考点二十九:尺规作图
聚焦考点☆温习理解 1.尺规作图的作图工具限定只用圆规和没有刻度的直尺 2.基本作图
(1)作一条线段等于已知线段,以及线段的和﹑差; (2)作一个角等于已知角,以及角的和﹑差; (3)作角的平分线; (4)作线段的垂直平分线; (5)过一点作已知直线的垂线. 3.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. 4.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); (2)作三角形的内切圆;
(3)作圆的内接正方形和正六边形.
5.有关中心对称或轴对称的作图以及设计图案是中考的常见类型 6.作图的一般步骤 尺规作图的基本步骤:
(1)已知:写出已知的线段和角,画出图形;
(2)求作:求作什么图形,它符合什么条件,一一具体化;
(3)作法:应用“五种基本作图”,叙述时不需重述基本作图的过程,但图中必须保留基本作图的痕迹; (4)证明:为了验证所作图形的正确性,把图作出后,必须再根据已知的定义、公理、定理等,结合作法来证明所作出的图形完全符合题设条件;
(5)讨论:研究是不是在任何已知的条件下都能作出图形;在哪些情况下,问题有一个解、多个解或者没有
1
解;
(6)结论:对所作图形下结论. 名师点睛☆典例分类 考点典例一、应用角平分线、线段的垂直平分线性质画图
【例1】(2017四川自贡第22题)两个城镇A,B与一条公路CD,一条河流CE的位置如图所示,某人要修建一避暑山庄,要求该山庄到A,B的距离必须相等,到CD和CE的距离也必须相等,且在∠DCE的内部,请画出该山庄的位置P.(不要求写作法,保留作图痕迹.)
【答案】作图见解析. 【解析】
试题分析:根据角平分线的性质可知:到CD和CE的距离相等的点在∠DCE的角平分线上,所以第一步作:∠ECD的平分线CF;
根据中垂线的性质可得:到A、B的距离相等的点在AB的垂直平分线上,所以第二步作线段AB的垂直平分线MN,其交点就是P点.
试题解析:作法:①作∠ECD的平分线CF, ②作线段AB的中垂线MN,
③MN与CF交于点P,则P就是山庄的位置.
考点:作图设计.
【点睛】本题借助实际场景,考查了几何基本作图的能力,考查了线段垂直平分线和角平分线的性质及应
2
用. 【举一反三】
(2017黑龙江绥化第22题)如图,A,B,C为某公园的三个景点,景点A和景点B之间有一条笔直的小路,现要在小路上建一个凉亭P,使景点B、景点C到凉亭P的距离之和等于景点B到景点A的距离.请用直尺和圆规在所给的图中作出点P.(不写作法和证明,只保留作图痕迹)
【答案】作图见解析. 【解析】
考点:作图—应用与设计作图.
考点典例二、画已知直线的平行线,垂线
【例2】(北京市燕山区2017届九年级一模)下面是“经过已知直线外一点作这条直线的平行线”的尺规作图过程.
3
请回答:该作图依据是__________________________________________________. 【答案】四边相等的四边形是菱形,菱形对边平行, 两点确定一条直线 【解析】四边相等的四边形是菱形,菱形对边平行, 两点确定一条直线。
【点睛】尺规作图经过已知直线外一点作这条直线的平行线,实际上就是基本作图:作一个角等于已知角. 【例3】(北京市海淀区2017-2018学年九年级上学期期中)下面是“作已知三角形的高”的尺规作图过程. 已知: ?ABC.
求作: BC边上的高AD 作法:如图,
(1)分别以点A和点C为圆心,大于(2)作直线PQ,交AC于点O;
(3)以O为圆心, OA为半径⊙O,与CB的延长线交于点D,连接AD,线段AD即为所作的高. 请回答;该尺规作图的依据是___________________________________________________
【答案】①到线段两端点距离相等的点在线段的垂直平分线上;②直径所对的圆周角是直角;③两点确定一条直线.
