图1-8.1
思路:这里可以把桥看作是一个角的顶点,河岸和公路分别是角的两边,问题转化为:在角平分线上找一点,使它到顶点的距离是300米。 方案:(1)画出角的平分线,以顶点为圆心;(2)1.5cm为半径画圆,定义圆与角平分线的交点即为所求。
用几何画板验证:
第一步:新建一个几何画板文件。
第二步:选“画射线”工具,画一个角,如图1-8.2。 ABC图1-8.2
第三步:(1)用“选择”工具依次选取点B、A、C;(2)由菜单“作图”?“角平分线”,画出了∠BAC的平分线,如图1-8.3。
CA B图1-8.3
第四步:用“画点工具”在角平分线上画一个点,标出标签。得到如图1-8.4。
A BCD图1-8.4
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第五步:(1)用“选择”工具同时选取点D和射线AB;A(2)由“作图”?“垂线”,画出过点D垂直于射线AB的直线;(3)用“选择”工具单击垂足处,定义表示垂足的点,并用“文本”工具标上标签;(4)选取画好的垂线,把它隐藏,并用“画线段”工具画出垂线段DE,用同样的方法画出垂线段DF,得到如图1-8.5
第六步:(1)选取点D和射线AD,(2)由“编辑”?“操作类按钮”?“动画”,在弹出的对话框中设置点D在射线AD上双向慢速运动。得到如图1-8.6。
第七步:度量出∠AED、∠AFD,线段DE、DF,最后的结果如图1-8.7。
操作验证:双击“动画”按钮或用鼠标拖动点D移动,可以发现DE、DF总是分别垂直于角的两边,并且DE=DF,这说明了我们要找的点可以定位于角平分线上。
第八步:在工作区中画一条线段GH,量出距离,通过调整G、H的位置,使GH=1.5cm。如图1-8.8 说明:取GH=1.5cm是因为比例尺是1:20000。
第九步:(1)同时选取点A和线段GH(不要选点G和H);(2)由“作图”?“以圆心和半径画圆”,得到一个以点A为圆心,半径是1.5cm的圆;(3)用“选择”工具单击圆与角平分线的相交处,定义出的交点I即为所求。如图1-8.9
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FEBCD图1-8.5 A动画FEBCD图1-8.6
AED 9=0. 00?A动画AFD =90. 00?DF =1. 27 cmFEDE =1. 27 cmBCD图1-8.7
GH 1.= 50 cmGHAED 9=0. 00?A动画AFD =90. 00?DF =1. 27 cmFEDE =1. 27 cmBCD
图1-8.8
GH 1.= 50 cmGHAED 9=0. 00?A动画AFD =90. 00?DF =1. 43 cmEDE =1. 43 cmFIBCD
如图1-8.9
第十步:(1)选取圆把它隐藏;(2)度量AI;(3)选取点I和射线AB,由“度量”?“距离”,可以量出点I到射线的距离,同理量出点到角的另一边的距离,如图1-8.10 由图可知,点I为所求的点。 说明:本例是为了帮助学习角平分线的有关作图,复习角平分线的性质,所以设计了较多的步骤,如果只是为了解决问题本身,可以在画好角平分线后转入第八步,可以快速确定出点I。
AI = 1.50 cmGH = 1.50 cmGAED = 90.00?AFD = 90.00?DF = 1.43 cmFDE = 1.43 cmCDA距离(IA到B) = 0.98 cmH距离(IA到C) = 0.98 cm动画EIB图1-8.10
如有问题,请到http://wq.sdedu.net几何画板分版,下载案例八供参考。 练习:
1、如图1-8.11是两个互为邻补角的角,分别画出它们的角平分线,验证所画角平分线的关系。
C
AOB
图1-8.11
如有问题,请到http://wq.sdedu.net几何画板分版,下载案例八练习1供参考。 2、验证平行线的性质 第一步:(1)画一条直线;(2)在直线外画一点。如C图1-8.12。
AB图1-8.12
第二步:(1)选取点C和直线AB;(2)由“作图”?“平行线”,得如图1-8.13
C
AB图1-8.13
第三步:画第三条直线和这两条平行线相交,最后完成如图1-8.14
CED
A
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FB 图1-8.14
请自己度量同位角、内错角,同旁内角,计算同旁内角的和,拖动点改变图形,验证平行线的性质。 如有问题,请到http://wq.sdedu.net几何画板分版,下载案例八练习2供参考。
案例九 古建筑的窗格
在古建筑中,常可以看到这样的窗格,如图1-9.1,这其中有什么数学知识呢?
