第一篇:初中尺規(guī)作圖典型例題歸納總結(jié)
初中尺規(guī)作圖典型例題歸納
典型例題一
例
已知線段a、b,畫一條線段,使其等于a?2b. 分析
所要畫的線段等于a?2b,實(shí)質(zhì)上就是a?b?b.
畫法:1.畫線段AB?a.2.在AB的延長線上截取BC?2b.線段AC就是所畫的線段.
說明
1.尺規(guī)作圖要保留畫圖痕跡,畫圖時(shí)畫出的所有點(diǎn)和線不可隨意擦去.
2.其它作圖都可以通過畫基本作圖來完成,寫畫法時(shí),只需用一句話來概括敘述基本作圖.
典型例題二
例
如下圖,已知線段a和b,求作一條線段AD使它的長度等于2a-b.
錯(cuò)解
如圖(1),(1)作射線AM;(2)在射線AM上截取AB=BC=a,CD=b,則線段AD即為所求. 錯(cuò)解分析
主要是作圖語言不嚴(yán)密,當(dāng)在射線上兩次截取時(shí),要寫清是否順次,而在求線段差時(shí),要交待截取的方向.
圖(1)
圖(2)
正解
如圖(2),(1)作射線AM;(2)在射線AM上,順次截取AB=BC=a;(3)在線段CA上截取CD=b,則線段AD就是所求作的線段.
典型例題三
例
求作一個(gè)角等于已知角∠MON(如圖1).
圖(1)
圖(2)錯(cuò)解
如圖(2),(1)作射線O1M1;(2)在圖(1),以O(shè)為圓心作弧,交OM于點(diǎn)A,交ON于點(diǎn)B;(3)以O(shè)1為圓心作弧,交O1M1于C;(4)以C為圓心作弧,交于點(diǎn)D;(5)作射線O1D.
則∠CO1D即為所求的角.
錯(cuò)解分析
作圖過程中出現(xiàn)了不準(zhǔn)確的作圖語言,在作出一條弧時(shí),應(yīng)表達(dá)為:以某點(diǎn)為圓心,以其長為半徑作?。?/p>
正解
如圖(2),(1)作射線O1M1;(2)在圖(1)上,以O(shè)為圓心,任意長為半徑作弧,交OM于點(diǎn)A,交ON于點(diǎn)B;(3)以O(shè)1為圓心,OA的長為半徑作弧,交O1M1于點(diǎn)C;
(4)以C為圓心,以AB的長為半徑作弧,交前弧于點(diǎn)D;(5)過點(diǎn)D作射線O1D. 則∠CO1D就是所要求作的角.
典型例題四
例
如下圖,已知∠α及線段a,求作等腰三角形,使它的底角為α,底邊為a.
分析
先假設(shè)等腰三角形已經(jīng)作好,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),知兩底角∠B=∠C=∠α,底邊BC=a,故可以先作∠B=∠α,或先作底邊BC=a.
作法
如下圖
(1)∠MBN=∠α;(2)在射線BM上截取BC=a;(3)以C為頂點(diǎn)作∠PCB=∠α,射線CP交BN于點(diǎn)A.△ABC就是所要求作的等腰三角形.
說明
畫復(fù)雜的圖形時(shí),如一時(shí)找不到作法,一般是先畫出一個(gè)符合條件的草圖,再根據(jù)這個(gè)草圖進(jìn)行分析,逐步尋找畫圖步驟.
典型例題五
例
如圖(1),已知直線AB及直線AB外一點(diǎn)C,過點(diǎn)C作CD∥AB(寫出作法,畫出圖形). 分析
根據(jù)兩直線平行的性質(zhì),同位角相等或內(nèi)錯(cuò)角相等,故作一個(gè)角∠ECD=∠EFB即可.
作法
如圖(2).
圖(1)
圖(2)(1)過點(diǎn)C作直線EF,交AB于點(diǎn)F;
(2)以點(diǎn)F為圓心,以任意長為半徑作弧,交FB于點(diǎn)P,交EF于點(diǎn)Q;(3)以點(diǎn)C為圓心,以FP為半徑作弧,交CE于M點(diǎn);(4)以點(diǎn)M為圓心,以PQ為半徑作弧,交前弧于點(diǎn)D;(5)過點(diǎn)D作直線CD,CD就是所求的直線.
說明
作圖題都應(yīng)給出證明,但按照教科書的要求,一般不用寫出,但要知道作圖的原由.
典型例題六
例
如下圖,△ABC中,a=5cm,b=3cm,c=3.5cm,∠B=36?,∠C=44?,請(qǐng)你從中選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù),畫出與△ABC全等的三角形(把你能畫的三角形全部畫出來,不寫畫法但要在所畫的三角形中標(biāo)出用到的數(shù)據(jù)).
分析
本題實(shí)質(zhì)上是利用原題中的5個(gè)數(shù)據(jù),列出所有與△ABC全等的各種情況,依據(jù)是SSS、SAS、AAS、ASA.
解
與△ABC全等的三角形如下圖所示.
典型例題七
例
正在修建的中山北路有一形狀如下圖所示的三角形空地需要綠化.?dāng)M從點(diǎn)A出發(fā),將△ABC分成面積相等的三個(gè)三角形,以便種上三種不同的花草,請(qǐng)你幫助規(guī)劃出圖案(保留作圖痕跡,不寫作法).
(2003年,桂林)
分析
這是尺規(guī)作圖在生活中的具體應(yīng)用.要把△ABC分成面積相等的三個(gè)三角形,且都是從A點(diǎn)出發(fā),說明這三個(gè)三角形的高是相等的,因而只需這三個(gè)三角形的底邊也相等,所以只要作出BC邊的三等分點(diǎn)即可.
作法
如下圖,找三等分點(diǎn)的依據(jù)是平行線等分線段定理.
典型例題八
例
已知∠AOB,求作∠AOB的平分線OC. 錯(cuò)解
如圖(1)
作法
(1)以O(shè)為圓心,任意長為半徑作弧,分別交OA、OB于D、E兩點(diǎn);(2)分別以D、E為圓心,以大于
1DE的長為半徑作弧,兩弧相交于C點(diǎn); 2(3)連結(jié)OC,則OC就是∠AOB的平分線. 錯(cuò)解分析
對(duì)角平分線的概念理解不夠準(zhǔn)確而致誤.作法(3)中連結(jié)OC,則OC是一條線段,而角平分線應(yīng)是一條射線.
圖(1)
圖(2)
正解
如圖(2)
(1)以點(diǎn)O為圓心,任意長為半徑作弧,分別交OA、OB于D、E兩點(diǎn);(2)分別以D、E為圓心,以大于
1DE的長為半徑作弧,兩弧交于C點(diǎn); 2(3)作射線OC,則OC為∠AOB的平分線.
典型例題九
例
如圖(1)所示,已知線段a、b、h(h<b). 求作△ABC,使BC=a,AB=b,BC邊上的高AD=h.
圖(1)
錯(cuò)解
如圖(2),(1)作線段BC=a;
(2)作線段BA=b,使AD⊥BC且AD=h. 則△ABC就是所求作的三角形.
錯(cuò)解分析
①不能先作BC;②第2步不能同時(shí)滿足幾個(gè)條件,完全憑感覺毫無根據(jù);③未考慮到本題有兩種情況.對(duì)于這種作圖題往往都是按照由里到外的順序依次作圖,如本題先作高AD,再作AB,最后確定BC.
圖(2)
圖(3)
正解
如圖(3).
(1)作直線PQ,在直線PQ上任取一點(diǎn)D,作DM⊥PQ;(2)在DM上截取線段DA=h;
(3)以A為圓心,以b為半徑畫弧交射線DP于B;
(4)以B為圓心,以a為半徑畫弧,分別交射線BP和射線BQ于C1和C2;(5)連結(jié)AC1、AC2,則△ABC1(或△ABC2)都是所求作的三角形.
典型例題十
例
如下圖,已知線段a,b,求作Rt△ABC,使∠ACB=90°,BC=a,AC=b(用直尺和圓規(guī)作圖,保留作圖痕跡).
分析
本題解答的關(guān)鍵在于作出∠ACB=90°,然后確定A、B兩點(diǎn)的位置,作出△ABC.
作法
如下圖
(1)作直線MN:
(2)在MN上任取一點(diǎn)C,過點(diǎn)C作CE⊥MN;(3)在CE上截取CA=b,在CM上截取CB=a;(4)連結(jié)AB,△ABC就是所求作的直角三角形.
說明
利用基本作圖畫出所求作的幾何圖形的關(guān)鍵是要先分析清楚作圖的順序.若把握不好作圖順序,要先畫出假設(shè)圖形.
典型例題十一
例 如下圖,已知鈍角△ABC,∠B是鈍角.
