尺规作图专题详尽归纳
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八上数学教师辅导讲义学员编号:年级:新初二课时数:学员姓名:辅导科目:数学学科教师:赵老师课题尺规作图授课日期及时段教学目的教学内容一、知识梳理(一)尺规作图的定义:尺规作图是指用没有刻度的直尺和圆规作图。
(二)五种基本作图:1、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 . 訂〈己知)作法:A 1H p①作射线AP;:作线段等干记知线段)②在射线AP上截取AB=a .则线段AB就是所求作的图形。
2、作一个角等于已知角;3、作已知线段的垂直平分线;已知:如图,线段MN.求作:点O,使MO=NQ即0是MN的中点)作法:完美WORD 格式.整理①分别以M N为圆心,大于1/2MN的相同线段为半径画弧,两弧相交于P, Q;②连接PQ交MN于O.则点O就是所求作的MN的中点。
(试问:PQ与MN有何关系?)4、作已知角的角平分线;已知:如图,/ AOB求作:射线OP,使/ AOP=Z BOP (即卩OP平分/ AOB 。
作法:①以O为圆心,任意长度为半径画弧,分别交OA OB于M N;②分别以M N为圆心,大于1/2MN的相同线段为半径画弧,两弧交/ AOB内于P;③作射线OP则射线OP就是/ AOB的角平分线。
5、过一点作已知直线的垂线;①以已知点为圆心,以任意长为半径作弧,交直线于②分别以A、B为圆心,以大于1/2AB长为半径分别作弧,两弧分别交于点M点N;③连接MN则直线MN为所求作的直线。
6、过直线外一点作直线的平行线(三)尺规作图拓展(1)已知三边作三角形。
已知:如图,线段a, b, c.求作:△ ABC 使AB = c , AC = b , BC = a.作法:(作线段的中点)(作角平分线)B两点;--------------------- b(巳知)(已知三边作三凭形)作线段AB = c ;以A 为圆心b 为半径作弧,以 B 为圆心 为半径作弧与前弧相交于 C ;连接AC, BG则厶ABC 就是所求作的三角形。
尺规作图知识归纳+真题解析【知识归纳】一)尺规作图1.定义只用没有刻度的和作图叫做尺规作图.2.步骤①根据给出的条件和求作的图形,写出已知和求作部分;②分析作图的方法和过程;③用直尺和圆规进行作图;④写出作法步骤,即作法.二)五种基本作图1.作一条线段等于已知线段;2.作一个角等于已知角;3.作已知角的平分线;4.过一点作已知直线的垂线;5.作已知线段的垂直平分线.三)基本作图的应用1.利用基本作图作三角形(1)已知三边作三角形;(2)已知两边及其夹角作三角形;(3)已知两角及其夹边作三角形;(4)已知底边及底边上的高作等腰三角形;(5)已知一直角边和斜边作直角三角形.2.与圆有关的尺规作图(1)过不在同一直线上的三点作圆(即三角形的外接圆).(2)作三角形的内切圆.【知识归纳答案】一)尺规作图1.定义只用没有刻度的直尺和圆规作图叫做尺规作图.2.步骤①根据给出的条件和求作的图形,写出已知和求作部分;②分析作图的方法和过程;③用直尺和圆规进行作图;④写出作法步骤,即作法.二)五种基本作图1.作一条线段等于已知线段;2.作一个角等于已知角;3.作已知角的平分线;4.过一点作已知直线的垂线;5.作已知线段的垂直平分线.三)基本作图的应用1.利用基本作图作三角形(1)已知三边作三角形;(2)已知两边及其夹角作三角形;(3)已知两角及其夹边作三角形;(4)已知底边及底边上的高作等腰三角形;(5)已知一直角边和斜边作直角三角形.2.与圆有关的尺规作图(1)过不在同一直线上的三点作圆(即三角形的外接圆).(2)作三角形的内切圆.真题解析一.选择题(共8小题)1.如图,在▱ABCD中,用直尺和圆规作∠BAD的平分线AG,若AD=5,DE=6,则AG的长是()A.6 B.8 C.10 D.12【考点】N2:作图—基本作图;L5:平行四边形的性质.【分析】连接EG,由作图可知AD=AE,根据等腰三角形的性质可知AG是DE的垂直平分线,由平行四边形的性质可得出CD∥AB,故可得出∠2=∠3,据此可知AD=DG,由等腰三角形的性质可知OA=AG,利用勾股定理求出OA的长即可.【解答】解:连接EG,∵由作图可知AD=AE,AG是∠BAD的平分线,∴∠1=∠2,∴AG⊥DE,OD=DE=3.∵四边形ABCD是平行四边形,∴CD∥AB,∴∠2=∠3,∴∠1=∠3,∴AD=DG.∵AG⊥DE,∴OA=AG.在Rt△AOD中,OA===4,∴AG=2AO=8.故选B.2.如图,在△AEF中,尺规作图如下:分别以点E,点F为圆心,大于EF的长为半径作弧,两弧相交于G,H两点,作直线GH,交EF于点O,连接AO,则下列结论正确的是()A.AO平分∠EAF B.AO垂直平分EF C.GH垂直平分EF D.GH平分AF【考点】N2:作图—基本作图;KG:线段垂直平分线的性质.【分析】直接根据线段垂直平分线的作法即可得出结论.【解答】解:由题意可得,GH垂直平分线段EF.故选C.3.如图,已知线段AB,分别以A、B为圆心,大于AB为半径作弧,连接弧的交点得到直线l,在直线l上取一点C,使得∠CAB=25°,延长AC至M,求∠BCM的度数为()A.40°B.50°C.60°D.70°【考点】N2:作图—基本作图;KG:线段垂直平分线的性质.【分析】根据作法可知直线l是线段AB的垂直平分线,故可得出AC=BC,再由三角形外角的性质即可得出结论.【解答】解:∵由作法可知直线l是线段AB的垂直平分线,∴AC=BC,∴∠CAB=∠CBA=25°,∴∠BCM=∠CAB+∠CBA=25°+25°=50°.故选B.4.下列四种基本尺规作图分别表示:①作一个角等于已知角;②作一个角的平分线;③作一条线段的垂直平分线;④过直线外一点P作已知直线的垂线,则对应选项中作法错误的是()A.①B.②C.③D.④【考点】N2:作图—基本作图.【分析】利用作一个角等于已知角;作一个角的平分线;作一条线段的垂直平分线;过直线外一点P 作已知直线的垂线的作法进而判断得出答案.【解答】解:①作一个角等于已知角的方法正确;②作一个角的平分线的作法正确;③作一条线段的垂直平分线缺少另一个交点,作法错误;④过直线外一点P作已知直线的垂线的作法正确.故选:C.5.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=4,以点C为圆心,CB长为半径作弧,交AB于点D;再分别以点B和点D为圆心,大于BD的长为半径作弧,两弧相交于点E,作射线CE交AB于点F,则AF的长为()A.5 B.6 C.7 D.8【考点】N2:作图—基本作图;KO:含30度角的直角三角形.【分析】连接CD,根据在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=4可知AB=2BC=8,再由作法可知BC=CD=4,CE是线段BD的垂直平分线,故CD是斜边AB的中线,据此可得出BD的长,进而可得出结论.【解答】解:连接CD,∵在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=4,∴AB=2BC=8.∵作法可知BC=CD=4,CE是线段BD的垂直平分线,∴CD是斜边AB的中线,∴BD=AD=4,∴BF=DF=2,∴AF=AD+DF=4+2=6.故选B.6.如图,用尺规作图作∠AOC=∠AOB的第一步是以点O为圆心,以任意长为半径画弧①,分别交OA、OB于点E、F,那么第二步的作图痕迹②的作法是()A.以点F为圆心,OE长为半径画弧B.以点F为圆心,EF长为半径画弧C.以点E为圆心,OE长为半径画弧D.以点E为圆心,EF长为半径画弧【考点】N2:作图—基本作图.【分析】根据作一个角等于一直角的作法即可得出结论.【解答】解:用尺规作图作∠AOC=∠AOB的第一步是以点O为圆心,以任意长为半径画弧①,分别交OA、OB于点E、F,第二步的作图痕迹②的作法是以点E为圆心,EF长为半径画弧.故选D.学科网7.如图,已知钝角△ABC,依下列步骤尺规作图,并保留作图痕迹.步骤1:以C为圆心,CA为半径画弧①;步骤2:以B为圆心,BA为半径画弧②,交弧①于点D;步骤3:连接AD,交BC延长线于点H.下列叙述正确的是()A.BH垂直平分线段AD B.AC平分∠BADC.S△ABC=BC•AH D.AB=AD【考点】N2:作图—基本作图;KG:线段垂直平分线的性质.【分析】根据已知条件可知直线BC是线段AD的垂直平分线,由此一一判定即可.【解答】解:A、正确.如图连接CD、BD,∵CA=CD,BA=BD,∴点C、点B在线段AD的垂直平分线上,∴直线BC是线段AD的垂直平分线,故A正确.B、错误.CA不一定平分∠BDA.C、错误.应该是S△ABC=•BC•AH.D、错误.根据条件AB不一定等于AD.故选A.8.下列尺规作图,能判断AD是△ABC边上的高是()A.B.C.D.【考点】N2:作图—基本作图.【分析】过点A作BC的垂线,垂足为D,则AD即为所求.【解答】解:过点A作BC的垂线,垂足为D,故选B.学科网二.填空题(共5小题)9.如图,在平行四边形ABCD中,按以下步骤作图:①以A为圆心,任意长为半径作弧,分别交AB,AD于点M,N;②分别以M,N为圆心,以大于MN的长为半径作弧,两弧相交于点P;③作AP 射线,交边CD于点Q,若DQ=2QC,BC=3,则平行四边形ABCD周长为15.【考点】N2:作图—基本作图;L5:平行四边形的性质.【分析】根据角平分线的性质可知∠DAQ=∠BAQ,再由平行四边形的性质得出CD∥AB,BC=AD=3,∠BAQ=∠DQA,故可得出△AQD是等腰三角形,据此可得出DQ=AD,进而可得出结论.【解答】解:∵由题意可知,AQ是∠DAB的平分线,∴∠DAQ=∠BAQ.∵四边形ABCD是平行四边形,∴CD∥AB,BC=AD=3,∠BAQ=∠DQA,∴∠DAQ=∠DQA,∴△AQD是等腰三角形,∴DQ=AD=3.∵DQ=2QC,∴QC=DQ=,∴CD=DQ+CQ=3+=,∴平行四边形ABCD周长=2(DC+AD)=2×(+3)=15.故答案为:15.10.如图所示,已知∠AOB=40°,现按照以下步骤作图:①在OA,OB上分别截取线段OD,OE,使OD=OE;②分别以D,E为圆心,以大于DE的长为半径画弧,在∠AOB内两弧交于点C;③作射线OC.则∠AOC的大小为20°.【考点】N2:作图—基本作图.【分析】直接根据角平分线的作法即可得出结论.【解答】解:∵由作法可知,OC是∠AOB的平分线,∴∠AOC=∠AOB=20°.故答案为:20°.11.如图,依据尺规作图的痕迹,计算∠α=56°.【考点】N2:作图—基本作图.【分析】先根据矩形的性质得出AD∥BC,故可得出∠DAC的度数,由角平分线的定义求出∠EAF的度数,再由EF是线段AC的垂直平分线得出∠AEF的度数,根据三角形内角和定理得出∠AFE的度数,进而可得出结论.【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠DAC=∠ACB=68°.∵由作法可知,AF是∠DAC的平分线,∴∠EAF=∠DAC=34°.∵由作法可知,EF是线段AC的垂直平分线,∴∠AEF=90°,∴∠AFE=90°﹣34°=56°,∴∠α=56°.