《淮南子 天文训》中记载了一种确定东西方向的方法,大意是:日出时,在地面上点 处立一根杆,在地面上沿着杆的影子的方向取一点 ,使 , 两点间的距离为10步(步是古代的一种长度单位),在点 处立一根杆;日落时,在地面上沿着点 处的杆的影子的方向取一点 ,使 , 两点间的距离为10步,在点 处立一根杆.取 的中点 ,那么直线 表示的方向为东西方向.
(1)上述方法中,杆在地面上的影子所在直线及点 , , 的位置如图所示.使用直尺和圆规,在图中作 的中点 (保留作图痕迹);
(2)在如图中,确定了直线 表示的方向为东西方向.根据南北方向与东西方向互相垂直,可以判断直线 表示的方向为南北方向,完成如下证明.
证明:在 中, , 是 的中点,
(填推理的依据).
直线 表示的方向为东西方向,
直线 表示的方向为南北方向.