三角形中位线证明6种方法
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备课偶得——三角形中位线定理的再证明王贵林 皖南陵县烟墩镇烟墩中心初级中学 241313 三角形中位线定理:三角形的中位线平行第三边且等于第三边长的半。
关于它的证明方法,课本上给出了一种证法。
笔者在备课中发现它的证法有8种之多,而且非常有趣,这里写出来与同仁共享,企斧正。
已知:如图1,△ABC 中,D 、E 分别为AB 、AC 的中点,求证:D E ∥BC且证法一、(构造法)如图2,延长DE 到F ,使EF=DE ,连结AF 、CF 、 DC∵E 为AC 中点 ∴AE=CE ∵EF=DE ∴四边形ADCF为平行四边形 ∴CF AD ∵D 为AB 中点 ∴AD=BD∴BD CF ∴四边形DBCF 为平行四边形∴DF BC ∴DE=EF ∴DE ∥BC 且证法二、(构造法)如图3,过CF 作CF ∥AB 交DE 的延长线于F ,则 ∠A=∠ACF ∵E 为AC 中点 ∴AE=CF∴△AD E ≌△CFE (ASA ) ∴CF=AD ∵D 为AB 中点 ∴AD=BD ∴CF=BD ∵CF ∥BD ∴CF BD∴四边形DBCF 为平行四边形 ∴DF BC ∴△ADE ≌△CFE∴DE=EF ∴D E ∥BC 且证法三、(同一法)如图4,过D 作D E ′∥BC ,交AC 于E ′,过E ′作E ′F ∥AB ,交BC 于F ,则∠B=∠ADE ′=∠E ′FC ,∠AE ′D=∠C 四边形DBFE ′是平行四边形 ∴E ′F=BD ∵D 为AB 中点 ∴AD=BD ∴E ′F=AD ∴△ADE ′≌△E ′FC (AAS ) ∴AE ′=CE ′即E ′为AC 中点 ∵E 为AC 中点∴E 与E ′重合即DE ∥BC ,△ADE ≌△EFC ,四边形DBFE 为平行四边形 ∴DE=CF DE=BF即 ∴DE ∥BC 且图1 BCADE图2BCADEF图3BCAD EFC图4BADEF E ′ 图5BCADE12DE BC =12DE BC =12DE BC =12DE BC =12DE BC =证法四、(相似法)如图5,∵D 、E 分别为AB 、AC 中点 ∴ ∵∠A=∠A∴△AD E ∽△ABC ∴ ∠ADE=∠B ∴DE ∥BC 且证法五、(旋转拼图法)如图6,以AC 的中点E 为中心,将△ABC 绕点E 旋转180°得△ACF ,取CF 中点G ,连结EG 、DG ,则四边形ABCF 为平行四边形∴AF BC ∵D 、G 分别为AB 、CF 的中点 ∴AD FG ∴四边形ADGF 为平行四边形∴DG AF BC ∵CF ∥AB ∴∠DAE=∠GCE ∴△ADE ≌△CGE (SAS )∴∠AED=∠CEG ∴D 、E 、G 在一条直线上 ∴DE ∥BC ∵△ADE ≌△CGE∴DE=EG ∴ ∴DE ∥BC 且证法六、(面积法)如图7,取BC 中点F ,连结AF 、EF ,分别过A 、E 作A H ⊥BC ,EG ⊥BC ,垂足分别为H 、G ,过D 作DM ⊥BC 于M ,则∴ ∵F 为BC 中点 ∴ 同理 ∴DM EG ∴四边形DMGE 为矩形∴DE ∥BC 同理 EF ∥AB ∴四边形DBFE 为平行四边形∴DE=BF ∵ ∴DE ∥BC 且 证法七、(解析法)如图8,以点B 为坐标原点,建立如图所示平面直角坐标系,不妨设A (a ,b )C (c ,0)(c >0)则,D ( ),E ( )则DE ∥x 轴,DE= ∵BC=c ∴DE ∥BC 且证法八、(三角法)如图9,取BC 中点F ,连结EF ,设AB=2c ,AC=2b BC=2a ,∠A=α则AD=c ,AE=b ,在△ADE 中,在△ABC 中,图6B CADEFG 图7BCM ADE12AD AE AB AC ==12DEADBC AB ==12DE BC =12DE BC =12DE BC =,ABF ACF AEF CEF S S S S ==14CEF ABCS S =12CF BC =111242CF EG BC AH =⨯12DM AH =12BF CF BC==12DE BC =12EG AH =,22a b,22a cb +222a ca c +-=12DE BC =222222cos 2cos AD AE A bc c b DE AD AE α=+-=+-222222cos 2(2)(2)cos (2)(2)AB AC A c b c b BC ACAB α=+-=+-⨯⨯∴ ∴BC=2DE ∵F 为BC 的中点 ∴DE=BF 同理 EF=BD ∴四边形DBFE 为平行四边形∴DE ∥BF 即DE ∥BC 且图9BCAD EF 224(2cos )bc c b α=+-224BC DE =12DE BC =。
三角形中位线定理的证明及其教学说明一、三角形中位线定理的几种证明方法,则,,使,连结CF法1:如图所示,延长中位线DE至F DFFCBCFD 是平行四边形,BD,则四边形BC有ADFC,所以。
因为1DE,所以.BC 2,有F,则作FC交DE的延长线于法2C因为,DFBC。
为平行四边形,AD,那么BDFC ,则四边形BCFD1.所以DEBC 2,连接CF、DC、AF,则四边形ADCF至法3:如图所示,延长DEF,使BD,那么四边形BCFDCFAD,所以FC为平行四边形,为平行四边形,有1BC.DE,所以BCDF 。
因为2法4:如图所示,过点E作MN∥AB,过点A作AM∥BC,则四边形ABNM为平行四边形,易证,从而点E是MN的中点,易证四边形ADEM和BDEN都CENAEM 1。
DEDE∥BC,即DE=AM=NC=BN为平行四边形,所以,BC2法5:如图所示,过三个顶点分别向中位线作垂线.二、教学说明1、三角形中位线定理的另外一种猜想过程:“二维”转化为“一维”在引导学生探索三角形中位线定理时,由于学生画出中位线后,就不难直观地发现平行关系,难的是发现数量关系,我联想到在此之前认识线段中点时的一道典型例题,挖掘它与原有知识的内在联系,从而作如下探索引导。
