内容正文:
专题08 尺规作图
题型概览
题型01 作线段
题型02 尺规作图——作角
题型03 作角平分线
题型04 作垂线
题型05 画圆和过圆外一点作圆的切线
(
题型01
)作线段
1.(2025·福建厦门·二模)如图,在中,,
(1)尺规作图: 将绕点B按顺时针方向旋转得到,使得点C的对应点E恰好落在线段上;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,连接的平分线交于点F,连接.求的长.
2.(2025·福建龙岩·二模)如图,已知,按要求完成下列问题.
(1)分别作出的边、的中点、,连接并延长到点,使,连接,得四边形.(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
(2)根据(1)中作图,求证:四边形是平行四边形.
(
题型0
2
)尺规作图——作角
3.(2025·福建福州·二模)如图,在中,.
(1)尺规作图:求作点,使得;(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)的条件下,若,求的值.
4.(2025·福建莆田·二模)问题探究
(1)如图1,在四边形中,点在直线上,且,求作,使得点,在直线上,边,,分别经过点,,(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹),并直接写出的值;
问题解决
(2)如图2,某市郊野公园现有一块四边形草坪,顶点,,,处均有一棵荔枝古树,点处有一座八角观景亭,园林管理部门准备扩建草坪,想使草坪面积扩大一倍,又想保持棵荔枝古树、八角观景亭在草坪边不动,并要求扩建后的草坪成平行四边形的形状.请问能否实现这一设想?若能,请你设计出所要画的图形;若不能,请说明理由.
(
题型0
3
)作角平分线
5.(2025·福建厦门·二模)如图,在中,.
(1)在边上确定一点O,以O为圆心,为半径作,使得与边相切于点D;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)已知,,在所作的图形中,求的半径.
6.(2025·福建龙岩·二模)如图,已知中,.
(1)求作,使圆心在边中点,且与边相切于点;(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)求证:是的切线.
(
题型0
4
)作垂线
7.(2025·福建泉州·二模)2025年,泉州市紧跟“数字中国”战略步伐,全面推进“数字泉州”建设工程,重点扶持科技园区的通信基础设施升级与优化,旨在打造东南沿海数字经济新高地.在“信号升格”专项行动中,某校数学社团受邀参与该项目,通过数学建模与工程实践结合的方式,探索数学在新型基建中的实际应用价值.
任务一:信号塔支架的角度设计是确保信号稳定传输的关键环节,为了提供精确数据支撑,助力信号塔高效运作,同学们仿照学习特殊角三角函数值时求的方法,构造含有角的直角三角形,如图1.请结合尺规作图,求的值.(作图保留作图痕迹,不要求写作法)
任务二:依据泉州市2025年通信建设“降本增效、绿色集约”的政策要求,需对园区线路布局进行优化以实现资源最大化利用.如图2,在等腰直角三角形区域中,米,、为通信线路.为减少材料损耗、降低施工成本,若米,求当a取何值时,通信线路的长度有最小值.
8.(2025·福建厦门·二模)某地举办中学生科技创新夏令营,小梧的团队要用轻型材料搭建几何艺术小展区,他们参考了各种屋顶桁架结构设计了含有“自相似形”的展区顶棚.顶棚由2个等腰三角形(顶角为钝角)桁架组成,他们要在每个桁架(如图的)的左右两侧斜梁,和横梁之间对称安装若干连接杆,其中在左侧的操作步骤如下:
①在横梁上确定点,使与相似,且与点对应,得到连接杆;
②在斜梁上确定点,使与相似,且与点对应,得到连接杆;
③在横梁上确定点,使与相似,且与点对应,得到连接杆;……依此类推.
(1)如图是桁架的平面设计图,请在该图中作出点;(作图要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)若他们设计的桁架斜梁长度为,且与横梁夹角为.根据测算,为确保安全性和稳定性,每个桁架的左右两侧至少要各安装2个连接杆,每个桁架配的连接杆材料是否够用?请说明理由;
(3)从数学的角度,上述操作可不断进行.设为,为,直接写出表示左侧连接杆的线段的长度变化规律的代数式.