故答案为:56.学科网12.如图,在平面直角坐标系中,以O为圆心,适当长为半径画弧,交x轴于点M,交y轴于点N,再分别以点M,N为圆心,大于MN的长为半径画弧,两弧在第二象限内交于点P(a,b),则a与b的数量关系是a+b=0.【考点】N2:作图—基本作图;D5:坐标与图形性质;J5:点到直线的距离.【分析】根据作图方法可得点P在第二象限的角平分线上,根据角平分线的性质和第二象限内点的坐标符号,可得a与b的数量关系为互为相反数.【解答】解:根据作图方法可得,点P在第二象限角平分线上,∴点P到x轴、y轴的距离相等,即|b|=|a|,又∵点P(a,b)第二象限内,∴b=﹣a,即a+b=0,故答案为:a+b=0.13.图1是“作已知直角三角形的外接圆”的尺规作图过程已知:Rt△ABC,∠C=90°,求作Rt△ABC的外接圆.作法:如图2.(1)分别以点A和点B为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于P,Q两点;(2)作直线PQ,交AB于点O;(3)以O为圆心,OA为半径作⊙O.⊙O即为所求作的圆.请回答:该尺规作图的依据是到线段两端点的距离相等的点在这条线段的垂直平分线上;两点确定一条直线;90°的圆周角所对的弦是直径;圆的定义..【考点】N3:作图—复杂作图;MA:三角形的外接圆与外心.【分析】由于90°的圆周角所对的弦是直径,所以Rt△ABC的外接圆的圆心为AB的中点,然后作AB 的中垂线得到圆心后即可得到Rt△ABC的外接圆.【解答】解:该尺规作图的依据是到线段两端点的距离相等的点在这条线段的垂直平分线上;90°的圆周角所对的弦是直径.故答案为到线段两端点的距离相等的点在这条线段的垂直平分线上;两点确定一直线;90°的圆周角所对的弦是直径;圆的定义.三.解答题(共8小题)14.如图,△ABC中,∠ACB>∠ABC.(1)用直尺和圆规在∠ACB的内部作射线CM,使∠ACM=∠ABC(不要求写作法,保留作图痕迹);(2)若(1)中的射线CM交AB于点D,AB=9,AC=6,求AD的长.【考点】N2:作图—基本作图;S9:相似三角形的判定与性质.【分析】(1)根据尺规作图的方法,以AC为一边,在∠ACB的内部作∠ACM=∠ABC即可;(2)根据△ACD与△ABC相似,运用相似三角形的对应边成比例进行计算即可.【解答】解:(1)如图所示,射线CM即为所求;(2)∵∠ACD=∠ABC,∠CAD=∠BAC,∴△ACD∽△ABC,∴=,即=,∴AD=4.15.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,∠A=30°,AC=2.(1)利用尺规作线段AC的垂直平分线DE,垂足为E,交AB于点D,(保留作图痕迹,不写作法)(2)若△ADE的周长为a,先化简T=(a+1)2﹣a(a﹣1),再求T的值.【考点】N2:作图—基本作图;KO:含30度角的直角三角形.【分析】(1)根据作已知线段的垂直平分线的方法,即可得到线段AC的垂直平分线DE;(2)根据Rt△ADE中,∠A=30°,AE=,即可求得a的值,最后化简T=(a+1)2﹣a(a﹣1),再求T的值.【解答】解:(1)如图所示,DE即为所求;(2)由题可得,AE=AC=,∠A=30°,∴Rt△ADE中,DE=AD,设DE=x,则AD=2x,∴Rt△ADE中,x2+()2=(2x)2,解得x=1,∴△ADE的周长a=1+2+=3+,∵T=(a+1)2﹣a(a﹣1)=3a+1,∴当a=3+时,T=3(3+)+1=10+3.16.如图,已知△ABC,请用圆规和直尺作出△ABC的一条中位线EF(不写作法,保留作图痕迹).【考点】N3:作图—复杂作图;KX:三角形中位线定理.【分析】作线段AB的垂直平分线得到AB的中点E,作AC的垂直平分线得到线段AC的中点F.线段EF即为所求.【解答】解:如图,△ABC的一条中位线EF如图所示,方法:作线段AB的垂直平分线得到AB的中点E,作AC的垂直平分线得到线段AC的中点F.线段EF即为所求.17.如图,已知△ABC,∠B=40°.(1)在图中,用尺规作出△ABC的内切圆O,并标出⊙O与边AB,BC,AC的切点D,E,F(保留痕迹,不必写作法);(2)连接EF,DF,求∠EFD的度数.【考点】N3:作图—复杂作图;MI:三角形的内切圆与内心.【分析】(1)直接利用基本作图即可得出结论;(2)利用四边形的性质,三角形的内切圆的性质即可得出结论.【解答】解:(1)如图1,⊙O即为所求.(2)如图2,连接OD,OE,∴OD⊥AB,OE⊥BC,∴∠ODB=∠OEB=90°,∵∠B=40°,∴∠DOE=140°,∴∠EFD=70°.18.在数学课本上,同学们已经探究过“经过已知直线外一点作这条直线的垂线“的尺规作图过程:已知:直线l和l外一点P求作:直线l的垂线,使它经过点P.作法:如图:(1)在直线l上任取两点A、B;(2)分别以点A、B为圆心,AP,BP长为半径画弧,两弧相交于点Q;(3)作直线PQ.参考以上材料作图的方法,解决以下问题:(1)以上材料作图的依据是:线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等(3)已知,直线l和l外一点P,求作:⊙P,使它与直线l相切.(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹,并把作图痕迹用黑色签字笔描黑)【考点】N3:作图—复杂作图;MD:切线的判定.【分析】(1)根据线段垂直平分线的性质,可得答案;(2)根据线段垂直平分线的性质,切线的性质,可得答案.【解答】解:(1)以上材料作图的依据是:线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,故答案为:线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等;(2)如图.19.“直角”在初中几何学习中无处不在.如图,已知∠AOB,请仿照小丽的方式,再用两种不同的方法判断∠AOB是否为直角(仅限用直尺和圆规).【考点】N3:作图—复杂作图;KS:勾股定理的逆定理;M5:圆周角定理.【分析】(1)根据勾股定理的逆定理,可得答案;(2)根据圆周角定理,可得答案.【解答】解:(1)如图1,在OA,OB上分别,截取OC=4,OD=3,若CD的长为5,则∠AOB=90°(2)如图2,在OA,OB上分别取点C,D,以CD为直径画圆,若点O在圆上,则∠AOB=90°.20.如图,已知正七边形ABCDEFG,请仅用无刻度的直尺,分别按下列要求画图.(1)在图1中,画出一个以AB为边的平行四边形;(2)在图2中,画出一个以AF为边的菱形.【考点】N3:作图—复杂作图;L5:平行四边形的性质;L8:菱形的性质.【分析】(1)连接AF、BE、CG,CG交AF于M,交BE于N.四边形ABNM是平行四边形.(2)连接AF、DF,延长DC交AB的延长线于M,四边形AFDM是菱形.【解答】解:(1)连接AF、BE、CG,CG交AF于M,交BE于N.四边形ABNM是平行四边形.(2)连接AF、DF,∠延长DC交AB的延长线于M,四边形AFDM是菱形.21.图①、图②、图③都是由边长为1的小等边三角形构成的网格,每个小等边三角形的顶点称为格点.线段AB的端点在格点上.(1)在图①、图2中,以AB为边各画一个等腰三角形,且第三个顶点在格点上;(所画图形不全等)(2)在图③中,以AB为边画一个平行四边形,且另外两个顶点在格点上.【考点】N4:作图—应用与设计作图;KI:等腰三角形的判定;KK:等边三角形的性质;L6:平行四边形的判定.【分析】(1)根据等腰三角形的定义作图可得;(2)根据平行四边形的判定作图可得.【解答】解:(1)如图①、②所示,△ABC和△ABD即为所求;(2)如图③所示,▱ABCD即为所求.。
专题13 尺规作图1. 尺规作图是指用没有刻度的直尺和圆规作图.只使用圆规和直尺,并且只准许使用有限次,来解决不同的平面几何作图题.2. 基本要求它使用的直尺和圆规带有想像性质,跟现实中的并非完全相同.①直尺必须没有刻度,无限长,且只能使用直尺的固定一侧.只可以用它来将两个点连在一起,不可以在上画刻度.②圆规可以开至无限宽,但上面亦不能有刻度.它只可以拉开成你之前构造过的长度3. 基本作图有:(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.具体步骤:①以线段两个端点为圆心,大于线段长度的一半为半径画圆弧,两圆弧在线段的两侧别分交于M 、N 。
如图①②连接MN ,过MN 的直线即为线段的垂直平分线。
如图②(4)作已知角的角平分线.具体步骤:①以角的顶点O 为圆心,一定长度为半径画圆弧,圆弧与角的两边分别交于两点M 、N 。
如图①。
②分别以点M 与点N 为圆心,大于MN 长度的一半为半径画圆弧,两圆弧交于点P 。
如图②。
③连接OP ,OP 即为角的平分线。
(5)过一点作已知直线的垂线.4. 复杂作图:复杂作图是在五种基本作图的基础上进行作图,一般是结合了几何图形的性质和基本作图方法.解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作。
5. 设计作图:应用与设计作图主要把简单作图放入实际问题中.首先要理解题意,弄清问题中对所作图形的要求,结合对应几何图形的性质和基本作图的方法作图。
1.尺规作图(保留作图痕迹,不要求写出作法):如图,已知线段m,n.求作△ABC,使∠A=90°,AB=m,BC=n.【分析】先在直线l上取点A,过A点作AD⊥l,再在直线l上截取AB=m,然后以B点为圆心,n为半径画弧交AD于C,则△ABC满足条件.【解答】解:如图,△ABC为所作.2.如图,在△ABC中,AB=AC,BD是△ABC的角平分线.(1)作∠ACB的角平分线,交AB于点E(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);(2)求证:AD=AE.【分析】(1)按照角平分线的作图步骤作图即可.(2)证明△ACE≌△ABD,即可得出AD=AE.【解答】(1)解:如图所示.(2)证明:∵AB=AC,∴∠ABC=∠ACB,∵BD是∠ABC的角平分线,CE是∠ABC的角平分线,∴∠ABD=∠ACE,∵AB=AC,∠A=∠A,∴△ACE≌△ABD(ASA),∴AD=AE.3.如图,已知线段AC和线段a.(1)用直尺和圆规按下列要求作图.(请保留作图痕迹,并标明相应的字母,不写作法)①作线段AC的垂直平分线l,交线段AC于点O;②以线段AC为对角线,作矩形ABCD,使得AB=a,并且点B在线段AC的上方.(2)当AC=4,a=21ABCD的面积.【分析】(1)①按照线段垂直平分线的作图步骤作图即可.②以点O为圆心,OA的长为半径画弧,再以点A为圆心,线段a的长为半径画弧,两弧在线段AC上方交于点B,同理,以点O为圆心,OC的长为半径画弧,再以点C为圆心,线段a的长为半径画弧,两弧在线段AC下方交于点D,连接AD,CD,AB,BC,即可得矩形ABCD.(2)利用勾股定理求出BC,再利用矩形的面积公式求解即可.【解答】解:(1)①如图,直线l即为所求.②如图,矩形ABCD即为所求.