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Pythagorea 毕达哥拉斯手游

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爬格子的几何手游,循序渐进分为几个大类,从最基础的线段到复杂一些的重心、 多边形,切线等等。难度对于学龄人来说一般,对我就正好。本质上是有刻度的 尺子作图,没有圆规,格子摆在那就是为了让你去找正好是整数的边,或者被等 分的边。值得诟病的是,强行用纸张不够大来制造难度,逼着你找小数点坐标。

解题思路

  • 观察哪些点正好在整数纵轴或者横轴上。有整的点就相当于有尺子,可以计 算并利用长度。所有靠斜率解的题都可以以此为基础。
  • 如果需要找C点,就找两条都穿过C点的直线,交点为C。
  • 平行线 = 斜率相等,即dy/dx相等。可以通过y轴的规律来找x轴的规律,反 之亦然。
  • 勾股定理345。(其实用得很少)

常用辅助线

  • 线段平分。

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用以上米字脚手架,可以得到一条把所有路过的水平线都对半分的垂直线 了。这样的辅助线可以用来在格子上分出x.5, x.25,甚至x.125的刻度。

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由k发散出去的几个三角形,共享垂直边。水平边之间的比例是跟角相关的,所 以平移之后还是同样的比例。从O到L的四等分,可以用平移来保持。比如垂直方 向上再平移一个单位,就可以达成把长度为3的水平线段4等分。当然,用脚手架 找0.75也可以达到类似效果。

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另一种平分方式,利用相似三角形。比如找x=1/3的A点。y轴上的比例是1/3,所 以x轴上也是1/3。

  • 特殊摆盘

下面这样的比例,正好所有点在整数上,并且是一个正方形。所以AC正好把角 DAB平分为两个45度角。所以题目中有1:2,1:3的摆盘就注意了,这俩刚好能凑 出一个45度角。

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下图的345直角三角形类似,以最长边为腰做出一个长边为5的等腰三角形,底座刚好斜率1:3。

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题目

第1、3、5章都没有什么难点,基本就是数数或者找整数点。逼急了甚至可以枚 举。

2.平行线

2.16

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脚手架热身:给定的斜线(深黑)斜率是3:5。B点那个中心位置,刚好离A是1.5/2.5。

2.19

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平行线的斜率要5:6。纸只有这么大,得找:1.25:1.5。下方的脚手架找横向 左移1.5,右上的脚手架找完0.5再切一次找0.25,凑出个1.25。B点就出来了。

4.medians and mid-segments

一是按照中线的定理,二是利用重心把中线分成1:2的特点

4.11

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连接给定的顶点和重心M,找到一个中线和边的交点A。用脚手架平分给定的边, 找到中点B。连接相关的点就把边凑出来了。

4.12

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通过点的特殊位置(数轴上的整数),把通过M的中线分别延长一半的长度,得 到中点A,B。另外两条边就出来了。

6-13

全部能用顶端说的解题思路完成

14.长度比例

主要思路是找整数和整数的等分点,依靠脚手架来平移等分点到正确的位置。

例题14.07

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勾股定理得知AB的斜率正好是345三角形,找1就是五等分。利用构造相似三角形 来找到x轴上距离为3/5的点C和D,得到CD的延长线跟AB的交点,斜边长就是(3/5)/3*5=1

14.8

x轴是障眼法。根本不用看x,直接平分y轴即可。

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14.9

B点为斜率为3的斜线和整数x的交点。所以y=n+1/3,AB之间的y轴距离是2+1/3, 中点离A距离为1+1/6,用脚手架做出个1/6的线即可。

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15.距离

找相同斜率,并依此找等距离

15.5

AB的斜率是1:5,所以我们要用脚手架找过C点的斜率为0.5:2.5的平行线。

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15.10

找直线上跟A、B的距离总和最短的点,等于把这条线当镜子找A或B在另一边对称 的点。这条线斜率1:3,刚好从B出发能制造一条斜率3:1的线,正好垂直过去。

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15.14

找AB为底边的等腰三角形。AB斜率1:4比较整齐,所以以中点C出发,往左走1格, 往上走4格,到达1.5+4=5.5的位置。

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16.二等分角

16.3

凑等腰三角形

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16.7

特殊摆盘。A点出发的两条线斜率分别为1:2和2:1,所以互相为90度。找角平分 线就是找45度角。找A出发的斜率为1:3的线即可。

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16.9

这就是我说的难度不够,切纸来凑。本质上是找出边长为5的等腰三角形,然后 把斜率1:3的底边平分。但这题把该等腰三角的顶点放纸外面去了,所以要在三 角形的肚皮那里画条平行线找中点。

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16.15

两条给定线段的斜率都是1:2的比例,得知它们的对称轴是跟x轴呈45度角的线。 要找从顶点出发的45度角的线,可以把整个角沿着这条线端x=1的距离得到一个 新的顶点,两个顶点连线就行了。

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16.16

先说答案,这题需要用到圆周角定理。

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思路:圆周角定理说,角EAD是角ECD的两倍。如果能移动E让EAD=BCD,那就能得 到BCD为ECDx2,达成CE平分BCD。

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开始创造条件,让EA与BC平行。EA过A点,我们可以找另一条过A的BC平行线,利 用这条和圆的交点来作为E。A平分三角形BCD的一条边,我们要找平分BD的点F, 得到与BC平行的线段AF,AF所在线与圆的交点就是我们要的点E。平分BD的点怎 么找?BD的y轴距离刚好是2,B往y轴挪1就可以,正好是BD和整数y的交点。

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17.垂直平分线

全部可以用凑斜率做。画脚手架凑分数距离有时候比较恶心。

18.面积

算面积,画脚手架凑斜率

18.11

这题更多是找重心=面积对称点,因为两个都是长方形

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19.直角三角形

凑斜率就完事了

20.垂线

凑斜率

21.梯形

本质上是凑斜率找平行线,凑相似三角形

22.菱形

内切菱形=找中点,从中点出发找垂线

22.13

遇到特殊情况,等腰三角形,可以走捷径直接连接中点而不需要找垂线。

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23.旋转

找旋转中心的办法:连接旋转的起始点和终点,找线段中垂线。这种中垂线的交 点就是中心。

23.18

按照定义暴力解,两种起始点的组合,分别找中垂线交点,找到2个旋转点。

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24.夹角

24.06

通过复制斜率来制造一个平行四边形BCDE,由斜率和X的位置看出,FE=BC,所以 FE=ED,正好AE和EF垂直,所以D点就是F点对与AE的映射。

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24.07

强行搓一个菱形

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25.切线

25.09

找直径的垂线

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25.10

这是一个特殊的、半径为根号二的圆。作一条BD的中垂线,跟圆交点为C,可得 到一个等腰三角形BCD, CD=BC,由于BC=BD,这个三角形也是等边三角形。A正好 在D的延长线上并且AB=2BD=2BC,ABC刚好是一个带60度角的直角三角形,AC就正 好是圆的切线了。另一个切线同理。

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25.11

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