9.(2025·福建南平·二模)如图,在等腰三角形中,,点为边上的点.
(1)尺规作图:在的外侧作,使得;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)所作的图形中,当时,求的值.
(
题型0
5
)画圆和过圆外一点作圆的切线
10.(2025·福建福州·二模)已知矩形中,为边上一点,连接,,为上一点,且.
(1)如图,作,满足圆心在上,且经过点(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)在()的条件下,如图,若点在上,求证:.
11.(2025·福建泉州·二模)如图,直线l,垂足为B,,
(1)求作,使得与直线相切,切点为T;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,求点T到直线l的距离.
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专题08 尺规作图
题型概览
题型01 作线段
题型02 尺规作图——作角
题型03 作角平分线
题型04 作垂线
题型05 画圆和过圆外一点作圆的切线
(
题型01
)作线段
1.(2025·福建厦门·二模)如图,在中,,
(1)尺规作图: 将绕点B按顺时针方向旋转得到,使得点C的对应点E恰好落在线段上;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,连接的平分线交于点F,连接.求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查勾股定理,等腰三角形的性质,直角三角形斜边中线的性质,旋转的性质;
(1)先以为圆心,为半径画弧与的交点即为,再分别以为圆心,为半径画弧,以为圆心,为半径画弧,两弧交点即为;
(2)由(1)可得,,,,即可求出,再根据的平分线结合等腰三角形的三线合一得到,最后根据斜边中线得到.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求;
(2)解:如图,
∵,
∴,
由(1)可得,,,,
∴,
∴,
∵的平分线交于点F,,
∴,
∴.
2.(2025·福建龙岩·二模)如图,已知,按要求完成下列问题.
(1)分别作出的边、的中点、,连接并延长到点,使,连接,得四边形.(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
(2)根据(1)中作图,求证:四边形是平行四边形.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查了平行四边形的判定定理,熟练掌握平行四边形的判定定理是解题的关键.
(1)根据题目要求,使用尺规作图的方法找到三角形的中点,并且连接这些中点形成线段;
(2)由题意证明四边形的一组对边平行且相等即,.
【详解】(1)解:如图,就是所要求作的
(2)证明: ∵点为的中点,
∴,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
∵点分别为的中点,
∴,
∴,,
∴四边形是平行四边形.
(
题型0
2
)尺规作图——作角
3.(2025·福建福州·二模)如图,在中,.
(1)尺规作图:求作点,使得;(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)的条件下,若,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形,相似三角形的性质与判定,等腰三角形的性质与判定,尺规作图—作与已知角相等的角,熟知相关知识是解题的关键.
(1)先作,再作,交于点D,则点D即为所求;
(2)设交于点,过点作于点,设,由等边对等角得到, 则,解直角三角形得到,则可求出,证明,得到,设,则,,解得, 可求出,据此可得答案.
【详解】(1)解;如图所示,点D即为所求;
(2)解:如图所示,设交于点,过点作于点,设,
,
,
,
在中,,
,
,
,
,
,
,
设,则,
,
,即,
解得,
.
.
4.(2025·福建莆田·二模)问题探究
(1)如图1,在四边形中,点在直线上,且,求作,使得点,在直线上,边,,分别经过点,,(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹),并直接写出的值;
问题解决
(2)如图2,某市郊野公园现有一块四边形草坪,顶点,,,处均有一棵荔枝古树,点处有一座八角观景亭,园林管理部门准备扩建草坪,想使草坪面积扩大一倍,又想保持棵荔枝古树、八角观景亭在草坪边不动,并要求扩建后的草坪成平行四边形的形状.请问能否实现这一设想?若能,请你设计出所要画的图形;若不能,请说明理由.
【答案】(1)图见解析,;(2)能,图见解析.
【分析】本题考查了作图——基本作图,平行四边形的判定与性质,解题的关键是掌握相关知识.
(1)连接,过点作的平行线,再过点、点分别作的平行线,四条线的交点为、、、,则四边形即为所求,根据平行四边形的性质可得出的值;
(2)连接,过点和分别作的平行线,再连接分别交过点、过点的直线于点、,最后过点作的平行线分别交过点、过点的直线于点、,则四边形即为所求.
