《圓和圓的位置關(guān)系》教案

教案時間：2021-08-31 手機版

　　教學目標

　　(一)教學知識點

　　1．了解圓與圓之間的幾種位置關(guān)系．

　　2．了解兩圓外切、內(nèi)切與兩圓圓心距d、半徑R和r的數(shù)量關(guān)系的聯(lián)系．

　　(二) 能力訓練要求

　　1．經(jīng)歷探索兩個圓之間位置關(guān)系的過程，訓練學生的探索能力．

　　2．通過平移實驗直觀地探索圓和圓的位置關(guān)系，發(fā)展學生的識圖能力和動手操作能力．

　　(三)情感與價值觀要求

　　1．通過探索圓和圓的位置關(guān)系，體驗數(shù)學活動充滿著探索與創(chuàng)造，感受數(shù)學的嚴謹性以及數(shù)學結(jié)論的確定性．

　　2．經(jīng)歷探究圖形的位置關(guān)系，豐富對現(xiàn)實空間及圖形的認識，發(fā)展形象思維．

　　教學重點

　　探索圓與圓之間的幾種位置關(guān)系，了解兩圓外切、內(nèi)切與兩圓圓心距d、半徑R和r的數(shù)量關(guān)系的聯(lián)系．

　　教學難點

　　探索兩個圓之間的位置關(guān)系，以及外切、內(nèi)切時兩圓圓心距d、半徑R和r的數(shù)量關(guān)系的過程．

　　教學方法

　　教師講解與學生合作交流探索法

　　教具準備

　　投影片三張

　　第一張：(記作3． 6A)

　　第二張：(記作3．6B)

　　第三張：(記作3．6C)

　　教學過程

　　Ⅰ．創(chuàng)設(shè)問題情境，引入新課

　　[師]我們已經(jīng)研究過點和圓的位置關(guān)系，分別為點在圓內(nèi)、點在圓上、點在圓外三種；還探究了直線和圓的位置關(guān)系，分別為相離、相切、相交．它們的位置關(guān)系都有三種．今天我們要學習的內(nèi)容是圓和圓的位置關(guān)系，那么結(jié)果是不是也是三種呢？沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)．下面我們就來進行有關(guān)探討．

　　Ⅱ．新課講解

　　一、想一想

　　[師]大家思考一下，在現(xiàn)實生活中你見過兩個圓的哪些位置關(guān)系呢？

　　[生]如自行車的兩個車輪間的位置關(guān) 系；車輪輪胎的兩個邊界圓間的位置關(guān)系；用一只手拿住大小兩個圓環(huán)時兩個圓環(huán)間的位置關(guān)系等．

　　[師]很好，現(xiàn)實生活中我們見過的有關(guān)兩個圓的位置很多．下面我們就來討論這些位置關(guān)系分別是什么．

　　二、探索圓和圓的位置關(guān)系

　　在一張透明紙上作一個⊙O．再在另一張透明紙上作一個與⊙O1半徑不等的⊙O2．把兩張透明紙疊在一起，固定⊙O1，平移⊙O2，⊙O1與⊙O2有幾種位置關(guān)系？

　　[師]請大家先自己動手操作，總結(jié)出不同的位置關(guān)系，然后互相交流．

　　[生]我總結(jié)出共有五種位置關(guān)系，如下圖：

　　[師]大家的歸納、總結(jié)能力很強，能說出五種位置關(guān)系中各自有什么特點嗎？從公共點的個數(shù)和一個圓上的點在另一個圓的內(nèi)部還是外部來考慮．

　　[生]如圖：(1)外離：兩個圓沒有公共點，并且每一個圓上的點都在另一個圓的外部；

　　(2)外切：兩個圓有唯一公共點，除公共點外一個圓上的點都在另一個圓的外部；

　　(3)相交：兩個圓有兩個公共點，一個圓上的點有的在另一個圓的外部，有的在另一個圓的內(nèi)部；

　　(4)內(nèi)切：兩個圓有一個公共點，除公共點外，⊙O2上的點在⊙O1的內(nèi)部；

　　(5)內(nèi)含：兩個圓沒有公共點，⊙O2上的點都在⊙O1的內(nèi)部．

　　[師]總結(jié)得很出色，如果只從公共點的個數(shù)來考慮，上面的五種位置關(guān)系中有相同類型嗎？

　　[生]外離和內(nèi)含都沒有公共點；外切和內(nèi)切都有一個公共點；相交有兩個公共點．

　　[師]因此只從公共點的個數(shù)來考慮，可分為相離、相切、相交三種．

　　經(jīng)過大家的討論我們可知：

　　投影片(24.3A)

　　(1)如果從公共點的個數(shù)，和一個圓上的點在另一個圓的外部還是內(nèi)部來考慮，兩個圓的.位置關(guān)系有五種：外離、外切、相交、內(nèi)切、內(nèi)含．

　　(2)如果只從公共點的個數(shù)來考慮分三種：相離、相切、相交，并且相離，相切

　　三、例題講解

　　投影片(24.3B)

