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直线与圆的位置关系是解析几何中的重要内容。直线与圆可能有三种位置关系:相交、相切或相离。我们可以通过联立方程组,结合判别式的代数方法来准确判断这些位置关系。
判断直线与圆位置关系的代数方法包含五个基本步骤。首先联立直线方程和圆方程,然后消去一个变量得到一元二次方程,接着计算判别式。根据判别式的值来判断:当判别式大于零时相交,等于零时相切,小于零时相离。
现在我们来看一个具体的应用案例。判断直线 y 等于 x 加 1 与圆 x 平方加 y 平方等于 2 的位置关系。从图形上可以看出,这条直线与圆有两个交点,分别是负一零和零一。接下来我们用代数方法来验证这个结果。
现在我们详细计算这个案例。首先联立方程组:y 等于 x 加 1 和 x 平方加 y 平方等于 2。然后将第一个方程代入第二个方程,得到 x 平方加括号 x 加 1 括号的平方等于 2。展开并化简得到 2x 平方加 2x 减 1 等于 0。计算判别式:a 等于 2,b 等于 2,c 等于负 1,所以判别式等于 4 减 4 乘 2 乘负 1 等于 12。因为判别式大于 0,所以直线与圆相交。
通过联立方程结合判别式的代数方法,我们可以准确判断直线与圆的位置关系。这种方法具有准确性高、适用于所有情况、计算过程清晰等优点。在实际应用中,这种方法广泛用于工程设计、物理建模和计算机图形学等领域。掌握这种方法对解决相关问题具有重要意义。