内容正文:
专题19 尺规作图的核心知识点精讲
考点1、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。
考点2、五种基本作图
1.作一条线段等于已知线段
(1)已知:线段a(如图)。求作:线段AC,使AC等于a。
(2)作法:①画射线AB。②以点A为圆心,a的长为半径画弧,交AB与点C,则线段AC即为所求,如图所示。
2.作一个角等于已知角
(1)已知∠AOB(如图)。求作:。
(2)作法:①作射线。②以点O为圆心,适当的长为半径画弧,交OA于点C,交OB于点D。③以点为圆心,OC的长为半径画弧,交于点。④以点为圆心,CD的长为半径画弧,交前弧于点。⑤经过点作射线,即为所求,如图所示。
3.作已知角的平分线
(1)已知∠AOB(如图)。求作:∠AOB的平分线。
(2)作法:①以点O为圆心,适当长为半径画弧,交OA于点N,交OB于点M。②分别以点M、N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在∠AOB的内部相交于点C。③连接OC,射线OC即为所求。
4.经过直线上一点作已知直线的垂线
(1)已知直线l和l上的一点C(如图)。求作:l的垂线,使它经过点C。
(2)作法:①以C为圆心,适当长为半径画弧,交l于点A、B。②分别以A,B两点为圆心,大于的长为半径画弧,交于点D。③连接CD,直线CD就是所求作的垂线,如图所示。
5.经过直线外一点作已知直线的垂线
(1)已知直线l和l外的一点C(如图)。求作:l的垂线,使它经过点C。
(2)作法:①以C为圆心,适当长为半径画弧,交l于点A、B。②分别以A,B两点为圆心,大于的长为半径在直线另一侧画弧,交于点D。③连接CD,直线CD就是所求作的垂线,如图所示。
6.作线段的垂直平分线
(1)已知线段AB(如图)。求作:线段AB的垂直平分线。
(2)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和点D。②作直线CD,直线CD就是线段AB的垂直平分线,如图所示。
考点3、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,外接圆的圆心是三角形三边垂直平分线的交点)。
(2)作三角形的内切圆的圆心(圆心为三角形角平分线的交点,该交点到三角形三边的距离相等)。
题型:尺规作图
例1.尺规作图之旅:尺规作图起源于古希腊的数学课题,只允许使用圆规和没有刻度的直尺,来解决平面几何作图问题.在数学中,我们能通过尺规作图创造出许多带有美感的图形.
(1)如图1,已知∠AOB,利用尺规作图作一个角,使它等于已知角的2倍(不写作法,保留作图痕迹).
(2)尺规作图:如图2,过点A作直线l的平行线AB(不写作法,保留作图痕迹).直线l与直线AB平行的理论依据是 同位角相等,两直线平行 .
解:(1)如图所示:所作∠EDF=2∠AOB;
(2)如图所示:所作直线AB即为所求,
两直线平行的理论依据是:同位角相等,两直线平行,
故答案为:同位角相等,两直线平行.
例2.如图,已知△ABC,点D为BC的延长线上的一点.
(1)尺规作图(保留作图痕迹,不用写作法):作∠ACD的角平分线CE.
(2)在(1)的条件下,若∠A=55°,CE恰好与AB平行,求∠B的度数.
解:(1)如图,射线CE即为所求;
(2)∵CE∥AB,
∴∠ACE=∠A=55°,
∵CE平分∠ACD,
∴∠ACE=∠ECD=55°,
∴∠B=∠ECD=55°.
例3.如图,已知△ABC.
(1)尺规作图:作线段AB的垂直平分线DE,分别交AB,BC于点D,E;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)若AB=6,△ABC的周长是17,F为直线DE上一动点,求△ACF周长的最小值.
解:(1)图形如图所示;
(2)当点F与E重合时,△ACF的周长最小,最小值=AE+AC+EC=EB+EC+AC=AC+BC,
∵AB=6,△ABC的周长是17,
∴AC+BC=11,∴△ACF的周长的最小值为11.
