内容正文:
尺规作图 专项练习
一、解答题
1.(1)如图,点B在上,过点B作的切线;
(2)如图,点D在外,过点D作的切线.
2.(1)如图1,已知线段AB,请用尺规作出线段AB的三等分点C、D;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)请用尺规在图2中的内部作出一点,使点到AB的距离等于点到AC的距离的2倍.(保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
3.分别用两种方法作出三角形的外心与内心.(尺规作图,保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
4.如图,四边形为平行四边形,为圆的直径,请仅用无刻度的直尺按要求画图(保留作图痕迹,不写作法).
(1)在图1中作出圆心.
(2)在图2中,画出,使得.
5.已知:和外一点.
尺规作图:在图中,过点作的两条切线、,、为切点(要求:两种方法保留作图痕迹,写出简单作法).
6.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°.
(1)用直尺和圆规作⊙O,使圆心O在AC上,且⊙O与BC、AB都相切;(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(2)若AC=6,BC=8,则⊙O的半径长为______.
7.矩形中,在线段上.
(1)请在图①中利用尺规画出点,使得(不写作法,保留作图痕迹).
(2)①请在图②中利用尺规画出点,使得(不写作法,保留作图痕迹).
②,.若一定存在一点,使得,则的取值范围是_____________.
8.(1)如图1,在中,,,则的外接圆的半径为__________.
(2)如图2,在直线上求作点P,使得.
9.如图,AB是⊙O的直径,点C在圆上,∠BAD是△ABC的一个外角,它的平分线交⊙O于点E.不使用圆规,请你仅用一把不带刻度的直尺作出∠BAC的平分线.并说明理由.
10.请用直尺与圆规按要求完成下列作图.
(1)如图:已知两个半径不同的圆,请用不同的方法分别画出两个圆的直径.
(2)请再画出一个圆使得它的面积等于已知两个圆面积的和
(3)请再画出一个圆使得它的周长等于已知两个圆周长和的倍.
11.已知,用圆规和无刻度的直尺画,使得.不写作法,保留作图痕迹,用黑色笔将痕迹加黑.
12.如图,在中,,,是的外接圆.
(1)请用圆规和无刻度的直尺画出,不写作法,保留作图痕迹,用黑色笔将痕迹加黑;
(2)求的半径;
(3)若在同一平面内的也经过、两点,且,请直接写出的半径的长.
13.用无刻度的直尺和圆规完成下列作图,不写作法,保留作图痕迹.
(1)点P是中边上的一点,在图1中作,使它满足以下条件:
①圆心O在上;②经过点P;③与边相切;
(2)如图2,从墙边上引两条不平行的射线(交点在墙的另一侧,画不到),作这两条射线所形成角的平分线.
14.在平面直角坐标系xOy中,点A、B分别在x轴负半轴、y轴正半轴上,(a为常数),以C为圆心、适当的长度为半径作,使点A、B在上.
(1)请用无刻度的直尺和圆规作出.(保留作图痕迹,不写作法);
(2)若,直线与有且只有一个公共点,则 .
15.操作题:如图,⊙O是ABC的外接圆,AB=AC,P是⊙O上一点.
(1)请你只用无刻度的直尺,分别画出图①和图②中∠P的平分线;
(2)结合图①,说明你这样画的理由.
16.已知⊙O,请用无刻度的直尺完成下列作图.
(1)如图①,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,且AB=AD,画出∠BCD的角平分线;
(2)如图②,AB和AD是⊙O的切线,切点分别是B、D,点C在⊙O上,画出∠BCD的角平分线.
17.如图,一张半径为的圆形纸片,点为圆心,将该圆形纸片沿直线折叠,直线交于两点.
(1)若折叠后的圆弧恰好经过点,利用直尺和圆规在图中作出满足条件的一条直线(不写作法,保留作图痕迹),并求此时线段的长度.
(2)已知是一点,.
①若折叠后的圆弧经过点,则线段长度的取值范围是________.