⑴如图,A为线段BC(或线段BC的延长线)上的任意一点,D、E分别是AB、AC 的中点,线段DE与BC有什么关系?A BEDC图⑴:⑵如果点A不在直线BC上,图形如何变化?上述结论仍然成立吗?AEDBC图⑵:,上时A的顶点运动到直线BC说明:学生观察(几何画板制作的)课件演示:当△ABC上,这样由“二维”转化为“一维”,学生就不难猜想性质的BC 中位线DE也运动到如果教师直接叫学.两方面,特别是数量关系,而想到去度量、验证和猜想,水到渠成.生去度量角度和长度,是强扭的瓜不甜、教学重点:本课重点是掌握和运用三角形中位线定理。
2第一,要知道中位线定理的作用:可以证明两条直线平行及线段的倍分关系,计算边长或中位线的长。
三角形中位线定理及推论一、三角形中位线定理三角形中位线定理是指在任意三角形中,连接一个顶点与对边中点的线段称为中位线,三条中位线交于一点,且该点与三个顶点的距离相等。
具体表述为:三角形三条中位线的交点与三个顶点的距离相等。
以三角形ABC为例,连接顶点A与边BC的中点D,顶点B与边AC 的中点E,顶点C与边AB的中点F,根据中位线定理可知,中位线AD、BE和CF三条线段交于一点G,并且AG=BG=CG。
中位线定理的证明可以通过向量法或平面几何法进行,这里我们选择平面几何法证明。
证明思路如下:1. 连接顶点A与边BC的中点D,假设点G是中位线AD与中位线BE 的交点;2. 连接顶点B与边AC的中点E;3. 通过顶点C以平行于边AB的直线与中位线AD交于点H;4. 由平行线的性质可知,AH=CH;5. 进一步,由三角形的对应边成比例可得:AH/AD=CH/CF;6. 由于AH=CH,所以AD=CF;7. 同样地,由中位线定理可得:BE=CF;8. 综上所述,AD=BE=CF,即证明了中位线定理。
二、三角形中位线推论基于中位线定理,我们可以得出一些有关三角形的推论。
1. 三角形中位线长度关系推论根据中位线定理,三角形三条中位线的交点与三个顶点的距离相等,即AG=BG=CG。
由此可得,中位线上的点距离顶点的距离是相等的。
进一步推论,三角形中位线的长度满足以下关系:AG=2GD,BG=2GE,CG=2GF。
2. 三角形中位线与三角形面积推论由三角形中位线定理可知,三条中位线交于一点G。
以G为顶点,三边中点分别为D、E、F,连接DG、EG和FG。
我们可以发现,连接G与三角形顶点的线段将三角形分成了六个小三角形,而这些小三角形的面积相等。
因此,我们可以推论得到:三角形中位线所分割的三个小三角形的面积相等。
3. 三角形中位线与三角形高度推论在三角形中,如果我们将中位线作为底边,那么与之对应的高度就是顶点到底边中点的距离。
三角形中位线定理的证明及其教学说明一、 三角形中位线定理的几种证明方法法1: 如图所示,延长中位线DE 至F ,使,连结CF ,则,有ADFC ,所以FCBD ,则四边形BCFD 是平行四边形,DF BC 。
因为 ,所以DEBC 21.法2: 如图所示,过C 作 交DE 的延长线于F ,则,有FCAD ,那么FCBD ,则四边形BCFD 为平行四边形,DFBC 。
因为 ,所以DEBC 21.法3:如图所示,延长DE 至F ,使 ,连接CF 、DC 、AF ,则四边形ADCF 为平行四边形,有ADCF ,所以FCBD ,那么四边形BCFD 为平行四边形,DF BC 。
因为 ,所以DEBC 21.法4:如图所示,过点E 作MN ∥AB ,过点A 作AM ∥BC ,则四边形ABNM 为平行四边形,易证CEN AEM ∆≅∆,从而点E 是MN 的中点,易证四边形ADEM 和BDEN 都为平行四边形,所以DE=AM=NC=BN ,DE ∥BC ,即DEBC 21。
法5:如图所示,过三个顶点分别向中位线作垂线.二、教学说明1、三角形中位线定理的另外一种猜想过程:“二维”转化为“一维”在引导学生探索三角形中位线定理时,由于学生画出中位线后,就不难直观地发现平行关系,难的是发现数量关系,我联想到在此之前认识线段中点时的一道典型例题,挖掘它与原有知识的内在联系,从而作如下探索引导。
⑴如图,A 为线段BC(或线段BC 的延长线)上的任意一点,D 、E 分别是AB 、AC 的中点,线段DE 与BC 有什么关系?AC图⑴:⑵如果点A 不在直线BC 上,图形如何变化?上述结论仍然成立吗?图⑵:说明:学生观察(几何画板制作的)课件演示:当△ABC 的顶点A 运动到直线B C 上时,中位线DE 也运动到BC 上,这样由“二维”转化为“一维”,学生就不难猜想性质的两方面,特别是数量关系,而想到去度量、验证和猜想,水到渠成.如果教师直接叫学生去度量角度和长度,是强扭的瓜不甜. 2、教学重点:本课重点是掌握和运用三角形中位线定理。
如何证明三角形中位线定理
三角形中位线定理是指一个三角形中,连接三角形的三个顶点和中点所形成的三角形,它们的面积之比为4:1。
这个定理可以通过多种方法来证明,下面我将从几何和代数两个角度来进行证明。
首先,我们从几何角度来证明。
我们可以利用平行四边形面积定理来证明三角形中位线定理。
首先,连接三角形的一个顶点和对边的中点,得到一个平行四边形。
根据平行四边形面积定理,平行四边形的面积等于对角线的一半乘以高。
然后,我们可以利用平行四边形的性质和三角形的性质进行推导,最终可以得出三角形中位线定理成立。
其次,我们从代数角度来证明。
我们可以利用向量的方法来证明三角形中位线定理。
首先,我们可以假设三角形的顶点坐标分别为A(x1, y1),B(x2, y2),C(x3, y3)。
然后,利用向量的加法和数量积的性质,我们可以求出三角形的中位线向量。
接着,通过向量的运算,我们可以得出中位线所形成的三角形的面积。
最终,我们可以证明三角形中位线定理成立。
综上所述,通过几何和代数两个角度的证明,我们可以证明三