求作:(1)BC邊上的高;(2)BC邊上的中線(寫出作法,畫出圖形). 分析
(1)作BC邊上的高,就是過已知點(diǎn)A作BC邊所在直線的垂線;
(2)作BC邊上的中線,要先確定出BC邊的中點(diǎn),即作出BC邊的垂直平分線. 作法
如下圖
(1)①在直線CB外取一點(diǎn)P,使A、P在直線CB的兩旁; ②以點(diǎn)A為圓心,AP為半徑畫弧,交直線CB于G、H兩點(diǎn); ③分別以G、H為圓心,以大于
1GH的長為半徑畫弧,兩弧交于E點(diǎn); 21BC的長為半徑畫弧,兩弧分別交于M、N兩點(diǎn); 2④作射線AE,交直線CB于D點(diǎn),則線段AD就是所要求作的△ABC中BC邊上的高.(2)①分別以B、C為圓心,以大于②作直線MN,交BC于點(diǎn)F;
③連結(jié)AF,則線段AF就是所要求作的△ABC中邊BC上的中線.
說明
在已知三角形中求作一邊上的高線、中線、角平分線時(shí),首先要把握好高線、中線、角平分錢是三條線段;其次,高線、中線的一個(gè)端點(diǎn)必須是三角形中這邊所對(duì)的頂點(diǎn),而關(guān)鍵是找出另一個(gè)端點(diǎn).
典型例題十二
例
如圖(1)所示,在圖中作出點(diǎn)C,使得C是∠MON平分線上的點(diǎn),且AC=OC.
圖(1)
圖(2)
分析
由題意知,點(diǎn)C不僅要在∠MON的平分線上,且點(diǎn)C到O、A兩點(diǎn)的距離要相等,所以點(diǎn)C應(yīng)是∠MON的平分線與線段OA的垂直平分線的交點(diǎn).
作法
如圖(2)所示(1)作∠MON的平分線OP;
(2)作線段OA的垂直平分線EF,交OP于點(diǎn)C,則點(diǎn)C就是所要求作的點(diǎn).
說明(1)根據(jù)題意弄清要求作的點(diǎn)的特征是到各直線距離相等,還是到各端點(diǎn)距離相等.
(2)兩條直線交于一點(diǎn).
典型例題十三
例
如下圖,已知線段a、b、∠α、∠β.
求作梯形ABCD,使AD=a,BC=b,AD∥BC,∠B=∠α;∠C=∠β.
分析
假定梯形已經(jīng)作出,作AE∥DC交BC于E,則AE將梯形分割為兩部分,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,可以首先把它作出來,而后作出AECD.
作法
如下圖.
(1)作線段BC=b;
(2)在BC上截取BE=b-a ;
(3)分別以B、E為頂點(diǎn),在BE同側(cè)作∠EBA=∠α,∠AEB=∠β,BA、EA交于A;(4)以EA、EC為鄰邊作AECD. 四邊形ABCD就是所求作的梯形.
說明
基本作圖是作出較簡單圖形的基礎(chǔ),三角形是最簡單的多邊形,它是許多復(fù)雜圖形的基礎(chǔ).因此,要作一個(gè)復(fù)雜的圖形,常常先作一個(gè)比較容易作出的三角形,然后以此為基礎(chǔ),再作出所求作的圖形.
典型例題十四
例
如下圖,在一次軍事演習(xí)中,紅方偵察員發(fā)現(xiàn)藍(lán)方指揮部在A區(qū)內(nèi),到鐵路與公路的距離相等,且離鐵路與公路交叉處B點(diǎn)700米,如果你是紅方的指揮員,請(qǐng)你在圖示的作戰(zhàn)圖上標(biāo)出藍(lán)方指揮部的位置.
(2002年,青島)
分析
依據(jù)角平分線的性質(zhì)可以知道,藍(lán)方指揮部必在A區(qū)內(nèi)兩條路所夾角的平分線上,然后由藍(lán)方指揮部距B點(diǎn)的距離,依據(jù)比例尺,計(jì)算出圖上的距離為3.5cm,就可以確定出藍(lán)方指揮部的位置.
解
如下圖,圖中C點(diǎn)就是藍(lán)方指揮部的位置.
典型例題十五
例
如圖(1),已知有公共端點(diǎn)的線段AB、BC.求作⊙O,使它經(jīng)過點(diǎn)A、B、C(要求:尺規(guī)作圖,不寫作法,保留作圖痕跡).
(2002年,大連)
圖(1)
圖(2)
分析
因?yàn)锳、B、C三點(diǎn)在⊙O上,所以O(shè)A=OB=OC=R.根據(jù)到線段AB、BC各端點(diǎn)距離相等的點(diǎn)在線段的垂直平分線上,故分別作線段AB、BC垂直平分線即可.
解
如圖(2)
說明
角平分線的性質(zhì)、線段垂直平分線的性質(zhì)在作圖題中的應(yīng)用是近幾年中考中的又一道風(fēng)景,它往往與實(shí)際問題緊密聯(lián)系在一起.
典型例題十六
例
如圖,是一塊直角三角形余料,?C?90?.工人師傅要把它加工成一個(gè)正方形零件,使C為正方形的一個(gè)頂點(diǎn),其余三個(gè)頂點(diǎn)分別在AB、BC、AC邊上.試協(xié)助工人師傅用尺規(guī)畫出裁割線.
分析
要作出符合條件的正方形,可先作出有三個(gè)角為90°的四邊形,并設(shè)法讓相鄰的一組邊相等即可.
作法
如圖.
① 作?ACB的角平分線CD,交AB于點(diǎn)G;
②過G點(diǎn)分別作AC、BC的垂線,垂足為E、F.則四邊形ECFG就是所要求作的正方形.
第二篇:淺談尺規(guī)作圖
淺談尺規(guī)作圖
所屬縣:廣西百色市凌云縣
單 位:廣西百色市凌云縣凌云中學(xué)
姓 名:唐奕清
內(nèi)容提要:尺規(guī)作圖,具有悠久的歷史淵源、豐富的教學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)內(nèi)涵。但由于各種原因,尺規(guī)作圖的教學(xué)存在著許多不利因素。我們需正視困難和問題,尋找解決問題的途徑,提高尺規(guī)作圖的教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:尺規(guī)作圖 教學(xué)意義 教學(xué)困難 提高途徑
尺規(guī)作圖,是指有限次使用無刻度的直尺和圓規(guī)來解決不同的幾何作圖問題。尺規(guī)作圖有著悠久的歷史,古希臘人最早提出了尺規(guī)作圖。后經(jīng)希臘數(shù)學(xué)家歐幾里德在《幾何原本》一書中以理論形式加以明確,并被人們一直所遵守,進(jìn)而流傳至今。
在我國,關(guān)于尺規(guī)作圖的教學(xué)一直有著優(yōu)良的教學(xué)傳統(tǒng)。根據(jù)張景中院士的回憶,在1978年舉行的全國中學(xué)生數(shù)學(xué)競賽中,數(shù)學(xué)家蘇步青就曾寫信向主持命題工作的數(shù)學(xué)大師華羅庚建議,出一道有關(guān)尺規(guī)作圖的題目作為考試試題。[1]這種重視尺規(guī)作圖的意識(shí),進(jìn)一步在《全日制九年義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中得到了體現(xiàn)?!稑?biāo)準(zhǔn)》中明確要求學(xué)生能完成一些基本的尺規(guī)作圖,并能根據(jù)一些基本作圖探索一些問題;對(duì)于尺規(guī)作圖的過程,要求能寫出已知、求作和作法。
尺規(guī)作圖不僅有悠久的歷史淵源,也擁有著豐富的教學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)內(nèi)涵。首先,尺規(guī)作圖能夠豐富教學(xué)情境,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。眾所周知,尺規(guī)作圖是一種由學(xué)生實(shí)際執(zhí)行的操作,具有不可替代的直觀性,十分符合讓學(xué)生自己動(dòng)手解決問題的教學(xué)理念。在實(shí)際教學(xué)中,尺規(guī)作圖是一種情境的創(chuàng)設(shè),即要求在某種條件下,由學(xué)生自己動(dòng)手解決問題。學(xué)生能作出一張符合要求的圖形,是一種具有挑戰(zhàn)性的創(chuàng)造活動(dòng),能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。因此,在幾何教學(xué)中強(qiáng)調(diào)“觀察、操作、推理”的今天,尺規(guī)作圖理應(yīng)得到足夠的重視.[2] 其次,尺規(guī)作圖能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)習(xí)慣、嚴(yán)密的邏輯思維和空間想象能力。尺規(guī)作圖的一般步驟如下:①要求學(xué)生畫出草圖,假設(shè)圖形已作出;②根據(jù)圖形分析畫法;③利用尺規(guī)嚴(yán)格操作并寫出作法;④若要求證明,就給出證明;否則就寫出結(jié)論。學(xué)生嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行作圖的過程,正是一個(gè)猜想、操作、驗(yàn)證的過程,有助于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。[3]另外,尺規(guī)作圖能有效的培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。而空間想象能力正是立體幾何教學(xué)中的重難點(diǎn),它直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)立體幾何的效果。從二維到三維的轉(zhuǎn)變,是學(xué)生認(rèn)識(shí)客觀世界,改造世界的基礎(chǔ)。尺規(guī)作圖可以使學(xué)生積累相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn),能有效的培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力,是立體幾何學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在。
第三,尺規(guī)作圖既能展現(xiàn)數(shù)學(xué)美,又能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,具有良好的教學(xué)效果。數(shù)學(xué)美是一種特殊的美,是美的高級(jí)形式。著名哲學(xué)家沙利文曾說過:“優(yōu)美的公式就如但丁神曲中的詩句,黎曼的幾何與鋼琴合奏曲一樣優(yōu)美?!痹谡n堂教學(xué)中,向?qū)W生展示標(biāo)準(zhǔn)圖形,能讓學(xué)生充分感受數(shù)學(xué)美,啟發(fā)思維,深化知識(shí)的理解。學(xué)生自己動(dòng)手,尺規(guī)作圖,則能提高審美認(rèn)識(shí),陶冶情操。
