中点四大模型

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中点四大模型模型1 倍长中线或类中线(与中点有关的线段)构造全等三角形②图①图构造全等倍长类中线倍长中线DC BAFF ABCABCDCBA模型分析如图①,AD 是△ABC 的中线,延长AD 至点E 使DE =AD ,易证:△ADC ≌△EDB (SAS ). 如图②,D 是BC 中点,延长FD 至点E 使DE =FD ,易证:△FDB ≌△EDC (SAS )当遇见中线或者中点的时候,可以尝试倍长中线或类中线,构造全等三角形,目的是对已知条件中的线段进行转移. 模型实例如图,已知在△ABC 中,AD 是BC 边上的中线,E 是AD 上一点,连接BE 并延长交AC 于点F ,AF =EF ,求证:AC =BE .FECA1.如图,在△ABC 中,AB =12,AC =20,求BC 边上中线AD 的范围.BA解:延长AD 到E ,使AD =DE ,连接BE , ∵AD 是△ABC 的中线, ∴BD =CD ,在△ADC 与△EDB 中,⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=DE AD BDE ADC CD BD , ∴△ADC ≌△EDB (SAS ), ∴EB =AC =20,根据三角形的三边关系定理:20-12<AE <20+12, ∴4<AD <16,故AD 的取值范围为4<AD <16.EABCD2.如图,在△ABC 中,D 是BC 的中点,DM ⊥DN ,如果BM 2+CN 2=DM 2+DN 2. 求证:AD 2=41(AB 2+AC 2).NMA证明:如图,过点B 作AC 的平行线交ND 的延长线于E ,连ME . ∵BD =DC , ∴ED =DN .在△BED 与△CND 中,∵⎪⎩⎪⎨⎧=∠=∠=DN ED CDN BDE DC BD ∴△BED ≌△CND (SAS ). ∴BE =NC . ∵∠MDN =90°,∴MD 为EN 的中垂线. ∴EM =MN .∴BM 2+BE 2=BM 2+NC 2=MD 2+DN 2=MN 2=EM 2, ∴△BEM 为直角三角形,∠MBE =90°. ∴∠ABC +∠ACB =∠ABC +∠EBC =90°. ∴∠BAC =90°. ∴AD 2=(21BC )2=41(AB 2+AC 2). ABCD MN模型2 已知等腰三角形底边中点,可以考虑与顶点连接用“三线合一”.连接中线ABCDDCBA模型分析等腰三角形中有底边中点时,常作底边的中线,利用等腰三角形“三线合一”的性质得到角相等,为解题创造更多的条件,当看见等腰三角形的时候,就应想到: “边等、角等、三线合一”. 模型实例如图,在△ABC 中,AB =AC =5,BC =6,M 为BC 的中点,MN ⊥AC 于点N ,求MN 的长度.NM CB AAN解答: 连接AM .∵AB =AC =5,BC =6,点M 为BC 中点, ∴AM ⊥BC ,BM =CM =21BC =3. ∵AB =5, ∴AM =4352222=-=-BM AB .∵MN ⊥AC ,∴S △ANC =21MC ·AM =21AC ·MN . 即:21×3×4=21×5×MN .∴MN =512小猿热搜1.如图,在△ABC 中,AB =AC ,D 是BC 的中点,AE ⊥DE ,AF ⊥DF ,且AE =AF ,求证:∠EDB =∠FDC .FCA证明:连结AD ,∵AB =AC ,D 是BC 的中点, ∴AD ⊥BC ,∠ADB =∠ADC =90° 在Rt △AED 与Rt △AFD 中,⎩⎨⎧==ADAD AFAB , ∴Rt △AED ≌Rt △AFD .(HL ) ∴∠ADE =∠ADF , ∵∠ADB +∠ADC =90°, ∴∠EDB =∠FDC .AB C2.已知Rt △ABC 中,AC =BC ,∠C =90°,D 为AB 边的中点,∠EDF =90°,∠EDF 绕D 点旋转,它的两边分别交AC 、CB (或它们的延长线)于E 、F .(1)当∠EDF 绕D 点旋转到DF ⊥AC 于E 时(如图①),求证:S △DEF +S △CEF =21S △ABC ; (2)当∠EDF 绕D 点旋转到DE 和AC 不垂直时,在图②和图③这两种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立, S △DEF 、S △CEF 、S △ABC 又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需要证明.③图②图①图ABDEFACDF DCA解:(1)连接CD ;如图2所示: ∵AC =BC ,∠ACB =90°,D 为AB 中点, ∴∠B =45°,∠DCE =21∠ACB =45°,CD ⊥AB ,CD =21AB =BD , ∴∠DCE =∠B ,∠CDB =90°,∵∠EDF =90°, ∴∠1=∠2,在△CDE 和△BDF 中,⎪⎩⎪⎨⎧∠=∠=∠=∠B DCB BD CD 21, ∴△CDE ≌△BDF (ASA ),∴S △DEF +S △CEF =S △ADE +S △BDF =21S △ABC ; (2)不成立;S △DEF −S △C EF =21S △ABC ;理由如下:连接CD ,如图3所示:同(1)得:△DEC ≌△DBF ,∠DCE =∠DBF =135° ∴S △DEF =S 五边形DBFEC , =S △CFE +S △DBC ,=S △CFE +21S △ABC , ∴S △DEF -S △CFE =21S △ABC .