【详解】解(1)如图,即为所求,
,,
四边形和四边形均是平行四边形,
,
直线与间的距离处处相等,与间的距离处处相等,
,,
,
;
(2)能实现这一设想,如图,连接,过点和分别作的平行线,再连接分别交过点、过点的直线于点、,最后过点作的平行线分别交过点、过点的直线于点、,则四边形即为所求,
理由如下:
,,
四边形、四边形和四边形均是平行四边形,
,
直线与间的距离处处相等,与间的距离处处相等,
,,
,
.
(
题型0
3
)作角平分线
5.(2025·福建厦门·二模)如图,在中,.
(1)在边上确定一点O,以O为圆心,为半径作,使得与边相切于点D;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)已知,,在所作的图形中,求的半径.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了基本作图,勾股定理,切线的性质,切线长性质,熟练掌握性质是解题的关键.
(1)根据题意,只需作的平分线,与的交点就是所求作的圆心O.
(2)根据勾股定理,切线的性质计算即可.
【详解】(1)解:如图:为所作.
(2)解:连接,
在中,,,,
,
,且点在上,
为的切线,
与相切于,
,
,
设的半径为,
在中,
,
解得:,即的半径为.
6.(2025·福建龙岩·二模)如图,已知中,.
(1)求作,使圆心在边中点,且与边相切于点;(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)求证:是的切线.
【答案】(1)作图见解析;
(2)证明见解析.
【分析】本题考查了尺规作图——作角平分线,作垂线,切线的判定与性质,角平分线的性质,掌握知识点的应用是解题的关键.
()先作角平分线,交于点,然后过作的垂线,以为半径作圆即可;
()过作于点,由与边相切于点,则,由作图可知平分,所以,然后根据切线的判定方法即可求证.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)证明:过作于点,
∵与边相切于点,
∴,
由作图可知平分,
∴,
∵是的半径,
∴是的半径,
∴是的切线.
(
题型0
4
)作垂线
7.(2025·福建泉州·二模)2025年,泉州市紧跟“数字中国”战略步伐,全面推进“数字泉州”建设工程,重点扶持科技园区的通信基础设施升级与优化,旨在打造东南沿海数字经济新高地.在“信号升格”专项行动中,某校数学社团受邀参与该项目,通过数学建模与工程实践结合的方式,探索数学在新型基建中的实际应用价值.
任务一:信号塔支架的角度设计是确保信号稳定传输的关键环节,为了提供精确数据支撑,助力信号塔高效运作,同学们仿照学习特殊角三角函数值时求的方法,构造含有角的直角三角形,如图1.请结合尺规作图,求的值.(作图保留作图痕迹,不要求写作法)
任务二:依据泉州市2025年通信建设“降本增效、绿色集约”的政策要求,需对园区线路布局进行优化以实现资源最大化利用.如图2,在等腰直角三角形区域中,米,、为通信线路.为减少材料损耗、降低施工成本,若米,求当a取何值时,通信线路的长度有最小值.
【答案】任务一:,作图见解析,任务二:当时,通信线路取得最小值
【分析】(1)根据题意,作出线段的垂直平分线,再根据外角性质得出,结合勾股定理算出,,则,即可作答.
(2)在等腰直角三角形中,,过点B作,使得,先证明,得出,即,则当A、N、D三点共线时, 有最小值,,得出米,即可作答.
【详解】解:任务一:如图所示,
作的垂直平分线交于点D,
则,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
设,则,
∴,
∴ .
任务二:
在等腰直角三角形中,,
过点B作,使得,如图,
∴,
∵,又,
∴,
∴,
∴,
则当A、N、D三点共线时,如图所示:
当时,有最小值,
过点A作交的延长线于点E,
∴为等腰直角三角形,
∵,,
∴米,,
∴米,
即当时,通信线路取得最小值.