此外,尺規(guī)作圖有著許多規(guī)范的作圖語句,如:(l)過點(diǎn)X作某個(gè)平面的垂線,垂足為點(diǎn)X;(2)過點(diǎn)X作直線XX的平行線,交直線XX于點(diǎn)X;(3)在XX上截取XX=XX;(4)延長XX到點(diǎn)X,使XX=XX;(5)在線段XX上取中點(diǎn)X,連結(jié)XX等等。這些規(guī)范作圖語句的使用,既可以避免在考試中出現(xiàn)不必要的失分,也能培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的書面表達(dá)能力和與他人合作交流的能力。因此,我們必須重視尺規(guī)作圖的教學(xué)作用,正視有關(guān)尺規(guī)作圖的教學(xué)問題。
然而,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、推廣和工業(yè)生產(chǎn)的需要,各種各樣精密的作圖工具開始出現(xiàn)。這些工具的使用,雖然方便了人們的需要,但也使得一些人開始懷疑和輕視尺規(guī)作圖的作用。目前,這種思想已經(jīng)開始在課堂上漫延,一些教師出于各種原因,淡化了尺規(guī)作圖,甚至于在課堂上根本不尺規(guī)作圖。結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐,我個(gè)人認(rèn)為出現(xiàn)這種現(xiàn)象有以下幾個(gè)原因,并結(jié)合教學(xué)實(shí)際,提出一些解決問題的途徑,與大家交流,僅供大家參考。
(1):正確認(rèn)識(shí)教師的角色。
數(shù)學(xué)課程改革倡導(dǎo)以學(xué)生為本的教育理念,倡導(dǎo)數(shù)學(xué)教學(xué)是數(shù)學(xué)活動(dòng)的教學(xué),倡導(dǎo)平等交往、互動(dòng)合作、共同發(fā)展的師生關(guān)系,這就要求教師能夠正確認(rèn)識(shí)自身角色。普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出:教師不僅是課程的實(shí)施者,而且也是課程的研究、建設(shè)和資源開發(fā)的重要力量;教師不僅是知識(shí)的傳授者,而且也是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、組織者和合作者。[4]在日常的教學(xué)活動(dòng)中,教師必須起到引導(dǎo)者和組織者的重要作用,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成尺規(guī)作圖的良好習(xí)慣,組織專門的尺規(guī)作圖教學(xué),在教學(xué)活動(dòng)的開展過程中與學(xué)生深入交流、合作,提高學(xué)生的尺規(guī)作圖水平。
(2):高度認(rèn)識(shí)尺規(guī)作圖的作用。之所以出現(xiàn)教師上課“作草圖”、學(xué)生解題“作草圖”,甚至于在考試中也“作草圖”的現(xiàn)象,對(duì)尺規(guī)作圖作用的認(rèn)識(shí)不夠是根本原因。正所謂:天再高又怎樣,踮起腳尖就更接近陽光,不管出現(xiàn)多少精密、復(fù)雜的制圖儀器,尺規(guī)作圖是掌握這些儀器的基礎(chǔ),在教學(xué)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中具有不可替代的作用。所以,在當(dāng)前教材中,從小學(xué)、初中到高中數(shù)學(xué)教材,從平面作圖到立體作圖,都以專門的章節(jié)突顯了尺規(guī)作圖的特色和作用。因此,我們要高度認(rèn)識(shí)到尺規(guī)作圖的作用(前文已述,此處不再贅述),才能提高廣大師生的尺規(guī)作圖水平,達(dá)到數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(3):不舍本逐末,將尺規(guī)作圖深入課堂,持之以恒。許多教師和學(xué)生認(rèn)為:尺規(guī)作圖很麻煩,需要一定的時(shí)間,對(duì)解題無甚幫助,影響到解題的速度。殊不知,這是本末倒置的做法。俄國數(shù)學(xué)家沙雷金就說過:未來的幾何學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)重視以下四個(gè)步驟,直觀感知—操作確認(rèn)—思辨論證—度量計(jì)算。但是中國的幾何教學(xué),把前兩個(gè)步驟忽略了,變成純粹的思辨論證,以及論證基礎(chǔ)上的計(jì)算。缺乏直觀,實(shí)際上就扼殺了幾何。[5]這句話一語中的的點(diǎn)出了當(dāng)前在幾何教學(xué)中存在的問題。正確的做法是:在教學(xué)過程中,教師和學(xué)生都應(yīng)當(dāng)尺規(guī)作圖,這樣才可以增強(qiáng)學(xué)生的直觀感知能力。而直觀感知能力,是問題解決的第一步,也可為以后的作圖和解題積累經(jīng)驗(yàn),提高尺規(guī)作圖的速度和效率。此外,冰凍三尺,非一日之寒,培養(yǎng)學(xué)生的尺規(guī)作圖能力不是一日這功。教師更不能“三天打漁,兩天曬網(wǎng)”,而應(yīng)當(dāng)將尺規(guī)作圖深入到幾何教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié),并且持之以恒,才能達(dá)到良好的培養(yǎng)尺規(guī)作圖能力的效果。
(4):認(rèn)真解決在尺規(guī)作圖教學(xué)中遇到的問題。
在尺規(guī)作圖的教學(xué)和使用過程中會(huì)遇到許多困難和障礙,正視這些問題,并有效地解決它,是提高尺規(guī)作圖教學(xué)效果的關(guān)鍵。學(xué)生遇到的問題主要有心理障礙、操作障礙和語言障礙等等。解決這些問題的方法多樣,許多專家和教師都各有妙招,大家可以查找相關(guān)文獻(xiàn)去閱讀,解決自己在具體教學(xué)中遇到的問題。但是有一個(gè)總的方針必須把握,那就是:首先應(yīng)讓學(xué)生明確作圖題與證明題在本質(zhì)、形式、思維依據(jù)、思維方式上的區(qū)別與統(tǒng)一,以減少論證思維對(duì)作圖題的消極影響。其次,也是最重要的一條是根據(jù)學(xué)生邏輯推理思維往往要依賴直觀、具體的形象的客觀實(shí)際,要求學(xué)生在分析作圖步驟之前,先按求作畫出草圖,并在草圖中盡量標(biāo)出已知的條件,使求作的圖形形象而又具體地展現(xiàn)在學(xué)生面前,化抽象為直觀。然后再根據(jù)已知條件,并以“兩點(diǎn)定線”、“兩線定點(diǎn)”的原則考慮作圖的步驟。[6](5):引入多媒體教學(xué)方式,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。雖然尺規(guī)作圖僅限于使用無刻度的直尺和圓規(guī),但這并不妨礙我們引入多媒體這一先進(jìn)的教學(xué)手段。通過使用投影儀,教師可以使用和學(xué)生一樣的直尺,圓規(guī),進(jìn)行作圖。親歷親為的教學(xué),可以加強(qiáng)學(xué)生的直觀感知,提高教學(xué)效果。此外,附帶有尺規(guī)作圖功能的作圖軟件,如:幾何畫板、authorware等軟件都可輕松地展現(xiàn)詳細(xì)、精確的制圖過程。尺規(guī)作圖的多媒體教學(xué),既可節(jié)省教學(xué)時(shí)間,同時(shí)又可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為以后學(xué)生使用更復(fù)雜、精密的制圖儀器打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然,這要求教師們不斷提高自身的綜合素質(zhì),熟練掌握這些優(yōu)秀、實(shí)用的尺規(guī)作圖軟件,與時(shí)俱進(jìn),否則會(huì)事倍功半,事得其反。
總之,尺規(guī)作圖具有豐富的教學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)意義,在幾何教學(xué)中的意義越來越顯著。廣大師生應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到尺規(guī)作圖的重要內(nèi)涵,正視在尺規(guī)作圖教學(xué)中遇到的問題,解決它,從而不斷提高教學(xué)質(zhì)量,為學(xué)生的發(fā)展奠基。
參考文獻(xiàn)
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第三篇:初中最基本的尺規(guī)作圖總結(jié)
尺規(guī)作圖
一、熟練掌握尺規(guī)作圖題的規(guī)范語言
1.用直尺作圖的幾何語言:
①過點(diǎn)×、點(diǎn)×作直線××;或作直線××;或作射線××; ②連結(jié)兩點(diǎn)××;或連結(jié)××;
③延長××到點(diǎn)×;或延長(反向延長)××到點(diǎn)×,使××=××;或延長××交××于點(diǎn)×;
2.用圓規(guī)作圖的幾何語言: ①在××上截取××=××;
②以點(diǎn)×為圓心,××的長為半徑作圓(或?。?;
③以點(diǎn)×為圓心,××的長為半徑作弧,交××于點(diǎn)×;
④分別以點(diǎn)×、點(diǎn)×為圓心,以××、××的長為半徑作弧,兩弧相交于點(diǎn)×、×.三、了解尺規(guī)作圖題的一般步驟
尺規(guī)作圖題的步驟:
1.已知:當(dāng)作圖是文字語言敘述時(shí),要學(xué)會(huì)根據(jù)文字語言用數(shù)學(xué)語言寫出題目中的條件;
2.求作:能根據(jù)題目寫出要求作出的圖形及此圖形應(yīng)滿足的條件;
3.作法:能根據(jù)作圖的過程寫出每一步的操作過程.當(dāng)不要求寫作法時(shí),一般要保留作圖痕跡.對(duì)于較復(fù)雜的作圖,可先畫出草圖,使它同所要作的圖大致相同,然后借助草圖尋找作法.在目前,我們只要能夠?qū)懗鲆阎?,求作,作法三步(另外還有第四步證明)就可以了,而且在許多中考作圖題中,又往往只要求保留作圖痕跡,不需要寫出作法,可見在解作圖題時(shí),保留作圖痕跡很重要.五種基本作圖:
1、作一條線段等于已知線段;
2、作一個(gè)角等于已知角;
3、作已知線段的垂直平分線;
4、作已知角的角平分線;
5、過一點(diǎn)作已知直線的垂線;
題目一:作一條線段等于已知線段。已知:如圖,線段a.求作:線段AB,使AB = a.作法:
(1)作射線AP;
(2)在射線AP上截取AB=a.則線段AB就是所求作的圖形。
題目二:作已知線段的中點(diǎn)。已知:如圖,線段MN.求作:點(diǎn)O,使MO=NO(即O是MN的中點(diǎn)).作法:
(1)分別以M、N為圓心,大于
的相同線段為半徑畫弧,兩弧相交于P,Q;(2)連接PQ交MN于O.
