一般来说,几何作图都需要用到直尺和圆规。但是在本章,我们会看到,有时候,不用圆规也可以作出图来,虽然初看起来,这些图好像非用圆规不可。
【题目】如图(a)所示,不使用圆规,从半圆外面的点A作一条垂直于直径BC的直线。图中没有给出圆心的位置。
【解答】在这里,我们需要利用三角形的一个特性,就是三角形各个边上的高相交于同一点。如图(b)所示,连接点A和B、C两点。很明显,直线BE垂直于直线AC,直线CD也垂直于直线AB,也就是说,直线BE和CD是三角形ABC的高。根据三角形的性质,另一条高也必然通过点M。连接点A和点M,并延长至点F,这里的点F是AM延长线与直线BC的交点,那么直线AF就是所求的垂线。这里根本没有用到圆规。
如图所示,如果点A的位置选择在其他地方,有可能使所求的垂线会在圆的直径的延长线上。但是,如果遇到这种情况,必须给出整个圆才行,否则,是无法解决的。其实,图所示的情况,跟上面的题目没有本质上的区别,只不过三角形ABC的高相交于圆的外部,而不是在圆的内部。
图 不同圆规作图的第一种情形。
图 不同圆规作图的第二种情形。