• 尺规作图


    前言

    相关定义

    尺规作图(Compass-and-straightedge construction)是指用没有刻度的直尺和圆规作图。最基本,最常用的尺规作图,通常称基本作图。一些复杂的尺规作图都是由基本作图组成的。

    基本作图

    以下是最基本最常用的尺规作图,需要重点理解和掌握;

    1、作一条线段等于已知线段;

    2、作一个角等于已知角;

    3、作已知线段的垂直平分线;

    4、作已知角的角平分线;

    5、过一点作已知直线的垂线;

    经典操作

    九大经典操作,需要重点理解和掌握;

    (1)题目一:作一条线段等于已知线段。

    已知:如图,线段\(a\).

    求作:线段\(AB\),使\(AB\)=\(a\).

    作法:

    ①.作射线\(AP\)

    ②.在射线\(AP\)上截取\(AB=a\).

    则线段\(AB\)就是所求作的图形。

    (2)题目二:作已知线段的垂直平分线。

    已知:如图,线段\(MN\).

    求作:线段\(PQ\),使\(PQ\perp MN\)\(PQ\)平分线段\(MN\).

    作法:

    ①. 分别以\(M\)\(N\)为圆心,大于\(\cfrac{1}{2}MN\)的相同线段为半径画弧,两弧相交于\(P\)\(Q\)

    ②. 连接\(PQ\)\(MN\)\(O\)

    则线段\(PQ\)就是所求作的\(MN\)的垂直平分线。

    (3)题目三:作已知角的角平分线。

    已知:如图,已知\(\angle AOB\)

    求作:射线\(OP\),使\(\angle AOP=\angle BOP\),(即\(OP\)平分\(\angle AOB\))。

    作法:①.②.③.④.⑤.

    ①.以\(O\)为圆心,任意长度为半径画弧,分别交\(OA\)\(OB\)\(M\)\(N\)

    ②.分别以\(M\)\(N\)为圆心,大于\(\cfrac{1}{2}MN\)的线段长为半径画弧,两弧交\(\angle AOB\)内于\(P\)

    ③.作射线\(OP\)

    则射线\(OP\)就是\(\angle AOB\)的角平分线。

    (4)题目四:作一个角等于已知角。

    已知:如图,已知\(\angle AOB\)

    求作:\(\angle A'O'B'\),使得\(\angle AOB=\angle A'O'B'\)

    作法:

    ①.作射线\(O'A'\)

    ②.以\(O\)为圆心,任意长度为半径画弧,交\(OA\)\(M\),交\(OB\)\(N\)

    ③.以\(O'\)为圆心,以\(OM\)的长为半径画弧,交\(O'A'\)\(M'\)

    ④.以\(M'\)为圆心,以\(MN\)的长为半径画弧,交前弧于\(N'\)

    ⑤.连接\(O'N'\)并延长到\(B'\)

    \(\angle A'O'B'\)就是所求作的角。

    (5)题目五:经过直线上一点做已知直线的垂线。

    已知:如图,\(P\)是直线\(AB\)上一点。

    求作:直线\(CD\),使得\(CD\)经过点\(P\),且\(CD\perp AB\)

    作法:

    ①.以\(P\)为圆心,任意长为半径画弧,交\(AB\)\(M\)\(N\)

    ②.分别以\(M\)\(N\)为圆心,大于\(\cfrac{1}{2}MN\)的长为半径画弧,两弧交于点\(Q\)

    ③.过\(D\)\(Q\)作直线\(CD\)

    则直线\(CD\)是求作的直线。

    (6)题目六:经过直线外一点作已知直线的垂线

    已知:如图,直线\(AB\)及直线外一点\(P\)

    求作:直线\(CD\),使\(CD\)经过点\(P\),且\(CD\perp AB\)

    作法:

    ①.以\(P\)为圆心,以大于点\(P\)到直线\(AB\)的距离为半径画弧,交\(AB\)\(M\)\(N\)

    ②.分别以\(M\)\(N\)圆心,大于\(\cfrac{1}{2}MN\)的长为半径画弧,两弧交于点\(Q\)

    ③.过\(P\)\(Q\)作直线\(CD\)

    则直线\(CD\)就是所求作的直线。

    (7)题目七:已知三边作三角形。

    已知:如图,线段\(a\)\(b\)\(c\).

    求作:\(\triangle ABC\),使\(AB=c\)\(AC=b\)\(BC=a\).

    作法:

    ①.作线段\(AB=c\)

    ②.以\(A\)为圆心,以\(b\)为半径作弧,以\(B\)为圆心,以\(a\)为半径作弧与前弧相交于\(C\)

    ③.连接\(AC\)\(BC\)

    \(\triangle ABC\)就是所求作的三角形。

    (8)题目八:已知两边及夹角作三角形。

    已知:如图,线段\(m\)\(n\), \(\angle\alpha\).

    求作:\(\triangle ABC\),使\(\angle A=\angle\alpha\)\(AB=m\)\(AC=n\).

    作法:

    ①.作\(\angle A=\angle\alpha\)

    ②.在\(AB\)上截取\(AB=m\)\(AC=n\)

    ③.连接\(BC\)

    \(\triangle ABC\)就是所求作的三角形。

    (9)题目九:已知两角及夹边作三角形。

    已知:如图,\(\angle\alpha\)\(\angle\beta\),线段\(m\).

    求作:\(\triangle ABC\),使\(\angle A=\angle\alpha\)\(\angle B=\angle\beta\)\(AB=m\).

    作法:

    ①.作线段\(AB=m\)

    ②.在\(AB\)的同旁作\(\angle A=\angle\alpha\),作\(\angle B=\angle\beta\)\(\angle A\)\(\angle B\)的另一边相交于\(C\)

    \(\triangle ABC\)就是所求作的三角形。

    典例剖析

    如图:107国道\(OA\)和320国道\(OB\)在某市相交于点\(O\),在\(\angle AOB\)的内部有工厂\(C\)\(D\),现要修建一个货站\(P\),使\(P\)\(OA\)\(OB\)的距离相等且\(PC\)\(=\)\(PD\),用尺规作出货站\(P\)的位置(不写作法,保留作图痕迹:写出结论).

    分析:本题目就是求作\(\angle AOB\)的角平分线和线段\(CD\)的垂直平分线的交点;

    三条公路两两相交,交点分别为\(A\)\(B\)\(C\),现计划建一个加油站,要求到三条公路的距离相等,问滿足要求的加油站地址有几种情况?

    分析:本题目就是求作内角的角平分线的交点(或三角形的内心)和外角的角平分线的交点;

    由于\(\triangle ABC\)内角平分线的交点到三角形三边的距离相等,则\(\triangle ABC\)内角平分线的交点满足条件;

    如图:点\(P\)\(\triangle ABC\)两条外角平分线的交点,过点\(P\)\(PE⊥AB\)\(PD⊥BC\)\(PF⊥AC\)

    由于\(PE=PF\)\(PF=PD\),则有\(PE\)\(=\)\(PF\)\(=\)\(PD\)

    所以点\(P\)\(\triangle ABC\)的三边的距离相等,

    所以\(\triangle ABC\)两条外角平分线的交点到其三边的距离也相等,满足这条件的点有\(3\)个;

    综上,到三条公路的距离相等的点有\(4\)个,故可供选择的地址有\(4\)个.

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/mathsonline/p/13946761.html
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