用直尺畫出兩組間隔相等的平行線,如圖1所示,線與線之間的距離等于直尺的寬度,使其成為棋盤狀的平行四邊形.若改變兩組線之間的角度,則會(huì)得出不同形狀的平行四邊形,但其形狀仍然具有一些特性.如圖2,將這些平行四邊形轉(zhuǎn)過來,使較長(zhǎng)的對(duì)角線轉(zhuǎn)到上下的方向,你將會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)這些平行四邊形皆為撲克牌的方塊形狀,即數(shù)學(xué)家所稱的菱形.如果你畫的兩組平行線相交的角度為直角,則其形狀是什么?
不管你所用的直尺寬度是多少,或你所畫的兩組平行線所夾的角度為多少,所畫出的所有菱形的邊長(zhǎng)均相等:
AB=BC=CD=DA
如果你將任一菱形的兩條對(duì)角線畫出,你將發(fā)現(xiàn)它們會(huì)互相垂直:
BD⊥AC
并且對(duì)角線會(huì)平分它所經(jīng)過的角,例如:
∠BAC=∠DAC
∠CBD=∠DBA
此性質(zhì)對(duì)于其他平行四邊形而言并不一定成立,可對(duì)照一下菱形和一般的平行四邊形沿著對(duì)角線折疊后的情形.
因?yàn)榱庑尉哂刑厥庑再|(zhì),可以使用直尺的平行邊將它畫出來.我們也可以使用直尺與圓規(guī)做一些傳統(tǒng)的作圖題.
將角分為二等分
要平分∠ABC,可用直尺的平行邊畫出分別平行于BC與BA的直線(兩組平行線之間的距離相等),使其交于P點(diǎn),連接BP便可平分此角(見圖3).
平分一條線段
要平分一條線段AB,首先將直尺放在線段AB上,慢慢向左方傾斜,使尺的兩平行邊恰好碰觸到A、B兩點(diǎn),并畫出直線l與m.然后再將直尺向右傾斜,使其兩平行邊碰觸到A與B兩點(diǎn),并畫出直線p和q.這里我們假定,線段AB的長(zhǎng)度大于直尺的寬度.
現(xiàn)在這4條線l、m、p、q形成一個(gè)菱形,而AB為其對(duì)角線之一.再畫出另一條對(duì)角線XY便可平分線段AB(見圖4).
作一條與已知直線成直角的直線
要畫出一條經(jīng)過B點(diǎn)而與AB垂直的直線,可先用直尺的平行邊畫出一組平行線x、y、z而得出M與N兩點(diǎn),這兩點(diǎn)到B點(diǎn)的距離相等.現(xiàn)在移動(dòng)直尺使其兩平行邊觸及M與B兩點(diǎn),畫出直線r與s,則由r、s、y與z可形成菱形,且其一對(duì)角線與AB垂直.另一方面,在作出M與N兩點(diǎn)后,也可以利用前述的作圖法垂直平分線段MN(見圖5).
問題:若給定一條鏡像對(duì)稱線與線外一點(diǎn),你如何只利用直尺的平行邊作出該點(diǎn)的鏡像?