前言
相關定義
尺規作圖(Compass-and-straightedge construction)是指用沒有刻度的直尺和圓規作圖。最基本,最常用的尺規作圖,通常稱基本作圖。一些復雜的尺規作圖都是由基本作圖組成的。
基本作圖
以下是最基本最常用的尺規作圖,需要重點理解和掌握;
1、作一條線段等於已知線段;
2、作一個角等於已知角;
3、作已知線段的垂直平分線;
4、作已知角的角平分線;
5、過一點作已知直線的垂線;
經典操作
九大經典操作,需要重點理解和掌握;
(1)題目一:作一條線段等於已知線段。
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。
(2)題目二:作已知線段的垂直平分線。
已知:如圖,線段\(MN\).
求作:線段\(PQ\),使\(PQ\perp MN\)且\(PQ\)平分線段\(MN\).
作法:
①. 分別以\(M\)、\(N\)為圓心,大於\(\cfrac{1}{2}MN\)的相同線段為半徑畫弧,兩弧相交於\(P\),\(Q\);
②. 連接\(PQ\)交\(MN\)於\(O\).

則線段\(PQ\)就是所求作的\(MN\)的垂直平分線。
(3)題目三:作已知角的角平分線。
已知:如圖,已知\(\angle AOB\),
求作:射線\(OP\),使\(\angle AOP=\angle BOP\),(即\(OP\)平分\(\angle AOB\))。
作法:①.②.③.④.⑤.
①.以\(O\)為圓心,任意長度為半徑畫弧,分別交\(OA\),\(OB\)於\(M\),\(N\);
②.分別以\(M\)、\(N\)為圓心,大於\(\cfrac{1}{2}MN\)的線段長為半徑畫弧,兩弧交\(\angle AOB\)內於\(P\);
③.作射線\(OP\)。

則射線\(OP\)就是\(\angle AOB\)的角平分線。
(4)題目四:作一個角等於已知角。
已知:如圖,已知\(\angle AOB\),

求作:\(\angle A'O'B'\),使得\(\angle AOB=\angle A'O'B'\),
作法:
①.作射線\(O'A'\);
②.以\(O\)為圓心,任意長度為半徑畫弧,交\(OA\)於\(M\),交\(OB\)於\(N\);
③.以\(O'\)為圓心,以\(OM\)的長為半徑畫弧,交\(O'A'\)於\(M'\);
④.以\(M'\)為圓心,以\(MN\)的長為半徑畫弧,交前弧於\(N'\);
⑤.連接\(O'N'\)並延長到\(B'\)。

則\(\angle A'O'B'\)就是所求作的角。
(5)題目五:經過直線上一點做已知直線的垂線。
已知:如圖,\(P\)是直線\(AB\)上一點。
求作:直線\(CD\),使得\(CD\)經過點\(P\),且\(CD\perp AB\)。
作法:
①.以\(P\)為圓心,任意長為半徑畫弧,交\(AB\)於\(M\)、\(N\);
②.分別以\(M\)、\(N\)為圓心,大於\(\cfrac{1}{2}MN\)的長為半徑畫弧,兩弧交於點\(Q\);
③.過\(D\)、\(Q\)作直線\(CD\)。

則直線\(CD\)是求作的直線。
(6)題目六:經過直線外一點作已知直線的垂線
已知:如圖,直線\(AB\)及直線外一點\(P\)。
求作:直線\(CD\),使\(CD\)經過點\(P\),且\(CD\perp AB\)。
作法:
①.以\(P\)為圓心,以大於點\(P\)到直線\(AB\)的距離為半徑畫弧,交\(AB\)於\(M\)、\(N\);
②.分別以\(M\)、\(N\)圓心,大於\(\cfrac{1}{2}MN\)的長為半徑畫弧,兩弧交於點\(Q\);
③.過\(P\)、\(Q\)作直線\(CD\)。

則直線\(CD\)就是所求作的直線。
(7)題目七:已知三邊作三角形。
已知:如圖,線段\(a\),\(b\),\(c\).
求作:\(\triangle ABC\),使\(AB=c\),\(AC=b\),\(BC=a\).
作法:
①.作線段\(AB=c\);
②.以\(A\)為圓心,以\(b\)為半徑作弧,以\(B\)為圓心,以\(a\)為半徑作弧與前弧相交於\(C\);
③.連接\(AC\),\(BC\)。

則\(\triangle ABC\)就是所求作的三角形。
(8)題目八:已知兩邊及夾角作三角形。
已知:如圖,線段\(m\),\(n\), \(\angle\alpha\).
求作:\(\triangle ABC\),使\(\angle A=\angle\alpha\) ,\(AB=m\),\(AC=n\).
作法:
①.作\(\angle A=\angle\alpha\);
②.在\(AB\)上截取\(AB=m\),\(AC=n\);
③.連接\(BC\)。

則\(\triangle ABC\)就是所求作的三角形。
(9)題目九:已知兩角及夾邊作三角形。
已知:如圖,\(\angle\alpha\),\(\angle\beta\),線段\(m\).
求作:\(\triangle ABC\),使\(\angle A=\angle\alpha\),\(\angle B=\angle\beta\),\(AB=m\).
作法:
①.作線段\(AB=m\);
②.在\(AB\)的同旁作\(\angle A=\angle\alpha\),作\(\angle B=\angle\beta\),\(\angle A\)與\(\angle B\)的另一邊相交於\(C\)。

則\(\triangle ABC\)就是所求作的三角形。
典例剖析

分析:本題目就是求作\(\angle AOB\)的角平分線和線段\(CD\)的垂直平分線的交點;

分析:本題目就是求作內角的角平分線的交點(或三角形的內心)和外角的角平分線的交點;

由於\(\triangle ABC\)內角平分線的交點到三角形三邊的距離相等,則\(\triangle ABC\)內角平分線的交點滿足條件;
如圖:點\(P\)是\(\triangle ABC\)兩條外角平分線的交點,過點\(P\)作\(PE⊥AB\),\(PD⊥BC\),\(PF⊥AC\),
由於\(PE=PF\),\(PF=PD\),則有\(PE\)\(=\)\(PF\)\(=\)\(PD\),
所以點\(P\)到\(\triangle ABC\)的三邊的距離相等,
所以\(\triangle ABC\)兩條外角平分線的交點到其三邊的距離也相等,滿足這條件的點有\(3\)個;
綜上,到三條公路的距離相等的點有\(4\)個,故可供選擇的地址有\(4\)個.
