即圓上的點(diǎn)到圓心的距離等于半徑;圓的內(nèi)部到圓心的距離小于半徑;圓的外部到圓心的距離大于半徑.因此點(diǎn)和圓的位置關(guān)系有三種,即點(diǎn)

3、在圓上、點(diǎn)在圓內(nèi)和點(diǎn)在圓外.也可以把點(diǎn)與圓心的距離和半徑作比較,若距離大于半徑在圓外,等于半徑在圓上,小于半徑在圓內(nèi). [師]本節(jié)課我們將類(lèi)比地學(xué)習(xí)直線和圓的位置關(guān)系. Ⅱ.新課講解 1.復(fù)習(xí)點(diǎn)到直線的距離的定義 [生]從已知點(diǎn)向已知直線作垂線,已知點(diǎn)與垂足之間的線段的長(zhǎng)度叫做這個(gè)點(diǎn)到這條直線的距離. 如下圖,C為直線AB外一點(diǎn),從C向AB引垂線,D為垂足,則線段CD即為點(diǎn)C到直線AB的距離. 2.探索直線與圓的三種位置關(guān)系 [師]直線和圓的位置關(guān)系,我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中隨處可見(jiàn),只要大家注意觀察,這樣的例子是很多的.如大家請(qǐng)看課本113頁(yè),觀察圖中的三幅照片,地平線和太陽(yáng)的位置

4、關(guān)系怎樣?作一個(gè)圓,把直尺的邊緣看成一條直線,固定圓,平移直尺,直線和圓有幾種位置關(guān)系? [生]把太陽(yáng)看作圓,地平線看作直線,則直線和圓有三種位置關(guān)系;把直尺的邊緣看成一條直線,則直線和圓有三種位置關(guān)系. [師]從上面的舉例中,大家能否得出結(jié)論,直線和圓的位置關(guān)系有幾種呢? [生]有三種位置關(guān)系: [師]直線和圓有三種位置關(guān)系,如下圖: 它們分別是相交、相切、相離. 當(dāng)直線與圓相切時(shí)(即直線和圓有唯一公共點(diǎn)),這條直線叫做圓的切線(tangent line). 當(dāng)直線與圓有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),叫做直線和圓相交. 當(dāng)直線與圓沒(méi)有公共點(diǎn)時(shí),叫做直線和圓相離. 因此,從直線與圓有公共

5、點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以斷定是哪一種位置關(guān)系,你能總結(jié)嗎? [生]當(dāng)直線與圓有唯一公共點(diǎn)時(shí),這時(shí)直線與圓相切; 當(dāng)直線與圓有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),這時(shí)直線與圓相交; 當(dāng)直線與圓沒(méi)有公共點(diǎn)時(shí),這時(shí)直線與圓相離. [師]能否根據(jù)點(diǎn)和圓的位置關(guān)系,點(diǎn)到圓心的距離d和半徑r作比較,類(lèi)似地推導(dǎo)出如何用點(diǎn)到直線的距離d和半徑r之間的關(guān)系來(lái)確定三種位置關(guān)系呢? [生]如上圖中,圓心O到直線l的距離為d,圓的半徑為r,當(dāng)直線與圓相交時(shí),d<r;當(dāng)直線與圓相切時(shí),d=r;當(dāng)直線與圓相離時(shí),d>r,因此可以用d與r間的大小關(guān)系斷定直線與圓的位置關(guān)系. [師]由此可知:判斷直線與圓的位置關(guān)系有兩種方法.一種是從直線與圓的公

6、共點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)斷定;一種是用d與r的大小關(guān)系來(lái)斷定. 投影片(3.5.1A) (1)從公共點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)判斷: 直線與圓有兩個(gè)公共點(diǎn)時(shí),直線與圓相交;直線與圓有唯一公共點(diǎn)時(shí),直線與圓相切;直線與圓沒(méi)有公共點(diǎn)時(shí),直線與圓相離. (2)從點(diǎn)到直線的距離d與半徑r的大小關(guān)系來(lái)判斷: d<r時(shí),直線與圓相交; d=r時(shí),直線與圓相切; d>r時(shí),直線與圓相離. 投影片(3.5.1B) [例1]已知Rt△ABC的斜邊AB=8cm,AC=4cm. (1)以點(diǎn)C為圓心作圓,當(dāng)半徑為多長(zhǎng)時(shí),AB與⊙C相切? (2)以點(diǎn)C為圓心,分別以2cm和4cm的長(zhǎng)為半徑作兩個(gè)圓,這兩個(gè)圓與AB分別有怎樣的

7、位置關(guān)系? 分析:根據(jù)d與r間的數(shù)量關(guān)系可知: d=r時(shí),相切;d<r時(shí),相交;d>r時(shí),相離. 解:(1)如上圖,過(guò)點(diǎn)C作AB的垂線段CD. ∵AC=4cm,AB=8cm; ∴cosA=, ∴∠A=60. ∴CD=ACsinA=4sin60=2(cm). 因此,當(dāng)半徑長(zhǎng)為2cm時(shí),AB與⊙C相切. (2)由(1)可知,圓心C到AB的距離d=2cm,所以,當(dāng)r=2cm時(shí),d>r,⊙C與AB相離; 當(dāng)r=4cm時(shí),d<r,⊙C與AB相交. 3.議一議(投影片3.5.1C) (1)你能舉出生活中直線與圓相交、相切、相離的實(shí)例嗎? (2)上圖(1)中的三個(gè)圖形是軸對(duì)稱(chēng)圖