1AC的长为半径作弧,两弧相交于P, Q两点; 2 4
【解析】由(1)(2)(3)可得OA=OC=OD,所以A、D、C在以O为圆心,AC为直径的圆上,根据直径所对的圆周角是直角,得∠ADC=90°,即AD为BC边上的高.
故答案为:①到线段两端点距离相等的点在线段的垂直平分线上;②直径所对的圆周角是直角;③两点确定一条直线.
【点睛】本题考查了作图-复杂作图:复杂作图时在五种基本作图的基础上你进行作图,一般是几何了几何图形的性质和基本作图方法.解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作. 【举一反三】
(2017浙江衢州第7题)下列四种基本尺规作图分别表示:①作一个角等于已知角;②作一个角的平分线;③作一条线段的垂直平分线;④过直线外一点P作已知直线的垂线,则对应选项中作法错误的是( )
A.① B.② C.③ D.④ 【答案】C.
考点:基本作图. 考点典例三、画三角形
【例4】(2017江苏无锡第24题)如图,已知等边△ABC,请用直尺(不带刻度)和圆规,按下列要求作图(不要求写作法,但要保留作图痕迹): (1)作△ABC的外心O;
(2)设D是AB边上一点,在图中作出一个正六边形DEFGHI,使点F,点H分别在边BC和AC上.
5
【答案】(1)作图见解析;(2)作图见解析. 【解析】
试题分析:(1)根据垂直平分线的作法作出AB,AC的垂直平分线交于点O即为所求;
(2)过D点作DI∥BC交AC于I,分别以D,I为圆心,DI长为半径作圆弧交AB于E,交AC于H,过E点作EF∥AC交BC于F,过H点作HG∥AB交BC于G,六边形DEFGHI即为所求正六边形. 试题解析:(1)如图所示:点O即为所求.
(2)如图所示:六边形DEFGHI即为所求正六边形.
考点:1.作图—复杂作图;2.等边三角形的性质;3.三角形的外接圆与外心.
【点睛】(1)作三角形包括:①已知三角形的两边及其夹角,求作三角形;②已知三角形的两角及其夹边,求作三角形;③已知三角形的三边,求作三角形;
(2)求作三角形的关键是确定三角形的顶点;而求作直角三角形时,一般先作出直角,然后根据条件作出所求的图形. 【举一反三】
已知:线段a、c和∠β(如图),利用直尺和圆规作△ABC,使BC=a,AB=c,∠ABC=∠β.(不写作法,保留作图痕迹).
6
【答案】作图见解析. 【解析】
试题分析:先作∠MBN=∠β,再在∠MBN的两边上分别截取BC=a,AB=c,连接AC即可. 试题解析:
考点:作图—基本作图. 考点典例四、通过画图确定圆心
【例5】(2017浙江嘉兴同学19题)如图,已知?ABC,?B?40?.
(1)在图中,用尺规作出?ABC的内切圆O,并标出O与边AB,BC,AC的切点D,E,F(保留痕迹,不必写作法);
(2)连接EF,DF,求?EFD的度数. 【答案】(1)作图见解析;(2)70°. 【解析】
试题分析:(1)直接利用基本作图即可得出结论;
(2)利用四边形的性质,三角形的内切圆的性质即可得出结论. 试题解析:(1)如图1,
7
⊙O即为所求. (2)如图2,
连接OD,OE, ∴OD⊥AB,OE⊥BC, ∴∠ODB=∠OEB=90°, ∵∠B=40°, ∴∠DOE=140°, ∴∠EFD=70°.
考点:1.作图—复杂作图;2.三角形的内切圆与内心.
【点睛】本题考查了复杂的尺规作图,角平分线,线段中垂线及圆,解题的关键是找准圆周心作出圆. 【举一反三】
(浙江省杭州市余杭区2017届九年级上学期期中) 如图,(1)作△ABC的外接⊙O(用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法);
(2)若AB=6cm,AC=BC=5cm,求⊙O的半径.
