翻折法作圖

翻折法作圖

翻折法作圖(construction by reflection)是解作圖題的一種常用方法,一些作圖題可以通過固定圖形中適當的一條直線或一點,將圖形翻折,利用圖形的對稱性使某些幾何元素移位,以尋求到作圖的途徑和方法,從而作出所求圖形。

基本介紹

  • 中文名:翻折法作圖
  • 外文名:construction by reflection
  • 所屬學科:數學
  • 所屬問題:平面幾何(尺規作圖)
  • 簡介:解作圖題的一種常用方法
基本介紹,舉例分析,用中心對稱法解題,用軸對稱法解題,

基本介紹

翻折法作圖(construction by reflection)也稱對稱法作圖,就是利用國中幾何課中學到的軸對稱中心對稱的知識去解幾何題目,常收巧妙、簡捷、明快之效,我們把這種方法稱之為翻折法或對稱法。具體的說,就是:假設圖形已經作出,如將某定點或定線段以一已知直線(或線段)為對稱軸,而得出它的對稱點或線段。仍可具有原來的點或線毆所應滿足的某些條件。這樣:往往可將原問題化為比較簡易的問題。
例如,已知直線XY同側的兩點A,B,在直線XY上求作一點P,使PA+PB為最短(如圖1).簡要分析如下:
翻折法作圖
圖1
若將點A從直線XY所劃分的上半平面翻折到下半平面的點A′,則斜線(或垂線)AP,AP1,AP2,AP3,…的長分別與對應斜線(或垂線)A′P,A′P1,A′P2,A′P3,…的長相等,因此折線APB,AP1B,AP2B,AP3B,…之長分別與對應折線(或線段)A′PB,A′P1B,A′P2B,A′P3B,…之長相等.於是使PA+PB最短的問題便化為使PA′+PB最短的問題.根據兩點之線段比兩點間折線短的原理知,線段A′B與直線XY的交點便是所求的點.
本題恆有解,包括直線AB與XY互相垂直的情形在內,那時AB的垂足即所求的點。

舉例分析

用中心對稱法解題

把一個圖形繞某一點旋轉180°,便得到這個圖形關於這個點的中心對稱圖形,因此中心對稱法實際是一種旋轉法(轉180°), 以下只舉一個例子。
例1 如圖2,△ABC中,邊BC上的兩點E,F把BC三等分,BM是AC邊上的中線,AE、AF分BM為x、y、z三部分,求x:y:z。
翻折法作圖
圖2
解:以M為中心,作△ABC的中心對稱圖形△CB'A,則E、E'和F、F'都是關於點M為對稱中心的對稱點。
∴E'C//AE,F'C// AF,
由此可得
, ①
由①得x-y=z, ③
②+③,得,
②-③,得
.

用軸對稱法解題

有些書籍只將軸對稱法又稱翻折法,當幾何問題條件不太集中,已知求證之間聯繫不大時,有時用翻折法可把條件相對集中,容易發現新的解題途徑,下面按不同的對稱軸介紹幾種常見的翻折類型。
1.以角平分線為軸
例2 已知等腰直角三角形ABC中,∠A=90°,∠B的平分線交AC於D,過C作BD的垂線交BD的延長線於E。
翻折法作圖
圖3
求證:BD= 2CE,證明:以角平分線BE為軸,作△BCE的軸對稱圖形△BFE,則C. E,F共線,且CE=EF,即CF= 2CE。
∵∠1=22.5°,
而∠ACF=90°-∠2-∠ACB=90°-22.5°-45°=22.5°,

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