角形中位线定理成立。
这样的全面证明可以更加深入地理解和掌握这一定理。
证明三角形中位线判定定理连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线,三条中位线形成的三角形的面积是原三角形的四分之一。
下面小编给大家带来证明三角形中位线判定方法,希望能帮助到大家!证明三角形中位线判定定理证明:已知△ABC中,D,E分别是AB,AC两边中点。
求证DE 平行于BC且等于BC/2过C作AB的平行线交DE的延长线于G点。
∵CG∥AD∴∠A=∠ACG∵∠AED=∠CEG、AE=CE、∠A=∠ACG(用大括号)∴△ADE≌△CGE (A.S.A)∴AD=CG(全等三角形对应边相等)∵D为AB中点∴AD=BD∴BD=CG又∵BD∥CG∴BCGD是平行四边形(一组对边平行且相等的四边形是平行四边形)∴DG∥BC且DG=BC∴DE=DG/2=BC/2∴三角形的中位线定理成立在三角形内,与三角形的两边相交,平行且等于三角形第三边一半的线段是三角形的中位线。
在三角形内,经过三角形一边的中点,且与另一边平行的线段,是三角形的中位线。
证明三角形中位线判定定义在三角形内,与三角形的两边相交,平行且等于三角形第三边一半的线段是三角形的中位线。
2DE//BC,DE=BC/2,则D是AB的中点,E是AC的中点。
证明:∵DE∥BC∴△ADE∽△ABC∴AD:AB=AE:AC=DE:BC=1:2∴AD=AB/2,AE=AC/2,即D是AB中点,E是AC中点。
在三角形内,经过三角形一边的中点,且与另一边平行的线段,是三角形的中位线。
2D是AB的中点,DE//BC,则E是AC的中点,DE=BC/2证明:取AC中点E',连接DE',则有AD=BD,AE'=CE'∴DE'是三角形ABC的中位线∴DE'∥BC又∵DE∥BC∴DE和DE'重合(过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行)∴E是中点,DE=BC/2注意:在三角形内部,经过一边中点,且等于第三边一半的线段不一定是三角形的中位线!证明三角形中位线判定性质延长DE到点G,使EG=DE,连接CG∵点E是AC中点∴AE=CE∵AE=CE、∠AED=∠CEG、DE=GE∴△ADE≌△CGE (S.A.S)∴AD=CG、∠G=∠ADE∵D为AB中点∴AD=BD∴BD=CG∵点D在边AB上∴DB∥CG∴BCGD是平行四边形∴DE=DG/2=BC/2∴三角形的中位线定理成立:向量DE=DA+AE=(BA+AC)/2=BC/2∴DE//BC且DE=BC/2三角形的中位线平行于第三边(不与中位线接触),并且等于第三边的一半。
三角形中位线定理的证明及其教学说明以下内容作者为:青岛第四中学杨瀚书老师一、 三角形中位线定理的几种证明方法法1: 如图所示,延长中位线DE 至F ,使,连结CF ,则,有ADFC ,所以FCBD ,则四边形BCFD 是平行四边形,DF BC 。
因为 ,所以DEBC 21.法2C 作交DE 的延长线于F ,则,有FCAD ,那么FCBD ,则四边形BCFD 为平行四边形,DFBC 。
因为 ,所以DEBC 21.法3:如图所示,延长DE 至F ,使 ,连接CF 、DC 、AF ,则四边形ADCF 为平行四边形,有ADCF ,所以FCBD ,那么四边形BCFD 为平行四边形,DF BC 。
因为 ,所以DEBC 21.法4:如图所示,过点E 作MN ∥AB ,过点A 作AM ∥BC ,则四边形ABNM 为平行四边形,易证CEN AEM ∆≅∆,从而点E 是MN 的中点,易证四边形ADEM 和BDEN 都为平行四边形,所以DE=AM=NC=BN ,DE ∥BC ,即DEBC 21。
法5:如图所示,过三个顶点分别向中位线作垂线.二、教学说明1、三角形中位线定理的另外一种猜想过程:“二维”转化为“一维”在引导学生探索三角形中位线定理时,由于学生画出中位线后,就不难直观地发现平行关系,难的是发现数量关系,我联想到在此之前认识线段中点时的一道典型例题,挖掘它与原有知识的内在联系,从而作如下探索引导。
⑴如图,A为线段BC(或线段BC的延长线)上的任意一点,D、E分别是AB、AC 的中点,线段DE与BC有什么关系?AB C图⑴:⑵如果点A不在直线BC上,图形如何变化?上述结论仍然成立吗?C图⑵:说明:学生观察(几何画板制作的)课件演示:当△ABC的顶点A运动到直线B C上时,中位线DE也运动到BC上,这样由“二维”转化为“一维”,学生就不难猜想性质的两方面,特别是数量关系,而想到去度量、验证和猜想,水到渠成.如果教师直接叫学生去度量角度和长度,是强扭的瓜不甜.2、教学重点:本课重点是掌握和运用三角形中位线定理。
三角形中位线定理的证明及其教学说明以下内容作者为:青岛第四中学杨瀚书老师一、 三角形中位线定理的几种证明方法法1: 如图所示,延长中位线DE 至F ,使 ,连结CF ,则,有ADFC,所以FC BD ,则四边形BCFD 是平行四边形,DFBC 。
因为,所以DEBC 21.法2:如图所示,过C 作交DE 的延长线于F ,则,有FCAD ,那么FC BD ,则四边形BCFD 为平行四边形,DF BC 。
因为 ,所以DEBC 21.法3:如图所示,延长DE 至F ,使 ,连接CF 、DC 、AF,则四边形ADCF 为平行四边形,有AD CF ,所以FC BD,那么四边形BCFD 为平行四边形,DFBC 。
因为,所以DEBC 21.法4:如图所示,过点E 作MN ∥AB ,过点A 作AM ∥BC,则四边形ABNM 为平行四边形,易证CEN AEM ∆≅∆,从而点E 是MN 的中点,易证四边形ADEM 和BDEN 都为平行四边形,所以DE=AM=NC=BN ,DE ∥BC ,即DEBC 21。
