内容正文:
尺刻春秋描万象,规摹古今绘千章。
------以圆为背景的无刻度直尺作图.
初中数学
艾峰标
常见类型
1
作指定角
2
作角平分线
3
作中线
4
作高线
5
作正方形或45°的角
6
作对称点
一、作指定角
【例1】如图,点A、B在⊙O上,请用无刻度直尺作出图①和图②中∠A的余角.
图① 图②
答题格式:
解,如图所示+指明所求;
虚实线要求:
辅助线用虚线,目标线用实线,该点中考不做扣分点。
作图原理分析
图①的四种作法
原理分析
①上面两种,利用直径所对的圆周角为90°可作余角及相关的角。
②下面两种,利用同弧所对圆周角相等进行等角转化及直径所对的圆周角为90°构造直角得其余角。
其中,利用同弧所对圆周角相等还可任意构造所求的角。
注意“一脉相承”的引导
前两种,对应第一问的前两种做法。
后两种,对应第一问的后两种做法。
一脉相承,化难为简。
【变式1】如图,点A、B、C、D均在圆O上,∠BAD=30°,
∠ABC=40°,请仅用无刻度直尺完成作图。
(1)在图①中,弦BC经过圆心,画一个80°的圆周角。
(2)在图②中,OA⊥BC,画一个70°的圆周角。
图① 图②
作法①
作法②
【参考方法】
【练1】△ABC内接于圆O,∠C=120°,请仅用无刻度直尺,根据条件在AB的下方作一个30°的圆周角。
(1)图①中,AC=BC (2)图②中,AC≠BC
图① 图②
【参考方法】
第①问
第②问
注:利用同弧所对圆周角相等还可任意构造所求的角。
【练2】如图,四边形ABCD内接于⊙O,且∠ADC=120°,请仅用无刻度直尺完成下列作图
(1)在①中,AD=CD,在⊙O上作一个度数为30°的圆周角.
(2)在②中,AD≠CD,在⊙O上做一个度数为30°的圆周角.
图① 图②
【参考方法】
第①问
第②问
注:利用同弧所对圆周角相等还可任意构造所求的角。
二、作角平分线
【例2】如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB=AC,P为⊙O上一点,仅用无刻度直尺,分别画出图①,图②中∠P的平分线.
图① 图②
作图原理分析
根据同弧或等弧所对的圆周角相等,故作角平分线,最终要找到该圆周角对应弧的中点。
具体做法有:①垂径定理找弧
的中点,得角平分线。
②三条角平分线交于同一点,知二推一。
③等腰+平行得角平分线。
图①∵AB=AC
∴∠APB=∠APC
故PA是∠BPC的平分线。
图②同理:根据垂径定理推论有
∵弧BN=弧CN
∴∠BPN=∠CPN
三、作中线
图① 图②
【例3】如图,△ABC内接于圆O,AB=AC,D是劣弧AC的中点,在下列图中使用无刻度直尺按要求作图。
(1)在图①中,画△ABC中AC边上的中线。
(2)在图②中,画△ABC中AB边上的中线。
作图原理分析
中线是三角形一个顶点和对边中点的连线,故作中线,最终要找到对应弦的中点。
具体做法有:①垂径定理找弦的中点,得中线。
②三条中线交于同一点,知二画一。
③中点+平行得中位线,找另一个中点。
图①垂径定理推论,得AC的中点。
图②利用三条中线交于同一点,知二得一,得CF.
四、作高线
图① 图②
【例4】如图,以AB为直径的⊙O交△ABC的BC、AC边于D、E两点,请仅用无刻度直尺作出△ABC的三条高.
作图原理分析
高线是三角形一个顶点向对边作垂线段,故作高线,最终要作垂直。
具体做法有:①利用直径所对圆周角为90°得高线;
②三条高线交于同一点知二画一;
③等腰三角形连顶点和圆心得三线合一。
图①、图②利用直径所对圆周角为90°,得垂线,即高线。利用三条高线交于同一点,知二得一。
【练1】如图,C在半圆内,O为半圆的圆心,点D为AC的中点.请按下列要求,仅用无刻度直尺作图。
(1)在图①中作△ABC的中线AE
(2)在图②中作△ABC的∠BAC的平分线AF
图① 图②
【参考方法】
延长AC交圆于G点,找弧BG的中点即可,延长OE与圆相交的Q点即为BG的中点.连接AQ交BC于F点,则AF为所求。
根据"角平分+平行得等腰"的模型,反推角平分线AF,OE//AC,△OAQ为等腰,故AF为角平分线。
【练2】如图,已知△ABC内接于⊙O ,AB≠AC,D、E分别为优弧AB、劣弧AC,的中点,仅用无刻度直尺按下列要求作图。
①作∠BAC的平分线AM.
②画线段ON,使ON⊥BC于点N.
图① 图②
【参考方法】
①三条角平分交于同一点,得弧BC的中点M,②根据垂径定理推论得ON.
①根据垂径定理得AB、AC的中点,三条中线知二得一可得AN、再得AM
【练3】如图,⊙O为△ABC的外接圆,请仅用无刻度直尺.根据下列条件作图:作一条弦将△ABC分成面积相等的两部分(保留作图痕迹,不写作法)
(1)如图①,AC=BC
(2)直线l与⊙O相切于点P,且l //BC.
图① 图②
【参考方法】
第①问
第②问
五、作正方形或45°角
【例5】已知CD为⊙O的直径,弦AB//CD,仅用无刻度直尺,按要求画图,
(1)请在图①中画一个正方形.
(2)请在图②中画一个45°的角.
图① 图②
作正方形必须找两条互相垂直的直径,利用等腰梯形结构。
在第一问的基础上,如图,∠MCD或∠MDC均为45°。
作图原理分析
六、作对称点
【例6】如图,在圆O中,AB是直径,弦EF//AB.请仅用无刻度直尺完成作图。
(1)如图①,在直径AB的下方,画出D,使得△BDF是直角三角形.
(2)如图②,直径AB下方有一任意点H,请在劣弧EF上画出中点P,直线AB上画出点G,使直线AB平分∠HGP.
图① 图②
作图原理分析
中心对称点,过圆心找;轴对称点,通常利用轴对称性或找等腰梯形结构进行处理。
小 结
1.作指定大小的角(余角):①利用直径所对的圆周角为90°可作余角及相关的角。 ②利用同弧所对圆周角相等进行等角转化及直径所对的圆周角为90°构造直角得其余角。
2.作角平分线:①垂径定理找弧的中点,得角平分线;②三条角平分线交于同一点,知二推一;③应用“等腰+平行得角平分线”模型。
3.作中线:①垂径定理找弦的中点,得中线。②三条中线交于同一点,知二画一。③中点+平行得中位线,找另一个中点。
4.作高线:①利用直径所对圆周角为90°得高线;②三条高线交于同一点知二画一;③等腰三角形连顶点和圆心得三线合一。
5.作正方形或45°角:必须找两条互相垂直的直径,找等腰梯形结构.
6.作对称点:中心对称点,过圆心找;轴对称点,通常利用轴对称性或找等腰梯形结构进行处理
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