中考必会几何模型:中点四大模型
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Wang
1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
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.
1.如图,在△ABC中,AB=12,AC=20,求BC边上中线AD的范围.Wang
2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,
DEADBDEADCCDBD
,
∴△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.
2.如图,在△ABC中,D是BC的中点,DM⊥DN,如果BM2+CN2=DM2+DN2.
求证:AD2=41(AB2+AC2).
证明:如图,过点B作AC的平行线交ND的延长线于E,连ME.Wang
3∵BD=DC,
∴ED=DN.
在△BED与△CND中,
∵
DNEDCDNBDEDCBD
∴△BED≌△CND(SAS).
∴BE=NC.
∵∠MDN=90°,
∴MD为EN的中垂线.
∴EM=MN.
∴BM2+BE2=BM2+NC2=MD2+DN2=MN2=EM2,
∴△BEM为直角三角形,∠MBE=90°.
∴∠ABC+∠ACB=∠ABC+∠EBC=90°.
∴∠BAC=90°.
∴AD2=(21BC)2=41(AB2+AC2).
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”.
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Wang
4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.
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=4352222BMAB.
∵MN⊥AC,
∴S△ANC=21MC·AM=21AC·MN.即:21×3×4=21×5×MN.
∴MN=512
跟踪练习
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.
证明:连结AD,Wang
5∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD⊥BC,∠ADB=∠ADC=90°
在Rt△AED与Rt△AFD中,
ADADAFAB
,
∴Rt△AED≌Rt△AFD.(HL)
∴∠ADE=∠ADF,
∵∠ADB+∠ADC=90°,
∴∠EDB=∠FDC.
2.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.
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°,Wang
6∴∠1=∠2,
在△CDE和△BDF中,
BDCBBDCD21
,
∴△CDE≌△BDF(ASA),
∴S△DEF+S△CEF=S△ADE+S△BDF=21S△ABC;
(2)不成立;S△DEF−S△CEF=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.
模型3已知三角形一边的中点,可考虑中位线定理
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:Wang
7DE∥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.
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=1
2(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.Wang
81.解答
(1)如图①,分别延长AE,AD交BC于H,K.
在△BAD和△BKD中,
ABDDBK
BDBD
BDABDK
∴△BAD≌△BKD(ASA)
∴AD=KD,AB=KB.
同理可证,AE=HE,AC=HC.
∴DE=1
2HK.
又∵HK=BK+BC+CH=AB+BC+AC.
∴DE=1
2(AB+AC+BC).
(2)猜想结果:图②结论为DE=1
2(AB+AC-BC)
证明:分别延长AE,AD交BC于H,K.
在△BAD和△BKD中Wang
9ABDDBK
BDBD
BDABDK
∴△BAD≌△BKD(ASA)
∴AD=KD,AB=KB
同理可证,AE=HE,AC=HC.
∴DE=1
2HK.
又∵HK=BK+CH-BC
=AB+AC-BC
∴DE=1
2(AB+AC-BC)
(3)图③的结论为DE=1
2(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,
ABDDBK
BDBD
BDABDK
∴△BAD≌△BKD(ASA)
∴AD=KD,AB=KB.
同理可证,AE=HE,AC=HC.
∴DE=1
2KH.
又∵HK=BH-BK
=BC+CH-BK
=BC+AC-AB
∴DE=1
2(BC+AC-AB).Wang
102.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.
2.证明
(1)等腰三角形(提示:取AC中点H,连接FH,EH,如图①)
(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=1
2AB.
∴∠1=∠3.
同理,HE∥CD,HE=1
2CD,
∴∠2=∠EFC,
∴AB=CD,
∴HF=HE.
∴∠1=∠2.Wang
11∵∠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.
模型4已知直角三角形斜边中点,可以考虑构造斜边中线
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=1
2AB,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.
证明
连接DE,DF.
BE,CF分别为边AC,AB上的高,D为BC的中点,