則點(diǎn)O就是所求作的MN的中點(diǎn)。(試問:PQ與MN有何關(guān)系?)
題目三:作已知角的角平分線。已知:如圖,∠AOB,求作:射線OP, 使∠AOP=∠BOP(即OP平分∠AOB)。作法:
(1)以O(shè)為圓心,任意長度為半徑畫弧,分別交OA,OB于M,N;
(2)分別以M、N為圓心,大于
的相同線段為半徑畫弧,兩弧交∠AOB內(nèi)于P;(3)作射線OP。
則射線OP就是∠AOB的角平分線。題目四:作一個(gè)角等于已知角。
求作一個(gè)角等于已知角∠MON(如圖1).
(1)作射線O1M1;(2)在圖(1)上,以O(shè)為圓心,任意長為半徑作弧,交OM于點(diǎn)A,交ON于點(diǎn)B;(3)以O(shè)1為圓心,OA的長為半徑作弧,交O1M1于點(diǎn)C;
(4)以C為圓心,以AB的長為半徑作弧,交前弧于點(diǎn)D;(5)過點(diǎn)D作射線O1D. 則∠CO1D就是所要求作的角.
題目五:已知三邊作三角形。已知:如圖,線段a,b,c.求作:△ABC,使AB = c,AC = b,BC = a.作法:
(1)作線段AB = c;
(2)以A為圓心b為半徑作弧,以B為圓心a為半徑作弧與 前弧相交于C;(3)連接AC,BC。
則△ABC就是所求作的三角形。
題目六:已知兩邊及夾角作三角形。已知:如圖,線段m,n, ∠?.求作:△ABC,使∠A=∠?,AB=m,AC=n.作法:
(1)作∠A=∠?;
(2)在AB上截取AB=m ,AC=n;(3)連接BC。
則△ABC就是所求作的三角形。
題目七:已知兩角及夾邊作三角形。已知:如圖,∠?,∠?,線段m.求作:△ABC,使∠A=∠?,∠B=∠?,AB=m.作法:
(1)作線段AB=m;(2)在AB的同旁
作∠A=∠?,作∠B=∠?,∠A與∠B的另一邊相交于C。
則△ABC就是所求作的圖形(三角形)。
第四篇:尺規(guī)作圖專題詳盡歸納
考點(diǎn)名稱:尺規(guī)作圖
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解什么是尺規(guī)作圖.
2.學(xué)會(huì)用尺規(guī)作圖法完成下列五種基本作圖:(1)畫一條線段等于已知線段;(2)畫一個(gè)角等于已知角;(3)畫線段的垂直平分線;(4)過已知點(diǎn)畫已知直線的垂線;(5)畫角平分線.
3.了解五種基本作圖的理由.
4.學(xué)會(huì)使用精練、準(zhǔn)確的作圖語言敘述畫圖過程. 5.學(xué)會(huì)利用基本作圖畫三角形等較簡單的圖形. 6.通過畫圖認(rèn)識(shí)圖形的本質(zhì),體會(huì)圖形的內(nèi)在美.
【基礎(chǔ)知識(shí)精講】 1.尺規(guī)作圖:
?定義:限定只用直尺和圓規(guī)來完成的畫圖,稱為尺規(guī)作圖.
注意:這里所指的直尺是沒有刻度的直尺,由于免去了度量,因此,用尺規(guī)作圖法畫出的圖形的精確度更高,它在工程繪圖等領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛.
?步驟:(1)根據(jù)給出的條件和求作的圖形,寫出已知和求作部分;(2)分析作圖的方法和過程;(3)用直尺和圓規(guī)進(jìn)行作圖;(4)寫出作法步驟,即作法。(根據(jù)題目要求來定是否需要寫出作法)
2.尺規(guī)作圖中的最基本、最常用的作圖稱為基本作圖.任何尺規(guī)作圖的步驟均可分解為以下五種.3.基本作圖共有五種:
(1)畫一條線段等于已知線段. 如圖24-4-1,已知線段DE.
求作:一條線段等于已知線段. 作法:①先畫射線AB.
②然后用圓規(guī)在射線AB上截取AC=MN. 線段AC就是所要作的線段.(2)作一個(gè)角等于已知角. 如圖24-4-2,已知∠AOB.
求作:∠A′O′B′,使∠A′O′B′=∠AOB. 作法:①作射線O′A′;
②以點(diǎn)O為圓心,以任意長為半徑作弧,交OA于C,交OB于D. ③以點(diǎn)O′為圓心,以O(shè)C長為半徑作弧,交O′A′于C′. ④以點(diǎn)C′為圓心,以CD為半徑作弧,交前弧于D′. ⑤經(jīng)過點(diǎn)D′作射線O′B′,∠A′O′B′就是所求的角.(3)作線段的垂直平分線. 如圖24-4-3,已知線段AB.
求作:線段AB的垂直平分線.
作法:①分別以點(diǎn)A和點(diǎn)B為圓心,大于的長為半徑作弧,兩弧相交于點(diǎn)C和D.
②作直線CD.
直線CD就是線段AB的垂直平分線.
注意:直線CD與線段AB的交點(diǎn),就是AB的中點(diǎn).(4)經(jīng)過一點(diǎn)作已知直線的垂線.
a.經(jīng)過已知直線上的一點(diǎn)作這條直線的垂線,如圖24-4-4.
已知:直線AB和AB上一點(diǎn)C,求作:AB的垂線,使它經(jīng)過點(diǎn)C. 作法:作平角ACB的平分線CF.
直線CF就是所求的垂線,如圖24-4-4. b.經(jīng)過已知直線外一點(diǎn)作這條直線的垂線.
如圖24-4-5,已知:直線AB和AB外一點(diǎn)C.求作:AB的垂線,使它經(jīng)過點(diǎn)C.
作法:①任意取一點(diǎn)K,使K和C在AB的兩旁.
②以C為圓心,CK長為半徑作弧,交AB于點(diǎn)D和E.
③分別以D和E為圓心,大于的長為半徑作弧,兩弧交于點(diǎn)F.
④作直線CF.
直線CF就是所求的垂線. 注意:經(jīng)過已知直線上的一點(diǎn),作這條直線的垂線轉(zhuǎn)化成畫線段垂直平分線的方法解決.(5)平分已知角.
如圖24-4-6,已知∠AOB.
求作:射線OC,使∠AOC=∠BOC.
作法:①在OA和OB上,分別截取OD、OE.
②分別以D、E為圓心,大于的長為半徑作弧,在∠AOB內(nèi),兩弧交于點(diǎn)C.
③作射線OC.
OC就是所求的射線.
注意:以上五種基本作圖是尺規(guī)作圖的基礎(chǔ),一些復(fù)雜的尺規(guī)作圖,都是由基本作圖組成的,同學(xué)捫要高度重視,努力把這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)好.