②若折叠后的圆弧与直线相切于点,则线段的长度为_________.
18.如图,已知,利用尺规完成下列作图(不写画法,保留作图痕迹).
(1)作的外接圆;
(2)若所在平面内有一点D,满足,,求作点D.
19.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,
(1)求作⊙P,使圆心P在BC上,且⊙P与AC、AB都相切;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若AC=4,BC=3.求⊙P的半径.
20.已知.设过点P所画的的两条切线分别为,,切点为A,B.尺规作图:用两种不同的方法作一点P,使.(保留作图痕迹,写出必要的文字说明)
21.如图,已知点、是平面内两点,线段长度一定,在平面内作使得它过点、且半程长为(尺规作图,保留作图痕迹,写出必要的作图说明).
22.数学家笛卡尔在其著作《几何学》中指出“仅用尺规可以求一个数的算术平方根”.方法如下:如图,已知线段的长为,延长至点,使,以的中点为圆心,的长为半径作圆.
①以点为圆心,长为半径画弧,交线段于点.
②作的中垂线交于.
所得的长是的长的算术平方根.
(1)请在图中用尺规作图完成①②步骤(保留作图痕迹,不写作法).
(2)求证:.
(3)若,则______.
试卷第1页(共3页)
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《2026年09月25日数学作业》参考答案
1.
(1)射线即为所求:
(2)直线即为所求:
【分析】本题考查尺规作图,(1)连接并延长,以点B为圆心,的长为半径画弧,交射线于点C,再分别以点A、C为圆心,大于线段的长度为半径作弧,交于点D,再作直线即可;
(2)连接,分别以点C、D为圆心,大于的长度为半径作弧,分别交于点E、F,连接交于点G,再以点G为半径,的长度为半径作弧,交于点M,作直线即可.
【详解】解:(1)略
(2)如图,连接,分别以点C、D为圆心,大于的长度为半径作弧,分别交于点E、F,连接交于点G,再以点G为半径,的长度为半径作弧,交于点M,作直线,直线即为所求,理由如下:
∵垂直平分,
∴,
∴点在以为直径的圆上,
∴,
又∵是的半径,
∴是的切线.
2.
(1)如图所示;
;
(2)如图所示;
.
【分析】本题主要考查了平行线分线段成比例和平行线的尺规作图等知识点,解决此题的关键是熟练掌握平行线的尺规作图;
(1)先根据题意要想作出线段的三等分点,需要根据平行线分线段成比例,再用尺规作图作出平行线即可;
(2)此道题相当于作一个线段的三等分点,进而转化成第一问的过程,根据第一问的过程即可得到答案;
【详解】略
3.
解:(1)作三角形的外心作法:
如图,分别以点、为圆心,大于长为半径作圆弧,两弧分别交于点、,过、两点作直线;
分别以点、为圆心,大于长为半径作圆弧,两弧分别交于点、,过、两点作直线;
直线与直线相交于点,点即为的外心;
(2)作三角形的外心作法:
如图,以点为圆心,长为半径作圆弧,以点为圆心,长为半径作圆弧,
两弧分别交于点,连接交于点;
以点为圆心,适当长为半径作弧,交AC于两点,以此两点为圆心,大于这两点距离一半的长为半径画弧,两弧相交于点,
过点、作直线,
同样方法作直线,直线与直线相交于点,点即为的外心;
说明:由作图可知,,,
四边形为平行四边形,
,即点为的中点,
由作图可知,,
是线段的垂直平分线,
同理,是线段的垂直平分线,
点即为的外心.
(3)作三角形的内心作法:
如图,以点为圆心,适当长为半径画弧,分别交、于两点,再分别以这两点为圆心,大于这两点距离一半的长为半径画弧,两弧相交于点,过、两点作射线;
以点为圆心,适当长为半径画弧,分别交、于两点,再分别以这两点为圆心,大于这两点距离一半的长为半径画弧,两弧相交于点,过、两点作射线;
射线与射线相交于点,点即为的内心;
(4)作三角形的内心作法:
如图,以点为圆心,画两个不同半径的弧,得到点,,,,连接,交于点,过、两点作射线;
以点为圆心,画两个不同半径的弧,得到点,,,,连接,交于点,过、两点作射线;
射线与射线相交于点,点即为的内心.