(2)∵四边形ABCD为矩形,∴∠ABC=90°,∵a=2,∴AB=CD=2,∴BC=AD===,∴矩形ABCD的面积为AB•BC=2×=.4.如图,四边形ABCD中,AB∥DC,AB=BC,AD⊥DC于点D.(1)用尺规作∠ABC的角平分线,交CD于点E;(不写作法,保留作图痕迹)(2)连接AE.求证:四边形ABCE是菱形.【分析】(1)根据角平分线的作图步骤作图即可.(2)由角平分线的定义和平行四边形的判定定理,可得四边形ABCE为平行四边形,再结合AB=BC,可证得四边形ABCE为菱形.【解答】(1)解:如图所示.(2)证明:∵BE是∠ABC的角平分线,∴∠ABE=∠CBE,∵AB∥CD,∴∠ABE=∠BEC,∴∠CBE=∠BEC,∴BC=EC,∵AB=BC,∴AB=EC,∴四边形ABCE为平行四边形,∵AB=BC,∴四边形ABCE为菱形.5.如图,在4×4的方格纸中,点A,B在格点上.请按要求画出格点线段(线段的端点在格点上),并写出结论.(1)在图1中画一条线段垂直AB.(2)在图2中画一条线段平分AB.【分析】(1)利用数形结合的思想作出图形即可;(2【解答】解:(1)如图1中,线段EF即为所求(答案不唯一);(2)如图2中,线段EF即为所求(答案不唯一).6.“水城河畔,樱花绽放,凉都宫中,书画成风”的风景,引来市民和游客争相“打卡”留念.已知水城河与南环路之间的某路段平行宽度为200米,为避免交通拥堵,请在水城河与南环路之间设计一条停车带,使得每个停车位到水城河与到凉都宫点F的距离相等.(1)利用尺规作出凉都宫到水城河的距离(保留作图痕迹,不写作法);(2)在图中格点处标出三个符合条件的停车位P1,P2,P3;(3)建立平面直角坐标系,设M(0,2),N(2,0),停车位P(x,y),请写出y与x之间的关系式,在图中画出停车带,并判断点P(4,﹣4)是否在停车带上.【分析】(1)利用过直线外一点作垂线的方法作图即可;(2)根据停车位到水城河与到凉都宫点F的距离相等,可得点P1,P2,P3;(3)根据停车位P(x,y)到点F(0,﹣1)和直线y=1的距离相等,得1﹣y=,从而解决问题.【解答】解:(1)如图,线段FA的长即为所求;(2)如图,点P1,P2,P3即为所求;(3)∵停车位P(x,y)到点F(0,﹣1)和直线y=1的距离相等,∴1﹣y=,化简得y=﹣,当x=4时,y=﹣4,∴点P(4,﹣4)在停车带上.7.图①、图②、图③均是5×5的正方形网格,每个小正方形的边长均为1,其顶点称为格点,△ABC的顶点均在格点上.只用无刻度的直尺,在给定的网格中,按下列要求作图,保留作图痕迹.(1)网格中△ABC的形状是 ;(2)在图①中确定一点D,连结DB、DC,使△DBC与△ABC全等;(3)在图②中△ABC的边BC上确定一点E,连结AE,使△ABE∽△CBA;(4)在图③中△ABC的边AB上确定一点P,在边BC上确定一点Q,连结PQ,使△PBQ∽△ABC,且相似比为1:2.【分析】(1)利用勾股定理的逆定理证明即可;(2(3)根据相似三角形的判定作出图形即可;(4)作出AB,BC的中点P,Q即可.【解答】解:(1)∵AC==,AB==2,BC=5,∴AC2+AB2=BC2,∴∠BAC=90°,∴△ABC是直角三角形;故答案为:直角三角形;(2)如图①中,点D,点D′,点D″即为所求;(3)如图②中,点E即为所求;(4)如图③,点P,点Q即为所求.8.如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠ABC=45°.(1)请用尺规作出⊙O的切线AD(保留作图痕迹,不写作法);(2)在(1)的条件下,若AB与切线AD所夹的锐角为75°,⊙O的半径为2,求BC的长.【分析】(1)过点A作AD⊥AO即可;(2)连接OB,OC.证明∠=75°,利用三角形内角和定理求出∠CAB,推出∠BOC=120°,求出CH可得结论.【解答】解:(1)如图,切线AD即为所求;(2)过点O作OH⊥BC于H,连接OB,OC.∵AD是切线,∴OA⊥AD,∴∠OAD =90°,∵∠DAB =75°,∴∠OAB =15°,∵OA =OB ,∴∠OAB =∠OBA =15°,∴∠BOA =150°,∴∠BCA =∠AOB =75°,∵∠ABC =45°,∴∠BAC =180°﹣45°﹣75°=60°,∴∠BOC =2∠BAC =120°,∵OB =OC =2,∴∠BCO =∠CBO =30°,∵OH ⊥BC ,∴CH =BH =OC •cos30°=,∴BC =2.9.如图,在△ABC 中,AD 是△ABC 的角平分线,分别以点A ,D 为圆心,大于21AD 的长为半径作弧,两弧交于点M ,N ,作直线MN AB ,AD ,AC 于点E ,O ,F ,连接DE ,DF .(1)由作图可知,直线MN 是线段AD 的 .(2)求证:四边形AEDF 是菱形.【分析】(1)根据作法得到MN 是线段AD 的垂直平分线;(2)根据垂直平分线的性质则AF =DF ,AE =DE ,进而得出DF ∥AB ,同理DE ∥AF ,于是可判断四边形AEDF 是平行四边形,加上FA =FD ,则可判断四边形AEDF 为菱形.【解答】(1)解:根据作法可知:MN 是线段AD 的垂直平分线;故答案为:垂直平分线;(2)证明:∵MN 是AD 的垂直平分线,∴AF=DF,AE=DE,∴∠FAD=∠FDA,∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠CAD,∴∠FDA=∠BAD,∴DF∥AB,同理DE∥AF,∴四边形AEDF是平行四边形,∵FA=FD,∴四边形AEDF为菱形.10.如图,已知Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=8,BC=5.(1)作BC的垂直平分线,分别交AB、BC于点D、H;(2)在(1)的条件下,连接CD,求△BCD的周长.【分析】(1)利用基本作图,作BC的垂直平分线即可;(2)根据线段垂直平分线的性质得到DC=DB,则利用等角的余角相等得到∠A=∠DCA,则DC=DA,然后利用等线段代换得到△BCD的周长=AB+BC.【解答】解:(1)如图,DH为所作;(2)∵DH垂直平分BC,∴DC=DB,∴∠B=∠DCB,∵∠B+∠A=90°,∠DCB+∠DCA=90°,∴∠A=∠DCA,∴DC=DA,∴△BCD的周长=DC+DB+BC=DA+DB+BC=AB+BC=8+5=13.11.已知:△ABC.(1)尺规作图:用直尺和圆规作出△ABC内切圆的圆心O.(只保留作图痕迹,不写作法和证明)(2)如果△ABC的周长为14cm,内切圆的半径为1.3cm,求△ABC的面积.【分析】(1)作∠ABC,∠ACB的角平分线交于点O,点O即为所求;(2)△ABC的面积=(a+b+c)•r计算即可.【解答】解:(1)如图,点O即为所求;(2)由题意,△ABC的面积=×14×1.3=9.1(cm2).12.已知四边形ABCD为矩形,点E是边AD的中点,请仅用无刻度的直尺完成下列作图,不写作法,保留作图痕迹.(1)在图1中作出矩形ABCD的对称轴m,使m∥AB;(2)在图2中作出矩形ABCD的对称轴n,使n∥AD.【分析】(1)如图1中,连接,BD交于点O,作直线OE即可;(2)如图2中,同法作出点O,连接BE交AC于点T,连接DT,延长TD交AB于点R,作直线OR即可.【解答】解:(1)如图1中,直线m即为所求;(2)如图2中,直线n即为所求;13.如图,在10×10的正方形网格中,小正方形的顶点称为格点,顶点均在格点上的图形称为格点图形,图中△ABC为格点三角形.请按要求作图,不需证明.(1)在图1中,作出与△ABC全等的所有格点三角形,要求所作格点三角形与△ABC有一条公共边,且不与△ABC重叠;(2)在图2中,作出以BC为对角线的所有格点菱形.【分析】(1)根据全等三角形的判定画出图形即可;(2)根据菱形的定义画出图形即可.【解答】解:(1)如图1中,△ABD1,△ABD2,△ACD3,△ACD4,△CBD5即为所求;(2)如图2中,菱形ABDC,菱形BECF即为所求.14.【问题提出】如何用圆规和无刻度的直尺作一条直线或圆弧平分已知扇形的面积?【初步尝试】如图1,已知扇形OAB,请你用圆规和无刻度的直尺过圆心O作一条直线,使扇形的面积被这条直线平分;【问题联想】如图2,已知线段MN,请你用圆规和无刻度的直尺作一个以MN为斜边的等腰直角三角形MNP;【问题再解】如图3,已知扇形OAB,请你用圆规和无刻度的直尺作一条以点O为圆心的圆弧,使扇形的面积被这条圆弧平分.(友情提醒:以上作图均不写作法,但需保留作图痕迹)【分析】【初步尝试】如图1,作∠AOB的角平分线OP即可;【问题联想】如图2,作线段MN的垂直平分线RT,垂足为R,在射线RT上截取RP=RM,连接MP,NP,三角形MNP即为所求;【问题再解】方法一:构造等腰直角三角形OBE,作BC⊥OE,以O为圆心,OC为半径画弧交OB于点D,交OA于点F,弧DF即为所求.方法二:作OB的中垂线交OB于点C,然后以C为圆心,CB 长为半径画弧交OB中垂线于点D,再以O为圆心,OD长为半径画弧分别交OA、OB于点E、F.则弧EF即为所求.【解答】解:【初步尝试】如图1,直线OP即为所求;【问题联想】如图2,三角形MNP即为所求;【问题再解】如图3中,即为所求.15.如图,在6×6的方格纸中,点A,B,C均在格点上,试按要求画出相应格点图形.(1)如图1,作一条线段,使它是AB向右平移一格后的图形;(2)如图2,作一个轴对称图形,使AB和AC是它的两条边;(3)如图3,作一个与△ABC相似的三角形,相似比不等于1.【分析】(1)把点B、A向右作平移1个单位得到CD;(2)作A点关于BC的对称点D即可;(3)延长CB到D使CD=2CB,延长CA到E点使CE=2CA,则△EDC满足条件.【解答】解:(1)如图1,CD为所作;(2)如图2,(3)如图3,△EDC为所作.。
初中基本尺规作图总结与典型例题一、理解“尺规作图”的含义1.在几何中,我们把只限定用直尺(无刻度)和圆规来画图的方法,称为尺规作图.其中直尺只能用来作直线、线段、射线或延长线段;圆规用来作圆和圆弧.由此可知,尺规作图与一般的画图不同,一般画图可以动用一切画图工具,包括三角尺、量角器等,在操作过程中可以度量,但尺规作图在操作过程中是不允许度量成分的.2.基本作图:(1)用尺规作一条线段等于已知线段;(2)用尺规作一个角等于已知角. 利用这两个基本作图,可以作两条线段或两个角的和或差.二、熟练掌握尺规作图题的规范语言1.用直尺作图的几何语言:①过点×、点×作直线××;或作直线××;或作射线××;②连结两点××;或连结××;③延长××到点×;或延长(反向延长)××到点×,使××=××;或延长××交××于点×;2.用圆规作图的几何语言:①在××上截取××=××;②以点×为圆心,××的长为半径作圆(或弧);③以点×为圆心,××的长为半径作弧,交××于点×;④分别以点×、点×为圆心,以××、××的长为半径作弧,两弧相交于点×、×. 三、了解尺规作图题的一般步骤尺规作图题的步骤:1.已知:当作图是文字语言叙述时,要学会根据文字语言用数学语言写出题目中的条件;2.求作:能根据题目写出要求作出的图形及此图形应满足的条件;3.作法:能根据作图的过程写出每一步的操作过程.当不要求写作法时,一般要保留作图痕迹.对于较复杂的作图,可先画出草图,使它同所要作的图大致相同,然后借助草图寻找作法.在目前,我们只要能够写出已知,求作,作法三步(另外还有第四步证明)就可以了,而且在许多中考作图题中,又往往只要求保留作图痕迹,不需要写出作法,可见在解作图题时,保留作图痕迹很重要.尺规作图的定义:尺规作图是指用没有刻度的直尺和圆规作图。
