问题

尺规作图,作与已知圆相切、且与定直线相切于直线上给定点的圆。

作法

根据相切的位置,作法是不同的。所以,这类题,直线、点、圆的相对位置需要给定,否则作图会有问题。在Geogebra中生成模板文件ggt的时候也会面临选择困难。(有唯一存在的解的问题实在才是理想的问题)

只考虑一般位置的情况,不考虑 特殊类似直线上的点与圆心连线刚好垂直于直线的简单情形,或者,直线过圆心的情形,乃至切点刚好在圆上、而直线跟圆相切之类的情形,以及解不存在的点在圆上的情形等。

点在圆内和圆外,会得到内切、外切的不同情形,但是作法步骤则相似。

分析:

首先,确定圆心的大致位置,缩小搜索范围,圆心肯定在跟 已知直线垂直的、经过切点的直线上,这就大大缩小了范围: 从漫无目的的面、缩小到线;

其次, 圆心到直线上切点的距离,比到给定相切的圆圆心距离相比,相差一个给定圆半径的距离,所以,如果以切点为中心,复制一个给定圆,则问题就能转化为成找到两个定点等距离的点的问题(也就是作中垂线);只是内切和外切的时候相加变相减,作图的过程中却没有影响。

至此,问题就经过一番转化,变得完全可执行了。

切点在圆内

如图,
有多解的尺规作图题

  1. A作跟红色直线l垂直的直线m(则圆心在m上);
  2. A再作一个跟红色圆 O 半径相等的圆 A,跟垂线 m 交于 B,C 两个点

  3. 作线段 OBOC 的垂直平分线 n1,n2,两个分别与待求圆心所在的直线 m 交于 ED 两点;

那么 ED 就是要求的圆心,线段 EADA 长度就是半径。

切点在圆外

似乎是需要讨论的情形,实际上作图的步骤都不需要修改,直接用上面的步骤即可。
有多解的尺规作图题

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