通過這一節(jié)的學(xué)習(xí),同學(xué)們要掌握下列作圖語言:(1)過點(diǎn)×和點(diǎn)×畫射線××,或畫射線××.(2)在射線××上截取××=××.(3)以點(diǎn)×為圓心,××為半徑畫弧.
(4)以點(diǎn)×為圓心,××為半徑畫弧,交××于點(diǎn)×.
(5)分別以點(diǎn)×,點(diǎn)×為圓心,以××,××為半徑作弧,兩弧相交于點(diǎn)×.(6)在射線××上依次截取××=××=××.
(7)在∠×××的外部或內(nèi)部畫∠×××=∠×××. 注意:學(xué)過基本作圖后,在作較復(fù)雜圖時(shí),屬于基本作圖的地方,不必重復(fù)作圖的詳細(xì)過程,只用一句話概括敘述就可以了.
如:(1)畫線段××=××.(2)畫∠×××=∠×××.
(3)畫××平分∠×××,或畫∠×××的角平分線.(4)過點(diǎn)×畫××⊥××,垂足為點(diǎn)×.(5)作線段××的垂直平分線××,等等. 但要注意保留全部的作圖痕跡,包括基本作圖的操作程序,不能因?yàn)樽鞣ǖ臄⑹鍪÷远鲌D就不按程序操作,只有保留作圖痕跡,才能反映出作圖的操作是否合理.
【經(jīng)典例題精講】
例1 已知兩邊及其夾角,求作三角形. 如圖24-4-7,已知:∠α,線段a、b,求作:△ABC,使∠A=∠α,AB=a,AC=b.
作法:①作∠MAN=∠α.
②在射線AM、AN上分別作線段AB=a,AC=b. ③連結(jié)BC.
如圖24-4-8,△ABC即為所求作的三角形.
注意:一般幾何作圖題,應(yīng)有下面幾個(gè)步驟:已知、求作、作法,比較復(fù)雜的作圖題,在作圖之前可根據(jù)需要作一些分析.
例2 如圖24-4-9,已知底邊a,底邊上的高h(yuǎn),求作等腰三角形.
已知線段a、h.求作:△ABC,使AB=AC,且BC=a,高AD=h.
分析:可先作出底邊BC,根據(jù)等腰三角形的三線合一的性質(zhì),可再作出BC的垂直平分線,從而作出BC邊上的高AD,分別連結(jié)AB和AC,即可作出等腰△ABC來.
作法:(1)作線段BC=a.
(2)作線段BC的垂直平分線MN,MN與BC交于點(diǎn)D.(3)在MN上截取DA,使DA=h.(4)連結(jié)AB、AC.
如圖24-4-10,△ABC即為所求的等腰三角形.
例3 已知三角形的一邊及這邊上的中線和高,作三角形. 如圖24-4-11,已知線段a,m,h(m>h).
求作:△ABC使它的一邊等于a,這邊上的中線和高分別等于m和h(m>h).
分析:如圖24-4-12,假定△ABC已作出,其中BC=a,中線AD=m,高AE=h,在△AED中AD=m,AE=h,∠AED=90°,因此這個(gè)Rt△AED可以作出來(△AED為奠基三角形).當(dāng)Rt△AED作出后,由可得到. 的關(guān)系可作出點(diǎn)B和點(diǎn)C,于是△ABC即
作法:(1)作△AED,使∠AED=90°,AE=h,AD=m.
(2)延長ED到B,使.
(3)在DE或BE的延長線上?。?/p>
(4)連結(jié)AB、AC.
則△ABC即為所求作的三角形.
注意:因?yàn)槿切沃校贿吷系母卟荒艽笥谶@邊上的中線,所以如果h>m,作圖題無解;若m=h,則作出的圖形為等腰三角形.
例4 如圖24-4-13,已知線段a.
求作:菱形ABCD,使其半周長為a,兩鄰角之比為1∶2.
分析:因?yàn)榱庑嗡倪呄嗟?,“半周長為a”就是菱形邊長為,為此首先要將線段a等分,又因?yàn)榱庑螌?duì)邊平行,則同旁內(nèi)角互補(bǔ),由“鄰角之比為1∶2”可知,菱形較小內(nèi)角為60°,則菱形較短對(duì)角線將菱形分成兩個(gè)全等的等邊三角形.所以作圖時(shí)只要作出兩個(gè)有公共邊的等邊三角形,則得到的四邊形即為所求的菱形ABCD.
作法:(1)作線段a的垂直平分線,等分線段a.
(2)作線段AC,使.
(3)分別以A、C為圓心,為半徑,在AC的兩側(cè)畫弧,兩弧分別交于B,D.
(4)分別連結(jié)AB、BC、CD、DA得到四邊形ABCD,則四邊形ABCD為所求作的菱形(如圖24-4-14).
注意:這種通過先畫三角形,然后再畫出全部圖形的方法即為“三角形奠基法”.
例5 如圖24-4-15,已知∠AOB和C、D兩點(diǎn).
求作一點(diǎn)P,使PC=PD,且使點(diǎn)P到∠AOB的兩邊OA、OB的距離相等.
分析:要使PC=PD,則點(diǎn)P在CD的垂直平分線上,要使點(diǎn)P到∠AOB的兩邊距離相等,則P應(yīng)在∠AOB的角平分線上,那么滿足題設(shè)的P點(diǎn)就是垂直平分線與角平分線的交點(diǎn)了.
作法:(1)連結(jié)CD.
(2)作線段CD的中垂線l.
(3)作∠AOB的角平分線OM,交l于點(diǎn)P,P點(diǎn)為所求.
注意:這類定點(diǎn)問題應(yīng)需確定兩線,兩直線的交點(diǎn)即為定點(diǎn),當(dāng)然這兩直線應(yīng)分別滿足題目的不同要求.
【中考考點(diǎn)】
例6(2000·安徽省)如圖24-4-16,直線
表示三條相互交叉的公路,現(xiàn)要建一個(gè)貨物中轉(zhuǎn)站,要求它到三條公路的距離相等,則可供選擇的地址有()
A.一處 B.二處 C.三處 D.四處 分析:到直線
距離相等的點(diǎn)在相交所構(gòu)成的角的平分線上,可利用作角平分線的方法找到這些點(diǎn).
解:分別作
相交所構(gòu)成的角平分線,共可作出六條,三條角平分線相交的交點(diǎn)共有四個(gè).
答案:D.
注意:本題應(yīng)用了角平分線的性質(zhì),在具體作圖時(shí),不可只作出位于中心位置的一處,而要全面考慮其他滿足條件的點(diǎn).
例7(2002·陜西省)如圖24-4-17,△ABC是一塊直角三角形余料,∠C=90°,工人師傅要把它加工成—個(gè)正方形零件,使C為正方形的—個(gè)頂點(diǎn),其他三個(gè)頂點(diǎn)分別在AB、BC、AC邊上.
(1)試協(xié)助工人師傅用尺規(guī)畫出裁割線(不寫作法,保留作圖痕跡);(2)工人師傅測得AC=80 cm,BC=120cm,請(qǐng)幫助工人師傅算出按(1)題所畫裁割線加工成的正方形零件的邊長.
解:(1)作∠ACB的平分線與AB的交點(diǎn)E即為正方形—頂點(diǎn),作CE線段的中垂線HK與AC、BC的交點(diǎn)F、D即為所作正方形另兩個(gè)頂點(diǎn),如圖24-4-17.
(2)設(shè)這個(gè)正方形零件的邊長為x cm,∵DE∥AC,∴,∴.
∴x=48.
答:這個(gè)正方形零件的邊長為48cm.
注意:本題是幾何作圖和幾何計(jì)算相結(jié)合題目,要求讀者對(duì)基本作圖務(wù)必掌握,同時(shí)對(duì)作出圖形的性質(zhì)要清楚.
例8(2002·山西省)如圖24-4-18①,有一破殘的輪片(不小于半個(gè)輪),現(xiàn)要制作一個(gè)與原輪片同樣大小的圓形零件,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的有關(guān)知識(shí),設(shè)計(jì)兩種方案,確定這個(gè)圓形零件的半徑.
分析:欲確定這個(gè)圓形零件的半徑,可以借助三角板,T形尺或尺規(guī)作圖均可,圖②中是這個(gè)零件的半徑,圖③中OB是這個(gè)零件半徑. 解:如圖24-4-18②③所示.
【常見錯(cuò)誤分析】
例9 如圖24-4-19,已知線段a、b、h.
求作△ABC,使BC=a,AC=b,BC邊上的高AD=h.
并回答問題,你作出的三角形唯一嗎?從中你可以得到什么結(jié)論呢? 錯(cuò)解:(1)作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b. ②在直線CD上截取CB=a.
如圖24-4-20,則△ABC就是所求作的三角形.
(2)作出的三角形唯一.
(3)得出結(jié)論:有兩邊及一邊上的高對(duì)應(yīng)相等的兩三角形全等.