尺规作图一、理解“尺规作图”的含义1.在几何中,我们把只限定用直尺(无刻度)和圆规来画图的方法,称为尺规作图.其中直尺只能用来作直线、线段、射线或延长线段;圆规用来作圆和圆弧.由此可知,尺规作图与一般的画图不同,一般画图可以动用一切画图工具,包括三角尺、量角器等,在操作过程中可以度量,但尺规作图在操作过程中是不允许度量成分的.2.基本作图:(1)用尺规作一条线段等于已知线段;(2)用尺规作一个角等于已知角. 利用这两个基本作图,可以作两条线段或两个角的和或差.二、熟练掌握尺规作图题的规范语言1.用直尺作图的几何语言:①过点×、点×作直线××;或作直线××;或作射线××;②连结两点××;或连结××;③延长××到点×;或延长(反向延长)××到点×,使××=××;或延长××交××于点×;2.用圆规作图的几何语言:①在××上截取××=××;②以点×为圆心,××的长为半径作圆(或弧);③以点×为圆心,××的长为半径作弧,交××于点×;④分别以点×、点×为圆心,以××、××的长为半径作弧,两弧相交于点×、×. 三、了解尺规作图题的一般步骤尺规作图题的步骤:1.已知:当作图是文字语言叙述时,要学会根据文字语言用数学语言写出题目中的条件;2.求作:能根据题目写出要求作出的图形及此图形应满足的条件;3.作法:能根据作图的过程写出每一步的操作过程.当不要求写作法时,一般要保留作图痕迹.对于较复杂的作图,可先画出草图,使它同所要作的图大致相同,然后借助草图寻找作法.在目前,我们只要能够写出已知,求作,作法三步(另外还有第四步证明)就可以了,而且在许多中考作图题中,又往往只要求保留作图痕迹,不需要写出作法,可见在解作图题时,保留作图痕迹很重要.尺规作图的定义:尺规作图是指用没有刻度的直尺和圆规作图。
考点名称:尺规作图【学习目标】1.了解什么是尺规作图.2.学会用尺规作图法完成下列五种基本作图:(1)画一条线段等于已知线段;(2)画一个角等于已知角;(3)画线段的垂直平分线;(4)过已知点画已知直线的垂线;(5)画角平分线.3.了解五种基本作图的理由.4.学会使用精练、准确的作图语言叙述画图过程.5.学会利用基本作图画三角形等较简单的图形.6.通过画图认识图形的本质,体会图形的内在美.【基础知识精讲】1.尺规作图:①定义:限定只用直尺和圆规来完成的画图,称为尺规作图.注意:这里所指的直尺是没有刻度的直尺,由于免去了度量,因此,用尺规作图法画出的图形的精确度更高,它在工程绘图等领域应用比较广泛.②步骤:(1)根据给出的条件和求作的图形,写出已知和求作部分;(2)分析作图的方法和过程;(3)用直尺和圆规进行作图; (4)写出作法步骤,即作法。
(根据题目要求来定是否需要写出作法)2.尺规作图中的最基本、最常用的作图称为基本作图.任何尺规作图的步骤均可分解为以下五种.3.基本作图共有五种:(1)画一条线段等于已知线段.如图24-4-1,已知线段DE.求作:一条线段等于已知线段.作法:①先画射线AB.②然后用圆规在射线AB上截取AC=MN.线段AC就是所要作的线段.(2)作一个角等于已知角.如图24-4-2,已知∠AOB.求作:∠A′O′B′,使∠A′O′B′=∠AOB.作法:①作射线O′A′;②以点O为圆心,以任意长为半径作弧,交OA于C,交OB于D.③以点O′为圆心,以OC长为半径作弧,交O′A′于C′.④以点C′为圆心,以CD为半径作弧,交前弧于D′.⑤经过点D′作射线O′B′,∠A′O′B′就是所求的角.(3)作线段的垂直平分线.如图24-4-3,已知线段AB.求作:线段AB的垂直平分线.作法:①分别以点A和点B为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点C和D.②作直线CD.直线CD就是线段AB的垂直平分线.注意:直线CD与线段AB的交点,就是AB的中点.(4)经过一点作已知直线的垂线.a.经过已知直线上的一点作这条直线的垂线,如图24-4-4.已知:直线AB和AB上一点C,求作:AB的垂线,使它经过点C.作法:作平角ACB的平分线CF.直线CF就是所求的垂线,如图24-4-4.b.经过已知直线外一点作这条直线的垂线.如图24-4-5,已知:直线AB和AB外一点C.求作:AB的垂线,使它经过点C.作法:①任意取一点K,使K和C在AB的两旁.②以C为圆心,CK长为半径作弧,交AB于点D和E.③分别以D和E为圆心,大于的长为半径作弧,两弧交于点F.④作直线CF.直线CF就是所求的垂线.注意:经过已知直线上的一点,作这条直线的垂线转化成画线段垂直平分线的方法解决.(5)平分已知角.如图24-4-6,已知∠AOB.求作:射线OC,使∠AOC=∠BOC.作法:①在OA和OB上,分别截取OD、OE.②分别以D、E为圆心,大于的长为半径作弧,在∠AOB内,两弧交于点C.③作射线OC.OC就是所求的射线.注意:以上五种基本作图是尺规作图的基础,一些复杂的尺规作图,都是由基本作图组成的,同学扪要高度重视,努力把这部分内容学习好.通过这一节的学习,同学们要掌握下列作图语言:(1)过点×和点×画射线××,或画射线××.(2)在射线××上截取××=××.(3)以点×为圆心,××为半径画弧.(4)以点×为圆心,××为半径画弧,交××于点×.(5)分别以点×,点×为圆心,以××,××为半径作弧,两弧相交于点×.(6)在射线××上依次截取××=××=××.(7)在∠×××的外部或内部画∠×××=∠×××.注意:学过基本作图后,在作较复杂图时,属于基本作图的地方,不必重复作图的详细过程,只用一句话概括叙述就可以了.如:(1)画线段××=××.(2)画∠×××=∠×××.(3)画××平分∠×××,或画∠×××的角平分线.(4)过点×画××⊥××,垂足为点×.(5)作线段××的垂直平分线××,等等.但要注意保留全部的作图痕迹,包括基本作图的操作程序,不能因为作法的叙述省略而作图就不按程序操作,只有保留作图痕迹,才能反映出作图的操作是否合理.【经典例题精讲】例1已知两边及其夹角,求作三角形.如图24-4-7,已知:∠α,线段a、b,求作:△ABC,使∠A=∠α,AB=a,AC=b.作法:①作∠MAN=∠α.②在射线AM、AN上分别作线段AB=a,AC=b.③连结BC.如图24-4-8,△ABC即为所求作的三角形.注意:一般几何作图题,应有下面几个步骤:已知、求作、作法,比较复杂的作图题,在作图之前可根据需要作一些分析.例2如图24-4-9,已知底边a,底边上的高h,求作等腰三角形.已知线段a、h.求作:△ABC,使AB=AC,且BC=a,高AD=h.分析:可先作出底边BC,根据等腰三角形的三线合一的性质,可再作出BC的垂直平分线,从而作出BC边上的高AD,分别连结AB和AC,即可作出等腰△ABC来.作法:(1)作线段BC=a.(2)作线段BC的垂直平分线MN,MN与BC交于点D.(3)在MN上截取DA,使DA=h.(4)连结AB、AC.如图24-4-10,△ABC即为所求的等腰三角形.例3已知三角形的一边及这边上的中线和高,作三角形.如图24-4-11,已知线段a,m,h(m>h).求作:△ABC使它的一边等于a,这边上的中线和高分别等于m和h(m>h).分析:如图24-4-12,假定△ABC已作出,其中BC=a,中线AD=m,高AE=h,在△AED中AD=m,AE=h,∠AED=90°,因此这个Rt△AED可以作出来(△AED为奠基三角形).当Rt△AED作出后,由的关系可作出点B和点C,于是△ABC即可得到.作法:(1)作△AED,使∠AED=90°,AE=h,AD=m.(2)延长ED到B,使.(3)在DE或BE的延长线上取.(4)连结AB、AC.则△ABC即为所求作的三角形.注意:因为三角形中,一边上的高不能大于这边上的中线,所以如果h>m,作图题无解;若m=h,则作出的图形为等腰三角形.例4如图24-4-13,已知线段a.求作:菱形ABCD,使其半周长为a,两邻角之比为1∶2.分析:因为菱形四边相等,“半周长为a”就是菱形边长为,为此首先要将线段a等分,又因为菱形对边平行,则同旁内角互补,由“邻角之比为1∶2”可知,菱形较小内角为60°,则菱形较短对角线将菱形分成两个全等的等边三角形.所以作图时只要作出两个有公共边的等边三角形,则得到的四边形即为所求的菱形ABCD.作法:(1)作线段a的垂直平分线,等分线段a.(2)作线段AC,使.(3)分别以A、C为圆心,为半径,在AC的两侧画弧,两弧分别交于B,D.(4)分别连结AB、BC、CD、DA得到四边形ABCD,则四边形ABCD为所求作的菱形(如图24-4-14).注意:这种通过先画三角形,然后再画出全部图形的方法即为“三角形奠基法”.例5如图24-4-15,已知∠AOB和C、D两点.求作一点P,使PC=PD,且使点P到∠AOB的两边OA、OB的距离相等.分析:要使PC=PD,则点P在CD的垂直平分线上,要使点P到∠AOB的两边距离相等,则P应在∠AOB的角平分线上,那么满足题设的P点就是垂直平分线与角平分线的交点了.作法:(1)连结CD.(2)作线段CD的中垂线l.(3)作∠AOB的角平分线OM,交l于点P,P点为所求.注意:这类定点问题应需确定两线,两直线的交点即为定点,当然这两直线应分别满足题目的不同要求.【中考考点】例6 (2000·安徽省)如图24-4-16,直线表示三条相互交叉的公路,现要建一个货物中转站,要求它到三条公路的距离相等,则可供选择的地址有( )A.一处 B.二处C.三处 D.四处分析:到直线距离相等的点在相交所构成的角的平分线上,可利用作角平分线的方法找到这些点.解:分别作相交所构成的角平分线,共可作出六条,三条角平分线相交的交点共有四个.答案:D.注意:本题应用了角平分线的性质,在具体作图时,不可只作出位于中心位置的一处,而要全面考虑其他满足条件的点.例7 (2002·陕西省)如图24-4-17,△ABC是一块直角三角形余料,∠C=90°,工人师傅要把它加工成—个正方形零件,使C为正方形的—个顶点,其他三个顶点分别在AB、BC、AC边上.(1)试协助工人师傅用尺规画出裁割线(不写作法,保留作图痕迹);(2)工人师傅测得AC=80 cm,BC=120cm,请帮助工人师傅算出按(1)题所画裁割线加工成的正方形零件的边长.解:(1)作∠ACB的平分线与AB的交点E即为正方形—顶点,作CE线段的中垂线HK 与AC、BC的交点F、D即为所作正方形另两个顶点,如图24-4-17.(2)设这个正方形零件的边长为x cm,∵DE∥AC,∴,∴.∴x=48.答:这个正方形零件的边长为48cm.注意:本题是几何作图和几何计算相结合题目,要求读者对基本作图务必掌握,同时对作出图形的性质要清楚.例8 (2002·山西省)如图24-4-18①,有一破残的轮片(不小于半个轮),现要制作一个与原轮片同样大小的圆形零件,请你根据所学的有关知识,设计两种方案,确定这个圆形零件的半径.