　　兩個同樣大小的肥皂泡黏在一起，其剖面如圖所示(點O，O＇是圓心)，分隔兩個肥皂泡的肥皂膜PQ成一條直線，TP、NP分別為兩圓的切線，求TPN的大小．

　　分析：因為兩個圓大小相同，所以半徑OP＝O＇P＝OO＇，又TP、NP分別為兩圓的切線，所以PTOP，PNO＇P，即OPT＝O＇PN＝90，所以TPN等于36 0減去OPT＋O＇PN＋OPO＇即可．

　　解：∵OP＝OO＇＝PO＇，

　　△PO＇O是一個等邊三角形．

　　OPO＇＝60．

　　又∵TP與NP分別為兩圓的切線，

　　TPO ＝NPO＇＝90．

　　TPN＝360－290－60＝120．

　　四、想一想

　　如圖(1)，⊙O1與⊙O2外切，這個圖是軸對稱圖形嗎？如果是，它的對稱軸是什么？切點與對稱軸有什么位置關(guān)系？如果⊙O1與⊙O2內(nèi)切呢？〔如圖(2 )〕

　　[師]我們知道圓是軸對稱圖形，對稱軸是任一直徑所在的直線，兩個圓是否也組成一個軸對稱圖形呢？這就要看切點T是否在連接兩個圓心的直線上，下面我們用反證法來證明．反證法的步驟有三步：第一步是假設(shè)結(jié)論不成立；第二步是根據(jù)假設(shè)推出和已知條件或定理相矛盾的結(jié)論；第三步是證明假設(shè)錯誤，則原來的結(jié)論成立．

　　證明：假設(shè)切點T不在O1O2上．

　　因為圓是軸對稱圖形，所以T關(guān)于O1O2的對稱點T＇也是兩圓的公共點，這與已知條件⊙O1和⊙O2相切矛盾，因此假設(shè)不成立．

　　則T在O1O2上．

　　由此可知圖(1)是軸對稱圖形，對稱軸是兩圓的連心線，切點與對稱軸的位置關(guān)系是切點在對稱軸上．

　　在圖(2)中應(yīng)有同樣的結(jié)論．

　　通過上面的討論，我們可以得出結(jié)論：兩圓相內(nèi)切或外切時，兩圓的連心線一定經(jīng)過切點，圖(1)和圖(2)都是軸對稱圖形，對稱軸是它們的連心線．

　　五、議一議

　　投影片(24.3C)

　　設(shè)兩圓的半徑分別為R和r．

　　(1)當兩圓外切時，兩圓圓心之間的距離(簡稱圓心距)d與R和r具有怎樣的關(guān)系？反之當d與R和r滿足這一關(guān)系時，這兩個圓一定外切嗎？

　　(2)當兩圓內(nèi)切時(R＞r)，圓心距d與R和r具有怎樣的關(guān)系？反之，當d與R和r滿足這一關(guān)系時，這兩個圓一定內(nèi)切嗎？

　　[師]如圖，請大家互相交流．

　　[生]在圖(1)中，兩圓相外切，切點是A．因為切點A在連心線 O1O2上，所以O(shè)1O2＝O1A＋O2A＝R＋r，即d＝R＋r；反之，當d＝R＋r時，說明圓心距等于兩圓半徑之和，O1、A、O2在一條直線上，所以⊙O1與⊙O2只有一個交點A，即⊙O1與⊙O2外切．

　　在圖(2)中，⊙O1與⊙O2相內(nèi)切，切點是 B．因為切點B在連心線O1O2上，所以 O1O2＝O1B－O2B，即d＝R－r；反之，當d＝R－r時，圓心距等于兩半徑之差，即O1O2＝O1B－O2B，說明O1、O2、B在一條直線上，B既在⊙O1上，又在⊙O2上，所以⊙O1與⊙O2內(nèi)切．

　　[師]由此可知，當兩圓相外切時，有d＝R＋r，反過來，當d＝R＋r時，兩圓相外切，即兩圓相外切 d＝R＋r．

　　當兩圓相內(nèi)切時，有d＝R－r，反過來，當d＝R－r時，兩圓相內(nèi) 切，即兩圓相內(nèi)切 d＝R－r．

　　Ⅲ．課堂練習

　　隨堂練習

　　Ⅳ．課時小結(jié)

　　本節(jié)課學習了如下內(nèi)容：

　　1．探索圓和圓的五種位置關(guān)系；

　　2．討論在兩圓外切或內(nèi)切情況下，圖形的軸對稱性及對稱軸，以及切點和對稱軸的位置關(guān)系；

　　3．探討在兩圓外切或內(nèi)切時，圓心距d與R和r之間的關(guān)系．

　　Ⅴ．課后作業(yè) 習題24.3

　　Ⅵ．活動與探究

　　已知圖中各圓兩兩相切，⊙O的半徑為2R，⊙O1、⊙O2的半徑為R，求⊙O3的半徑．