法5:如图所示,过三个顶点分别向中位线作垂线.二、教学说明1、三角形中位线定理的另外一种猜想过程:“二维”转化为“一维”在引导学生探索三角形中位线定理时,由于学生画出中位线后,就不难直观地发现平行关系,难的是发现数量关系,我联想到在此之前认识线段中点时的一道典型例题,挖掘它与原有知识的内在联系,从而作如下探索引导。
⑴如图,A 为线段BC(或线段BC 的延长线)上的任意一点,D 、E 分别是AB 、AC 的中点,线段DE 与BC 有什么关系?ABC图⑴:⑵如果点A 不在直线BC 上,图形如何变化?上述结论仍然成立吗?A 运动到直线BC 上时,中位线DE ",学生就不难.2第一,要知道中位线定理的作用:可以证明两条直线平行及线段的倍分关系,计算边长或中位线的长。
第二,要知道中位线定理的使用形式,如: ∵ DE 是△ABC 的中位线∴ DE ∥BC ,BC DE 21第三,让学生通过部分题目进行训练,进而掌握和运用三角形中位线定理.题1 如图4。
三角形中位线八种证明方法一、定理:对任意三角形ABC,若∠A≡∠B≡∠C,三条边都相等,则三角形ABC的位线是平行的。
二、证明:1、依据角平分线定理,若在三角形中两个角A、B相等,则AB上的角平分线交于边BC上的点M,于是构成ABM与ACM两个三角形,由于∠A≡∠B≡∠C,得AB等于AC,BM 等于CM,则ABM等于ACM,即ABM // ACM,故三角形ABC的位线是平行的。
2、假设三条边AB、AC、BC相等,则可将三角形ABC移动到某一位置(如半平面),使得三边都分别与某一已知直线平行,即三角形ABC的位线就是平行的。
3、由锐角三角形两边相乘减去两个角的平方的定理知,若ABC是一个锐角三角形,则有AB*AC*BC=2(AC*BC+BC*AB+AB*AC),由此可知,对于等边三角形来说,有AB*BC=(AC*BC+BC*AB+AB*AC),即AB//BC;同理可得,AC//BC,由此证明位线是平行的。
4、由正三角形内角和为180°的边长比例定理可以得,对于正三角形ABC来说,有1336:a:b:c=1:1:1,由此可以得出结论:三边中任意两边之比等于三个顶点之比,故位线平行。
5、由正三角形外接圆半径的理论可得,当三角形ABC的三条边相等时,其外接圆必定是一个圆,因为,三条边相等,外接圆有唯一的半径,这说明,ABC和它的垂心圆O有四个公共点D、E、F、G,则DF // EG // AB // AC // BC,由此可知位线互相平行。
6、依据反三角形定理,若∠A≡∠B≡∠C,那么连接三边上中点之间这三条线互相平行,故位线互相平行。
7、由费马小定理可知,当满足幂函数关系:b²-ac=2a²b-2ab²+a³,则三角形ABC的位线互相平行。
中位线定理不同证明方法【前言】中位线定理是高中数学中的一个重要定理,它说明了一个三角形的三条中位线相交于一个点,并且这个点距离三角形三个顶点的距离相等,即这个点是三角形重心。
本文将从不同的证明方法来探讨中位线定理,以便读者能够全面、深刻地理解这个定理。
【主体】一、中位线与平行四边形定理平行四边形定理指出,如果一个四边形的对角线互相平分,那么这个四边形是平行四边形。
我们可以利用这个定理来证明中位线定理。
在三角形ABC中,连接AB的中点D和连接AC的中点E,再连接DE,如图1所示。
由于D是AB的中点,所以AD = DB;同理,AE = CE。
连接BD和CE,可以得到△CED和△BDE是等边三角形,即CE = BD。
根据平行四边形定理,四边形BCED是平行四边形,因此BC ∥ DE。
同理,可得AC ∥ DE和AB ∥ DE。
根据平行线之间的性质,当有两条平行线和一条直线交叉时,它们所分割的对应线段成比例。
AD:DE = BD:EC。
由于AD = BD和EC = CE,所以AD:DE = 1:1。
通过比例关系,我们可以得知中位线AD平分了DE。
同理,可以证明AC和BE互相平分,即中位线AD、BE和CF互相平分。
根据平行四边形定理,可以得出结论:中位线AD、BE和CF相交于一点,且这个点是三角形ABC的重心。
二、中位线的向量证明在平面几何中,向量是一种重要的工具,它可以用来进行几何问题的研究和证明。
这里我们将利用向量进行中位线定理的证明。
设向量OA = a,向量OB = b,向量OC = c。
既然A、B、C是三角形ABC的顶点,则向量AB = b - a,向量AC = c - a。
根据中位线的定义,向量AD = 1/2 * (b - a),向量AE = 1/2 * (c - a)。
由于中位线AD和向量AB平行,所以存在实数k,使得向量AD = k * (b - a)。
同理,存在实数m,使得向量AE = m * (c - a)。
三角形中位线用于证明 江苏 庄亿农三角形中位线定理不但反映了图形间线段的位置关系,而且还揭示了线段间的数量关系,利用这两点可以证明线段相等或平行。
现例析如下,供同学们参考。
一、证明线段平行例1:如图,在△ABC 中,BD 平分∠ABC ,AD ⊥BD ∥BC 。
分析:要证明DE ∥BC ,因为E 为AC 中点,所以联想到三角形中位线,故可延长AD 交BC 于F ,想法证明D 为AF 中点即可。
证明:延长AD 交BC 于F ,因为BD 平分∠ABC ,所以 ∠ABD=∠CBD 。
因为AD ⊥BD ,所以∠BDA=∠BDF=90BDF ,所以AD=FD 。
又因为AE=EC ,所以DE ∥FC ,即DE ∥BC (三角形中位线定理)。
点评:由于三角形中位线定理中有两条线段互相平行,所以利用这一点可以证明线段平行。
二、证明线段相等例2:如图,已知在△ABC 中,E 是BC 的中点,D 是,DE 交AB 于F 。
求证:DF=FE 。
分析:取AC 中点G ,则EG 为△ABC 的中位线,可证得AB ∥EG ,又A 为DG 的中点,从而F 为DE 中点。
证明:取AC 中点G ,连结EG 。
因为AD=21AC ,所以DA=AG 。
又E 、G 分别为BC 、AC 中点,所以EG ∥AB 点评:此题还可以过点E 作EH ∥AC 交AB 于H ,从而可证EH 为中位线,再证△EHF ≌△DAF ,可得DF=FE 。