【点睛】本题考查了等腰直角三角形的判定与性质,勾股定理,垂直平分线的性质,做垂线,解直角三角形的相关运算,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
8.(2025·福建厦门·二模)某地举办中学生科技创新夏令营,小梧的团队要用轻型材料搭建几何艺术小展区,他们参考了各种屋顶桁架结构设计了含有“自相似形”的展区顶棚.顶棚由2个等腰三角形(顶角为钝角)桁架组成,他们要在每个桁架(如图的)的左右两侧斜梁,和横梁之间对称安装若干连接杆,其中在左侧的操作步骤如下:
①在横梁上确定点,使与相似,且与点对应,得到连接杆;
②在斜梁上确定点,使与相似,且与点对应,得到连接杆;
③在横梁上确定点,使与相似,且与点对应,得到连接杆;……依此类推.
(1)如图是桁架的平面设计图,请在该图中作出点;(作图要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)若他们设计的桁架斜梁长度为,且与横梁夹角为.根据测算,为确保安全性和稳定性,每个桁架的左右两侧至少要各安装2个连接杆,每个桁架配的连接杆材料是否够用?请说明理由;
(3)从数学的角度,上述操作可不断进行.设为,为,直接写出表示左侧连接杆的线段的长度变化规律的代数式.
【答案】(1)见解析
(2)不够用;理由见解析
(3)
【分析】(1)作线段的垂直平分线,交于点即可;
(2)作于点,求得,推出,证明和,求得,,进一步计算即可求解;
(3)同(2)求得,利用和,求得,,得到规律,利用规律求解即可.
【详解】(1)解:点如图所示;
;
(2)解:如图,作于点,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
根据题意需要连接杆的长度为,
∵,
∴每个桁架配的连接杆材料不够用;
(3)解:∵,,如图,作于点,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
,
∴.
【点睛】本题考查了尺规作图,等腰三角形的性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形的应用.第三问,推出规律是解题的关键.
9.(2025·福建南平·二模)如图,在等腰三角形中,,点为边上的点.
(1)尺规作图:在的外侧作,使得;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)所作的图形中,当时,求的值.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了利用尺作一个三角形,全等三角形的判定与性质综合,解直角三角形等知识,解题关键是掌握上述知识,并能熟练运用求解.
(1)法一,利用作全等三角形;法二:利用作全等三角形;法三:通过作一次垂直构造全等三角形;法四:通过作两次垂直构造全等三角形;
(2)先利用等腰直角三角形的性质,说明,再设,可用表示出,接着用表示出,就可用表示出,然后利用全等三角形的性质证得,就可求得的值.
【详解】(1)解:作图.
法一:作. 法二:作.
法三:作. 法四:作.
如图所示,即为所作的三角形.
(2)过点作,垂足为点,
等腰三角形中,,
,
设,则,
,
.
又,
,
.
(
题型0
5
)画圆和过圆外一点作圆的切线
10.(2025·福建福州·二模)已知矩形中,为边上一点,连接,,为上一点,且.
(1)如图,作,满足圆心在上,且经过点(要求:尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)在()的条件下,如图,若点在上,求证:.
【答案】(1)作图见解析
(2)证明见解析
【分析】()连接,作线段的垂直平分线,交于点,再以点为圆心,的长度为半径画圆即可;
()连接,利用圆周角定理和矩形的性质可证,可得,又由平行线的性质得,即得,进而即可求证.
【详解】(1)解:如图所示,即为所求;
(2)证明:连接,
∵是直径,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了作线段的垂直平分线,圆周角定理,矩形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定,掌握以上知识点是解题的关键.
11.(2025·福建泉州·二模)如图,直线l,垂足为B,,
(1)求作,使得与直线相切,切点为T;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,求点T到直线l的距离.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)过点作的垂线,垂足为,再以点为圆心,为半径作圆,则即为所作;
(2)连接,过点T作,垂足为H.在中,利用三角函数求得,再由勾股定理求得.再证明,据此求解即可.
【详解】(1)解:如图,是所求作的圆:
(2)解:如图,连接,过点T作,垂足为H.
∵是的切线,
∴,
即,
∴,
在中,,,
由勾股定理,得.
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得,
∴点T到直线的距离为.
【点睛】本题考查了尺规作图,切线的性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质.正确引出辅助线解决问题是解题的关键.
2 / 30
学科网(北京)股份有限公司
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