誤區(qū)分析:本題錯(cuò)解在于忽略了三角形的高可能在三角形內(nèi)部也可能在三角形的外部. 正解:如圖24-4-21,作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b. ②在直線CD上截取CB=a(在點(diǎn)C的兩側(cè)). 則△ABC,△AB′C都是所求作三角形.(2)作出的三角形不唯一.
(3)得出結(jié)論有兩邊及—邊上的高對(duì)應(yīng)相等的兩三角形不一定全等. 注意:與三角形的高有關(guān)的題目應(yīng)慎之又慎.
【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】
學(xué)習(xí)基本作圖,主要是運(yùn)用觀察法,通過具體的操作,了解各種基本作圖的步驟,掌握作圖語言.
【規(guī)律總結(jié)】
畫復(fù)雜的圖形時(shí),如一時(shí)找不到作法,—般是先畫出一個(gè)符合所設(shè)條件的草圖,再根據(jù)這個(gè)草圖進(jìn)行分析,逐步尋找畫圖步驟.有時(shí),也可以根據(jù)已知條件和基本作圖,先作局部三角形,再以此為基礎(chǔ),根據(jù)有關(guān)條件畫出其余部分,從而完成全圖,這種方法稱為三角形奠基法.
拓展: 1.利用基本作圖作三角形:(1)已知三邊作三角形;(2)已知兩邊及其夾角作三角形;(3)已知兩角及其夾邊作三角形;(4)已知底邊及底邊上的高作等腰三角形;(5)已知一直角邊和斜邊作直角三角形.
2.與圓有關(guān)的尺規(guī)作圖 :
(1)過不在同一直線上的三點(diǎn)作圓(即三角形的外接圓).(2)作三角形的內(nèi)切圓.(3)作圓的內(nèi)接正方形和正六邊形 .
附件:尺規(guī)作圖簡史:
“規(guī)”就是圓規(guī),是用來畫圓的工具,在我國古代甲骨文中就有“規(guī)”這個(gè)字.“矩”就像現(xiàn)在木工使用的角尺,由長短兩尺相交成直角而成,兩者間用木杠連接以使其牢固,其中短尺叫勾,長尺叫股.矩的使用是我國古代的一個(gè)發(fā)明,山東歷城武梁祠石室造像中就有“伏羲氏手執(zhí)矩,女媧氏手執(zhí)規(guī)”之圖形.矩不僅可以畫直線、直角,加上刻度可以測量,還可以代替圓規(guī).甲骨文中也有矩字,這可追溯到大禹治水(公元前2000年)前.《史記》卷二記載大禹治水時(shí)“左準(zhǔn)繩,右規(guī)矩”.趙爽注《周髀算經(jīng)》中有“禹治洪水,……望山川之形,定高下之勢,……乃勾股之所由生也.”意即禹治洪水,要先測量地勢的高低,就必定要用勾股的道理.這也說明矩起源于很遠(yuǎn)的中國古代.春秋時(shí)代也有不少著作涉及規(guī)矩的論述,《墨子》卷七中說“輪匠(制造車子的工匠)執(zhí)其規(guī)矩,以度天下之方圓.”《孟子》卷四中說“離婁(傳說中目力非常強(qiáng)的人)之明,公輸子(即魯班,傳說木匠的祖師)之巧,不以規(guī)矩,不能成方圓.”可見,在春秋戰(zhàn)國時(shí)期,規(guī)矩已被廣泛地用于作圖、制作器具了.由于我國古代的矩上已有刻度,因此使用范圍較廣,具有較大的實(shí)用性.古代希臘人較重視規(guī)、矩在數(shù)學(xué)中訓(xùn)練思維和智力的作用,而忽視規(guī)矩的實(shí)用價(jià)值.因此,在作圖中對(duì)規(guī)、矩的使用方法加以很多限制,提出了尺規(guī)作圖問題.所謂尺規(guī)作圖,就是只有限次地使用沒有刻度的直尺和圓規(guī)進(jìn)行作圖.古希臘的安那薩哥拉斯首先提出作圖要有尺寸限制.他因政治上的糾葛,被關(guān)進(jìn)監(jiān)獄,并被判處死刑.在監(jiān)獄里,他思考改圓成方以及其他有關(guān)問題,用來打發(fā)令人苦惱的無所事事的生活.他不可能有規(guī)范的作圖工具,只能用一根繩子畫圓,用隨便找來的破木棍作直尺,當(dāng)然這些尺子上不可能有刻度.另外,對(duì)他來說,時(shí)間是不多了,因此他很自然地想到要有限次地使用尺規(guī)解決問題.后來以理論形式具體明確這個(gè)規(guī)定的是歐幾里德的《幾何原本》.由于《幾何原本》的巨大影響,希臘人所崇尚的尺規(guī)作圖也一直被遵守并流傳下來.由于對(duì)尺規(guī)作圖的限制,使得一些貌似簡單的幾何作圖問題無法解決.最著名的是被稱為幾何三大問題的三個(gè)古希臘古典作圖難題:立方倍積問題、三等分任意角問題和化圓為方問題.當(dāng)時(shí)很多有名的希臘數(shù)學(xué)家,都曾著力于研究這三大問題,雖然借助于其他工具或曲線,這三大難題都可以解決,但由于尺規(guī)作圖的限制,卻一直未能如愿以償.以后兩千年來,無數(shù)數(shù)學(xué)家為之絞盡腦汁,都以失敗而告終.直到1637年笛卡爾創(chuàng)立了解析幾何,關(guān)于尺規(guī)作圖的可能性問題才有了準(zhǔn)則.到了1837年萬芝爾首先證明立方倍積問題和三等分任意角問題都屬于尺規(guī)作圖不可能問題.1882年林德曼證明了π是無理數(shù),化圓為方問題不可能用尺規(guī)作圖解決,這才結(jié)束了歷時(shí)兩千年的數(shù)學(xué)難題公案.?
第五篇:尺規(guī)作圖知識(shí)歸納
考點(diǎn)名稱:尺規(guī)作圖
尺規(guī)作圖:是指限定用沒有刻度的直尺和圓規(guī)來完成的畫圖。一把沒有刻度的直尺看似不能做什么,畫一個(gè)圓又不知道它的半徑,畫線段又沒有精確的長度。
其實(shí)尺規(guī)作圖的用處很大,比如單用圓規(guī)找出一個(gè)圓的圓心,量度一個(gè)角的角度,等等。運(yùn)用尺規(guī)作圖可以畫出與某個(gè)角相等的角,十分方便。尺規(guī)作圖的中基本作圖: 作一條線段等于已知線段; 作一個(gè)角等于已知角; 作線段的垂直平分線; 作已知角的角平分線; 過一點(diǎn)作已知直線的垂線。還有:
已知一角、一邊做等腰三角形 已知兩角、一邊做三角形 已知一角、兩邊做三角形 依據(jù)公理:
還可以根據(jù)已知條件作三角形,一般分為已知三邊作三角形,已知兩邊及夾角作三角形,已知兩角及夾邊作三角形等,作圖的依據(jù)是全等三角形的判定定理:SSS,SAS,ASA等。注意:
保留全部的作圖痕跡,包括基本作圖的操作程序,只有保留作圖痕跡,才能反映出作圖的操作是否合理。
? ?
尺規(guī)作圖方法:
任何尺規(guī)作圖的步驟均可分解為以下五種方法: ·通過兩個(gè)已知點(diǎn)可作一直線。·已知圓心和半徑可作一個(gè)圓?!と魞梢阎本€相交,可求其交點(diǎn)?!と粢阎本€和一已知圓相交,可求其交點(diǎn)。·若兩已知圓相交,可求其交點(diǎn)。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解什么是尺規(guī)作圖.
2.學(xué)會(huì)用尺規(guī)作圖法完成下列五種基本作圖:(1)畫一條線段等于已知線段;(2)畫一個(gè)角等于已知角;(3)畫線段的垂直平分線;(4)過已知點(diǎn)畫已知直線的垂線;(5)畫角平分線.
3.了解五種基本作圖的理由.
4.學(xué)會(huì)使用精練、準(zhǔn)確的作圖語言敘述畫圖過程. 5.學(xué)會(huì)利用基本作圖畫三角形等較簡單的圖形. 6.通過畫圖認(rèn)識(shí)圖形的本質(zhì),體會(huì)圖形的內(nèi)在美.
【基礎(chǔ)知識(shí)精講】 1.尺規(guī)作圖:
限定只用直尺和圓規(guī)來完成的畫圖,稱為尺規(guī)作圖.
注意:這里所指的直尺是沒有刻度的直尺,由于免去了度量,因此,用尺規(guī)作圖法畫出的圖形的精確度更高,它在工程繪圖等領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛.
2.尺規(guī)作圖中的最基本、最常用的作圖稱為基本作圖. 3.基本作圖共有五種:
(1)畫一條線段等于已知線段. 如圖24-4-1,已知線段DE.
求作:一條線段等于已知線段. 作法:①先畫射線AB.
②然后用圓規(guī)在射線AB上截取AC=MN. 線段AC就是所要作的線段.(2)作一個(gè)角等于已知角. 如圖24-4-2,已知∠AOB.