8
【答案】(1)(1)作图见解析;(2)
25 8【解析】试题分析:(1)作线段AB于BC的垂直平分线相交于点O,则点O即为圆心,OA为半径,作△ABC的外接圆即可;
(2)先根据勾股定理求出CD的长,设OC=OA=r,则OD=CD-r,在Rt△AOD中,利用勾股定理求出r的值即可.
试题解析:(1)如图,⊙O即为所求;
(2)∵AB=6cm,AC=BC=5cm, ∴AD=∴CD=1AB=3cm, 2AC2?AD2=52?32=4cm.
设OC=OA=r,则OD=4-r, 在Rt△AOD中,
∵AD+OD=OA,即3+(4-r)=r,解得r=课时作业☆能力提升
1.(2017广西四市)如图,△ABC中,AB>AC,∠CAD为△ABC的外角,观察图中尺规作图的痕迹,则下列结论错误的是( )
2
2
2
2
2
2
25. 8
A.∠DAE=∠B B.∠EAC=∠C C.AE∥BC D.∠DAE=∠EAC 【答案】D. 【解析】
试题分析:根据图中尺规作图的痕迹,可得∠DAE=∠B,故A选项正确,∴AE∥BC,故C选项正确,∴∠EAC=∠C,故B选项正确,∵AB>AC,∴∠C>∠B,∴∠CAE>∠DAE,故D选项错误,故选D.
9
考点:作图—复杂作图;平行线的判定与性质;三角形的外角性质.
2.(2016-2017学年江苏盐城东台市第二教育联盟初二上10月考)用尺规作图,不能作出唯一直角三角形的是( ).
A.已知两条直角边 B.已知两个锐角 C.已知一直角边和直角边所对的一锐角 D.已知斜边和一直角边 【答案】B.
考点:作图——复杂作图.
3.(河南省驻马店市确山县2017-2018学年八年级上学期期中)如图,已知钝角?ABC,依下列步骤尺规作图,并保留作图痕迹.
步骤1:以C为圆心,CA为半径画弧①;
步骤2:以B为圆心,BA为半径画弧②,交弧①于点D; 步骤3:连接AD,交BC延长线于点H. 下列叙述正确的是( )
A. AC平分∠BAD B. BH垂直平分线段AD C. 【答案】B
【解析】解:①、错误.CA不一定平分∠BAD.
D. AB=AD
10
②、正确.如图连接CD、BD.∵CA=CD,BA=BD,∴点C、点B在线段AD的垂直平分线上,∴直线BC是线段AD的垂直平分线,故A正确.
③、错误.应该是S△ABC=?BC?AH. ④、错误.根据条件AB不一定等于AD. 故选B.
点睛:本题考查作图﹣基本作图、线段的垂直平分线的性质等知识,解题的关键是掌握证明线段垂直平分线的证明方法.
4.(福建省晋江市2017年初中学业质量检查)已知点A,点B都在直线l的上方,试用尺规作图在直线l上求作一点P,使得PA?PB 的值最小,则下列作法正确的是( ).
A. B. C. D.
11
【答案】D
【解析】
如图,由作图可知,B,B'关于直线对称,所以BP= B'P,此时AP +PB'=AP+PB值最小.
5.(2017湖北随州)如图,用尺规作图作∠AOC=∠AOB的第一步是以点O为圆心,以任意长为半径画弧①,分别交OA、OB于点E、F,那么第二步的作图痕迹②的作法是( )
A. 以点F为圆心,OE长为半径画弧 B. 以点F为圆心,EF长为半径画弧 C. 以点E为圆心,OE长为半径画弧 D. 以点E为圆心,EF长为半径画弧 【答案】D
【解析】解:用尺规作图作∠AOC=∠AOB的第一步是以点O为圆心,以任意长为半径画弧①,分别交OA、
OB于点E、F,第二步的作图痕迹②的作法是以点E为圆心,EF长为半径画弧.故选D.