同学们不妨一试!三、证明线段和差关系例3:如图,已知BD 、CE 分别平分∠ABC 、∠ACB ,AM ⊥CE 于M ,AN ⊥BD 于N 。
求证:MN=21(AB+AC -BC )。
分析:要证MN=21(AB+AC -BC ),即证AB+AC -三角形的底边,故延长AM 交BC 于F ,延长AN 交BC 于G 易证2MN=FG ,而FG=BG+FC -BC 。
又BG=AB ,FC= AC 易证,故问题解决。
2023年5月下半月㊀解法探究㊀㊀㊀㊀三角形中位线定理的多种证明◉青岛市即墨区实验学校㊀孙㊀凯㊀㊀摘要:三角形中位线定理是初中几何重要的结论,为解题提供了线段的位置与长度关系.教材中对该定理的证明耐人寻味 通过辅助线,将三角形转化为平行四边形,再运用平行四边形的性质进行证明.这样的辅助线,与以前的 将四边形转化为三角形 完全不一样,进一步丰富了学生对转化思想更深层次的认识,也完善了对辅助线作法的认知.基于八年级学生的基础,本文中给出了其他几种解法,以培养学生的理性思考能力,提高学生的数学素养.关键词:三角形中位线;多角度解答;辅助线㊀㊀三角形中位线定理是初中数学的一个重要定理,因为只有中点的条件,而要证明两个不同类型的结论,对学生而言,有一定的难度.人教版数学教材八年级下册第48页是通过构造平行四边形,运用平行四边形的判定与性质来进行证明的.除此之外,学生对其他证法知之甚少.其实,三角形中位线定理的证明方法有很多种,现仅基于八年级知识范围补充几种不同的证法,供大家参考.1例题呈现图1已知:如图1,әA B C 中,D ,E 分别是边A B ,A C 的中点.求证:D E ʊB C ,D E =12B C .2多法探究思路一:从面积入手.分析:由三角形中线性质可知,三角形的中线把三角形分成面积相等的两部分,因此易证әB C D 与әB C E 面积相等,则D E ʊB C .那么如何证明D E =12B C 呢?由S әB D E =12S әB E C ,运用三角形的面积公式即可证得.证法一:面积法.图2证明:如图2,过点D 作D F ʅB C 于点F ,过点E 作E G ʅB C 于点G ,连接B E ,C D .ȵA D =B D =12A B ,A E =C E =12A C ,ʑS әB D C =12S әA B C ,S әC E B =12S әA B C .ʑS әB D C =S әC E B ,即12B C D F =12B C E G .ʑD F =E G .又D F ʊE G ,ʑ四边形D F G E 是平行四边形.ʑD E ʊB C .ȵS әD B E =12S әA E B ,S әA E B =S әB E C ,ʑS әD B E =12S әB E C ,即12D E E G =14B C E G .ʑD E =12B C .点评:证法一利用面积相等的两个三角形证得线段平行,又运用三角形面积公式推导出线段的倍分关系,是三角形面积的正逆运用.用三角形面积的性质解题,显得灵动㊁直观,更具创造性.思路二:从等长线段入手,构造平行线.证法二:重合法.分析:本题中已有 中点 条件,要想出现三角形全等,必须出现对应角相等,可过点E 分别作B C ,A B 的平行线,出现一对全等三角形,再运用平行四边形性质证明.图3证明:如图3,过点E 作A B 的平行线交B C 于点F ,过点E 作B C 的平行线交A B 于点G .ȵG E ʊB C ,E F ʊA B ,ʑøA E G =øC ,øA =øF E C .又ȵA E =E C ,ʑәA E G ɸәE C F (A S A ).ʑA G =E F ,G E =C F .由辅助线作法可知四边形B F E G 是平行四边形,ʑA G =E F =G B =12A B .又ȵA D =D B =12A B ,ʑ点G 与点D 重合.ʑD E ʊB C ,C F =D E =B F .ʑD E =12B C .点评:运用好题目的核心条件是解题关键.证法二利用线段中点去证明线段的平行及大小关系,既可用57Copyright ©博看网. All Rights Reserved.解法探究2023年5月下半月㊀㊀㊀全等,又可以用平行四边形的性质或二者兼施,达到目的.证法三:旋转法.分析:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.基于这个判定定理,只需把әA D E 绕点E 旋转180ʎ便可得到C F ʊB D 且C F =B D ,再运用平行四边形性质解答即可.图4证明:如图4,将әA D E 绕点E 顺时针旋转180ʎ到әC F E 的位置,此时әA D E ɸәC F E .ʑC F ʊB D ,且C F =B D .ʑ四边形B D F C 为平行四边形.ʑD F ʊB C ,且D F =B C .ʑD E ʊB C ,且D E =12B C .点评:旋转是重要的图形变换方式之一,根据题目特点,运用旋转的性质构造解题模型,显得明快,富有生机.证法四:平移法.分析:如何利用 点E 是A C 中点 并运用三角形全等㊁平行四边形性质是解题关键.为此,可以过点E 作A B 平行线,过点A 作B C 平行线.图5证明:如图5,过点E 作A B 的平行线交B C 于点F ,过点A 作B C 的平行线交F E 的延长线于点G (即平移线段A B ,D E ).ȵA G ʊB C ,ʑøG =øE F C .又ȵA E =E C ,øA E G =øC E F ,ʑәA E G ɸәC E F (A A S ).ʑE G =E F ,A G =F C .由辅助线作法易知四边形A B F G 是平行四边形,ʑA B =G F .ȵD ,E 分别是A B ,A C 的中点,ʑB D ʊE F 且B D =E F ,E G ʊA D 且E G =A D .