對于給出中點時,部分同學對中位線、中線掌握不到位,遇到題目中有直角三角形斜邊上的中點,經常視而不見,從而想不到斜邊中線處理線段之間數量關系時的妙用;而有時出現多個中點,想不到再找中點,從而也就看不見隐藏的中位線了,本講就精選幾道例題幫助同學們突破難點.
一、想不到的斜邊中線
例1:
如圖,DE為△ABC的中位線,點F在DE上,且∠AFB=90°,若AB=6,BC=8,則EF的長為________.
分析:
根據DE是中位線,可知DE長是第三邊BC長的一半,點D是AB的中點.由∠AFB=90°,則Rt△ABF中,可知DF作為斜邊中線,長度等于斜邊AB長的一半,将DE的長減去DF的長,即可得到EF的長.
解答:
例2:
如圖,在△ABC中,點D,E,F分别是AB,BC,CA的中點,AH是邊BC上的高.
(1)求證:四邊形ADEF是平行四邊形;
(2)求證:∠DHF=∠DEF.
分析:
(1)根據三角形的中位線平行于第三邊并且等于第三邊的一半,可得DE∥AC,EF∥AB,兩組對邊分别平行的四邊形是平行四邊形.
(2)D,F分别作為Rt△ABH,Rt△ACH斜邊AB,AC上的中線,根據直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,可得DH=AD,FH=AF,∠BAH=∠AHD,∠CAH=∠AHF,即∠BAC=∠DHF,由平行四邊形對角相等可得∠DEF=∠BAC,等量代換即可得證.
解答:
證明:
(1)∵點D,E,F分别是AB,BC,CA的中點,
∴DE、EF是△ABC的中位線,
∴DE∥AC,EF∥AB,
∴四邊形ADEF是平行四邊形.
(2)∵AH是邊BC上的高,D,F分别是AB,CA中點
∴Rt△ABH中,DH=AD,Rt△ACH中,FH=AF,
∴∠BAH=∠AHD,∠CAH=∠AHF,
∴∠DHF=∠BAC,
∵四邊形ADEF是平行四邊形,
∴∠DEF=∠BAC,
∴∠DHF=∠DEF.
本題也可連接DF,證明△DEF≌△FHD
小結:
許多題目中,會出現多個中點,有的中點與另一中點相連,作為中位線;而有的中點與直角頂點相連,就成了斜邊中線,而這都涉及到線段長度之間的倍數關系,尤其是後者,不能忽視.
二、看不見的中位線
(1)補全三角形
例1:
在△ABC中,CD平分∠ACB,AD⊥CD于D,E是AB中點,AC=15,BC=27,求DE的長.
分析:
本題中,點E已經是AB的中點,由CD平分∠ACB,AD⊥CD,想到可以構造等腰三角形,利用三線合一,使點D成為另一個中點,從而讓ED變成“看得見”的中位線.
解答:
例2:
如圖△ABC中,∠B,∠C的平分線BE,CF相交于O,AG⊥BE于G,AH⊥CF于H.
(1)求證:GH∥BC;
(2)若AB=9,AC=14,BC=18,求GH.
(3)若将條件“∠B,∠C的平分線”改為“∠B的平分線及∠C的外角平分線”(如圖2所示),或改為“∠B,∠C的外角平分線”(如圖3所示),其餘條件不變,求證:結論GH∥BC仍成立.
分析:
與上例類似,有角平分線,有垂直,延長構造等腰三角形,利用三線合一.
解答:
(1)證明:
分别延長AG,AH交BC于M,N,
在△ABM中
∵BG平分∠ABM,BG⊥AM,
∴∠ABG=∠MBG,∠BGA=∠BGM=90°
∴∠BAM=∠BMA.
∴BA=BM,G是AM的中點.
同理CA=CN,H是AN的中點,
∴GH是△AMN的中位線,HG∥MN,HG∥BC.
(2)
由(1)知,△ABG≌△MBG,△ACH≌△NCH,
∴AB=BM=9,AC=CN=14.
∴MN=BM+CN-BC
=AB+AC-BC=9+14-18=5
(3)無字證明如下,相信同學們都能看懂.
(2)找邊的中點
例1:
分析:
根據要證明的結論,我們可以發現這與三角形三邊關系有關,因此,要構造一個以CD長的一半,AB長的一半,EF長為三邊的三角形,自然想到中位線,取BC邊的中點即可.
解答:
變式:
已知在四邊形ABCD中,AC=BD,E、F分别是AB、DC的中點.求證:OM=ON.
分析:
要證OM=ON,可以從等角對等邊入手,證∠OMN=∠ONM,考慮到對角線AC=BD,能不能再來一次等邊對等角呢?構造AC,BD的一半即可,則需要構造中位線,自然想到BC的中點.
解答:
(3)找對角線的中點
例1:
如圖,四邊形ABCD中,E為AD中點,F為BC中點.求證:AB+CD>2EF.
分析:
根據要證明的結論,,似乎又與三角形三邊關系有關,将不等式兩邊同除以2,則隻需構造以EF,AB長的一半,DC長的一半為邊的三角形,想到連接對角線取中點.
解答:
變式:
如圖,在四邊形ABCD中,AD=BC,E、F分别是DC、AB邊的中點,FE的延長線分别與AD、BC的延長線交于H、G點.求證:∠AHF=∠BGF.
分析:
與例1的變式類似,要借助其他兩個相等的角轉化,考慮到對邊相等,則構造AD,BC的一半即可,則需要構造中位線,自然想到對角線AC的中點.
解答:
小結:
對于以上4題,我們都需要找中點,構造中位線,但方法各異,有取四邊形邊的中點,有取四邊形對角線的中點,能否找到一些規律呢?其實不難!
例1,例2,最後證明的結論都與一組對邊有關.
例1,要證明的一組對邊必作為第三邊, 已經給出對角線的中點,那麼必然要再取另一對邊中的一條的中點.
例2,要證明的一組對邊必作為第三邊, 已經給出另一組對邊的中點,,那麼必然再取一條對角線的中點.
例1的變式,例2的變式,最後要證明的結論都是角等,也就是邊等.
例1的變式中,對角線相等,必作為第三邊, 給出一對邊的中點,那麼必然再取另一組對邊中的一條的中點.
例2的變式中,一組對邊相等,必作為第三邊, 給出另一組對邊的中點,那麼必然再取一條對角線的中點.
由此可見,關鍵在于選擇誰作第三邊.
有些結論比較明顯的,直接以結論中涉及的邊為第三邊,
對于不明顯的,則需要轉換,但一般如果題目中有兩條線段相等的條件,則這兩條相等的線段必然作第三邊.
本講思考題3例
1、如圖,已知Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=4,将△ABC繞直角頂點C順時針旋轉90°得到△DEC,若點F是DE的中點,連接AF,則AF=________.
2、如圖,邊長為2的正方形EFGH在邊長為6的正方形ABCD所在平面上移動,始終保持EF∥AB.線段CF的中點為M,DH的中點為N,則線段MN的長為________.
3、如圖,在△ABC中,若∠B=2∠C,AD⊥BC,E為BC邊中點,求證:AB=2DE.
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