说明:由作图可知,
,,,
,
,
∵,,
,即,
,,,
,
,
,,,
,
,即是的角平分线,
同理可证,是的角平分线,
点即为的内心.
【分析】本题考查了尺规作图,作垂直平分线,作角平分线的作法,三角形的内心与外心,熟练掌握基本作图方法为解题关键.根据三角形三条边的垂直平分线的交点为三角形的外心,三角形内角平分线的交点为三角形的内心进行画图即可得出答案.
【详解】略
4.(1)如图:
(2)如图:
【分析】本题考查无刻度直尺作图,涉及圆的性质、平行四边形的性质及圆周角定理等知识,熟知相关性质是正确解决本题的关键.
(1)延长,与圆交于点H,连接,与的交点即为所求的圆心O;
(2)设与交于点G,连接并延长交于点E,连接,交于点K,即为所求.
【详解】(1)解:延长,与圆交于点H,连接,与的交点即为所求的圆心O;
理由:平行四边形中,,
又,
,
,
,
为圆的直径,
为圆的直径,
点O即为圆心;
(2)解:设与交于点G,连接并延长交于点E,连接,交于点K,即为所求.
理由:由作图可知:为的直径,
,
,
,
.
5.
作法:
连接,作的垂直平分线交于点;
以点为圆心,长为半径作圆交于点,,
作直线,,则直线,即为所求.
连接、,
根据作法可知,为的直径,
,即,,
、为的半径,
、为的切线;
作法:
作射线,与交于点和点;
以点为圆心,以为半径作;
以点为圆心,以为半径作圆,与交于点和点,连接和,分别与交于点和点;
作直线和直线,则直线,即为所求.
连接、,
根据作法可知,,,,
点是的中点,点是的中点,
根据等腰三角形三线合一可知,,,
、为的半径,
、为的切线.
【分析】本题考查了尺规作图,过圆外一点作圆的切线,合理利用圆周角定理,构造全等三角形,辅助圆解决问题是解决本题的关键.作法通过过点作辅助圆,、为新作圆的圆周角,根据直径所对的圆周角等于即可得证直线、为的切线;作法通过构造等腰三角形,利用等腰三角形的三线合一,底边上的中线即为高线,即可得证直线、为的切线.
【详解】略
6.(1)
解:如图所示,⊙O即为所求.
.
(2)
【分析】(1)作∠ABC的平分线,交AC于点O,再以点O为圆心、OC为半径作圆;
(2)记⊙O与AB的切点为D,连接OD,则OC=OD,BC=BD=8,设OC=OD=r,则AO=6-r,在Rt△AOD中,由AO2=AD2+OD2列出关于r的方程求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:记⊙O与AB的切点为D,
连接OD,则OC=OD,BC=BD=8,
设OC=OD=r,
则AO=6-r,
∵AC=6,BC=8,
∴AB==10,
∴AD=2,
在Rt△AOD中,由AO2=AD2+OD2得(6-r)2=22+r2,
解得r=,即⊙O的半径为,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了作图—复杂作图,解题的关键是掌握角平分线的尺规作图和性质、切线的性质定理及勾股定理.
7.(1)
如图:点或即为所求.
(2)
①则为所求点.
②
【分析】(1)作的中垂线,以的中点为圆心作圆,交于点P和点,即可;
(2)①以为边作等边三角形,分别作的中垂线交于点O,圆O交于点,则为所求点;
②如图:当的外接圆与相切时,的值最小;如图,当圆为矩形的外接圆时,值最大,据此即可解答.
