下面,利用三角形全等的判定方法,我们再来研究一些尺规作图问题.
思考
线段和角都是基本的几何图形,也是构成其他几何图形的元素. 我们已经学习了作一条线段等于已知线段的尺规作图,如何用直尺和圆规作一个角等于已知角呢?
如图14.2-15(1),已知∠AOB,要用直尺和圆规作一个角与其相等,关键是能用直尺和圆规确定∠AOB的大小.
对于一个三角形,其三条边、三个角是确定的. 如果能将∠AOB“放在”某个三角形中,作为其一个角,而我们又能用直尺和圆规作出这个三角形,进而再作出与这个三角形全等的三角形,根据全等三角形的性质,∠AOB的对应角就是要求作的角. 这就说明可以用直尺和圆规确定∠AOB.

显然,这样的三角形是容易作出的. 如图14.2-15(2),在∠AOB的边OA,OB上分别取点C,D,连接CD,得到△COD,∠AOB就是△COD的一个内角. 再作出△C'O'D'(图14.2-15(3)),使△C'O'D'≌△COD,则∠C'O'D' = ∠COD = ∠AOB.
由此我们得到作一个角∠A'O'B'等于已知角∠AOB的方法.
作法:如图14.2-16.

(1)以点O为圆心,任意长为半径作弧,分别交OA,OB于点C,D;
(2)作一条射线O'A',以点O'为圆心,OC为半径作弧,交O'A'于点C';
(3)以点C'为圆心,CD为半径作弧,与上一步作的弧相交于点D';
(4)过点D'作射线O'B',则∠A'O'B' = ∠AOB.
由作法可知,O'C'=OC,O'D'=OD,C'D'=CD,则可通过“SSS”证明△O'C'D'≌△OCD,进而得出∠C'O'D'=∠COD,即∠A'O'B'=∠AOB.
与“作一条线段等于已知线段”一样,“作一个角等于已知角”也是基本、常用的尺规作图,利用它可以进一步完成其他尺规作图.