图1-9.1
思路:外圈是一个矩形,相当于连结矩形四边的中点,得到一个四边形,再连结它的四边的中点。 方案:(1)先画一个平行四边形,顺次连结四边中点,再顺次连结所得四边形四边中点,度量三个四边形的四边和一个内角,此步可以用来说明“顺次连结平行四边形四边中点得到什么样的图形”;
(2)通过拖动点的位置,使最大的四边形的一个内角的度数为900,这时可以观察里面的两个四边形,此步可以说明:“顺次连结矩形四边中点得到什么样的图形”、“顺次连结菱形四边中点得到什么样的图形”;
(3)继续拖动点的位置,保持最大四边形的内角是900的前提下,使它的邻边相等,这时最大的四边形是正方形,此步可以说明:“顺次连结正方形四边中点得到什么样的图形”。 用几何画板验证:
第一步:画一个平行四边形, CD(1) 先画好线段AB、BC;
(2) 分别过点C作线段AB的平行线,过点A作线
段BC的平行线;
(3) 用“选择”工具定义得交点D,如图1-9.2。 BA 图1-9.2
第二步:(1)隐藏直线AD、DC;(2)连结线段AD、DCDC,得如图1-9.3。
注意:隐藏直线时不要误选点A、D、C,这三点不能隐藏。
AB
图1-9.3
第三步:(1)选取平行四边形的四边,由“作图”?“中点”,画出四边中点,用线段顺次连结;
(2)再选取所连四条线段,同样定义中点,顺次连结,如图1-9.4。
DKHLAE
GJFIBC图1-9.4
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第四步:(1)同时选点A、B,由“度量”?“距离”,量出AB的长,用同样的方法量出每个四边形的四条边;
(2)按住Shift,依次选点D、A、B,量出∠DAB,同样量∠HEF、∠KLI;得如图1-9.5。
DKHLAEGJFIBCLI = 1.23 cmIJ = 1.02 cm1.02 cmKJ = 1.23 cmLK = KLI = 64.91?AB = 2.46 cmBC = 2.04 cmHE = 1.22 cmEF = 1.90 cmDC = 2.46 cmAD = 2.04 cmGF = 1.22 cmHG = 1.90 cmDAB = 64.91?HEF = 101.76?图1-9.5
归纳结论:
(1) 拖动点C改变平行四边形ABCD的大小和位置,可以看到ABCD总是平行四边形,四边形EFGH
是_______________,四边形I JKL是____________,说明顺次连结平行四边形的四边中点,所得的图形是________________.
(2) 拖动点C,使∠DAB=900,这时ABCD是______形,四边形EFGH是_______,四边形IJKL是
________。说明顺次连结矩形四边中点得_______,顺次连结菱形四边中点得______.
(3) 拖动点C,保持∠DAB=900,同时使AB=AD,这时ABCD是______形,四边形EFGH是_______,
四边形I JKL是________。说明顺次连结正方形四边中点得_______。
如有问题,请到http://wq.sdedu.net几何画板分版,下载案例九供参考。 练习: 1、(1)画一个四边形,顺次连结四边中点,如图1-9.6,看得到的GFEH什么样的图形,请度量GFEH的边长来说明;
(2)拖动点A成图1-9.7位置,GFEH还是平行四边形吗? (3)拖动点A成图1-9.8位置,GFEH还是平行四边形吗?
以上操作说明:四条线段首尾相接(不一定是凸四边形),顺次连结各线段中点所得的图形是_______
DGAFBHCEHDGAFCAGHCDEFE图1-9.6
B图1-9.8
如有问题,请到http://wq.sdedu.net几何画板分版,下载案例八练习1供参考。
2、更深入的探究:顺次连结什么样的四边形的四边中点可以得到矩形、菱形、正方形? (1)连结得正方形。
第一步:画一条线段,AB,在AB上画一点C,如图AC1-9.9
图1-9.9
第二步:用“选择”工具双击点C,标记点C为中心,
下面将要进行的旋转是绕点C进行的, 技巧:标记一点为中心的另两种方法是
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图1-9.7
B
B