分析:欲确定这个圆形零件的半径,可以借助三角板,T形尺或尺规作图均可,图②中是这个零件的半径,图③中OB是这个零件半径.解:如图24-4-18②③所示.【常见错误分析】例9如图24-4-19,已知线段a、b、h.求作△ABC,使BC=a,AC=b,BC边上的高AD=h.并回答问题,你作出的三角形唯一吗?从中你可以得到什么结论呢?错解:(1)作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b.②在直线CD上截取CB=a.如图24-4-20,则△ABC就是所求作的三角形.(2)作出的三角形唯一.(3)得出结论:有两边及一边上的高对应相等的两三角形全等.误区分析:本题错解在于忽略了三角形的高可能在三角形内部也可能在三角形的外部.正解:如图24-4-21,作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b.②在直线CD上截取CB=a(在点C的两侧).则△ABC,△AB′C都是所求作三角形.(2)作出的三角形不唯一.(3)得出结论有两边及—边上的高对应相等的两三角形不一定全等.注意:与三角形的高有关的题目应慎之又慎.【学习方法指导】学习基本作图,主要是运用观察法,通过具体的操作,了解各种基本作图的步骤,掌握作图语言.【规律总结】画复杂的图形时,如一时找不到作法,—般是先画出一个符合所设条件的草图,再根据这个草图进行分析,逐步寻找画图步骤.有时,也可以根据已知条件和基本作图,先作局部三角形,再以此为基础,根据有关条件画出其余部分,从而完成全图,这种方法称为三角形奠基法.拓展: 1.利用基本作图作三角形:(1)已知三边作三角形; (2)已知两边及其夹角作三角形; (3)已知两角及其夹边作三角形; (4)已知底边及底边上的高作等腰三角形;(5)已知一直角边和斜边作直角三角形.2.与圆有关的尺规作图:(1)过不在同一直线上的三点作圆(即三角形的外接圆). (2)作三角形的内切圆.(3)作圆的内接正方形和正六边形.附件:尺规作图简史:“规”就是圆规,是用来画圆的工具,在我国古代甲骨文中就有“规”这个字.“矩”就像现在木工使用的角尺,由长短两尺相交成直角而成,两者间用木杠连接以使其牢固,其中短尺叫勾,长尺叫股.矩的使用是我国古代的一个发明,山东历城武梁祠石室造像中就有“伏羲氏手执矩,女娲氏手执规”之图形.矩不仅可以画直线、直角,加上刻度可以测量,还可以代替圆规.甲骨文中也有矩字,这可追溯到大禹治水(公元前2000年)前.《史记》卷二记载大禹治水时“左准绳,右规矩”.赵爽注《周髀算经》中有“禹治洪水,……望山川之形,定高下之势,……乃勾股之所由生也.”意即禹治洪水,要先测量地势的高低,就必定要用勾股的道理.这也说明矩起源于很远的中国古代.春秋时代也有不少著作涉及规矩的论述,《墨子》卷七中说“轮匠(制造车子的工匠)执其规矩,以度天下之方圆.”《孟子》卷四中说“离娄(传说中目力非常强的人)之明,公输子(即鲁班,传说木匠的祖师)之巧,不以规矩,不能成方圆.”可见,在春秋战国时期,规矩已被广泛地用于作图、制作器具了.由于我国古代的矩上已有刻度,因此使用范围较广,具有较大的实用性.古代希腊人较重视规、矩在数学中训练思维和智力的作用,而忽视规矩的实用价值.因此,在作图中对规、矩的使用方法加以很多限制,提出了尺规作图问题.所谓尺规作图,就是只有限次地使用没有刻度的直尺和圆规进行作图.古希腊的安那萨哥拉斯首先提出作图要有尺寸限制.他因政治上的纠葛,被关进监狱,并被判处死刑.在监狱里,他思考改圆成方以及其他有关问题,用来打发令人苦恼的无所事事的生活.他不可能有规范的作图工具,只能用一根绳子画圆,用随便找来的破木棍作直尺,当然这些尺子上不可能有刻度.另外,对他来说,时间是不多了,因此他很自然地想到要有限次地使用尺规解决问题.后来以理论形式具体明确这个规定的是欧几里德的《几何原本》.由于《几何原本》的巨大影响,希腊人所崇尚的尺规作图也一直被遵守并流传下来.由于对尺规作图的限制,使得一些貌似简单的几何作图问题无法解决.最著名的是被称为几何三大问题的三个古希腊古典作图难题:立方倍积问题、三等分任意角问题和化圆为方问题.当时很多有名的希腊数学家,都曾着力于研究这三大问题,虽然借助于其他工具或曲线,这三大难题都可以解决,但由于尺规作图的限制,却一直未能如愿以偿.以后两千年来,无数数学家为之绞尽脑汁,都以失败而告终.直到1637年笛卡尔创立了解析几何,关于尺规作图的可能性问题才有了准则.到了1837年万芝尔首先证明立方倍积问题和三等分任意角问题都属于尺规作图不可能问题.1882年林德曼证明了π是无理数,化圆为方问题不可能用尺规作图解决,这才结束了历时两千年的数学难题公案.•。
初中尺规作图总结一、引言初中数学学习中,尺规作图是一个重要的内容。
尺规作图是通过使用直尺、圆规等绘图工具进行准确、规范的绘制图形的方法。
在初中阶段,学生主要学习了直线的作图、角的作图以及等腰三角形、菱形等特殊图形的作图方法。
本文将总结初中尺规作图相关的基本知识和作图方法,帮助初中生更好地掌握这一技能。
二、直线的作图1. 已知一点和一条直线,作与该直线垂直的直线步骤:1.以已知直线上的一点为圆心,画一个任意半径的圆;2.在圆上任取一点,分别与已知直线上的点相连;3.分别以这两条线段为直径作圆;4.两个圆的交点即为垂直于已知直线的直线。
2. 已知两点,作两点之间的线段步骤:1.以其中一个点为圆心,另一个点到该点的距离为半径作圆;2.以另一个点为圆心,与上述圆的交点为半径作圆;3.两个圆的交点即为所求线段的两个端点。
三、角的作图1. 已知一条边和一个角,作与给定角相等的角步骤:1.在给定角的一边上选择一个点A;2.以A为圆心,以给定边的长度为半径作圆;3.以给定角的另一边为直径作弧交于点B;4.连接B与A,所得线段即为所求角的一边。
2. 两直线相交成的角步骤:1.已知两直线AB和CD相交于点E;2.以E为圆心,任意半径作圆与两直线交于两点F、G;3.以F和G为圆心分别作等半径的圆;4.两个圆的交点分别连接到E点,所得线段即为所求角的一边。
四、特殊图形的作图1. 等腰三角形的作图步骤:1.已知底边和底边上的一个高;2.以底边上的点为圆心,高为半径作圆、两条连线;3.连接两个圆的交点与底边上的点,所得线段即为所求等腰三角形的两边。
2. 正方形的作图步骤:1.已知正方形的一条边;2.将该边平分,并在平分点处以该边长为边长作正方形;3.连接正方形的四个顶点,所得线段即为所求正方形的四条边。
五、总结尺规作图是初中数学学习中的重要内容,通过尺规作图的练习,可以帮助学生巩固几何知识,提高几何思维能力。
本文总结了初中数学中常见的尺规作图方法,包括直线的作图、角的作图以及特殊图形的作图。
(完整)尺规作图专题详尽归纳,推荐⽂档考点名称:尺规作图【学习⽬标】1.了解什么是尺规作图.2.学会⽤尺规作图法完成下列五种基本作图:(1)画⼀条线段等于已知线段;(2)画⼀个⾓等于已知⾓;(3)画线段的垂直平分线;(4)过已知点画已知直线的垂线;(5)画⾓平分线.3.了解五种基本作图的理由.4.学会使⽤精练、准确的作图语⾔叙述画图过程.5.学会利⽤基本作图画三⾓形等较简单的图形.6.通过画图认识图形的本质,体会图形的内在美.【基础知识精讲】1.尺规作图:①定义:限定只⽤直尺和圆规来完成的画图,称为尺规作图.注意:这⾥所指的直尺是没有刻度的直尺,由于免去了度量,因此,⽤尺规作图法画出的图形的精确度更⾼,它在⼯程绘图等领域应⽤⽐较⼴泛.②步骤:(1)根据给出的条件和求作的图形,写出已知和求作部分;(2)分析作图的⽅法和过程;(3)⽤直尺和圆规进⾏作图; (4)写出作法步骤,即作法。
(根据题⽬要求来定是否需要写出作法)2.尺规作图中的最基本、最常⽤的作图称为基本作图.任何尺规作图的步骤均可分解为以下五种.3.基本作图共有五种:(1)画⼀条线段等于已知线段.如图24-4-1,已知线段DE.求作:⼀条线段等于已知线段.作法:①先画射线AB.②然后⽤圆规在射线AB上截取AC=MN.线段AC就是所要作的线段.(2)作⼀个⾓等于已知⾓.如图24-4-2,已知∠AOB.求作:∠A′O′B′,使∠A′O′B′=∠AOB.作法:①作射线O′A′;②以点O为圆⼼,以任意长为半径作弧,交OA于C,交OB于D.③以点O′为圆⼼,以OC长为半径作弧,交O′A′于C′.④以点C′为圆⼼,以CD为半径作弧,交前弧于D′.⑤经过点D′作射线O′B′,∠A′O′B′就是所求的⾓.(3)作线段的垂直平分线.如图24-4-3,已知线段AB.求作:线段AB的垂直平分线.作法:①分别以点A和点B为圆⼼,⼤于的长为半径作弧,两弧相交于点C和D.②作直线CD.直线CD就是线段AB的垂直平分线.注意:直线CD与线段AB的交点,就是AB的中点.(4)经过⼀点作已知直线的垂线.a.经过已知直线上的⼀点作这条直线的垂线,如图24-4-4.已知:直线AB和AB上⼀点C,求作:AB的垂线,使它经过点C.作法:作平⾓ACB的平分线CF.直线CF就是所求的垂线,如图24-4-4.b.经过已知直线外⼀点作这条直线的垂线.如图24-4-5,已知:直线AB和AB外⼀点C.求作:AB的垂线,使它经过点C.作法:①任意取⼀点K,使K和C在AB的两旁.②以C为圆⼼,CK长为半径作弧,交AB于点D和E.③分别以D和E为圆⼼,⼤于的长为半径作弧,两弧交于点F.④作直线CF.直线CF就是所求的垂线.注意:经过已知直线上的⼀点,作这条直线的垂线转化成画线段垂直平分线的⽅法解决.(5)平分已知⾓.如图24-4-6,已知∠AOB.求作:射线OC,使∠AOC=∠BOC.作法:①在OA和OB上,分别截取OD、OE.②分别以D、E为圆⼼,⼤于的长为半径作弧,在∠AOB内,两弧交于点C.③作射线OC.OC就是所求的射线.注意:以上五种基本作图是尺规作图的基础,⼀些复杂的尺规作图,都是由基本作图组成的,同学扪要⾼度重视,努⼒把这部分内容学习好.通过这⼀节的学习,同学们要掌握下列作图语⾔:(1)过点×和点×画射线××,或画射线××.(2)在射线××上截取××=××.(3)以点×为圆⼼,××为半径画弧.(4)以点×为圆⼼,××为半径画弧,交××于点×.(5)分别以点×,点×为圆⼼,以××,××为半径作弧,两弧相交于点×.(6)在射线××上依次截取××=××=××.(7)在∠×××的外部或内部画∠×××=∠×××.注意:学过基本作图后,在作较复杂图时,属于基本作图的地⽅,不必重复作图的详细过程,只⽤⼀句话概括叙述就可以了.如:(1)画线段××=××.(2)画∠×××=∠×××.(3)画××平分∠×××,或画∠×××的⾓平分线.(4)过点×画××⊥××,垂⾜为点×.(5)作线段××的垂直平分线××,等等.但要注意保留全部的作图痕迹,包括基本作图的操作程序,不能因为作法的叙述省略⽽作图就不按程序操作,只有保留作图痕迹,才能反映出作图的操作是否合理.【经典例题精讲】例1已知两边及其夹⾓,求作三⾓形.如图24-4-7,已知:∠α,线段a、b,求作:△ABC,使∠A=∠α,AB=a,AC=b.作法:①作∠MAN=∠α.②在射线AM、AN上分别作线段AB=a,AC=b.③连结BC.如图24-4-8,△ABC即为所求作的三⾓形.注意:⼀般⼏何作图题,应有下⾯⼏个步骤:已知、求作、作法,⽐较复杂的作图题,在作图之前可根据需要作⼀些分析.例2如图24-4-9,已知底边a,底边上的⾼h,求作等腰三⾓形.