例4.尺规作图:
①作三角形的外接圆;
②作三角形的内切圆.
解:①如图所示:⊙O即为所求;
②如图所示:⊙E即为所求.
跟踪训练:
1.尺规作图:(不写作法,保留作图痕迹)
已知∠ACB,
求作:∠MON,使∠MON=∠ACB,作一个角等于已知角的依据是SSS .
解:∠MON即为所求作;
由作图可得:作一个角等于已知角的依据是:SSS.
故答案为:SSS.
2.如图,∠CAE是△ABC的一个外角,AB=AC,CF∥BE.
(1)尺规作图:作∠CAE的平分线,交CF于点D(保留作图痕迹,不写作法);
(2)若CD=AD,求证:四边形ABCD是菱形.
(1)解:如图,AD即为所求作的∠CAE的平分线;
(2)证明:∵AB=AC,∴∠B=∠ACB,
∵AD平分∠CAE,∴∠CAD=∠EAD,
∵∠CAE=∠B+∠ACB,∴∠CAD+∠EAD=∠B+ACB,
∴∠EAD=∠B,∴AD∥BC,
∵AB∥CD,∴四边形ABCD是平行四边形,
∵CD=AD,∴四边形ABCD是菱形.
3.如图所示,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°.
(1)尺规作图:作AB的垂直平分线DE,垂足为D,交AC于点E.(保留作图痕迹,不要求写作法)
(2)应用与证明:在(1)的条件下,求证:DE=EC.
(1)解:如图,DE为所作;
(2)证明:连接BE,如图,∵DE垂直平分AB,∴EA=EB,ED⊥AB,
∴∠EBD=∠A=30°,
∵∠ABC=90°﹣∠A=60°,∴BE平分∠ABC,∴ED=EC.
4.作图题:
(1)用尺规作出左边三角形的外接圆(不写作法,但要保留作图痕迹);
(2)用尺规作出右边三角形的内切圆(不写作法,但要保留作图痕迹);
(3)在下边两图的右边空白处作一个半径是1.5厘米的正六边形.
解:(1)如图,⊙O1即为所求;
(2)如图,⊙O2即为所求;
(3)如图,正六边形ABCDEF即为所求.
专题练习-基础过关
1.下面是“作∠AOB的角平分线”的尺规作图方法.
(1)以点O为圆心,适当长为半径画弧,交OA于点M,交OB于点N;
(2)分别以点M,N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在∠AOB的内部相交于点C;
(3)画射线OC.射线OC即为所求.
上述方法通过判定△MOC≌△NOC得到∠AOC=∠BOC.其中判定△MOC≌△NOC的依据是( )
A.SSS B.SAS
C.ASA D.AAS
解:由作法可知,OM=ON,CM=CN,
又∵OC=OC,∴△MOC≌△NOC(SSS),
故判定△MOC≌△NOC的依据是SSS,故选:A.
2.如图,在△ABC中,AF⊥BC,通过尺规作图,得到直线DE,仔细观察作图痕迹,若∠B=38°,则∠EAF的度数为( )
A.18° B.16°
C.14° D.12°
解:根据作图可知,DE是AB的垂直平分线,∴AE=BE,∴∠BAE=∠B=38°,
由条件可知∠AFB=90°,∴∠BAF=90°﹣∠B=90°﹣38°=52°,
∴∠EAF=∠BAF﹣∠EAF=14°,故选:C.
3.如图1,已知∠ABC,用尺规作它的角平分线.如图2,步骤如下.
第一步:以为圆心,以a为半径画弧,分别交射线BA,BC于点D,E;
第二步:分别以D,E为圆心,以b为半径画弧,两弧在∠ABC内部交于点P;
第三步:画射线BP,射线BP即为所求.