∴S △DEF 、S △CEF 、S △ABC 的关系是:S △DEF -S △CEF =21S △ABC . 21ACDEABCDEF模型3 已知三角形一边的中点,可考虑中位线定理构造中位线取另一边中点EADDC模型分析在三角形中,如果有中点,可构造三角形的中位线,利用三角形中位线的性质定理: DE ∥BC ,且DE =21BC 来解题.中位线定理中既有线段之间的位置关系又有数量关系,该模型可以解决角问题,线段之间的倍半、相等及平行问题.模型实例如图,在四边形ABCD 中,AB =CD ,E 、F 分别是BC 、AD 的中点,连接EF 并延长,分别与BA 、CD 的延长线交于点M ,N .求证:∠BME =∠CNE .NM FEDCBAHABDEFM N解答如图,连接BD ,取BD 的中点H ,连接HE 、HF . ∵E 、F 分别是BC 、AD 的中点, ∴FH =21AB ,FH ∥AB ,HE =21DC ,HE ∥NC . 又∵AB =CD ,∴HE =HF .∴∠HFE =∠HEF . ∵FH ∥MB ,HE ∥NC ,∴∠BME =∠HFE ,∠CNE =∠FEH . ∴∠BME =∠CNE .练习:1.(1)如图1,BD ,CE 分别是△ABC 的外角平分线,过点A 作AD ⊥BD ,AE ⊥CE ,垂足分别为D ,E ,连接DE ,求证:DE ∥BC ,DE =12(AB +BC +AC );(2)如图2,BD ,CE 分别是△ABC 的内角平分线,其他条件不变,上述结论是否成立? (3)如图3,BD 是△ABC 的内角平分线,CE 是△ABC 的外角平分线,其他条件不变,DE 与BC 还平行吗?它与△ABC 三边又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,并对其中一种情况进行证明.E D CBA图1G FEDCBA图2FED BA图31.解答(1)如图①,分别延长AE ,AD 交BC 于H ,K . 在△BAD 和△BKD 中,ABD DBK BD BDBDA BDK ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△BAD ≌ △BKD (ASA ) ∴AD =KD ,AB =KB .同理可证,AE =HE ,AC =HC . ∴DE =12HK .又∵HK =BK +BC +CH =AB +BC +AC . ∴DE =12(AB +AC +BC ).HKED C BA图1(2)猜想结果:图②结论为DE =12(AB +AC -BC ) 证明:分别延长AE ,AD 交BC 于H ,K . 在△BAD 和△BKD 中ABD DBK BD BDBDA BDK ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△BAD ≌△BKD (ASA ) ∴AD =KD ,AB =KB同理可证,AE =HE ,AC =HC . ∴DE =12HK . 又∵HK =BK +CH -BC =AB +AC -BC∴DE =12(AB +AC -BC )GABCDEKHF 图2(3)图③的结论为DE =12(BC +AC -AB ) 证明:分别延长AE ,AD 交BC 或延长线于H ,K . 在△BAD 和△BKD 中,ABD DBK BD BDBDA BDK ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△BAD ≌△BKD (ASA ) ∴AD =KD ,AB =KB .同理可证,AE =HE ,AC =HC . ∴DE =12KH . 又∵HK =BH -BK=BC +CH -BK =BC +AC -AB∴DE =12(BC +AC -AB ).ABCD EKHF图32.问题一:如图①,在四边形ABCD 中,AB 与CD 相交于点O ,AB =CD ,E ,F 分别是BC ,AD 的中点,连接EF ,分别交DC ,AB 于点M ,N ,判断△OMN 的形状,请直接写出结论.问题二:如图②,在△ABC 中,AC >AB ,D 点在AC 上,AB =CD ,E ,F 分别是BC ,AD 的中点,连接EF 并延长,与BA 的延长线交于点G ,若∠EFC =60°,连接GD ,判断△AGD 的形状并证明.图1NMO F E DC BAE图2G ABCDF2.证明(1)等腰三角形(提示:取AC 中点H ,连接FH ,EH ,如图①)图1ABC DE FNMO H(2)△AGD 是直角三角形如图②,连接BD ,取BD 的中点H ,连接HF ,HE . ∵F 是AD 的中点, ∴HF ∥AB ,HF =12AB . ∴∠1=∠3.同理,HE ∥CD ,HE =12CD , ∴∠2=∠EFC , ∴AB =CD ,∴HF =HE . ∴∠1=∠2.