徐焱
新課程標準(2021版討論稿)對尺規(guī)作圖的學習要求有所提高. 將三角形、全等三角形、軸對稱與尺規(guī)作圖聯(lián)姻的試題成為2021年中考新熱點.
[真題呈現(xiàn)]
例1 (2021·吉林·長春)在△ABC中,∠BAC = 90°,AB ≠ AC. 用無刻度的直尺和圓規(guī)在BC邊上找一點D,使△ACD為等腰三角形. 作法不正確的是( ).
解析:選項A中,AD是△ABC的角平分線,無法證得△ADC是等腰三角形;選項B中,CA = CD,則△ADC是等腰三角形;選項C中,DA = CD,則△ADC是等腰三角形;選項D中,BD = CD,可證AD = DC = BD,則△ADC是等腰三角形. 故應選A. 該題匯集了常見的基本尺規(guī)作圖,解題時極易混淆出錯.
[追根溯源]
原型1:(八年級上冊第48頁)已知:∠AOB. 求作:∠AOB的平分線. (如圖1,作法略)
原型2:(八年級上冊第36頁)由三邊分別相等判定三角形全等的結論,可得用直尺和圓規(guī)作一個角等于已知角的方法.
已知:∠AOB. 求作:∠A'O'B',使∠A'O'B' = ∠AOB. (如圖2,作法略)
原型3:(八年級上冊第62頁例1)尺規(guī)作圖:經過已知直線外一點作這條直線的垂線. (如圖3,作法略)
原型4:(八年級上冊第63頁例3)如圖4,點A和點B關于某條直線成軸對稱,你能作出這條直線嗎?(如圖4,作法略)
[變式延伸]
變式1? 將單一基本尺規(guī)作圖與其他知識點聯(lián)姻
例2 如圖5,已知a[?]b,直線[l]與直線[a,b]分別交于點[A,B],分別以點[A,B]為圓心,大于[12AB]的長為半徑畫弧,兩弧相交于點[M,N],作直線[MN],交直線b于點C,連接[AC],若[∠1=40°],則[∠ACB]的度數(shù)是( ).
A. [90°] B. [95°] C. [100°] ? ? D. [105°]
解析:由尺規(guī)作圖知MN垂直平分AB,
∴CA = CB,∴∠CAB = ∠ABC.
∵a[?]b,∠1 = 40°,
∴∠ABC = ∠1 = 40°,∴∠CAB = 40°,
∴∠ACB = 180° - 40° - 40° = 100°. 故選C.
變式2 將單一基本尺規(guī)作圖與推理論證、遷移應用聯(lián)姻
例3 (1)如圖6,O為AB的中點,直線l1,l2分別經過點O,B,且l1[?]l2,以點O為圓心,OA長為半徑畫弧交l2于點C,連接AC. 求證: l1垂直平分AC;
(2)如圖7,平面內直線l1[?]l2[?]l3[?]l4,且相鄰兩直線間距離相等,點P,Q分別在直線l1,l4上,連接PQ. 用圓規(guī)和無刻度的直尺在直線l4上求作一點D,使線段PD最短. (兩種工具分別只限使用一次,并保留作圖痕跡)
解析:(1)連接OC,由作圖可知OB = OA = OC,
∴∠A = ∠ACO,∠ABC = ∠OCB,∴∠ACB = 90°,∴l(xiāng)2⊥AC,
∵l1[?]l2,∴l(xiāng)1⊥AC,由等腰三角形的性質可知直線l1垂直平分AC.
(2)如圖8,以l2與PQ的交點O為圓心,OP長為半徑畫弧交直線l3于點C,連接PC并延長交l4于點D,此時PD⊥l4,線段PD最短,故點D即為所求.
變式3 將兩種不同的基本尺規(guī)作圖在同一個問題中聯(lián)姻
例4 如圖9,在Rt△ABC中,∠ACB = 90°,根據(jù)尺規(guī)作圖的痕跡,判斷以下結論錯誤的是( ).
A. ∠BDE = ∠BAC? ? ? B. ∠BAD = ∠B C. DE = DC? ? ? D. AE = AC
解析:由尺規(guī)作圖知AD平分∠CAB,DE⊥AB于E .
∵∠ACB = 90°,∴∠BDE = ∠BAC,DE = DC,AE = AC,
但∠BAD = ∠B不一定成立. 故選B.
注意:不要將DE看作是AB的垂直平分線.
變式4 將兩種基本尺規(guī)作圖與數(shù)學思想聯(lián)姻
例5 如圖10,在△ABC中,∠ACB = 90°,AC < BC. 分別以點A,B為圓心,大于[12]AB的長為半徑畫弧,兩弧交于D,E兩點,直線DE交BC于點F,連接AF. 以點A為圓心,AF為半徑畫弧,交BC的延長線于點H,連接AH. 若BC = 3,則△AFH的周長為 .
解析:由尺規(guī)作圖可知,DE是線段AB的垂直平分線,∴FB = FA.
∵∠ACB = 90°,AF = AH,∴FC = HC.
∵BC = 3,∴△AFH的周長 = AF + AH + FH = 2BF + 2FC = 2(BF + FC) = 2BC = 6.
故填6.
[跟蹤檢測]
1.(2021·湖北·黃岡)如圖11,在Rt△ABC中,∠C = 90°,∠B = 30°,以A為圓心,適當長為半徑畫弧,分別交AC,AB于點E,F(xiàn);再分別以點E,F(xiàn)為圓心,大于[12]EF的長為半徑畫弧,兩弧交于點P,則BD與CD的數(shù)量關系是 ? ? ? .
2.(2021·湖北·鄂州)已知銳角[∠AOB=40°],如圖12,按下列步驟作圖:①在[OA]邊取一點[D],以[O]為圓心,[OD]長為半徑畫[MN],交[OB]于點[C],連接[CD]. ②以[D]為圓心,[DO]長為半徑畫[GH],交[OB]于點[E],連接[DE]. 則[∠CDE]的度數(shù)為( ).
A. [20°] B. [30°] C. [40°] D. [50°]
3. (2021·湖北·荊州)如圖13,在△ABC中,AB = AC,∠A = 40°,D,P分別是圖中所作直線和射線與AB,CD的交點. 根據(jù)尺規(guī)作圖痕跡推斷,以下結論錯誤的是( ).
A. AD = CD? ? ? B. ∠ABP = ∠CBP? ? C. ∠BPC = 115°? ? D. ∠PBC = ∠A
(答案見第33頁)