已知线段a、h.求作:△ABC,使AB=AC,且BC=a,⾼AD=h.分析:可先作出底边BC,根据等腰三⾓形的三线合⼀的性质,可再作出BC的垂直平分线,从⽽作出BC边上的⾼AD,分别连结AB和AC,即可作出等腰△ABC来.作法:(1)作线段BC=a.(2)作线段BC的垂直平分线MN,MN与BC交于点D.(3)在MN上截取DA,使DA=h.(4)连结AB、AC.如图24-4-10,△ABC即为所求的等腰三⾓形.例3已知三⾓形的⼀边及这边上的中线和⾼,作三⾓形.如图24-4-11,已知线段a,m,h(m>h).求作:△ABC使它的⼀边等于a,这边上的中线和⾼分别等于m和h(m>h).分析:如图24-4-12,假定△ABC已作出,其中BC=a,中线AD=m,⾼AE=h,在△AED中AD=m,AE=h,∠AED=90°,因此这个Rt△AED可以作出来(△AED为奠基三⾓形).当Rt△AED作出后,由的关系可作出点B和点C,于是△ABC即可得到.作法:(1)作△AED,使∠AED=90°,AE=h,AD=m.(2)延长ED到B,使.(3)在DE或BE的延长线上取.(4)连结AB、AC.则△ABC即为所求作的三⾓形.注意:因为三⾓形中,⼀边上的⾼不能⼤于这边上的中线,所以如果h>m,作图题⽆解;若m=h,则作出的图形为等腰三⾓形.例4如图24-4-13,已知线段a.求作:菱形ABCD,使其半周长为a,两邻⾓之⽐为1∶2.分析:因为菱形四边相等,“半周长为a”就是菱形边长为,为此⾸先要将线段a等分,⼜因为菱形对边平⾏,则同旁内⾓互补,由“邻⾓之⽐为1∶2”可知,菱形较⼩内⾓为60°,则菱形较短对⾓线将菱形分成两个全等的等边三⾓形.所以作图时只要作出两个有公共边的等边三⾓形,则得到的四边形即为所求的菱形ABCD.作法:(1)作线段a的垂直平分线,等分线段a.(2)作线段AC,使.(3)分别以A、C为圆⼼,为半径,在AC的两侧画弧,两弧分别交于B,D.(4)分别连结AB、BC、CD、DA得到四边形ABCD,则四边形ABCD为所求作的菱形(如图24-4-14).注意:这种通过先画三⾓形,然后再画出全部图形的⽅法即为“三⾓形奠基法”.例5如图24-4-15,已知∠AOB和C、D两点.求作⼀点P,使PC=PD,且使点P到∠AOB的两边OA、OB的距离相等.分析:要使PC=PD,则点P在CD的垂直平分线上,要使点P到∠AOB的两边距离相等,则P应在∠AOB的⾓平分线上,那么满⾜题设的P点就是垂直平分线与⾓平分线的交点了.作法:(1)连结CD.(2)作线段CD的中垂线l.(3)作∠AOB的⾓平分线OM,交l于点P,P点为所求.注意:这类定点问题应需确定两线,两直线的交点即为定点,当然这两直线应分别满⾜题⽬的不同要求.【中考考点】例6 (2000·安徽省)如图24-4-16,直线表⽰三条相互交叉的公路,现要建⼀个货物中转站,要求它到三条公路的距离相等,则可供选择的地址有( )A.⼀处 B.⼆处C.三处 D.四处分析:到直线距离相等的点在相交所构成的⾓的平分线上,可利⽤作⾓平分线的⽅法找到这些点.解:分别作相交所构成的⾓平分线,共可作出六条,三条⾓平分线相交的交点共有四个.答案:D.注意:本题应⽤了⾓平分线的性质,在具体作图时,不可只作出位于中⼼位置的⼀处,⽽要全⾯考虑其他满⾜条件的点.例7 (2002·陕西省)如图24-4-17,△ABC是⼀块直⾓三⾓形余料,∠C=90°,⼯⼈师傅要把它加⼯成—个正⽅形零件,使C为正⽅形的—个顶点,其他三个顶点分别在AB、BC、AC边上.(1)试协助⼯⼈师傅⽤尺规画出裁割线(不写作法,保留作图痕迹);(2)⼯⼈师傅测得AC=80 cm,BC=120cm,请帮助⼯⼈师傅算出按(1)题所画裁割线加⼯成的正⽅形零件的边长.解:(1)作∠ACB的平分线与AB的交点E即为正⽅形—顶点,作CE线段的中垂线HK 与AC、BC的交点F、D即为所作正⽅形另两个顶点,如图24-4-17.(2)设这个正⽅形零件的边长为x cm,∵DE∥AC,∴,∴.∴x=48.答:这个正⽅形零件的边长为48cm.注意:本题是⼏何作图和⼏何计算相结合题⽬,要求读者对基本作图务必掌握,同时对作出图形的性质要清楚.例8 (2002·⼭西省)如图24-4-18①,有⼀破残的轮⽚(不⼩于半个轮),现要制作⼀个与原轮⽚同样⼤⼩的圆形零件,请你根据所学的有关知识,设计两种⽅案,确定这个圆形零件的半径.分析:欲确定这个圆形零件的半径,可以借助三⾓板,T形尺或尺规作图均可,图②中是这个零件的半径,图③中OB是这个零件半径.解:如图24-4-18②③所⽰.【常见错误分析】例9如图24-4-19,已知线段a、b、h.求作△ABC,使BC=a,AC=b,BC边上的⾼AD=h.并回答问题,你作出的三⾓形唯⼀吗?从中你可以得到什么结论呢?错解:(1)作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b.②在直线CD上截取CB=a.如图24-4-20,则△ABC就是所求作的三⾓形.(2)作出的三⾓形唯⼀.(3)得出结论:有两边及⼀边上的⾼对应相等的两三⾓形全等.误区分析:本题错解在于忽略了三⾓形的⾼可能在三⾓形内部也可能在三⾓形的外部.正解:如图24-4-21,作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b.②在直线CD上截取CB=a(在点C的两侧).则△ABC,△AB′C都是所求作三⾓形.(2)作出的三⾓形不唯⼀.(3)得出结论有两边及—边上的⾼对应相等的两三⾓形不⼀定全等.注意:与三⾓形的⾼有关的题⽬应慎之⼜慎.【学习⽅法指导】学习基本作图,主要是运⽤观察法,通过具体的操作,了解各种基本作图的步骤,掌握作图语⾔.【规律总结】画复杂的图形时,如⼀时找不到作法,—般是先画出⼀个符合所设条件的草图,再根据这个草图进⾏分析,逐步寻找画图步骤.有时,也可以根据已知条件和基本作图,先作局部三⾓形,再以此为基础,根据有关条件画出其余部分,从⽽完成全图,这种⽅法称为三⾓形奠基法.拓展: 1.利⽤基本作图作三⾓形:(1)已知三边作三⾓形; (2)已知两边及其夹⾓作三⾓形; (3)已知两⾓及其夹边作三⾓形; (4)已知底边及底边上的⾼作等腰三⾓形;(5)已知⼀直⾓边和斜边作直⾓三⾓形.2.与圆有关的尺规作图:(1)过不在同⼀直线上的三点作圆(即三⾓形的外接圆). (2)作三⾓形的内切圆.(3)作圆的内接正⽅形和正六边形.附件:尺规作图简史:“规”就是圆规,是⽤来画圆的⼯具,在我国古代甲⾻⽂中就有“规”这个字.“矩”就像现在⽊⼯使⽤的⾓尺,由长短两尺相交成直⾓⽽成,两者间⽤⽊杠连接以使其牢固,其中短尺叫勾,长尺叫股.矩的使⽤是我国古代的⼀个发明,⼭东历城武梁祠⽯室造像中就有“伏羲⽒⼿执矩,⼥娲⽒⼿执规”之图形.矩不仅可以画直线、直⾓,加上刻度可以测量,还可以代替圆规.甲⾻⽂中也有矩字,这可追溯到⼤禹治⽔(公元前2000年)前.《史记》卷⼆记载⼤禹治⽔时“左准绳,右规矩”.赵爽注《周髀算经》中有“禹治洪⽔,……望⼭川之形,定⾼下之势,……乃勾股之所由⽣也.”意即禹治洪⽔,要先测量地势的⾼低,就必定要⽤勾股的道理.这也说明矩起源于很远的中国古代.春秋时代也有不少著作涉及规矩的论述,《墨⼦》卷七中说“轮匠(制造车⼦的⼯匠)执其规矩,以度天下之⽅圆.”《孟⼦》卷四中说“离娄(传说中⽬⼒⾮常强的⼈)之明,公输⼦(即鲁班,传说⽊匠的祖师)之巧,不以规矩,不能成⽅圆.”可见,在春秋战国时期,规矩已被⼴泛地⽤于作图、制作器具了.由于我国古代的矩上已有刻度,因此使⽤范围较⼴,具有较⼤的实⽤性.古代希腊⼈较重视规、矩在数学中训练思维和智⼒的作⽤,⽽忽视规矩的实⽤价值.因此,在作图中对规、矩的使⽤⽅法加以很多限制,提出了尺规作图问题.所谓尺规作图,就是只有限次地使⽤没有刻度的直尺和圆规进⾏作图.古希腊的安那萨哥拉斯⾸先提出作图要有尺⼨限制.他因政治上的纠葛,被关进监狱,并被判处死刑.在监狱⾥,他思考改圆成⽅以及其他有关问题,⽤来打发令⼈苦恼的⽆所事事的⽣活.他不可能有规范的作图⼯具,只能⽤⼀根绳⼦画圆,⽤随便找来的破⽊棍作直尺,当然这些尺⼦上不可能有刻度.另外,对他来说,时间是不多了,因此他很⾃然地想到要有限次地使⽤尺规解决问题.后来以理论形式具体明确这个规定的是欧⼏⾥德的《⼏何原本》.由于《⼏何原本》的巨⼤影响,希腊⼈所崇尚的尺规作图也⼀直被遵守并流传下来.由于对尺规作图的限制,使得⼀些貌似简单的⼏何作图问题⽆法解决.最著名的是被称为⼏何三⼤问题的三个古希腊古典作图难题:⽴⽅倍积问题、三等分任意⾓问题和化圆为⽅问题.当时很多有名的希腊数学家,都曾着⼒于研究这三⼤问题,虽然借助于其他⼯具或曲线,这三⼤难题都可以解决,但由于尺规作图的限制,却⼀直未能如愿以偿.以后两千年来,⽆数数学家为之绞尽脑汁,都以失败⽽告终.直到1637年笛卡尔创⽴了解析⼏何,关于尺规作图的可能性问题才有了准则.到了1837年万芝尔⾸先证明⽴⽅倍积问题和三等分任意⾓问题都属于尺规作图不可能问题.1882年林德曼证明了π是⽆理数,化圆为⽅问题不可能⽤尺规作图解决,这才结束了历时两千年的数学难题公案.。
初中尺规作图典型例题归纳典型例题一例 已知线段a 、b ,画一条线段,使其等于b a 2+.分析 所要画的线段等于b a 2+,实质上就是b b a ++.画法:1.画线段a AB =.2.在AB 的延长线上截取b BC 2=.线段AC 就是所画的线段.说明1.尺规作图要保留画图痕迹,画图时画出的所有点和线不可随意擦去.2.其它作图都可以通过画基本作图来完成,写画法时,只需用一句话来概括叙述基本作图.典型例题二例 如下图,已知线段a 和b ,求作一条线段AD 使它的长度等于2a -b .错解 如图(1),(1)作射线AM ;(2)在射线AM 上截取AB =BC =a ,CD =b ,则线段AD 即为所求. 错解分析 主要是作图语言不严密,当在射线上两次截取时,要写清是否顺次,而在求线段差时,要交待截取的方向.图(1) 图(2)正解 如图(2),(1)作射线AM ;(2)在射线AM 上,顺次截取AB =BC =a ;(3)在线段CA 上截取CD =b ,则线段AD 就是所求作的线段.典型例题三例 求作一个角等于已知角∠MON (如图1).图(1) 图(2)错解 如图(2),(1)作射线11M O ;(2)在图(1),以O 为圆心作弧,交OM 于点A ,交ON 于点B ;(3)以1O 为圆心作弧,交11M O 于C ;(4)以C 为圆心作弧,交于点D ;(5)作射线D O 1.则∠D CO 1即为所求的角.错解分析 作图过程中出现了不准确的作图语言,在作出一条弧时,应表达为:以某点为圆心,以其长为半径作弧.正解 如图(2),(1)作射线11M O ;(2)在图(1)上,以O 为圆心,任意长为半径作弧,交OM 于点A ,交ON 于点B ;(3)以1O 为圆心,OA 的长为半径作弧,交11M O 于点C ;(4)以C 为圆心,以AB 的长为半径作弧,交前弧于点D ;(5)过点D 作射线D O 1. 则∠D CO 1就是所要求作的角.典型例题四例 如下图,已知∠α及线段a ,求作等腰三角形,使它的底角为α,底边为a .分析 先假设等腰三角形已经作好,根据等腰三角形的性质,知两底角∠B =∠C =∠α,底边BC =a ,故可以先作∠B =∠α,或先作底边BC =a .