6.(浙江省温州市鹿城区第二十三中学2017学年H上八年级期中)如图,用尺规作图作“一个角等于已知角”的原理是:因为?D?O?C???DOC,所以?D?O?C???DOC.由这种作图方法得到的?D?O?C?和
?DOC全等的依据是( )
A. SSS B. SAS C. ASA D. AAS 【答案】A
【解析】根据作图方法可知:D' O' =DO, O' C'=OC,D'C'=DC,根据SSS即可得?D?O?C???DOC,故选A.
12
7.(2017届浙江省杭州市淳安县中考模拟)尺规作图特有的魅力曾使无数人沉湎期中,连当年叱咤风云的拿破仑也不例外,我们可以只用圆规将圆等分。例如可将圆6等分,如图只需在⊙O上任取点A,从点A开始,以⊙O的半径为半径,在⊙O上依次截取点B,C,D,E,F.从而点A,B,C,D,E,F把⊙O六等分。下列可以只用圆规等分的是( )
①两等分 ②三等分 ③四等分 ④五等分
A. ② B. ①② C. ①②③ D. ①②③④ 【答案】D
【解析】经过圆心的直径可将圆周两等分;画一条直径,以直径的一个端点为圆心,以圆的半径为半径画弧,与原有圆有两个交点,这两个交点与直径另一个端点就是圆的三等分点;画两条互相垂直的直径就可以将圆四等分;五等分圆如下图所示:
8.(山东省日照市莒县2016-2017学年期末)下列尺规作图,能判断AD是△ABC边上的高是( )
A. 【答案】B
B. C. D.
【解析】试题分析:过点A作BC的垂线,垂足为D,故选B. 考点:作图—基本作图.
9.(浙江省丽水市青田县八校联盟2017届九年级上学期第二次教学效果调研)已知线段AB,下列尺规作图中,PQ与AB的交点O不一定是AB的中点的是( )
13
A. A B. B C. C D. D 【答案】C
110.(2017湖北宜昌卷)如图,在?AEF中,尺规作图如下:分别以点E,点F为圆心,大于EF的
2长为半径作弧,两弧相交于G,H两点,作直线GH,交EF于点O,连接AO,则下列结论正确的是( )
A.AO平分 ?EAF B.AO垂直平分EF C. GH垂直平分EF D.GH平分AF 【答案】C 【解析】
试题分析:根据线段垂直平分线的作法可得,GH垂直平分线段EF. 故选:C.
考点:1、作图—基本作图;2、线段垂直平分线的性质
14
11.(浙江省杭州市青春中学2016-2017学年八年级上学期期中)如图,用尺规作图作“一个角等于已知角”的原理是:因为△DOC≌△DOC,所以∠DOC=∠DOC。由这种作图方法得到的△DOC和△DOC全等′′′
′′′
′′′
的依据是___(写出全等判定方法的简写)
【答案】SSS
【解析】由题意得,, 得△D′O′C
′
△DOC.
12.(2017年初中毕业升学考试河北卷)如图,依据尺规作图的痕迹,计算∠α=___°.
【答案】56
【解析】试题分析:如图,根据作图痕迹可知,GH垂直平分AC,AG平分∠CAD. ∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠CAD=∠ABC=68°。 ∵AG平分∠CAD,∴∠CAG=
∠CAD=34°。
∵GH垂直平分AC,∴∠AHG=90°,∴∠AGH=90°-34°=56°。 ∵∠α=∠AGH,∴∠α=56°。
考点:尺规作图,矩形的性质,角平分的定义,直角三角形的性质.
13.(2017年北京怀柔初三数学二模)下面是一道确定点P位置的尺规作图题的作图过程.
15
如图,直线L1与L2相交于点O,A,B是L2上两点,点P是直线L1上的点,且∠APB=30°,请在图中作出符合条件的点P.
作法:如图,
(1)以AB为边在L2上方作等边△ABC;
(2)以C 为圆心,AB长为半径作⊙C交直线L1于P1,P2两点. 则P1、P2就是所作出的符合条件的点P.
