利用工具箱的基本工具作图不仅作图种类少,而且不方便。而使用构造菜单则扩大了作图能力。
单击菜单栏的“构造”菜单,就会显示构造菜单的具体选项(如图9-10),此时这些选项以灰色显示。这是因为使用构造菜单作图都有一定的前提条件,只有选取适当的前提条件,菜单选项才可用。
当光标移动到菜单上某一具体选项时,在状态栏会显示使用该命令的前提条件。
图9-10 构造菜单
1.线的绘制
基本操作:平行线或垂线的作法
欲构造过某一点且与某一已知线平行(或垂直)的直线,只需选取这一点与已知线,单击菜单命令“平行线”或“垂线”即得。
例2绘制直角三角形
【步骤】
(1)打开几何画板,新建文件。
(2)用工具箱直尺工具绘制线段AB。
(3)作垂线:选中点A和线段AB,选择“构造/垂线”命令,得过点A且垂直于线段AB的直线,选中工具箱文本工具,为该直线加注字母j。
(4)作斜边:选中直线j,选择“构造/垂线上的点”命令得其上一点,标注为C,选中工具箱箭头工具,用其选中点B,选择“构造/线段”命令,构造出线段BC。
(5)隐藏垂线j。
(6)连接A、C:选中A点、C点,选择“构造/线段”命令,构造出线段AC。
分别拖动点A、点C、点B,观察图形的变化。
图9-11 绘制直角三角形
说明:为简化起见,在后面例题中将不再列出上述步骤第1步骤的操作,并约定每步骤操作完后都按下键盘上的“Esc”键。对于某些已详细介绍过的操作步骤,后面不再详细描述,视作基本操作。
例3 绘制平行四边形
【步骤】
(1)用线段直尺工具绘制出平行四边形的两条相邻边AB、BD。
(2)选中A点和线段BD,选择“构造/平行线”命令,得直线j。
(3)选中D点和线段AB,选择“构造/平行线”命令,得直线k;单击直线j与k的相交处,得交点C。
(4)选中直线j与k,选择“显示/隐藏平行线”命令,隐藏直线j与k。
(5)选中C点、D点,选择“构造/线段”命令,构造出线段CD;同样方法,线段连接A、C。
基本操作:角平分线的绘制
(1)作角:用线段直尺工具绘制出∠ABC。
(2)作角平分线:依序选中点A、点B、点C(注意:角的顶点必须是第二个选取点),选择“构造/角平分线”命令,即画出角∠ABC的平分线。
图9-12 绘制平行四边形
作角平分线的另一种方法:选中角的两边,然后选择“构造∕角平分线”命令,即画出该角的平分线。
2.圆和与圆有关的图形
基本操作:以圆心和圆上的点作圆
先选取一点作为圆心,再选取另外一点作为所绘圆上的点,单击菜单命令“构造∕以圆心和圆上的点作圆”,即得。
基本操作:以圆心和半径作圆
先选取一个点,接着选取代表半径的对象(代表半径的对象可以是一条线段,或某一个度量距离,或一个以距离为单位的参数),再单击菜单命令“构造∕以圆心和半径作圆”即得。
基本操作:圆上一段弧的绘制
选中已知圆周,接着在圆周上选一点,再选圆上另一点,最后单击菜单命令“构造∕圆上的弧”即得按逆时针方向从第一点到第二点的一段弧。需要注意的是圆上两点在选择时是有次序的,不同的次序,所得弧不同(如下表所示):
基本操作:过任意三点圆弧的绘制
选定三点后,单击菜单命令“构造/过三点的弧”,即可绘出按逆时针方向从选定的第一点过第二点到第三点之间的弧。下表为过A、B、C三点:
例4扇形的构造
【步骤】
(1)在画板上作线段AB,作以A为圆心、线段AB为半径的圆,标注该圆周为c1,在圆被选中的状态下,单击“显示”菜单,在“线型”选项中选择“细线”“点线”两项。
(2)选中圆周,在其上作一点,标注为C,连接AC。
(3)依次选中点B、圆周c1、点C,单击菜单命令“构造∕圆上的弧”,得圆上的一段弧。
(4)选中圆周c1,单击菜单命令“显示∕隐藏圆”,隐藏圆周c1。
(5)分别拖动点A、B、C,观察图形的变化(图9-13)。
图9-13 扇形的构造
3.内部
(1)圆的内部
选定一个圆(或几个圆)后,单击菜单“构造∕圆内部”,就可以构造出这个圆的内部。
(2)扇形(弓形)内部
选定一段弧(或几段弧)后,单击菜单“构造∕弧内部∕扇形内部”或“构造∕弧内部∕弓形内部”,就可以作出这段弧所对扇形或弓形的内部。如图9-14所示。
图9-14 扇形内部与弓形内部
(3)多边形内部的构造