作法 如下图(1)∠MBN =∠α;(2)在射线BM 上截取BC =a ;(3)以C 为顶点作∠PCB =∠α,射线CP 交BN 于点A .△ABC 就是所要求作的等腰三角形.说明 画复杂的图形时,如一时找不到作法,一般是先画出一个符合条件的草图,再根据这个草图进行分析,逐步寻找画图步骤.典型例题五例 如图(1),已知直线AB 及直线AB 外一点C ,过点C 作CD ∥AB (写出作法,画出图形).分析 根据两直线平行的性质,同位角相等或内错角相等,故作一个角∠ECD =∠EFB 即可.作法 如图(2).图(1) 图(2)(1)过点C 作直线EF ,交AB 于点F ;(2)以点F 为圆心,以任意长为半径作弧,交FB 于点P ,交EF 于点Q ;(3)以点C 为圆心,以FP 为半径作弧,交CE 于M 点;(4)以点M 为圆心,以PQ 为半径作弧,交前弧于点D ;(5)过点D 作直线CD ,CD 就是所求的直线.说明 作图题都应给出证明,但按照教科书的要求,一般不用写出,但要知道作图的原由.典型例题六例 如下图,△ABC 中,a =5cm ,b =3cm ,c =3.5cm ,∠B =︒36,∠C =︒44,请你从中选择适当的数据,画出与△ABC 全等的三角形(把你能画的三角形全部画出来,不写画法但要在所画的三角形中标出用到的数据).分析 本题实质上是利用原题中的5个数据,列出所有与△ABC 全等的各种情况,依据是SSS 、SAS 、AAS 、ASA .解 与△ABC 全等的三角形如下图所示.典型例题七例 正在修建的中山北路有一形状如下图所示的三角形空地需要绿化.拟从点A 出发,将△ABC 分成面积相等的三个三角形,以便种上三种不同的花草,请你帮助规划出图案(保留作图痕迹,不写作法).(2003年,桂林)分析 这是尺规作图在生活中的具体应用.要把△ABC 分成面积相等的三个三角形,且都是从A 点出发,说明这三个三角形的高是相等的,因而只需这三个三角形的底边也相等,所以只要作出BC 边的三等分点即可.作法 如下图,找三等分点的依据是平行线等分线段定理.典型例题八例 已知∠AOB ,求作∠AOB 的平分线OC .错解 如图(1)作法 (1)以O 为圆心,任意长为半径作弧,分别交OA 、OB 于D 、E 两点;(2)分别以D 、E 为圆心,以大于21DE 的长为半径作弧,两弧相交于C 点; (3)连结OC ,则OC 就是∠AOB 的平分线.错解分析 对角平分线的概念理解不够准确而致误.作法(3)中连结OC ,则OC 是一条线段,而角平分线应是一条射线.图(1) 图(2)正解 如图(2)(1)以点O 为圆心,任意长为半径作弧,分别交OA 、OB 于D 、E 两点;(2)分别以D 、E 为圆心,以大于21DE 的长为半径作弧,两弧交于C 点; (3)作射线OC ,则OC 为∠AOB 的平分线.典型例题九例 如图(1)所示,已知线段a 、b 、h (h <b ).求作△ABC ,使BC =a ,AB =b , BC 边上的高AD =h .图(1)错解 如图(2),(1)作线段BC =a ;(2)作线段BA =b ,使AD ⊥BC 且AD =h .则△ABC 就是所求作的三角形.错解分析 ①不能先作BC ;②第2步不能同时满足几个条件,完全凭感觉毫无根据;③未考虑到本题有两种情况.对于这种作图题往往都是按照由里到外的顺序依次作图,如本题先作高AD ,再作AB ,最后确定BC .图(2) 图(3)正解 如图(3).(1)作直线PQ ,在直线PQ 上任取一点D ,作DM ⊥PQ ;(2)在DM 上截取线段DA =h ;(3)以A 为圆心,以b 为半径画弧交射线DP 于B ;(4)以B 为圆心,以a 为半径画弧,分别交射线BP 和射线BQ 于1C 和2C ;(5)连结1AC 、2AC ,则△1ABC (或△2ABC )都是所求作的三角形.典型例题十例 如下图,已知线段a ,b ,求作Rt △ABC ,使∠ACB =90°,BC =a ,AC =b (用直尺和圆规作图,保留作图痕迹).分析 本题解答的关键在于作出∠ACB =90°,然后确定A 、B 两点的位置,作出△ABC .作法 如下图(1)作直线MN :(2)在MN 上任取一点C ,过点C 作CE ⊥MN ;(3)在CE 上截取CA =b ,在CM 上截取CB =a ;(4)连结AB ,△ABC 就是所求作的直角三角形.说明 利用基本作图画出所求作的几何图形的关键是要先分析清楚作图的顺序.若把握不好作图顺序,要先画出假设图形.典型例题十一例 如下图,已知钝角△ABC ,∠B 是钝角.求作:(1)BC 边上的高;(2)BC 边上的中线(写出作法,画出图形).分析 (1)作BC 边上的高,就是过已知点A 作BC 边所在直线的垂线;(2)作BC 边上的中线,要先确定出BC 边的中点,即作出BC 边的垂直平分线. 作法 如下图(1)①在直线CB 外取一点P ,使A 、P 在直线CB 的两旁;②以点A 为圆心,AP 为半径画弧,交直线CB 于G 、H 两点;③分别以G 、H 为圆心,以大于21GH 的长为半径画弧,两弧交于E 点; ④作射线AE ,交直线CB 于D 点,则线段AD 就是所要求作的△ABC 中BC 边上的高. (2)①分别以B 、C 为圆心,以大于21BC 的长为半径画弧,两弧分别交于M 、N 两点; ②作直线MN ,交BC 于点F ;③连结AF ,则线段AF 就是所要求作的△ABC 中边BC 上的中线.说明 在已知三角形中求作一边上的高线、中线、角平分线时,首先要把握好高线、中线、角平分钱是三条线段;其次,高线、中线的一个端点必须是三角形中这边所对的顶点,而关键是找出另一个端点.典型例题十二例 如图(1)所示,在图中作出点C ,使得C 是∠MON 平分线上的点,且AC =OC .图(1) 图(2)分析 由题意知,点C 不仅要在∠MON 的平分线上,且点C 到O 、A 两点的距离要相等,所以点C 应是∠MON 的平分线与线段OA 的垂直平分线的交点.作法 如图(2)所示(1)作∠MON 的平分线OP ;(2)作线段OA 的垂直平分线EF ,交OP 于点C ,则点C 就是所要求作的点.说明(1)根据题意弄清要求作的点的特征是到各直线距离相等,还是到各端点距离相等.(2)两条直线交于一点.典型例题十三例 如下图,已知线段a 、b 、∠α、∠β.求作梯形ABCD ,使AD =a ,BC =b ,AD ∥BC ,∠B =∠α;∠C =∠β.分析 假定梯形已经作出,作AE ∥DC 交BC 于E ,则AE 将梯形分割为两部分,一部分是△ABE ,另一部分是AECD .在△ABE 中,已知∠B =∠α,∠AEB =∠β,BE =b -a ,所以,可以首先把它作出来,而后作出AECD .作法 如下图.(1)作线段BC=b;(2)在BC上截取BE=b-a;(3)分别以B、E为顶点,在BE同侧作∠EBA=∠α,∠AEB=∠β,BA、EA交于A;(4)以EA、EC为邻边作AECD.四边形ABCD就是所求作的梯形.说明基本作图是作出较简单图形的基础,三角形是最简单的多边形,它是许多复杂图形的基础.因此,要作一个复杂的图形,常常先作一个比较容易作出的三角形,然后以此为基础,再作出所求作的图形.典型例题十四例如下图,在一次军事演习中,红方侦察员发现蓝方指挥部在A区内,到铁路与公路的距离相等,且离铁路与公路交叉处B点700米,如果你是红方的指挥员,请你在图示的作战图上标出蓝方指挥部的位置.(2002年,青岛)分析依据角平分线的性质可以知道,蓝方指挥部必在A区内两条路所夹角的平分线上,然后由蓝方指挥部距B点的距离,依据比例尺,计算出图上的距离为3.5cm,就可以确定出蓝方指挥部的位置.解如下图,图中C点就是蓝方指挥部的位置.典型例题十五例如图(1),已知有公共端点的线段AB、BC.求作⊙O,使它经过点A、B、C(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹).(2002年,大连)图(1) 图(2)分析 因为A 、B 、C 三点在⊙O 上,所以OA =OB =OC =R .根据到线段AB 、BC 各端点距离相等的点在线段的垂直平分线上,故分别作线段AB 、BC 垂直平分线即可.解 如图(2)说明 角平分线的性质、线段垂直平分线的性质在作图题中的应用是近几年中考中的又一道风景,它往往与实际问题紧密联系在一起.典型例题十六例 如图,是一块直角三角形余料,︒=∠90C .工人师傅要把它加工成一个正方形零件,使C 为正方形的一个顶点,其余三个顶点分别在AB 、BC 、AC 边上.试协助工人师傅用尺规画出裁割线.分析 要作出符合条件的正方形,可先作出有三个角为90°的四边形,并设法让相邻的一组边相等即可.作法 如图.① 作ACB ∠的角平分线CD ,交AB 于点G ;②过G 点分别作AC 、BC 的垂线,垂足为E 、F .则四边形ECFG 就是所要求作的正方形.。
考点名称:尺规作图【学习目标】1.了解什么是尺规作图.2.学会用尺规作图法完成下列五种基本作图:(1)画一条线段等于已知线段;(2)画一个角等于已知角;(3)画线段的垂直平分线;(4)过已知点画已知直线的垂线;(5)画角平分线.3.了解五种基本作图的理由.4.学会使用精练、准确的作图语言叙述画图过程.5.学会利用基本作图画三角形等较简单的图形.6.通过画图认识图形的本质,体会图形的内在美.【基础知识精讲】1.尺规作图:①定义:限定只用直尺和圆规来完成的画图,称为尺规作图.注意:这里所指的直尺是没有刻度的直尺,由于免去了度量,因此,用尺规作图法画出的图形的精确度更高,它在工程绘图等领域应用比较广泛.②步骤:(1)根据给出的条件和求作的图形,写出已知和求作部分;(2)分析作图的方法和过程;(3)用直尺和圆规进行作图; (4)写出作法步骤,即作法。