上述方法通过判定△BDP≌△BEP,得到∠DBP=∠EBP,其中判定△BDP≌△BEP的依据是( )
A.三边分别相等的两个三角形全等
B.两角分别相等且其中一组等角的对边相等的两个三角形全等
C.两角及其夹边分别相等的两个三角形全等
D.两边及其夹角分别相等的两个三角形全等
解:如图,连接PD,PE.
在△PDB和△PEB中,,
∴△PDB≌△PEB(SSS).∴∠PBD=∠PBE,即BP平分ABC.故选:A.
4.如图,在Rt△ABC中,分别以B,C为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点P,
Q,作直线PQ,分别交BC,AC于点D,E,连接BE.若∠EBD=32°,则∠A的度数为
( )
A.50° B.58° C.60° D.64°
解:根据作图可得PQ是BC的垂直平分线,
∴EB=EC,
∴∠C=∠EBD=32°,
∵∠ABC=90°,
∴∠A=90°﹣∠C=90°﹣32°=58°,故选:B.
5.如图,在△ABC中,分别以点A和点C为圆心,大于AC的长为半径作弧,两弧相交于
点M、N,直线MN与AC、BC分别相交于E和D,连接AD,若AE=3cm,△ABC的周长
为13cm,则△ABD的周长是( )
A.7cm B.10cm C.16cm D.19cm
解:由作法得MN垂直平分AC,
∴AE=CE=3,DA=DC,
∵△ABC的周长为13cm,即AB+BC+AC=13,
∴AB+BD+DA+6=13,
即AB+BD+DA=7,
∴△ABD的周长为7cm.
故选:A.
6.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,分别以点A和C为圆心,以大于AC的长为半
径作弧,两弧相交于点M和N,作直线MN分别交AD,BC于点E,F,则AE的长为( )
A. B. C. D.
解:设MN与AC的交点为O,
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠ADC=90°,AB=DC=6,BC=AD=8,
∴△ADC为直角三角形,
∵CD=6,AD=8,
∴,
.
又由作图知MN为AC的垂直平分线,
∴∠MOA=90°,,
在Rt△AOE中,,
∵cos∠CAD=cos∠EAO,
∴,
∴.
故选:D.
7.如图,四边形ABCD是平行四边形.
(1)尺规作图;作对角线AC的垂直平分线MN(保留作图痕迹);
(2)若直线MN分别交AD,BC于E,F两点,求证:四边形AFCE是菱形.
(1)解:如图,直线MN即为所求;
(2)证明:设AC与EF交于点O.由作图可知,EF垂直平分线段AC,∴OA=OC,
∵四边形ABCD是平行四边形,∴AE∥CF,∴∠OAE=∠OCF,
∵∠AOE=∠COF,∴△AOE≌△COF(ASA),∴AE=CF,
∴四边形AFCE是平行四边形,
∵AC⊥EF,∴四边形AFCE是菱形.
8.如图,在△ABC中,AC⊥BC,AD=AC,CE⊥AB.
(1)作∠CAB的角平分线,交CE于点F,连接DF(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)求证:FD∥CB.请将以下推导过程补充完整.
证明:∵AF平分∠CAB,
∴∠CAF=∠DAF,
在△ACF和△ADF中,
,
∴△ACF≌△ADF(②SAS ),
∴∠ACF=③ ∠ADF ,
又∵AC⊥BC,
∴∠ACB=90°,
∴∠B+∠CAB=90°,
∵CE⊥AD,
∴∠AEC=90°,
∴∠ACF+∠CAB=90°,
∴∠B=④ ∠ACF ,
∴∠B=∠ADF,
∴FD∥CB(⑤ 同位角相等,两直线平行 ).
