中考数学尺规作图

中考数学尺规作图

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.‎ 四、 基本作图 ‎ 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。‎ ‎ 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；‎ ‎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 .‎ 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.作已知线段的中点。‎ 已知：如图，线段MN.‎ 求作：点O，使MO=NO（即O是MN的中点）.‎ 作法：‎ ‎（１）分别以M、N为圆心，大于 ‎　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？）‎ ‎3. 作已知角的角平分线。‎ 已知：如图，∠AOB，‎ 求作：射线OP, 使∠AOP＝∠BOP（即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　　　‎ ‎　的相同线段为半径画弧，两弧交∠AOB内于Ｐ；‎ （1） 作射线OP。‎ 则射线OP就是∠AOB的角平分线。‎ ‎4. 作一个角等于已知角。‎ ‎（请自己写出“已知”“求作”并作出图形，不写作法 五、典型题型 ‎1. 已知线段a、b，画一条线段，使其等于．‎ 分析 所要画的线段等于，实质上就是．‎ 画法：1．画线段．‎ ‎ 2．在AB的延长线上截取．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．‎ ‎2.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．‎ 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．‎ ‎3. 求作一个角等于已知角∠MON（如图1）．‎ 图（1） 图（2）‎ 正解 如图（2），‎ ‎（1）作射线；（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）以为圆心，OA的长为半径作弧，交于点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．‎ 则∠就是所要求作的角．‎ ‎4. 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．‎ ‎5. 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．‎ ‎6. 如下图，△ABC中，a=5cm，b=3cm，c=3.5cm，∠B=，∠C=，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．‎ ‎7. 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．‎ ‎8. 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DE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DE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．‎ ‎9. 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于和；‎ ‎（5）连结、，则△（或△）都是所求作的三角形．‎ ‎10. 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．‎ ‎11. 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GH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BC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．‎ ‎12. 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．‎ ‎13. 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．‎