典例1 问题提出:如何用圆规和无刻度的直尺作一条直线或圆弧平分已知扇形的面积(不写作法,保留作图痕迹)?
(1) 初步尝试:如图①,已知扇形AOB,请你用圆规和无刻度的直尺过圆心O作一条直线,使扇形的面积被这条直线平分;
(2) 问题联想:如图②,已知线段MN,请你用圆规和无刻度的直尺作一个以MN为斜边的等腰直角三角形MNP;
(3) 问题再解:如图③,已知扇形AOB,请你用圆规和无刻度的直尺作一条以点O为圆心的圆弧,使扇形的面积被这条圆弧平分.

(1) 初步尝试:如图①,已知扇形AOB,请你用圆规和无刻度的直尺过圆心O作一条直线,使扇形的面积被这条直线平分;
(2) 问题联想:如图②,已知线段MN,请你用圆规和无刻度的直尺作一个以MN为斜边的等腰直角三角形MNP;
(3) 问题再解:如图③,已知扇形AOB,请你用圆规和无刻度的直尺作一条以点O为圆心的圆弧,使扇形的面积被这条圆弧平分.
答案
典例探究
典例1(1)如图①,直线OP即为所求.(2)如图②,△MNP即为所求.(3)如图③,$\overset{\frown}{DF}$即为所求.
典例2 如图,在▱ABCD中,∠ABC = 150°. 利用尺规在BC,BA上分别截取BE,BF,使BE = BF;分别以点E,F为圆心,大于$\frac{1}{2}$EF的长为半径作弧,两弧在∠ABC内交于点G;作射线BG交CD于点H. 若AD = $\sqrt{3}+1$,则BH的长为________.

答案
典例2在□ABCD中,∠ABC = 150°,∴∠C = 30°,AB//CD,BC = AD = $\sqrt{3}+1$. 由作图知,BH平分∠ABC,∴∠CBH = ∠ABH. ∵AB//CD,∴∠CHB = ∠ABH. ∴∠CHB = ∠CBH. ∴CH = BC = $\sqrt{3}+1$. 如图,过点B作BP⊥CD于点P,则∠BPC = 90°. ∴易得BP = $\frac{1}{2}BC=\frac{\sqrt{3}+1}{2}$,CP = $\frac{\sqrt{3}}{2}BC=\frac{3+\sqrt{3}}{2}$. ∴HP = CH - CP = $\frac{\sqrt{3}-1}{2}$. ∴BH = $\sqrt{BP^{2}+HP^{2}}=\sqrt{2}$.
典例3 (2024·扬州二模) 如图,已知锐角∠AOB.
(1) 在射线OA上取一点C,以点O为圆心,OC长为半径作$\overset{\frown}{PQ}$,交射线OB于点D,连接CD;
(2) 分别以点C,D为圆心,CD长为半径作弧,交$\overset{\frown}{PQ}$于点M,N;
(3) 连接OM,MN.
根据以上作图过程及所作图形,有下列结论:
① ∠COM = ∠COD;② 若OM = MN,则∠AOB = 30°;③ MN//CD;④ MN = 3CD. 其中,正确的是________(填序号).

(1) 在射线OA上取一点C,以点O为圆心,OC长为半径作$\overset{\frown}{PQ}$,交射线OB于点D,连接CD;
(2) 分别以点C,D为圆心,CD长为半径作弧,交$\overset{\frown}{PQ}$于点M,N;
(3) 连接OM,MN.
根据以上作图过程及所作图形,有下列结论:
① ∠COM = ∠COD;② 若OM = MN,则∠AOB = 30°;③ MN//CD;④ MN = 3CD. 其中,正确的是________(填序号).
答案
典例3如图,连接ON,DM,CM,DN. ∵CM = CD,∴$\overset{\frown}{CM}=\overset{\frown}{CD}$. ∴∠COM = ∠COD. 故①正确. 若OM = MN,又∵OM = ON,∴OM = ON = MN. ∴△MON是等边三角形. ∴∠MON = 60°. ∵CM = CD = DN,∴$\overset{\frown}{CM}=\overset{\frown}{CD}=\overset{\frown}{DN}$. ∴∠AOB = $\frac{1}{3}∠MON = 20°$. 故②错误. ∵$\overset{\frown}{CM}=\overset{\frown}{DN}$,∴∠CDM = ∠DMN. ∴MN//CD. 故③正确. ∵CM = CD = DN,CM + CD + DN>MN,∴MN<3CD. 故④错误. 综上所述,正确的是①③.
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