选定多边形的顶点,单击菜单“构造∕多边形的内部”,就可构造出多边形内部。构造顶点多于3个的多边形内部时,要注意顶点选取的次序,一般应沿多边形的边顺次选取。如下表中,不同的顶点选取顺序下所得的四边形ABCD内部:
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4.轨迹
“构造”菜单下的“轨迹”命令可用来构造选定对象按定义的路径移动的轨迹。使用该命令的前提条件是:选定两个对象,一个是主动点,它是在一条路径上的自由点;另一个是能够跟随此点运动的对象,即随动对象。
随动对象可以是点、线段等对象。路径可以是任何线(线段、直线、射线、圆、圆弧以及组合体)、轨迹、函数图象和有芯无边框多边形的边界。
几何画板中生成动点轨迹的一般过程是:
(1)确定图形变化过程中的主动点(它是在某一条路径上的自由点)、从动点(跟随主动点而运动的点)。
(2)同时选中主动点、从动点,单击菜单命令“构造∕轨迹”,生成从动点的轨迹。
例5 如图9-15所示,已知P是圆O上任一点,Q是圆外一点,M是线段PQ的中点,试画出点M的轨迹。
在本题中,主动点是P,它所在的路径是圆,从动点是M。
【步骤】
(1)新建几何画板,作一圆,圆心标注为O,用线段直尺工具作线段PQ,端点P在圆O上,端点Q在圆O外(如图9-15)。
(2)选中线段PQ,构造其上中点M。
(3)选中点P、点M,单击菜单命令“构造/轨迹”,则生成点M的轨迹,它是一个圆(如图9-16)。
图9-15
图9-16
说明:若要动态显示点M轨迹形成的过程,可对点M追踪轨迹,方法是:只选中点M,单击“显示”菜单下的“追踪中点”命令,接着拖动主动点P,即可显示点M的运动痕迹。
例6 你将你的油漆桶留在了梯子的中间位置(如图9-17)。当梯子倒下时,它会沿着怎样的轨迹落下?
图9-17
【步骤】
(1)作墙面:作射线AB,双击顶点A,选取射线AB,绕点A逆时针旋转90°得射线AB′。
(2)作梯子:
画板空白处作一点C,过C作一直线与射线AB平行,在该直线上作一点D,作线段CD并隐藏直线;
依次选中点C、点D,标记向量,接着选中点A,将点A按标记向量平移,得点A′,构造线段AA′,在其上作一点E;
选中线段CD和点E,构造以点E为圆心、线段CD为半径的圆,该圆与射线AB′相交于点F;
构造线段EF,文字工具标注为“梯子”。
(3)作轨迹:作线段EF的中点G(代表油漆桶),选中点G和点E,单击菜单命令“构造/轨迹”,则生成点E的轨迹(如图9-18)。
(4)隐藏射线AB、线段CD及其端点。
图9-18
5.使用构造菜单绘制
例7 正三角形的绘制(尺规作图法)
【步骤】
(1)绘制一条线段AB。
(2)绘制等圆:选择线段AB和端点A,单击菜单命令“构造∕以圆心和半径作圆”得到一个圆,按“Esc”键,选取线段AB和端点B,同样方法得到另一个圆。
(3)选取两圆的其中一个交点,标注为C,以线段直尺工具连接AC、BC。
(4)选取两圆,单击菜单命令“显示∕隐藏圆”。
(5)分别拖动点A、B、C,观察图形相应的变化。
图9-19
例8 菱形的绘制。
【步骤】
(1)作一条线段AB,接着以点A为圆心、线段AB为半径作圆。
(2)在圆上作一点D,线段连接A、D。
(3)作过点B且平行于AD的直线,过点D且平行于AB的直线,两条直线相交于点C(图9-20)。
(4)隐藏圆及上一步骤中的两条直线,然后线段连接BC、CD,得菱形ABCD(图9-21)。
图9-20
图9-21
例9 圆的斜二侧图的画法
【步骤】
(1)用圆工具作圆,圆心标注为点A、圆周上的点标注为B;在圆上构造一点C。
(2)选中点A、B,构造直线AB。
(3)作过点C且与直线AB垂直的直线j,两线相交于点D。
(4)将点C绕点D旋转-45°,得点C′。
(5)作线段DC′,并构造线段DC′的中点E。
(6)选择点E、C,单击菜单命令“构造/轨迹”,作出点E的轨迹椭圆,即圆的斜二侧图,如图9-22所示。
(7)只显示椭圆、点A、点B,其余对象都隐藏;选中椭圆、点A、点B,创建为新工具“椭圆(圆的斜二侧图)”。
图9-22
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