【详解】(1)略
(2)①如图:以为边作等边三角形,分别作的中垂线交于点O,
圆O交于点;
②如图,记的外接圆,半径为,连接,,,过点作;
由题意知,点既在上,也在圆上,则当圆与相切时,切点为点,
则,
∵,,,
,,
,
,
此时,有最小值,最小值为;
当圆为矩形的外接圆时,值最大,此时点与点重合,
如图:连接,则,
∴,
综上,m的取值范围是.
【点睛】本题主要考查了圆周角定理、尺规作图、勾股定理、等腰三角形的性质等知识点,正确作出图形是解题的关键.
8.(1)2;
(2)点P即为所求:
【分析】本题考查了圆周角定理,求特殊三角形的外接圆半径,等边三角形的判定与性质,熟练掌握圆周角定理及等边三角形的性质是解题的关键.
(1)根据圆周角定理可求得,再根据等边三角形的判定与性质即可求得答案;
(2)先以线段为边,向左下方作等边三角形,则再以点O为圆心,长为半径作,交已知直线于点P,根据圆周角定理可知,即知点P即为所求.
【详解】解:(1)所对的圆心角和圆周角分别是和,
,
,
是等边三角形,
,
即的外接圆的半径为2.
故答案为:2.
(2)略
9.
作直径EF交⊙O于F,
连接AF,则AF是∠BAC的平分线.
理由是:∵EF是⊙O的直径,
∴∠EAF=90°,
即∠EAO+∠OAF=90°,
∵AE平分∠BAD,
∴∠DAE=∠EAO,
∴∠CAF=∠OAF,
∴AF是∠BAC的平分线.
【分析】先根据直径所对的圆周角是直角作直径EF,可得∠EAF=90°,再由AE平分∠DAO,及平角的定义可得结论.
【详解】解:略.
【点睛】本题是圆中的作图题,题目新颖,考查了圆周角定理、角平分线的性质和平角的定义,属于基础题.
10.(1)
方法一:如图所示,线段即为所求;
方法二:如图所示,线段即为所求;
(2)
如图所示,即为所求;
(3)
如图所示,即为所求.
【分析】()方法一:画圆的一条弦,作弦的垂直平分线,与圆的交点构成的线段即为圆的直径;方法二:作圆周角,连接,则线段即为所求;
()分别作出两个圆的圆心,确定出两个圆的半径,再以为直角边作直角三角形,最后以斜边为半径画,可知的面积为,即等于已知两个圆面积的和;
()以为边长作等边,再作直角,与的延长线相交于点,最后以半径,点为圆心画,由三角形函数可知,可得的周长为,即的周长等于已知两个圆周长和的倍;
本题考查了作圆及圆的直径,掌握圆的性质是解题的关键.
【详解】(1)略
(2)略
(3)略
11.
如图,即为所求.
【分析】本题考查确定圆弧的圆心,尺规作图,在上任取一点M,连接,,作线段,的垂直平分线,交点即为所在圆的圆心,令点C与点A重合,在圆周上取, 即为所求.解题的关键是找到已知弧所在圆的圆心.
【详解】解:略.
12.(1)
解:如图所示:
(2)
(3)或
【分析】(1)分别作出两边的垂直平分线,交点即为圆心O;
(2)过点作,垂足为,连接、,根据勾股定理即可求解;
(3)分两种情况说明的半径的长.
【详解】(1)略
(2)过点作,垂足为,连接、,
,,
垂直平分,
,
点在的垂直平分线上,即在上,
,
,
在中,,,
,
设,则.
在中,,
,即.
解得,
即的半径为;
(3)当也经过、两点,
则设,
,则或,
,
或.
所以的半径的长为或.
【点睛】本题考查了尺规作图,三角形外接圆与外心、等腰三角形的性质、勾股定理、垂径定理,解决本题的关键是准确确定点的两个位置.
13.(1)
为所求的图形:
(2)直线为所求的图形:
【分析】本题考查了圆的基本性质,复杂作图——线段、垂线、以及角平分线,圆的切线的性质和破安定,等腰三角形的内心等知知识,利用相关知识点正确作图是解题关键.