ʑ四边形A D E G ,D B F E 都是平行四边形.ʑD E ʊB C ,B F =D E =A G =F C .ʑD E =12B C .点评:证法四是继证法二㊁证法三之后,再一次灵活运用中点,构造全等模型并运用平行四边形性质进行解答.合理运用题目条件,并添置辅助线,构造解题模型,是学生综合运用基础知识㊁基本技能的表现.思路三:从中点入手,建立坐标系.证法五:坐标法.分析:D ,E 分别为A B ,A C 中点,可以建立平面直角坐标系,用中点坐标公式解答.证明:如图6,以B C 所在直线为x 轴,过点A 作B C 的垂线,以该垂线所在直线为y 轴,建立平面直角坐标系.图6设点A ,B ,C 的坐标分别为(0,a ),(b ,0),(c ,0).因为D ,E 分别是A B ,A C 的中点,所以由中点坐标公式,得D(b 2,a 2),E(c 2,a2).易得直线D E 的解析式为y =a2,与x 轴平行,即D E ʊB C .又D E =c -b 2,B C =c -b ,所以D E =12B C .点评:建立适当的平面直角坐标系,用坐标或函数关系式表示问题中的几何元素,用代数方法解决几何问题,是全新的视角,有助于深入了解问题㊁剖析问题,可以拓展学生数学思维.当然,三角形中位线定理的证明方法还有多种,比如,用相似,过点A ,B ,C 分别作直线D E 的垂线,等等.以上只是起抛砖引玉作用,相信大家在教学中还会有更多更好的方法.3类比探究问题1㊀已知:如图1,әA B C 中,D 是边A B 的中点,点E 在边A C 上,D E ʊB C .求证:E 为A C 的中点,D E =12B C .问题2㊀已知:如图1,әA B C 中,D E ʊB C ,D E =12B C .求证:D ,E 分别是边A B ,A C 的中点.以上两个问题,实际上是三角形中位线定理的逆定理,可以参考例题证法进行证明.类似的问题,还有梯形中位线定理,梯形中位线的逆定理,不再赘述.4教学启示教材是根据«义务教育数学课程标准(2022年版)»编写而成的,充分反映了课标的各种目标及要求,是理解数学㊁理解学生㊁理解教学的有力保证,是强有力的资源.课本的例习题为学生的学习活动提供了基本素材,具有普适性,但往往只呈现某一方面,其他很多方面还需要教师带领学生去开发.教师只有理解教材的深刻用意,才能更好地开发教材㊁用好教材.在平时课堂教学中,教师要利用课本中 有意义且不复杂 的问题去帮助学生发现问题的各个方面,让学生体会到 自己是一个发现者㊁研究者㊁探索者 ,这也是 人的心灵深处都有的一种根深蒂固的需要 .让学生带着问题去自由探究,探究问题的多种解法㊁问题变式及应用㊁问题的关联与内在联系,从而感受到数学的思考方法,处理问题的理性思维, ,从而把这些经验迁移应用到以后的学习中去,提升数学素养.Z67Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
三角形中位线证明6种方法以下是6种证明三角形中位线的方法:方法1:套用中线定理根据中线定理,三角形中位线所构成的三角形,面积是原来三角形的1/4,因此中位线的长度为(1/2)其所对应的边长。
因此,对于三角形ABC,若D、E、F分别为AB、BC、CA上的中点,则DE=1/2AC,EF=1/2AB,FD=1/2BC。
我们可以用勾股定理证明这些相等关系,从而证明三角形的中位线。
方法2:利用向量根据向量的性质,若d、e、f分别为v1、v2、v3的中点,则三角形DEF的质心G=v1+v2+v3。
因此,若d、e、f分别为向量a、b、c的中点,则三角形DEF的质心为G=(a+b+c)/3。
因此,DE=1/2AC,EF=1/2AB,FD=1/2BC。
可以使用向量的加减和数量积证明这些相等关系。
方法3:利用勾股定理根据勾股定理,若a、b、c分别为三角形ABC的边长,则a^2=b^2+c^2-2bc*cosA。
因此,若D、E、F分别为AB、BC、CA的中点,则DE=1/2AC=sqrt[(b^2+c^2)/4]-bc*cosA/2。
同样地,EF=1/2AB=sqrt[(c^2+a^2)/4]-ca*cosB/2,FD=1/2BC=sqrt[(a^2+b^2)/4]-ab*cosC/2。
根据余弦定理,可以证明这些相等关系。
方法4:利用相似三角形根据相似三角形的性质,若D、E、F分别为AB、BC、CA上的中点,则三角形DEF与三角形ABC相似。
因此,DE=1/2AC,EF=1/2AB,FD=1/2BC。
可以使用相似三角形的性质证明这些相等关系。
方法5:利用三角形面积公式根据三角形面积公式,若D、E、F分别为AB、BC、CA上的中点,则S(DEF)=1/4S(ABC),其中S表示面积。
因此,DE=1/2AC,EF=1/2AB,FD=1/2BC。
可以使用三角形面积公式证明这些相等关系。
方法6:利用垂直平分线根据垂直平分线的性质,若D、E、F分别为AB、BC、CA上的中点,则AD、BE、CF相互垂直。
证明三角形中位线的方法引言三角形中位线是连接三角形的一个顶点与对边中点的线段。
它有着很多有趣的性质和应用,可以通过多种方法进行证明。
在本文中,我们将深入探讨三角形中位线的证明方法。
证明方法一:向量法步骤一:构造向量对于任意三角形ABC,我们可以通过定义向量AB、AC和BC来表示三角形的各边。
步骤二:证明中位线中点设中位线DE的中点为F,我们需要证明向量DF等于向量EF。
1.证明DF=EF:–设向量AB=a,向量AC=b。
–根据中位线定义,向量DE=(a+b)/2,向量AF=a/2,向量CE=b/2。
–因此,向量DF=DE-AF=(a+b)/2-a/2=b/2。
–同理,向量EF=CE= b/2。
–因此,向量DF等于向量EF,即DF=EF。
步骤三:证明中位线平行我们需要证明中位线DE和BC平行。
1.证明DE∥BC:–设向量AB=a,向量AC=b。
–根据中位线定义,向量DE=(a+b)/2,向量BC=b-a。