(根据题目要求来定是否需要写出作法)2.尺规作图中的最基本、最常用的作图称为基本作图.任何尺规作图的步骤均可分解为以下五种.3.基本作图共有五种:(1)画一条线段等于已知线段.如图24-4-1,已知线段DE.求作:一条线段等于已知线段.作法:①先画射线AB.②然后用圆规在射线AB上截取AC=MN.线段AC就是所要作的线段.(2)作一个角等于已知角.如图24-4-2,已知∠AOB.求作:∠A′O′B′,使∠A′O′B′=∠AOB.作法:①作射线O′A′;②以点O为圆心,以任意长为半径作弧,交OA于C,交OB于D.③以点O′为圆心,以OC长为半径作弧,交O′A′于C′.④以点C′为圆心,以CD为半径作弧,交前弧于D′.⑤经过点D′作射线O′B′,∠A′O′B′就是所求的角.(3)作线段的垂直平分线.如图24-4-3,已知线段AB.求作:线段AB的垂直平分线.作法:①分别以点A和点B为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点C和D.②作直线CD.直线CD就是线段AB的垂直平分线.注意:直线CD与线段AB的交点,就是AB的中点.(4)经过一点作已知直线的垂线.a.经过已知直线上的一点作这条直线的垂线,如图24-4-4.已知:直线AB和AB上一点C,求作:AB的垂线,使它经过点C.作法:作平角ACB的平分线CF.直线CF就是所求的垂线,如图24-4-4.b.经过已知直线外一点作这条直线的垂线.如图24-4-5,已知:直线AB和AB外一点C.求作:AB的垂线,使它经过点C.作法:①任意取一点K,使K和C在AB的两旁.②以C为圆心,CK长为半径作弧,交AB于点D和E.③分别以D和E为圆心,大于的长为半径作弧,两弧交于点F.④作直线CF.直线CF就是所求的垂线.注意:经过已知直线上的一点,作这条直线的垂线转化成画线段垂直平分线的方法解决.(5)平分已知角.如图24-4-6,已知∠AOB.求作:射线OC,使∠AOC=∠BOC.作法:①在OA和OB上,分别截取OD、OE.②分别以D、E为圆心,大于的长为半径作弧,在∠AOB内,两弧交于点C.③作射线OC.OC就是所求的射线.注意:以上五种基本作图是尺规作图的基础,一些复杂的尺规作图,都是由基本作图组成的,同学扪要高度重视,努力把这部分内容学习好.通过这一节的学习,同学们要掌握下列作图语言:(1)过点×和点×画射线××,或画射线××.(2)在射线××上截取××=××.(3)以点×为圆心,××为半径画弧.(4)以点×为圆心,××为半径画弧,交××于点×.(5)分别以点×,点×为圆心,以××,××为半径作弧,两弧相交于点×.(6)在射线××上依次截取××=××=××.(7)在∠×××的外部或内部画∠×××=∠×××.注意:学过基本作图后,在作较复杂图时,属于基本作图的地方,不必重复作图的详细过程,只用一句话概括叙述就可以了.如:(1)画线段××=××.(2)画∠×××=∠×××.(3)画××平分∠×××,或画∠×××的角平分线.(4)过点×画××⊥××,垂足为点×.(5)作线段××的垂直平分线××,等等.但要注意保留全部的作图痕迹,包括基本作图的操作程序,不能因为作法的叙述省略而作图就不按程序操作,只有保留作图痕迹,才能反映出作图的操作是否合理.【经典例题精讲】例1已知两边及其夹角,求作三角形.如图24-4-7,已知:∠α,线段a、b,求作:△ABC,使∠A=∠α,AB=a,AC=b.作法:①作∠MAN=∠α.②在射线AM、AN上分别作线段AB=a,AC=b.③连结BC.如图24-4-8,△ABC即为所求作的三角形.注意:一般几何作图题,应有下面几个步骤:已知、求作、作法,比较复杂的作图题,在作图之前可根据需要作一些分析.例2如图24-4-9,已知底边a,底边上的高h,求作等腰三角形.已知线段a、h.求作:△ABC,使AB=AC,且BC=a,高AD=h.分析:可先作出底边BC,根据等腰三角形的三线合一的性质,可再作出BC的垂直平分线,从而作出BC边上的高AD,分别连结AB和AC,即可作出等腰△ABC来.作法:(1)作线段BC=a.(2)作线段BC的垂直平分线MN,MN与BC交于点D.(3)在MN上截取DA,使DA=h.(4)连结AB、AC.如图24-4-10,△ABC即为所求的等腰三角形.例3已知三角形的一边及这边上的中线和高,作三角形.如图24-4-11,已知线段a,m,h(m>h).求作:△ABC使它的一边等于a,这边上的中线和高分别等于m和h(m>h).分析:如图24-4-12,假定△ABC已作出,其中BC=a,中线AD=m,高AE=h,在△AED中AD=m,AE=h,∠AED=90°,因此这个Rt△AED可以作出来(△AED为奠基三角形).当Rt△AED作出后,由的关系可作出点B和点C,于是△ABC即可得到.作法:(1)作△AED,使∠AED=90°,AE=h,AD=m.(2)延长ED到B,使.(3)在DE或BE的延长线上取.(4)连结AB、AC.则△ABC即为所求作的三角形.注意:因为三角形中,一边上的高不能大于这边上的中线,所以如果h>m,作图题无解;若m=h,则作出的图形为等腰三角形.例4如图24-4-13,已知线段a.求作:菱形ABCD,使其半周长为a,两邻角之比为1∶2.分析:因为菱形四边相等,“半周长为a”就是菱形边长为,为此首先要将线段a等分,又因为菱形对边平行,则同旁内角互补,由“邻角之比为1∶2”可知,菱形较小内角为60°,则菱形较短对角线将菱形分成两个全等的等边三角形.所以作图时只要作出两个有公共边的等边三角形,则得到的四边形即为所求的菱形ABCD.作法:(1)作线段a的垂直平分线,等分线段a.(2)作线段AC,使.(3)分别以A、C为圆心,为半径,在AC的两侧画弧,两弧分别交于B,D.(4)分别连结AB、BC、CD、DA得到四边形ABCD,则四边形ABCD为所求作的菱形(如图24-4-14).注意:这种通过先画三角形,然后再画出全部图形的方法即为“三角形奠基法”.例5如图24-4-15,已知∠AOB和C、D两点.求作一点P,使PC=PD,且使点P到∠AOB的两边OA、OB的距离相等.分析:要使PC=PD,则点P在CD的垂直平分线上,要使点P到∠AOB的两边距离相等,则P应在∠AOB的角平分线上,那么满足题设的P点就是垂直平分线与角平分线的交点了.作法:(1)连结CD.(2)作线段CD的中垂线l.(3)作∠AOB的角平分线OM,交l于点P,P点为所求.注意:这类定点问题应需确定两线,两直线的交点即为定点,当然这两直线应分别满足题目的不同要求.【中考考点】例6 (2000·安徽省)如图24-4-16,直线表示三条相互交叉的公路,现要建一个货物中转站,要求它到三条公路的距离相等,则可供选择的地址有( )A.一处 B.二处C.三处 D.四处分析:到直线距离相等的点在相交所构成的角的平分线上,可利用作角平分线的方法找到这些点.解:分别作相交所构成的角平分线,共可作出六条,三条角平分线相交的交点共有四个.答案:D.注意:本题应用了角平分线的性质,在具体作图时,不可只作出位于中心位置的一处,而要全面考虑其他满足条件的点.例7 (2002·陕西省)如图24-4-17,△ABC是一块直角三角形余料,∠C=90°,工人师傅要把它加工成—个正方形零件,使C为正方形的—个顶点,其他三个顶点分别在AB、BC、AC边上.(1)试协助工人师傅用尺规画出裁割线(不写作法,保留作图痕迹);(2)工人师傅测得AC=80 cm,BC=120cm,请帮助工人师傅算出按(1)题所画裁割线加工成的正方形零件的边长.解:(1)作∠ACB的平分线与AB的交点E即为正方形—顶点,作CE线段的中垂线HK 与AC、BC的交点F、D即为所作正方形另两个顶点,如图24-4-17.(2)设这个正方形零件的边长为x cm,∵DE∥AC,∴,∴.∴x=48.答:这个正方形零件的边长为48cm.注意:本题是几何作图和几何计算相结合题目,要求读者对基本作图务必掌握,同时对作出图形的性质要清楚.例8 (2002·山西省)如图24-4-18①,有一破残的轮片(不小于半个轮),现要制作一个与原轮片同样大小的圆形零件,请你根据所学的有关知识,设计两种方案,确定这个圆形零件的半径.分析:欲确定这个圆形零件的半径,可以借助三角板,T形尺或尺规作图均可,图②中是这个零件的半径,图③中OB是这个零件半径.解:如图24-4-18②③所示.【常见错误分析】例9如图24-4-19,已知线段a、b、h.求作△ABC,使BC=a,AC=b,BC边上的高AD=h.并回答问题,你作出的三角形唯一吗?从中你可以得到什么结论呢?错解:(1)作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b.②在直线CD上截取CB=a.如图24-4-20,则△ABC就是所求作的三角形.(2)作出的三角形唯一.(3)得出结论:有两边及一边上的高对应相等的两三角形全等.误区分析:本题错解在于忽略了三角形的高可能在三角形内部也可能在三角形的外部.正解:如图24-4-21,作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b.②在直线CD上截取CB=a(在点C的两侧).则△ABC,△AB′C都是所求作三角形.(2)作出的三角形不唯一.(3)得出结论有两边及—边上的高对应相等的两三角形不一定全等.注意:与三角形的高有关的题目应慎之又慎.【学习方法指导】学习基本作图,主要是运用观察法,通过具体的操作,了解各种基本作图的步骤,掌握作图语言.【规律总结】画复杂的图形时,如一时找不到作法,—般是先画出一个符合所设条件的草图,再根据这个草图进行分析,逐步寻找画图步骤.有时,也可以根据已知条件和基本作图,先作局部三角形,再以此为基础,根据有关条件画出其余部分,从而完成全图,这种方法称为三角形奠基法.拓展: 1.利用基本作图作三角形:(1)已知三边作三角形; (2)已知两边及其夹角作三角形; (3)已知两角及其夹边作三角形; (4)已知底边及底边上的高作等腰三角形;(5)已知一直角边和斜边作直角三角形.2.与圆有关的尺规作图:(1)过不在同一直线上的三点作圆(即三角形的外接圆). (2)作三角形的内切圆.(3)作圆的内接正方形和正六边形.附件:尺规作图简史:“规”就是圆规,是用来画圆的工具,在我国古代甲骨文中就有“规”这个字.“矩”就像现在木工使用的角尺,由长短两尺相交成直角而成,两者间用木杠连接以使其牢固,其中短尺叫勾,长尺叫股.矩的使用是我国古代的一个发明,山东历城武梁祠石室造像中就有“伏羲氏手执矩,女娲氏手执规”之图形.矩不仅可以画直线、直角,加上刻度可以测量,还可以代替圆规.甲骨文中也有矩字,这可追溯到大禹治水(公元前2000年)前.《史记》卷二记载大禹治水时“左准绳,右规矩”.赵爽注《周髀算经》中有“禹治洪水,……望山川之形,定高下之势,……乃勾股之所由生也.”意即禹治洪水,要先测量地势的高低,就必定要用勾股的道理.这也说明矩起源于很远的中国古代.春秋时代也有不少著作涉及规矩的论述,《墨子》卷七中说“轮匠(制造车子的工匠)执其规矩,以度天下之方圆.”《孟子》卷四中说“离娄(传说中目力非常强的人)之明,公输子(即鲁班,传说木匠的祖师)之巧,不以规矩,不能成方圆.”可见,在春秋战国时期,规矩已被广泛地用于作图、制作器具了.由于我国古代的矩上已有刻度,因此使用范围较广,具有较大的实用性.古代希腊人较重视规、矩在数学中训练思维和智力的作用,而忽视规矩的实用价值.因此,在作图中对规、矩的使用方法加以很多限制,提出了尺规作图问题.所谓尺规作图,就是只有限次地使用没有刻度的直尺和圆规进行作图.古希腊的安那萨哥拉斯首先提出作图要有尺寸限制.他因政治上的纠葛,被关进监狱,并被判处死刑.在监狱里,他思考改圆成方以及其他有关问题,用来打发令人苦恼的无所事事的生活.他不可能有规范的作图工具,只能用一根绳子画圆,用随便找来的破木棍作直尺,当然这些尺子上不可能有刻度.另外,对他来说,时间是不多了,因此他很自然地想到要有限次地使用尺规解决问题.后来以理论形式具体明确这个规定的是欧几里德的《几何原本》.由于《几何原本》的巨大影响,希腊人所崇尚的尺规作图也一直被遵守并流传下来.由于对尺规作图的限制,使得一些貌似简单的几何作图问题无法解决.最著名的是被称为几何三大问题的三个古希腊古典作图难题:立方倍积问题、三等分任意角问题和化圆为方问题.当时很多有名的希腊数学家,都曾着力于研究这三大问题,虽然借助于其他工具或曲线,这三大难题都可以解决,但由于尺规作图的限制,却一直未能如愿以偿.以后两千年来,无数数学家为之绞尽脑汁,都以失败而告终.直到1637年笛卡尔创立了解析几何,关于尺规作图的可能性问题才有了准则.到了1837年万芝尔首先证明立方倍积问题和三等分任意角问题都属于尺规作图不可能问题.1882年林德曼证明了π是无理数,化圆为方问题不可能用尺规作图解决,这才结束了历时两千年的数学难题公案.。