∵∠EFC =60°,∴∠3=∠EFC =∠AFG =60°. ∴△AGF 是等边三角形. ∴AF =FG . ∴GF =FD .∴∠FGD =∠FDG =30°.∴∠AGD =90°,即△AGD 是直角三角形.图2321G A BCDF H模型4 已知直角三角形斜边中点,可以考虑构造斜边中线构造直角三角形斜边上的中线DCBADA模型分析在直角三角形中,当遇见斜边中点时,经常会作斜边上的中线,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,即CD =12AB ,来证明线段间的数量关系,而且可以得到两个等腰三角形:△ACD 和△BCD ,该模型经常会与中位线定理一起综合应用. 模型实例如图,在△ABC 中,BE ,CF 分别为AC ,AB 上的高,D 为BC 的中点,DM ⊥ EF 于点M ,求证:FM =EM .M FEDCBA证明连接DE ,DF .BE ,CF 分别为边AC ,AB 上的高,D 为BC 的中点, DF =12BC ,DE =12BC .DF =DE ,即△DEF 是等腰三角形. DM ⊥EF ,点M 是EF 的中点,即FM =EM .ABCEFM练习:1.如图,在△ABC 中,∠B =2∠C ,AD ⊥BC 于D ,M 为BC 的中点,AB =10,求DM 的长度.MD A1.解答取AB 中点N ,连接DN ,MN .在Rt △ADB 中,N 是斜边AB 上的中点, ∴DN =12AB =BN =5.∴∠NDB =∠B .在△ABC 中,M ,N 分别是BC ,AB 的中点, ∴MN ∥AC∴∠NMB =∠C ,又∵∠NDB 是△NDM 的外角, ∴∠NDB =∠NMD +∠DNM .即∠B =∠NMD +∠DNM =∠C +∠DNM . 又∵∠B =2∠C ,∴∠DNM =∠C =∠NMD . ∴DM =DN . ∴DM =5.N MD CBA2.已知,△ABD 和△ACE 都是直角三角形,且∠ABD =∠ACE =90°,连接DE ,M 为DE 的中点,连接MB ,MC ,求证:MB =MC .MEDCBA2.证明延长BM 交CE 于G ,∵△ABD 和△ACE 都是直角三角形, ∴CE ∥BD .∴∠BDM =∠GEM .又∵M 是DE 中点,即DM =EM , 且∠BMD =∠GME , ∴△BMD ≌△GME . ∴BM =MG .∴M 是BG 的中点,∴在Rt △CBG 中,BM =CM .ABCDEMG3.问题1:如图①,三角形ABC 中,点D 是AB 边的中点,AE ⊥ BC ,BF ⊥AC ,垂足分别为点E ,F .AE 、BF 交于点M ,连接DE ,DF ,若DE =kDF ,则k 的值为 . 问题2:如图②,三角形ABC 中,CB =CA ,点D 是AB 边的中点,点M 在三角形ABC 内部,且∠MAC =∠MBC ,过点M 分别作ME ⊥BC ,MF ⊥ AC ,垂足分别为点E ,F ,连接DE ,DF ,求证:DE =DF .问题3:如图③,若将上面问题2中的条件“CB =CA ”变为“CB ≠CA ”,其他 条件不变,试探究DE 与DF 之间的数量关系,并证明你的结论.图1MF E DCBA图2ABCDE FM图3ABCDE F M3.解答∵(1)AE ⊥BC ,BF ⊥AC ,∴△AEB 和△AFB 都是直角三角形, ∵D 是AB 的中点, ∴DE =12AB ,DF =12AB . ∴DE =DF . ∵DE =KDF , ∴k =1.图1MF E DCBA(2)∵CB =CA , ∴∠CBA =∠CAB . ∵∠MAC =∠MBC ,∴∠CBA -∠MBC =∠CAB -∠MAC ,即∠ABM =∠BAM . ∴AM =BM .∵ME ⊥BC ,MF ⊥AC , ∴∠MEB =∠MF A =90°. 又∵∠MBE =∠MAF ,∴△MEB ≌△MF A (AAS ) ∴BE =AF .∵D 是AB 的中点,即BD =AD , 又∵∠DBE =∠DAF ,∴△DBE ≌△DAF (SAS ) ∴DE =DF .图2ABCDFM(3)DE =DF .如图,作AM 的中点G ,BM 的中点H ,连DG ,FG ,DH ,EH . ∵点D 是边AB 的中点, ∴DG ∥BM ,DG =12BM . 同理可得:DH ∥AM ,DH =12AM . ∵ME ⊥BC 于E ,H 是BM 的中点.∴在Rt △BEM 中,HE =12BM =BH . ∴∠HBE =∠HEB . ∴∠MHE =2∠HBE .又∵DG =12BM ,HE =12BM ,∴DG =HE .同理可得:DH =FG . ∠MGF =2∠MAC . ∵DG ∥BM ,DH ∥GM ,∴四边形DHMG 是平行四边形. ∴∠DGM =∠DHM .∵∠MGF =2∠MAC , ∠MHE =2∠MBC , ∠MBC =∠MAC , ∴∠MGF =∠MHE .∴∠DGM +∠MGF =∠DHM +∠MHE . ∴∠DGF =∠DHE . 在△DHE 与△FGD 中DG HE DGF DHE DH FG =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△DHE ≌ △FGD (SAS ) ∴DE =DF .A BCDEFMHG。