【解答】(1)解:如图,AF即为所求作;
(2)证明:∵AF平分∠CAB,
∴∠CAF=∠DAF,
在△ACF和△ADF中,
,
∴△ACF≌△ADF(②SAS),
∴∠ACF=∠ADF③,
∵AC⊥BC,
∴∠ACB=90°,
∴∠B+∠CAB=90°,
∵CE⊥AD,
∴∠AEC=90°,
∴∠ACF+∠CAB=90°,
∴∠B=∠ACF④,
∴∠B=∠ADF;
∴FD∥CB(⑤同位角相等,两直线平行),
故答案为:AC=AD;SAS;∠ADF;∠ACF;同位角相等,两直线平行.
9.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,分别以点A,B为圆心,大于长为半径画弧,两弧相交于M,N两点,画直线MN,与AB交于点D,与BC交于点E,连结AE.
(1)由作图可知,直线MN是线段AB的 垂直平分线 ;
(2)当AC=3,BC=6时,求△ACE的周长;
(3)若∠CAE的度数是15°,求∠B的度数.
解:(1)由作图可知:直线MN是线段AB的垂直平分线;
故答案为:垂直平分线;
(3)解:由(2)可知:△ACE 的周长=AC+CE+AE=AC+CE+BE=AC+BC,
在 Rt△ABC 中,∵∠C=90°,AC=3,BC=6,
∴△ACE 的周长=AC+BC=3+6=9;
(3)∵∠C=90°,∠CAE=15°,
∴∠CEA=90°﹣15°=75°,
∵EA=EB,
∴∠B=∠EAB,
∵∠CEA=∠B+∠EAB,
∴∠B=∠CEA=37.5°.
10.如图,在等边三角形ABC中.
(1)请用尺规作图画出三角形的外接圆⊙O(保留作图痕迹);
(2)若AB=6,求⊙O的半径r.
解:(1)如图,⊙O为所作;
(2)如图,∵△ABC为等边三角形,AD⊥BC于D点,CE⊥AB于E点,
∴AE=BEAB=3,∠BAC=60°,AD平分∠BAC,∴∠OAE=30°,
在Rt△AOE中,∵∠OAE=30°,∴OEAE,∴OA=2OE=2,
即⊙O的半径r为2.
11.如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,请按要求作答:
(1)请用尺规作AB边的垂直平分线交AB于D,交BC于点E;(保留痕迹,不写作法)
(2)若DE=3,求线段CE,BC的长.
解:(1)图形如图所示:
(2)连接AE.
∵AB=AC,∠BAC=120°,
∴∠B=∠C=30°,
∵DE垂直平分线段AB,
∴EA=EB,
∴∠B=∠EAB=30°,
∴∠CAE=120°﹣30°=90°,
∵∠BDE=90°,DE=3,
∴BE=AE=2DE=6,
∴EC=2AE=12,
∴BC=BE+EC=6+12=18.
12.如图,A,B是两个村庄,CD是一条暗河露出地面的部分.两村村民想要建一个蓄水池,使它到A,B两个村庄的距离相等,并且到暗河两端C,D的距离也相等.请帮助他们找到符合这个要求的位置.(尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
解:利用尺规作图法分别作出AB和CD的垂直平分线,其交点即为所求蓄水池位置,如图,点P为蓄水池的位置.