–因此,向量DE∥BC。
步骤四:证明三角形中位线相交于一点我们需要证明三角形的三条中位线交于一点。
1.证明中位线DF与中位线BE交于一点:–设中位线DF和BE交于点G。
–根据步骤二的证明,我们已知向量DG=EG。
–同理,我们可以证明向量AG=BG,以及向量CG=FG。
–因此,点G是中位线DF和BE的交点。
证明方法二:重心定理重心定理是另一种证明三角形中位线的方法。
下面我们将介绍重心定理的证明步骤。
步骤一:定义重心对于任意三角形ABC,重心G是三条中线AD、BE和CF的交点。
步骤二:证明重心在三条中线上我们需要证明重心G在中线AD、BE和CF上。
1.证明重心在中线AD上:–设中线AD与BE的交点为点H。
–根据定义,我们知道向量AH=(2/3)AD,向量BH=(1/3)BE。
–因此,向量GH=AH-BH=(2/3)AD-(1/3)BE=(1/3)(2AD-BE)。
–因为向量AD=BC,所以向量GH=(1/3)(2BC-BE)=(1/3)(BC+BC-BE)=(1/3)(BC+CE)。
三角形中位线证明方法
三角形中位线的证明可以从以下几个方面进行:
1.利用向量法证明:可以利用向量表示三角形的中位线并计算其长度和角度,最终证明中位线相等。
2. 利用数学归纳法证明:首先证明在直角三角形中,中位线相等,假设三角形ABC的中位线DE相等,再证明当三角形ABC任意一边增加一小段时,中位线DE也相应增加一小段,从而证明中位线DE在三角形ABC中任意一边上都相等。
3. 利用勾股定理证明:首先利用勾股定理得出三角形中各个角的余弦值,接着利用中位线将三角形划分成两个小三角形,利用余弦定理证明两个小三角形的对应边长和夹角相等,从而证明中位线相等。
4. 利用相似三角形证明:利用中位线将三角形划分成两个小三角形,证明这两个小三角形与原三角形相似,从而证明中位线相等。
以上几种证明方法都可以用于证明三角形中位线相等的结论,根据具体情况可以灵活运用。
小议三角形中位线定理的几种证明方法三角形中位线定理是三角形的一个重要性质定理,对进一步学习三角形有关知识非常有用,尤其是在证明两直线平行和论证线段倍分关系时常常要用到,也为下一节梯形的中位线定理的证明作好充分的理论上的准备。
对这一定理的证明有多种方法,现介绍几种。
之所以要介绍这几种方法,是因为:第一,证明定理是帮助学生掌握知识体系的重要环节;第二,这个定理的证明综合运用了前面已学过的平行线、全等三角形、平行四边形、中心对称等重要知识,又提示了某些辅助线的添置方法;第三,证题时,强化了思维过程的教学,培养了求异思维,有益于开发学生的智力。
同时,启发学生用不同的方法来证明三角形中位线定理,还可以培养学生发散性思维。
下面就介绍三角形中位线定理的几种证明方法:三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半。
已知:如图,△ABC中,点D、E分别是AB、AC的中点求证:⑴DE∥BC⑵DE=BC证明方法1:∵点D、E分别是AB、AC的中点,∴AD=BDAE=CE∴==∵∠DAE=∠BAC∴△ADE~△ABC∴∠ADE=∠ABC ==∴DE∥BCDE=BC[小结]利用相似三角形的判定和性质,有时会收到异想不到的效果。
证明方法2:延长DE至F,使EF=DE,连接CF∵AE=CE,∠AED=∠CEF,DE=EF∴△ADE≌△CEF∴AD=CF,∠ADE=∠CFE,∵AD=BD,∴CF=BD∵∠ADE=∠CFE∴AB∥CF∴CF=BD,CF∥BD∴四边形BCFD是平行四边形,∴DF=BC,DF∥BC∵DE=EF=DF,∴DE=BC,DE∥BC[小结] 用延长相等线段的方法构造全等三角形,利用全等三角形的判定和性质以及平行四边形的判定和性质。
证明方法3:(同第二种方法的图)过点C作CF∥AB,与DE的延长线相交于点F∵CF∥AB,∴∠ADE=∠CFE∵∠AED=∠CEF,AE=CE,∴△ADE≌△CFE(AAS),∴CF=AD∵AD=BD,∴CF=BD,∵CF∥BD,∴四边形BCFD是平行四边形(以下证法与方法2相同)[小结] 作平行线的方法构造全等三角形,利用全等三角形、平行四边形的判定和性质。
三角形中位线的几种证明方法1.中位线定义:中位线是连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线。
2.三角形中位线的个数:一个三角形有三条中位线。
3.三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,并且等于它的一半。
4.三角形中位线定理的几种证明方法:△ABC中,点D和E分别是AB和AC的中点,证明:DE∥BC,DE=BC 证明方法1:如图,延长中位线DE到F点,使EF=DE,连接CF。
中,∴△ADE△CEF。
∴AD∥FC,AD=FC,∴BD∥FC,BC=FC,∴四边形DBCF是平行四边形,∴DF∥BC,DF=BC。
∵DE=DF,∴DE=BC,DE∥BC。
证明方法2:如图,过点C作CF∥AB交DE的延长线交于点F,∵CF∥AB∴∠A=∠ECF△ADE和△CEF中,∴△ADE△CEF。
∴AD∥FC,AD=FC,∴BD∥FC,BC=FC,∴四边形DBCF是平行四边形,∴DF∥BC,DF=BC.∵DE=DF,∴DE=BC,DE∥BC.证明方法3:如图,延长中位线DE交于F点,使EF =DE,连接FC、DC、AF.∵AE=EC,DE=EF,∴四边形ADCF是平行四边形,∵ CF∥DA,CF=DA。
∴ CF∥BD,CF=BD。
∴四边形BDCF是平行四边形,又 DE=DF∴DE∥BC且DE=BC。
证明方法4:如图,过点E作MN∥AB,过点A作AM∥BC,得四边形ABMN是平行四边形。
△AEM和△CEN中,∵∠M=∠ENC∠MEA=∠CENAE=CE∴ △AEM拜爸△CEN∴M E=NE∴四边形ADEM和四边形BDEN都是平行四边形。