(1)要作一个满足条件的圆,关键在于确定圆心和半径.因为圆心在上且圆经过点 P 并与相切,过圆心作的垂线,垂线段长度即为半径;
(2)根据三角形三条角平分线交于同一点作图即可.
【详解】(1)解:①过点P作的垂线交于点E,
②在上截取,
③作的平分线交于点O;
④以点O为圆心,长为半径作圆;
(2)解:①在上任取一点M(除F外),在上任取一点N(除E外),连接;
②作的平分线,作的平分线,两平分线交于点G;
③同样方法,得点H;
④作直线,则直线为所求的图形.
14.(1)
如下图所示.
(2)4或24
【分析】(1)由点C的坐标知,改点在直线上,由圆的定义知,点C在的中垂线上,故上述两条直线的交点,即为点C为位置,即可求解;
(2)求出点,由,即可求解.
【详解】(1)由点C的坐标知,该点在直线上,由圆的定义知,点C在的中垂线上,
故上述两条直线的交点,即为点C为位置;
(2)如下图所示,设直线与有且只有一个公共点为点T,
则和直线垂直,且,
∵点C在直线,
∴点T是直线和直线的交点,
则点,
由得:
,
解得或.
故答案为:4或24.
【点睛】本题为一次函数综合题,涉及到图象作图、圆的基本知识,其中(2),确定点T的位置,是本题解题的关键,题目综合性强,有一定的难度.
15.
(1)如图①,连接AP,即为所求角平分线;
如图②,连接AO并延长,与⊙O交于点D,连接PD,即为所求角平分线.
(2)∵AB=AC,
∴,
∴∠APB=∠APC.
【分析】(1)利用圆心角、弧、弦的关系,得出作法即可;
(2)由AB=AC得到,再利用圆周角定理可得.
【详解】解:(1)略
(2)略
【点睛】此题主要考查了基本作图以及圆心角、弧、弦的关系,圆周角定理等知识,熟练利用圆心角、弧、弦的关系得出是解题关键.
16.
(1)
∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,且AB=AD
∴ ∴∠DAC=∠BAC
∴连接AC即为所求
(2)
∵AB和AD是⊙O的切线,切点分别是B、D,
连接AO,交圆O于点E,根据切线长定理可知AB=AD,∠DAO=∠BAO,又∵AO=AO,∴△ADO≌△ABO,∴∠AOD=∠AOB,即
∴连接CE即为所求.
【分析】(1)根据同圆或等圆中,相等的弦所对的弧相等,同弧或等弧所对的圆周角相等,连接AC即为所求;
(2)根据切线长定理,圆外一点可以引圆的两条切线,这一点到切点的距离相等,这一点和圆心的连线平分两条切线的夹角,再利用相等的圆心角所对的弧相等,同弧所对的圆周角相等,连接EC即为所求.
【详解】解:略.
【点睛】根据同圆或等圆中,相等的弦所对的弧相等,同弧或等弧所对的圆周角相等及切线长定理作图是本题的解题关键.
17.(1);
如图,直线为所求,连接.
(2)①;②
【分析】(1)连接AO,直线l垂直平分PO.,在Rt△AHO中即可求解;
(2)①分两种情况求解;
②过O作弦AB的垂直与圆交于点D,与弧AB交于点C,与AB交于点E,过M作OM的垂线,两条垂线的交点为O',连接AO,得到OO'垂直平分AB,O'为弧ABM所在圆的圆心,,在Rt△ADO中即可求解;
【详解】(1)∵点与点关于直线对称,
∴直线垂直平分.
∴.
在中,
∵,
∴.
在中,
∵,为半径,
∴.