求作:∠A′O′B′,使∠A′O′B′=∠AOB. 作法:①作射線O′A′;
②以點(diǎn)O為圓心,以任意長為半徑作弧,交OA于C,交OB于D. ③以點(diǎn)O′為圓心,以O(shè)C長為半徑作弧,交O′A′于C′. ④以點(diǎn)C′為圓心,以CD為半徑作弧,交前弧于D′. ⑤經(jīng)過點(diǎn)D′作射線O′B′,∠A′O′B′就是所求的角.(3)作線段的垂直平分線. 如圖24-4-3,已知線段AB.
求作:線段AB的垂直平分線.
作法:①分別以點(diǎn)A和點(diǎn)B為圓心,大于的長為半徑作弧,兩弧相交于點(diǎn)C和D.
②作直線CD.
直線CD就是線段AB的垂直平分線.
注意:直線CD與線段AB的交點(diǎn),就是AB的中點(diǎn).(4)經(jīng)過一點(diǎn)作已知直線的垂線.
a.經(jīng)過已知直線上的一點(diǎn)作這條直線的垂線,如圖24-4-4.
已知:直線AB和AB上一點(diǎn)C,求作:AB的垂線,使它經(jīng)過點(diǎn)C. 作法:作平角ACB的平分線CF.
直線CF就是所求的垂線,如圖24-4-4. b.經(jīng)過已知直線外一點(diǎn)作這條直線的垂線.
如圖24-4-5,已知:直線AB和AB外一點(diǎn)C.求作:AB的垂線,使它經(jīng)過點(diǎn)C.
作法:①任意取一點(diǎn)K,使K和C在AB的兩旁.
②以C為圓心,CK長為半徑作弧,交AB于點(diǎn)D和E.
③分別以D和E為圓心,大于的長為半徑作弧,兩弧交于點(diǎn)F.
④作直線CF.
直線CF就是所求的垂線. 注意:經(jīng)過已知直線上的一點(diǎn),作這條直線的垂線轉(zhuǎn)化成畫線段垂直平分線的方法解決.(5)平分已知角.
如圖24-4-6,已知∠AOB.
求作:射線OC,使∠AOC=∠BOC.
作法:①在OA和OB上,分別截取OD、OE.
②分別以D、E為圓心,大于的長為半徑作弧,在∠AOB內(nèi),兩弧交于點(diǎn)C. ③作射線OC.
OC就是所求的射線.
注意:以上五種基本作圖是尺規(guī)作圖的基礎(chǔ),一些復(fù)雜的尺規(guī)作圖,都是由基本作圖組成的,同學(xué)捫要高度重視,努力把這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)好.
通過這一節(jié)的學(xué)習(xí),同學(xué)們要掌握下列作圖語言:(1)過點(diǎn)×和點(diǎn)×畫射線××,或畫射線××.(2)在射線××上截取××=××.(3)以點(diǎn)×為圓心,××為半徑畫?。?/p>
(4)以點(diǎn)×為圓心,××為半徑畫弧,交××于點(diǎn)×.
(5)分別以點(diǎn)×,點(diǎn)×為圓心,以××,××為半徑作弧,兩弧相交于點(diǎn)×.(6)在射線××上依次截取××=××=××.
(7)在∠×××的外部或內(nèi)部畫∠×××=∠×××.
注意:學(xué)過基本作圖后,在作較復(fù)雜圖時(shí),屬于基本作圖的地方,不必重復(fù)作圖的詳細(xì)過程,只用一句話概括敘述就可以了.
如:(1)畫線段××=××.(2)畫∠×××=∠×××.
(3)畫××平分∠×××,或畫∠×××的角平分線.(4)過點(diǎn)×畫××⊥××,垂足為點(diǎn)×.(5)作線段××的垂直平分線××,等等. 但要注意保留全部的作圖痕跡,包括基本作圖的操作程序,不能因?yàn)樽鞣ǖ臄⑹鍪÷远鲌D就不按程序操作,只有保留作圖痕跡,才能反映出作圖的操作是否合理.
【經(jīng)典例題精講】
例1 已知兩邊及其夾角,求作三角形. 如圖24-4-7,已知:∠α,線段a、b,求作:△ABC,使∠A=∠α,AB=a,AC=b.
作法:①作∠MAN=∠α.
②在射線AM、AN上分別作線段AB=a,AC=b. ③連結(jié)BC.
如圖24-4-8,△ABC即為所求作的三角形.
注意:一般幾何作圖題,應(yīng)有下面幾個(gè)步驟:已知、求作、作法,比較復(fù)雜的作圖題,在作圖之前可根據(jù)需要作一些分析.
例2 如圖24-4-9,已知底邊a,底邊上的高h(yuǎn),求作等腰三角形.
已知線段a、h.求作:△ABC,使AB=AC,且BC=a,高AD=h.
分析:可先作出底邊BC,根據(jù)等腰三角形的三線合一的性質(zhì),可再作出BC的垂直平分線,從而作出BC邊上的高AD,分別連結(jié)AB和AC,即可作出等腰△ABC來.
作法:(1)作線段BC=a.
(2)作線段BC的垂直平分線MN,MN與BC交于點(diǎn)D.(3)在MN上截取DA,使DA=h.(4)連結(jié)AB、AC.
如圖24-4-10,△ABC即為所求的等腰三角形.
例3 已知三角形的一邊及這邊上的中線和高,作三角形. 如圖24-4-11,已知線段a,m,h(m>h).
求作:△ABC使它的一邊等于a,這邊上的中線和高分別等于m和h(m>h).
分析:如圖24-4-12,假定△ABC已作出,其中BC=a,中線AD=m,高AE=h,在△AED中AD=m,AE=h,∠AED=90°,因此這個(gè)Rt△AED可以作出來(△AED為奠基三角形).當(dāng)Rt△AED作出后,由可得到. 的關(guān)系可作出點(diǎn)B和點(diǎn)C,于是△ABC即
作法:(1)作△AED,使∠AED=90°,AE=h,AD=m.(2)延長ED到B,使.
(3)在DE或BE的延長線上?。?/p>
(4)連結(jié)AB、AC.
則△ABC即為所求作的三角形.
注意:因?yàn)槿切沃?,一邊上的高不能大于這邊上的中線,所以如果h>m,作圖題無解;若m=h,則作出的圖形為等腰三角形.
例4 如圖24-4-13,已知線段a.
求作:菱形ABCD,使其半周長為a,兩鄰角之比為1∶2.
分析:因?yàn)榱庑嗡倪呄嗟龋鞍胫荛L為a”就是菱形邊長為,為此首先要將線段a等分,又因?yàn)榱庑螌?duì)邊平行,則同旁內(nèi)角互補(bǔ),由“鄰角之比為1∶2”可知,菱形較小內(nèi)角為60°,則菱形較短對(duì)角線將菱形分成兩個(gè)全等的等邊三角形.所以作圖時(shí)只要作出兩個(gè)有公共邊的等邊三角形,則得到的四邊形即為所求的菱形ABCD.
作法:(1)作線段a的垂直平分線,等分線段a.
(2)作線段AC,使.
(3)分別以A、C為圓心,為半徑,在AC的兩側(cè)畫弧,兩弧分別交于B,D.
(4)分別連結(jié)AB、BC、CD、DA得到四邊形ABCD,則四邊形ABCD為所求作的菱形(如圖24-4-14).
注意:這種通過先畫三角形,然后再畫出全部圖形的方法即為“三角形奠基法”.
例5 如圖24-4-15,已知∠AOB和C、D兩點(diǎn).
求作一點(diǎn)P,使PC=PD,且使點(diǎn)P到∠AOB的兩邊OA、OB的距離相等.
分析:要使PC=PD,則點(diǎn)P在CD的垂直平分線上,要使點(diǎn)P到∠AOB的兩邊距離相等,則P應(yīng)在∠AOB的角平分線上,那么滿足題設(shè)的P點(diǎn)就是垂直平分線與角平分線的交點(diǎn)了.
作法:
(1)連結(jié)CD.
(2)作線段CD的中垂線l.
(3)作∠AOB的角平分線OM,交l于點(diǎn)P,P點(diǎn)為所求.
注意:這類定點(diǎn)問題應(yīng)需確定兩線,兩直線的交點(diǎn)即為定點(diǎn),當(dāng)然這兩直線應(yīng)分別滿足題目的不同要求.
【中考考點(diǎn)】
例6(2000·安徽省)如圖24-4-16,直線
表示三條相互交叉的公路,現(xiàn)要建一個(gè)貨物中轉(zhuǎn)站,要求它到三條公路的距離相等,則可供選擇的地址有()
A.一處 B.二處 C.三處 D.四處 分析:到直線
距離相等的點(diǎn)在相交所構(gòu)成的角的平分線上,可利用作角平分線的方法找到這些點(diǎn).
解:分別作
相交所構(gòu)成的角平分線,共可作出六條,三條角平分線相交的交點(diǎn)共有四個(gè).
答案:D.