∴DE=AM=NC=BN,DE∥BC,所以DE∥BC,DE=BC。
证明方法5:如图,三个顶点分别作底边的垂线,垂足分别P、M、N,四边形BCNM是矩形。
∴MN=BC△APD和△BMD中∵∠APD=∠BMD∠ADP=∠BDMAD=BD∴△APD△BMD∴MD=PD同理PE=NE∴DE∥BC,DE=BC。
中位线定理不同证明方法中位线定理,又称中线定理,是几何中的一个基本定理。
它指出,在一个三角形中,三条中线交于一点,这个交点被称为三角形的质心。
中位线定理的证明有多种方法,下面我将介绍其中的一些方法。
一、初级证明方法在这个证明方法中,我们将使用简单的几何知识来证明中位线定理。
让我们回顾一下中位线的定义。
中位线是连接一个三角形的一个顶点和对边中点的线段。
根据中位线的定义,我们可以得出结论:三条中位线交于一点。
为了方便说明,我们设这个三角形的三个顶点为A、B、C,对边分别为BC、CA和AB。
设M是BC的中点,N是CA的中点,P是AB的中点。
根据中位线的定义,线段AM是连接顶点A和对边BC的中点M的线段。
现在我们来证明中位线AM和BN的交点在CP上。
设交点为D。
根据三角形中位线的性质,AD和BC互相平分。
我们可以得出以下结论:AM = MD 和 BN = ND。
然后我们来看三角形ADM和三角形BND。
根据两个三角形的边长比较,我们可以得出:AD = ND 和 AM = MD。
根据边边边相似的性质,我们可以得出结论:三角形ADM和三角形BND全等。
根据全等三角形的性质,我们可以得出:∠DMA = ∠DNB。
因为∠DMA是三角形ADC的外角,所以∠DMA = ∠ADC + ∠ACD =∠ANB + ∠ACD。
同样的道理,∠DNB = ∠ANB + ∠BCD。
我们可以得出结论:∠ANB + ∠ACD = ∠ANB + ∠BCD。
根据等式两边相等的性质,我们可以得出:∠ACD = ∠BCD。
我们可以得出结论:CD || AB。
根据平行线的性质,我们可以得出:∠BDC = ∠ACB。
因为∠BDC是三角形BDC的内角,所以∠BDC + ∠BCD = 180°。
代入之前的等式,我们可以得出:∠ACB + ∠BCD = 180°。
我们可以得出结论:∠ACB+ ∠BCD = 180°。
根据三角形内角和的性质,我们可以得出:∠ACB + ∠BCA + ∠ABC = 180°。
三角形中位线证明6种方法
三角形是几何学中最基本的图形之一,具有许多特性和性质。
三角形中位线是三角形内部一条特殊的线段,连接三角形两边中点的直线称为三角形中位线。
本文将介绍10条关于三角形中位线的证明方法,并对每一种方法进行详细阐述。
1. 三角形中位线长相等
证明:对于任意三角形ABC,连接AC的中点E和BC的中点F,连接BE并延长至D,使得AD与CF相交于点G。
则有:
CE=EA (连接AC的中点E)
BF=FC (连接BC的中点F)
EF=EF (共同边)
在三角形BEF和CEF中,有EF、BE、FC互相平行,并按比例划分。
根据平行线定理,有BE/EF=BG/GF和FC/EF=CG/GF。
由此可得:
BE/FC=BG/CG
2BE/2FC=2BG/2CG
AB/AC=BG/CG
同理可证出,AC/BC=AH/HB和BC/AB=CI/IA。
即中位线长相等。
2. 三角形中位线堆垛
证明:对于任意三角形ABC,连接AC的中点E和BC的中点F。
则有:
EF∥AB
EB=FA
EC=FC
在三角形AEC和BFC中,有EC=FC,∠EAC=∠FBC,∠CAE=∠CBF。
由此可得:
三角形AEC与三角形BFC全等(AAS)
AE=BF。
同理可证出BE=CF,因此中位线堆垛。
3. 三角形中位线垂直
证明:对于任意三角形ABC,连接AC的中点E和BC的中点F。
则有:
EF∥AB
EB=FA
EC=FC
在三角形AEC和BFC中,有EC=FC,∠EAC=∠FBC,∠CAE=∠CBF。
由此可得:
三角形AEC与三角形BFC全等(AAS)
AE=BF。
连接EF并绘制ED⊥EF和FG⊥EF,分别交于点D和G。
则有:
ED=GF
EB=FC
在三角形EBD和FCG中,有ED=FG,∠EDB=∠FGC,∠EBD=∠FCG。
由此可得:
三角形EBD与三角形FCG全等(HL)
BD=CG。
同理可证出AD=BG和AC=2DE,BC=2FG。
中位线垂直。
4. 三角形中位线和周长的关系
证明:对于任意三角形ABC,连接AC的中点E和BC的中点F。
则有:
2AE=AB+AC
2BF=BC+AB
2(AF+BE)=2AB+2AC+2BC,即2CD=AB+AC+BC,其中CD为三角形中位线。
中位线CD等于半周长。
5. 三角形中位线比例定理
证明:对于任意三角形ABC,连接AC的中点E和BC的中点F,连接BE,并延长至交点D。
则有:
2AE=AB+AC
BD=2BF-BC
2AD=AB+AC+2BF-BC=2BE+2BF,即AD=BE+BF。
根据中位线长度的证明可得:
BE/DB=CF/FD
因此:
BE/DB=CF/FD=BE+CF/DB+FD
即:
BE/BF=CF/CE
三角形中位线比例定理成立。
6. 三角形中位线平方和恒等于四分之三的三角形周长平方
证明:对于任意三角形ABC,连接AC的中点E和BC的中点F。
则有:
AE²=EB²+AB²/4 (勾股定理)
BF²=FC²+BC²/4 (勾股定理)
CE²=AE²+AC²/4 (勾股定理)
AE+BF=AB+AC+BC
中位线平方和为:
AE²+BF²+CE²=(EB²+AB²/4)+(FC²+BC²/4)+(AE²+AC²/4)
=AB²/2+BC²/2+AC²/2
=(AB+BC+AC)²/4
=(2AE+2BF)²/4
=(2CD)²/4
三角形中位线平方和等于四分之三的三角形周长平方。
通过以上10种证明方法,我们可以更好地理解三角形中位线的性质和特点,进一步加深对三角形几何的认识。