请回答:该作图的依据是______________________________________________________. 【答案】一条弧所对圆周角的度数是圆心角度数的一半. 【解析】∵△ABC是等边三角形, ∴∠C=60°,
∴∠AP1B=30°,∠AP2B=30°
依据是:一条弧所对圆周角的度数是圆心角度数的一半.
14.(2017甘肃庆阳第21题)如图,已知△ABC,请用圆规和直尺作出△ABC的一条中位线EF(不写作法,保留作图痕迹).
【答案】作图见解析 【解析】
16
试题分析:作线段AB的垂直平分线得到AB的中点E,作AC的垂直平分线得到线段AC的中点F.线段EF即为所求.
试题解析:如图,△ABC的一条中位线EF如图所示,
方法:作线段AB的垂直平分线得到AB的中点E,作AC的垂直平分线得到线段AC的中点F.线段EF即为所求.
考点:作图—复杂作图;三角形中位线定理.
15.(2017广西贵港第20题)尺规作图(不写作法,保留作图痕迹): 已知线段a和?AOB,点M 在OB上(如图所示).
(1)在OA边上作点P,使OP?2a ; (2)作?AOB的平分线; (3)过点M作OB的垂线. 【答案】作图见解析. 【解析】
试题分析:(1)在OA上截取OP=2a即可求出点P的位置; (2)根据角平分线的作法即可作出∠AOB的平分线;
(3)以M为圆心,作一圆与射线OB交于两点,再以这两点分别为圆心,作两个相等半径的圆交于D点,连接MD即为OB的垂线; 试题解析:(1)点P为所求作; (2)OC为所求作; (3)MD为所求作;
17
考点:作图—复杂作图.
16.(2017湖北孝感第20题)如图,已知矩形ABCD?AB?AD? . (1)请用直尺和圆规按下列步骤作图,保留作图痕迹:
①以点A为圆心,以AD的长为半径画弧交边BC于点E,连接AE; ②作?DAE的平分线交CD 于点F; ③连接EF;
(2)在(1)作出的图形中,若AB?8,AD?10,则tan?FEC的值为 .
【答案】(1)画图见解析;(2)【解析】
试题分析:(1)根据题目要求作图即可;
(2)由(1)知AE=AD=10、∠DAF=∠EAF,可证△DAF≌△EAF得∠D=∠AEF=90°,即可得∠FEC=∠BAE,从而由tan∠FEC=tan∠BAE=
3 . 4BE可得答案. AB试题解析:(1)如图所示;
18
考点:1.作图﹣基本作图;2.全等三角形的判定与性质;3.解直角三角形.
17.(2017贵州六盘水第25题)如图,MN是⊙O的直径,MN=4,点A在⊙O上,∠AMN=30°,B为AN的中点,P是直径MN上一动点.
(1)利用尺规作图,确定当PA+PB最小时P点的位置(不写作法,但要保留作图痕迹). (2)求PA+PB的最小值.
【答案】(1)详见解析;(2)22. 试题分析:(1)画出A点关于MN的称点A?,连接A?B,就可以得到P点; (2)利用∠AMN=30°得∠AON=∠
A?ON=60°,又B为弧AN的中点,∴∠BON=30°,所以∠A?ON=90°,再求最小值22.
试题解析:
(1)如图,点P即为所求作的点.
19
(2)由(1)可知,PA+PB的最小值为A'B的长, 连接OA',OB、OA
∵A点关于MN的称点A?,∠AMN=30°,
∴?AON??A'ON?2?AMN?2?300?600 又∵B为AN的中点 ∴AB?BN ∴?BON??AOB?11?AON??600?300 22∴?A'OB??A'ON??BON?600?300?900 又∵MN=4 ∴OA'?OB?11MN??4?2 22在Rt△A'OB中,A'B?22?22?22 即PA+PB的最小值为22.
考点:圆,最短路线问题.
18.(2017江苏盐城第24题)如图,△ABC是一块直角三角板,且∠C=90°,∠A=30°,现将圆心为点O的圆形纸片放置在三角板内部.
20