8、形嗎?如果是,你能畫(huà)出它們的對(duì)稱(chēng)軸嗎? (3)如圖(2),直線CD與⊙O相切于點(diǎn)A,直徑AB與直線CD有怎樣的位置關(guān)系?說(shuō)一說(shuō)你的理由. 對(duì)于(3),小穎和小亮都認(rèn)為直徑AB垂直于CD.你同意他們的觀點(diǎn)嗎? [師]請(qǐng)大家發(fā)表自己的想法. [生](1)把一只筷子放在碗上,把碗看作圓,筷子看作直線,這時(shí)直線與圓相交; 自行車(chē)的輪胎在地面上滾動(dòng),車(chē)輪為圓,地平線為直線,這時(shí)直線與圓相切; 雜技團(tuán)中騎自行車(chē)走鋼絲中的自行車(chē)車(chē)輪為圓,地平線為直線,這時(shí)直線與圓相離. (2)圖(1)中的三個(gè)圖形是軸對(duì)稱(chēng)圖形.因?yàn)檠刂鴇所在的直線折疊,直線兩旁的部分都能完全重合.對(duì)稱(chēng)軸是d所在的直線,即過(guò)

9、圓心O且與直線l垂直的直線. (3)所謂兩條直線的位置關(guān)系,即為相交或平行,相交又分垂直和斜交,直線CD與⊙O相切于點(diǎn)A,直徑AB與直線CD垂直,因?yàn)閳D(2)是軸對(duì)稱(chēng)圖形,AB是對(duì)稱(chēng)軸,所以沿AB對(duì)折圖形時(shí),AC與AD重合,因此∠BAC=∠BAD=90. [師]因?yàn)橹本€CD與⊙O相切于點(diǎn)A,直徑AB與直線CD垂直,直線CD是⊙O的切線,因此有圓的切線垂直于過(guò)切點(diǎn)的直徑. 這是圓的切線的性質(zhì),下面我們來(lái)證明這個(gè)結(jié)論. 在圖(2)中,AB與CD要么垂直,要么不垂直.假設(shè)AB與CD不垂直,過(guò)點(diǎn)O作一條直徑垂直于CD、垂足為M,則OM<OA,即圓心O到直線CD的距離小于⊙O的半徑,因此CD與⊙

10、O相交,這與已知條件“直線CD與⊙O相切”相矛盾,所以AB與CD垂直. 這種證明方法叫反證法,反證法的步驟為第一步假設(shè)結(jié)論不成立;第二步是由結(jié)論不成立推出和已知條件或定理相矛盾.第三步是肯定假設(shè)錯(cuò)誤,故結(jié)論成立. Ⅲ.課堂練習(xí) 隨堂練習(xí) Ⅳ.課時(shí)小結(jié) 本節(jié)課學(xué)習(xí)了如下內(nèi)容: 1.直線與圓的三種位置關(guān)系. (1)從公共點(diǎn)數(shù)來(lái)判斷. (2)從d與r間的數(shù)量關(guān)系來(lái)判斷. 2.圓的切線的性質(zhì):圓的切線垂直于過(guò)切點(diǎn)的半徑. 3.例題講解. Ⅴ.課后作業(yè) 習(xí)題3.7 Ⅵ.活動(dòng)與探究 如下圖,A城氣象臺(tái)測(cè)得臺(tái)風(fēng)中心在A城正西方向300千米的B處,并以每小時(shí)10千米的速度向北偏東6

11、0的BF方向移動(dòng),距臺(tái)風(fēng)中心200千米的范圍是受臺(tái)風(fēng)影響的區(qū)域. (1)A城是否會(huì)受到這次臺(tái)風(fēng)的影響?為什么? (2)若A城受到這次臺(tái)風(fēng)的影響,試計(jì)算A城遭受這次臺(tái)風(fēng)影響的時(shí)間有多長(zhǎng)? 分析:因?yàn)榕_(tái)風(fēng)影響的范圍可以看成以臺(tái)風(fēng)中心為圓心,半徑為200千米的圓,A城能否受到影響,即比較A到直線BF的距離d與半徑200千米的大小.若d>200,則無(wú)影響,若d≤200,則有影響. 解:(1)過(guò)A作AC⊥BF于C. 在Rt△ABC中,∵∠CBA=30,BA=300,∴AC=ABsin30=300=150(千米). ∵AC<200,∴A城受到這次臺(tái)風(fēng)的影響. (2)設(shè)BF上D、E兩點(diǎn)到A的距離為200千米,則臺(tái)風(fēng)中心在線段DE上時(shí),對(duì)A城均有影響,而在DE以外時(shí),對(duì)A城沒(méi)有影響. ∵AC=150,AD=AE=200,∴DC=.∴DE=2DC=100. ∴t==10(小時(shí)). 答:A城受影響的時(shí)間為10小時(shí).

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