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作图技巧回顾

我们来看几个简单的几何作图实例:平分一个角,画一条已知直线的垂线,再画一道如图1.2和图1.3所示的彩虹—就从这里开始吧。

图1.2 过点P作已知直线的垂线,平分一个角,并且画一道彩虹(圆规作业)

图1.3 横跨悉尼上空的双彩虹

作图要用到圆规和直尺。对我而言,小心使用圆规是必须永远强调的事。准备一把好用的圆规,两脚不会晃动,也不会自动张开,还要有削尖的铅笔芯;一把边缘齐整的直尺,长度必须有30cm或更长一些。这两种工具是必备的。

练习一:画已知直线的垂线

① 画一条直线p,在其上选择一点P,通过点P作直线p的垂线,如图1.4所示。

图1.4 画一条直线并在其上选择一点

② 任取一个半径(如5cm),将圆规尖点置于点P上画圆,圆与直线p分别相交于点A和点B,如图1.5所示。

图1.5 用圆规画圆

③ 取大于5cm(如7cm)的半径,分别以点A和点B为圆心画两个圆(或两条圆弧),它们相交于点C和点D,如图1.6所示。

图1.6 画两个大圆

④ 连接点C和点D,如图1.7所示,我们就得到了所需的过点P且垂直于直线p的直线。

图1.7 连接点C和点D

下面是一个属于入门级的更加简单的例子。

练习二:平分任意给定角α

① 画直线b和直线c,二者交于点A并形成一个夹角α,如图1.8所示。这是两线之间待平分的角。

图1.8 画两条相交直线

② 任取一个半径(如5cm),并将圆规两脚张开到此半径的大小。置圆规尖点在点A上画圆(或圆弧),圆与直线b和直线c分别交于点B和点C,如图1.9所示。

图1.9 以点A为圆心画圆

③ 选取同样大小的半径(如3cm),分别以点B和点C为圆心画圆(或圆弧),二者交于点D,如图1.10所示。

图1.10 分别以点B和点C为圆心画圆

④最后,连接点A和点D,如图1.11所示。AD就是所求的角α的平分线,其中∠BAD=∠CAD=β,因此2β=α

图1.11 画直线AD

上述的这两个作图技巧将会用在未来绘制其他的图形上,只是在必要时简短地引用。

练习三:画彩虹

在大自然中,究竟什么拥有明显的几何结构?答案是:非常多的东西,只要我们看得够深入;一个令人愉悦的候选者经常现身于骤雨过后的天空中(见图1.12)。

图1.12 一道呈圆弧状的彩虹

第三个练习是画彩虹。当彩虹横跨天边时,我们可以用手机拍下这个令人欣喜的景象。先画出同心圆,然后涂上适当的颜色,这是一个很棒的练习。注意,红色是在明亮的虹的外侧,在黯淡的霓的内侧。

通常虹霓有7种颜色,Richard Of York Gained Battles In Vain是为红、橙、黄等设计的一种记忆术[ 译注:西方顺口溜。Richard 对应Red(红), Of 对应Orange(橙), York 对应Yellow(黄), Gained 对应Green(绿), Battles 对应Blue(蓝), In 对应Indigo(靛), Vain 对应Violet(紫)]

① 画一条水平线段。

② 在线段上(线段中点附近)标记一点当作圆心。

③ 取一把圆规,使其两脚张开约为此线段一半的距离。

④ 用圆规画出8个半圆(形成7个空间),其中每一个半圆的半径都比前一个大一点(如3mm)。

⑤ 在半圆与半圆之间着色(见图1.13)。

图1.13 画彩虹

在灰卡纸上以蜡笔完成此项工作,它看起来令人惊奇。图1.13中只有3个同心圆,这模仿的是我在悉尼清晨所见的一道真实的彩虹,当时阳光还不够强。要将这种奇迹转换到纸上,并且让它还能保有魔幻般的光泽,简直太奇妙了。