注意:本題應(yīng)用了角平分線的性質(zhì),在具體作圖時(shí),不可只作出位于中心位置的一處,而要全面考慮其他滿足條件的點(diǎn).
例7(2002·陜西省)如圖24-4-17,△ABC是一塊直角三角形余料,∠C=90°,工人師傅要把它加工成—個(gè)正方形零件,使C為正方形的—個(gè)頂點(diǎn),其他三個(gè)頂點(diǎn)分別在AB、BC、AC邊上.
(1)試協(xié)助工人師傅用尺規(guī)畫出裁割線(不寫作法,保留作圖痕跡);
(2)工人師傅測得AC=80 cm,BC=120cm,請(qǐng)幫助工人師傅算出按(1)題所畫裁割線加工成的正方形零件的邊長.
解:(1)作∠ACB的平分線與AB的交點(diǎn)E即為正方形—頂點(diǎn),作CE線段的中垂線HK與AC、BC的交點(diǎn)F、D即為所作正方形另兩個(gè)頂點(diǎn),如圖24-4-17.
(2)設(shè)這個(gè)正方形零件的邊長為x cm,∵DE∥AC,∴,∴.
∴x=48.
答:這個(gè)正方形零件的邊長為48cm.
注意:本題是幾何作圖和幾何計(jì)算相結(jié)合題目,要求讀者對(duì)基本作圖務(wù)必掌握,同時(shí)對(duì)作出圖形的性質(zhì)要清楚.
例8(2002·山西省)如圖24-4-18①,有一破殘的輪片(不小于半個(gè)輪),現(xiàn)要制作一個(gè)與原輪片同樣大小的圓形零件,請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的有關(guān)知識(shí),設(shè)計(jì)兩種方案,確定這個(gè)圓形零件的半徑.
分析:欲確定這個(gè)圓形零件的半徑,可以借助三角板,T形尺或尺規(guī)作圖均可,圖②中是這個(gè)零件的半徑,圖③中OB是這個(gè)零件半徑. 解:如圖24-4-18②③所示.
【常見錯(cuò)誤分析】
例9 如圖24-4-19,已知線段a、b、h.
求作△ABC,使BC=a,AC=b,BC邊上的高AD=h.
并回答問題,你作出的三角形唯一嗎?從中你可以得到什么結(jié)論呢? 錯(cuò)解:(1)作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b. ②在直線CD上截取CB=a.
如圖24-4-20,則△ABC就是所求作的三角形.
(2)作出的三角形唯一.
(3)得出結(jié)論:有兩邊及一邊上的高對(duì)應(yīng)相等的兩三角形全等.
誤區(qū)分析:本題錯(cuò)解在于忽略了三角形的高可能在三角形內(nèi)部也可能在三角形的外部. 正解:如圖24-4-21,作法:①作Rt△ADC,使AD=h,AC=b. ②在直線CD上截取CB=a(在點(diǎn)C的兩側(cè)). 則△ABC,△AB′C都是所求作三角形.(2)作出的三角形不唯一.
(3)得出結(jié)論有兩邊及—邊上的高對(duì)應(yīng)相等的兩三角形不一定全等. 注意:與三角形的高有關(guān)的題目應(yīng)慎之又慎.
【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】 學(xué)習(xí)本單元基本作圖,主要是運(yùn)用觀察法,通過具體的操作,了解各種基本作圖的步驟,掌握作圖語言.
【規(guī)律總結(jié)】
畫復(fù)雜的圖形時(shí),如一時(shí)找不到作法,—般是先畫出一個(gè)符合所設(shè)條件的草圖,再根據(jù)這個(gè)草圖進(jìn)行分析,逐步尋找畫圖步驟.有時(shí),也可以根據(jù)已知條件和基本作圖,先作局部三角形,再以此為基礎(chǔ),根據(jù)有關(guān)條件畫出其余部分,從而完成全圖,這種方法稱為三角形奠基法.
考點(diǎn)一 尺規(guī)作圖 1.定義:只用沒有刻度的直尺和圓規(guī)作圖叫做尺規(guī)作圖. 2.步驟:(1)根據(jù)給出的條件和求作的圖形,寫出已知和求作部分;(2)分析作圖的方法和過程;(3)用直尺和圓規(guī)進(jìn)行作圖;(4)寫出作法步驟,即作法. 考點(diǎn)二 五種基本作圖 1.作一線段等于已知線段; 2 .作一個(gè)角等于已知角; 3.作已知角的平分線; 4.過一點(diǎn)作已知直線的垂線; 5.作已知線段的垂直平分線. 考點(diǎn)三 基本作圖的應(yīng)用 1.利用基本作圖作三角形(1)已知三邊作三角形;(2)已知兩邊及其夾角作三角形;(3)已知兩角及其夾邊作三角形;(4)已知底邊及底邊上的高作等腰三角形;
(5)已知一直角邊和斜邊作直角三角形. 2.與圓有關(guān)的尺規(guī)作圖(1)過不在同一直線上的三點(diǎn)作圓
(即三角形的外接圓).(2)作三角形的內(nèi)切圓.
尺規(guī)作圖簡史:
“規(guī)”就是圓規(guī),是用來畫圓的工具,在我國古代甲骨文中就有“規(guī)”這個(gè)字.“矩”就像現(xiàn)在木工使用的角尺,由長短兩尺相交成直角而成,兩者間用木杠連接以使其牢固,其中短尺叫勾,長尺叫股.矩的使用是我國古代的一個(gè)發(fā)明,山東歷城武梁祠石室造像中就有“伏羲氏手執(zhí)矩,女媧氏手執(zhí)規(guī)”之圖形.矩不僅可以畫直線、直角,加上刻度可以測量,還可以代替圓規(guī).甲骨文中也有矩字,這可追溯到大禹治水(公元前2000年)前.《史記》卷二記載大禹治水時(shí)“左準(zhǔn)繩,右規(guī)矩”.趙爽注《周髀算經(jīng)》中有“禹治洪水,……望山川之形,定高下之勢,……乃勾股之所由生也.”意即禹治洪水,要先測量地勢的高低,就必定要用勾股的道理.這也說明矩起源于很遠(yuǎn)的中國古代.春秋時(shí)代也有不少著作涉及規(guī)矩的論述,《墨子》卷七中說“輪匠(制造車子的工匠)執(zhí)其規(guī)矩,以度天下之方圓.”《孟子》卷四中說“離婁(傳說中目力非常強(qiáng)的人)之明,公輸子(即魯班,傳說木匠的祖師)之巧,不以規(guī)矩,不能成方圓.”可見,在春秋戰(zhàn)國時(shí)期,規(guī)矩已被廣泛地用于作圖、制作器具了.由于我國古代的矩上已有刻度,因此使用范圍較廣,具有較大的實(shí)用性.古代希臘人較重視規(guī)、矩在數(shù)學(xué)中訓(xùn)練思維和智力的作用,而忽視規(guī)矩的實(shí)用價(jià)值.因此,在作圖中對(duì)規(guī)、矩的使用方法加以很多限制,提出了尺規(guī)作圖問題.所謂尺規(guī)作圖,就是只有限次地使用沒有刻度的直尺和圓規(guī)進(jìn)行作圖.古希臘的安那薩哥拉斯首先提出作圖要有尺寸限制.他因政治上的糾葛,被關(guān)進(jìn)監(jiān)獄,并被判處死刑.在監(jiān)獄里,他思考改圓成方以及其他有關(guān)問題,用來打發(fā)令人苦惱的無所事事的生活.他不可能有規(guī)范的作圖工具,只能用一根繩子畫圓,用隨便找來的破木棍作直尺,當(dāng)然這些尺子上不可能有刻度.另外,對(duì)他來說,時(shí)間是不多了,因此他很自然地想到要有限次地使用尺規(guī)解決問題.后來以理論形式具體明確這個(gè)規(guī)定的是歐幾里德的《幾何原本》.由于《幾何原本》的巨大影響,希臘人所崇尚的尺規(guī)作圖也一直被遵守并流傳下來.由于對(duì)尺規(guī)作圖的限制,使得一些貌似簡單的幾何作圖問題無法解決.最著名的是被稱為幾何三大問題的三個(gè)古希臘古典作圖難題:立方倍積問題、三等分任意角問題和化圓為方問題.當(dāng)時(shí)很多有名的希臘數(shù)學(xué)家,都曾著力于研究這三大問題,雖然借助于其他工具或曲線,這三大難題都可以解決,但由于尺規(guī)作圖的限制,卻一直未能如愿以償.以后兩千年來,無數(shù)數(shù)學(xué)家為之絞盡腦汁,都以失敗而告終.直到1637年笛卡爾創(chuàng)立了解析幾何,關(guān)于尺規(guī)作圖的可能性問題才有了準(zhǔn)則.到了1837年萬芝爾首先證明立方倍積問題和三等分任意角問題都屬于尺規(guī)作圖不可能問題.1882年林德曼證明了π是無理數(shù),化圓為方問題不可能用尺規(guī)作圖解決,這才結(jié)束了歷時(shí)兩千年的數(shù)學(xué)難題公案.?