(2)如图1:
∵弧AB翻折与M重合,OM=1,
∴DM=1,
在Rt△ADO中,AO=3,DO=2,
∴;
如图2:
∵弧AB翻折与M重合,OM=1,
∴MD=2,DO=1,
在Rt△ADO中,AO=3,
∴,
∴,
故答案为;
(3)如图3:过O作弦AB的垂线与圆O交于点C,与AB交于点D,连接OM,过点M作OM的垂线,两条垂线的交点为O',连接AO,
∴OO'垂直平分AB,O'为弧ABM所在圆的圆心,
∵折叠后的圆弧与直线OM相切于点M,
∴MO'=3,CO=EO',在Rt△OO'M中,OM=1,
∴,
在Rt△ADO中,,AO=3,
∴,
∴;
故答案为
【点睛】本题考查圆的翻折,垂径定理,圆的切线,解直角三角形;熟练用垂径定理,在直角三角形中求边,分类讨论折叠的情况是解题的关键.
18.
(1)如图所示:⊙O即为所求;
(2)如图所示:点D即为所求.
【分析】(1)作出、的垂直平分线,两线的交点就是⊙O的圆心O的位置,然后以O为圆心长为半径画圆即可;
(2)以B为圆心,长为半径化弧,交⊙O于点D,再连接,即可.
【详解】(1)略
(2)略
【点睛】本题考查了作图—复杂作图,涉及到了线段的垂直平分线的性质与作图、圆周角定理、三角形的外接圆与外心等知识,解题关键是能正确作出线段的垂直平分线以及圆周角定理的应用.
19.(1)如图所示.
(2)⊙P的半径为.
【分析】(1)作∠CAB的角平分线交BC于点P,以P为圆心,PC为半径作⊙P即可;
(2)设⊙P的半径为R,⊙P与AB相切于点D,连接PD,则PB=3-R,利用勾股定理构建方程求解即可.
【详解】(1)略
(2)设⊙P的半径为R,⊙P与AB相切于点D,连接PD,则PB=3-R,
在Rt△ABC中,,
∵⊙P与AC、AB都相切
∴AD=AC=4,
∴BD=AB-AD=5-4=1,
在Rt△PBD中,
∵PD2+BD2=PB2,
∴,
解得:R=.
答:⊙P的半径为.
【点睛】本题考查作图-复杂作图,切线的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
20.
方法①:如图,作直径,,且;作半径平分;过A,B分别作,的垂线,两条垂线的交点即为点P.
方法②:作半径,过A作直线,以点A为圆心为半径画弧交直线l于点C,再以点C为圆心为半径画弧交直线l于点P,再以点P为圆心为半径画弧交于点B,连接,点P即为所求.
【分析】本题主要考查切线的性质和等腰三角形的性质,
方法①:作直径,,且;作半径平分;此时,过A,B分别作,的垂线,即,两条垂线的交点即为点P.
方法②:作半径,过A作直线,以点A为圆心为半径画弧交直线l于点C,此时,再以点C为圆心为半径画弧交直线l于点P,可知,再以点P为圆心为半径画弧交于点B,连接,即,点P即为所求.
【详解】略
21.
如下图:即为所求:
【分析】本题主要考查了作图,画圆,作线段垂直平分线,连接,作的垂直平分线,以点A为圆心线段a为半径画弧交于点O,再以点O为圆心线段为半径作圆即为所求.
【详解】略
22.(1)
解:在图中用尺规作图完成①②步骤如下:
.
(2)
证明:如图,连接,
由作图可知,,
∴,
∴,
∵为的直径,
∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,即,
∴,
∴或(不符合题意,舍去).
(3)
【分析】本题考查了作线段垂直平分线、圆周角定理、相似三角形的判定与性质、一元二次方程的应用等知识,熟练掌握圆周角定理和相似三角形的性质是解题关键.
(1)先画出圆,再作线段垂直平分线即可得;
(2)连接,先根据圆周角定理可得,再得出,然后证出,根据相似三角形的性质可得,则,据此即可得证;
(3)先利用勾股定理求出,再代入,解方程可得的值,据此即可得.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:∵,,
∴,
由(2)已证:,
∴在中,,
在中,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
解得或(舍去),
经检验,是所列方程的解,
∴,
故答案为:.
答案第1页(共2页)
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