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专题19 尺规作图的核心知识点精讲
考点1、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。
考点2、五种基本作图
1.作一条线段等于已知线段
(1)已知:线段a(如图)。求作:线段AC,使AC等于a。
(2)作法:①画射线AB。②以点A为圆心,a的长为半径画弧,交AB与点C,则线段AC即为所求,如图所示。
2.作一个角等于已知角
(1)已知∠AOB(如图)。求作:。
(2)作法:①作射线。②以点O为圆心,适当的长为半径画弧,交OA于点C,交OB于点D。③以点为圆心,OC的长为半径画弧,交于点。④以点为圆心,CD的长为半径画弧,交前弧于点。⑤经过点作射线,即为所求,如图所示。
3.作已知角的平分线
(1)已知∠AOB(如图)。求作:∠AOB的平分线。
(2)作法:①以点O为圆心,适当长为半径画弧,交OA于点N,交OB于点M。②分别以点M、N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在∠AOB的内部相交于点C。③连接OC,射线OC即为所求。
4.经过直线上一点作已知直线的垂线
(1)已知直线l和l上的一点C(如图)。求作:l的垂线,使它经过点C。
(2)作法:①以C为圆心,适当长为半径画弧,交l于点A、B。②分别以A,B两点为圆心,大于的长为半径画弧,交于点D。③连接CD,直线CD就是所求作的垂线,如图所示。
5.经过直线外一点作已知直线的垂线
(1)已知直线l和l外的一点C(如图)。求作:l的垂线,使它经过点C。
(2)作法:①以C为圆心,适当长为半径画弧,交l于点A、B。②分别以A,B两点为圆心,大于的长为半径在直线另一侧画弧,交于点D。③连接CD,直线CD就是所求作的垂线,如图所示。
6.作线段的垂直平分线
(1)已知线段AB(如图)。求作:线段AB的垂直平分线。
(2)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和点D。②作直线CD,直线CD就是线段AB的垂直平分线,如图所示。
考点3、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,外接圆的圆心是三角形三边垂直平分线的交点)。
(2)作三角形的内切圆的圆心(圆心为三角形角平分线的交点,该交点到三角形三边的距离相等)。
题型:尺规作图
例1.尺规作图之旅:尺规作图起源于古希腊的数学课题,只允许使用圆规和没有刻度的直尺,来解决平面几何作图问题.在数学中,我们能通过尺规作图创造出许多带有美感的图形.
(1)如图1,已知∠AOB,利用尺规作图作一个角,使它等于已知角的2倍(不写作法,保留作图痕迹).
(2)尺规作图:如图2,过点A作直线l的平行线AB(不写作法,保留作图痕迹).直线l与直线AB平行的理论依据是 .
例2.如图,已知△ABC,点D为BC的延长线上的一点.
(1)尺规作图(保留作图痕迹,不用写作法):作∠ACD的角平分线CE.
(2)在(1)的条件下,若∠A=55°,CE恰好与AB平行,求∠B的度数.
例3.如图,已知△ABC.
(1)尺规作图:作线段AB的垂直平分线DE,分别交AB,BC于点D,E;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)若AB=6,△ABC的周长是17,F为直线DE上一动点,求△ACF周长的最小值.
例4.尺规作图:
①作第一个三角形的外接圆;
②作第二个三角形的内切圆.
跟踪训练:
1.尺规作图:(不写作法,保留作图痕迹)
已知∠ACB,
求作:∠MON,使∠MON=∠ACB,作一个角等于已知角的依据是 .
2.如图,∠CAE是△ABC的一个外角,AB=AC,CF∥BE.
(1)尺规作图:作∠CAE的平分线,交CF于点D(保留作图痕迹,不写作法);
(2)若CD=AD,求证:四边形ABCD是菱形.
3.如图所示,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°.
(1)尺规作图:作AB的垂直平分线DE,垂足为D,交AC于点E.(保留作图痕迹,不要求写作法)
(2)应用与证明:在(1)的条件下,求证:DE=EC.
4.作图题:
(1)用尺规作出左边三角形的外接圆(不写作法,但要保留作图痕迹);
(2)用尺规作出右边三角形的内切圆(不写作法,但要保留作图痕迹);
(3)在下边两图的右边空白处作一个半径是1.5厘米的正六边形.
专题练习-基础过关
1.如图,下面是“作∠AOB的角平分线”的尺规作图方法.
(1)以点O为圆心,适当长为半径画弧,交OA于点M,交OB于点N;
(2)分别以点M,N为圆心,大于的长为半径画弧,两弧在∠AOB的内部相交于点C;
(3)画射线OC.射线OC即为所求.
上述方法通过判定△MOC≌△NOC得到∠AOC=∠BOC.其中判定△MOC≌△NOC的依据是( )
A.SSS B.SAS C.ASA D.AAS
第1题图 第2题图
2.如图,在△ABC中,AF⊥BC,通过尺规作图,得到直线DE,仔细观察作图痕迹,若∠B=38°,则∠EAF的度数为( )
A.18° B.16° C.14° D.12°
3.如图1,已知∠ABC,用尺规作它的角平分线.如图2,步骤如下.
第一步:以为圆心,以a为半径画弧,分别交射线BA,BC于点D,E;
第二步:分别以D,E为圆心,以b为半径画弧,两弧在∠ABC内部交于点P;
第三步:画射线BP,射线BP即为所求.
上述方法通过判定△BDP≌△BEP,得到∠DBP=∠EBP,其中判定△BDP≌△BEP的依据是( )
A.三边分别相等的两个三角形全等
B.两角分别相等且其中一组等角的对边相等的两个三角形全等
C.两角及其夹边分别相等的两个三角形全等
D.两边及其夹角分别相等的两个三角形全等
4.如图,在Rt△ABC中,分别以B,C为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点P,
Q,作直线PQ,分别交BC,AC于点D,E,连接BE.若∠EBD=32°,则∠A的度数为
( )
A.50° B.58° C.60° D.64°
第4题图 第5题图 第6题图
5.如图,在△ABC中,分别以点A和点C为圆心,大于AC的长为半径作弧,两弧相交于
点M、N,直线MN与AC、BC分别相交于E和D,连接AD,若AE=3cm,△ABC的周长
为13cm,则△ABD的周长是( )
A.7cm B.10cm C.16cm D.19cm
6.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,分别以点A和C为圆心,以大于AC的长为半
径作弧,两弧相交于点M和N,作直线MN分别交AD,BC于点E,F,则AE的长为( )
A. B. C. D.
7.如图,四边形ABCD是平行四边形.
(1)尺规作图;作对角线AC的垂直平分线MN(保留作图痕迹);
(2)若直线MN分别交AD,BC于E,F两点,求证:四边形AFCE是菱形.
8.如图,在△ABC中,AC⊥BC,AD=AC,CE⊥AB.
(1)作∠CAB的角平分线,交CE于点F,连接DF(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)求证:FD∥CB.请将以下推导过程补充完整.
证明:∵AF平分∠CAB,
∴∠CAF=∠DAF,
在△ACF和△ADF中,
,
∴△ACF≌△ADF(② ),
∴∠ACF=③ ,
又∵AC⊥BC,
∴∠ACB=90°,
∴∠B+∠CAB=90°,
∵CE⊥AD,
∴∠AEC=90°,
∴∠ACF+∠CAB=90°,
∴∠B=④ ,
∴∠B=∠ADF,
∴FD∥CB(⑤ ).
9.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,分别以点A,B为圆心,大于长为半径画弧,两弧相交于M,N两点,画直线MN,与AB交于点D,与BC交于点E,连结AE.
(1)由作图可知,直线MN是线段AB的 ;
(2)当AC=3,BC=6时,求△ACE的周长;
(3)若∠CAE的度数是15°,求∠B的度数.
10.如图,在等边三角形ABC中.
(1)请用尺规作图画出三角形的外接圆⊙O(保留作图痕迹);
(2)若AB=6,求⊙O的半径r.
11.如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,请按要求作答:
(1)请用尺规作AB边的垂直平分线交AB于D,交BC于点E;(保留痕迹,不写作法)
(2)若DE=3,求线段CE,BC的长.
12.如图,A,B是两个村庄,CD是一条暗河露出地面的部分.两村村民想要建一个蓄水池,使它到A,B两个村庄的距离相等,并且到暗河两端C,D的距离也相等.请帮助他们找到符合这个要求的位置.(尺规作图,保留作图痕迹,不写作法)
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