中点构造
- 格式:docx
- 大小:2.46 MB
- 文档页数:8
典中点平行四边形专训5 构造中位线解题的五种常用方法◐名师点金◑三角形的中位线具有两方面的性质:一是位置上的平行关系,二是数量上的倍分关系.因此,当题目中给出三角形两边的中点时,可以直接 连出中位线;当题目中给出一边的中点时,往往需要找另一边的中点,作出三角形的中位线。
典例剖析:如图,在△ABC 中,BD,CE 分别平分∠ABC,∠ACB,AM ⊥CE 于点M,AN ⊥BD 于点N.求证:MN=21(AB+AC-BC)解题秘方:图中不存在中点,但结论与三角形中位线定理很类似,因此应设法寻找中点,再构造三角形的中位线.要证明MN=21(AB+AC-BC),可找以MN 为中位线的三角形,故延长AM 交BC 于点F,延长AN 交BC 于点G,易证明2MN=FG,而FG=BC+FC-BC.又易证明BG=AB,FC=AC,故问题得解。
方法1:连接两点构造三角形的中位线1.如图,点B 为AC 上一点,分别以AB,BC 为边在AC 同侧作等边△ABD 和等边△BCE,点P,M,N 分别为AC,AD,CE 的中点。
(1)求证PM=PN ;(2)求∠MPN 的度数。
方法2:已知角平分线及垂直构造中位线2.如图,在△ABC 中,点M 为BC 的中点,AD 为△ABC 的外角平分线,且AD ⊥BD.若AB=12,AC=18,求DM 的长。
3.如图,在△ABC 中,已知AB=6,AC=10,AD 平分∠BAC,BD ⊥AD 于点D,点E 为BC 的中点,求DE 的长。
方法3:倍长法构造三角形的中位线4.如图,在△ABC 中,∠ABC=90°,BA=BC ,△BEF 为等腰直角三角形,∠BEF=90°,M 为AF 的中点, 求证ME=21CF方法4:已知两边中点,取第三边中点构造三角形的中位线5. 如图,在△ABC 中,∠C=90°,CA=CB,E,F 分别为CA,CB 上一点,CE=CF,M,N 分别为AF 、BE 的中点, 求证AE=2MN方法5:已知一边中点推理得出另一边中点再取第三边中点构造三角形的中位线6.如图,在△ABC 中,AB=AC,AD ⊥BC 于点D,点P 是AD 的中点,连接BP 并延长交AC 于点N ,求证AN=31AC。
四边形中点知识点四边形是一个拥有四条边的几何图形,它的四个顶点可以用直线相连,形成四个内角和四个外角。
在四边形中,中点是指连接两个非相邻顶点的线段的中点。
本文将通过逐步思考的方式,介绍四边形中点的一些基本知识点。
第一步:了解四边形和中点的定义四边形是一个几何图形,它有四条边和四个顶点。
四边形的中点是指连接两个非相邻顶点的线段的中点。
例如,如果我们有一个四边形ABCD,连接顶点A和C的线段AC的中点就是四边形中点。
第二步:了解四边形中点的性质四边形中点具有一些有趣的性质。
首先,连接四边形的相对边的中点会形成一个平行四边形。
例如,在四边形ABCD中,连接顶点A和C的线段AC的中点和连接顶点B和D的线段BD的中点所形成的线段会平行且等于彼此。
第三步:了解四边形中点的重要性四边形中点在几何学中有着重要的作用。
它可以帮助我们更好地理解四边形的性质和特征。
其中一个重要的应用是在证明四边形平行的问题中。
如果我们能够证明四边形的对角线中点连线平行,那么我们就能得出四边形是平行四边形的结论。
第四步:探索四边形中点的性质在四边形中,连接相对顶点的线段的中点被称为对角线中点。
对角线中点有一些有趣的性质。
首先,四边形的对角线中点相互连接会形成一个平行四边形。
其次,如果四边形的对角线中点互相连接,那么这两条线段的交点将是四边形的中点。
第五步:应用四边形中点的知识应用四边形中点的知识可以帮助我们解决一些几何问题。
例如,如果我们知道一个四边形的两个对角线的中点,我们可以通过连接这两个中点来构造一个平行四边形。
另外,我们还可以利用四边形中点的性质来证明四边形的平行性、相似性等等。
总结:通过逐步思考,我们可以了解到四边形中点的定义、性质和重要性。
四边形中点对于理解四边形的性质、进行证明和解决几何问题非常有帮助。
深入研究四边形中点的知识将为我们探索几何学的更多奥秘提供基础。
注:本文介绍了四边形中点的基本知识点,但未涉及Ai人工智能等字样。
专题18 构造三角形中位线的常用技巧(解析版)专题典例剖析及针对训练类型一 连接两中点构造中位线典例1如图,在△ABC 中,AB =AC =5,BC =6,D 、E 分别是AB 、AC 的中点,F 、G 为BC 上的两点,FG =3,线段DG ,EF 的交点为O ,当线段FG 在线段BC 上移动时,三角形FGO 的面积与四边ADOE 的面积之和恒为定值,则这个定值是( )A .15B .12C .9D .6思路指引:连接DE ,过A 作AH ⊥BC 于H .由于DE 是AB 、AC 的中点,利用三角形中位线定理可得DE ∥BC ,并且可知△ADE 的高等于12AH ,再结合等腰三角形三线合一性质,以及勾股定理可求AH ,那么△ADE 的面积就可求.而所求S △FOG +S 四边形ADOE =S △ADE +S △DOE +S △FOG ,又因为△DOE 和△FOG 的底相等,高之和等于AH 的一半,故它们的面积和可求,从而可以得到S △FOG +S 四边形ADOE 的面积.解:如图:连接DE ,过A 向BC 作垂线,H 为垂足,∵△ABC 中,D 、E 分别是AB 、AC 的中点,∴DE ,AH 分别是△ABC 的中位线和高,BH =CH =12BC =12×6=3,∵AB =AC =5,BC =6,由勾股定理得AH ==4,∴S △ADE =12BC •AH 2=12×3×42=3,设△DOE 的高为a ,△FOG 的高为b ,则a +b =AH 2=2,∴S △DOE +S △FOG =12DE •a +12FG •b =12×3(a +b )=12×3×2=3,∴三角形FGO 的面积与四边ADOE 的面积之和恒为定值,则这个定值是S △ADE +S △DOE +S △FOG =3+3=6.故选:D .方法点睛:本题属中等难度题目,涉及到三角形中位线定理,解答此类题目时一般只要知道中点要作中位线,已知等腰三角形要作高线,利用勾股定理解答.针对训练1.如图,△ABC 的中线BD ,CE 相交于点0,F ,G 分别是BO ,CO 的中点,求证:EF ∥DG 且EF =DG .解:连接ED ,FG .证四边形DEFG 是平行四边形,∴EF ∥DG 且EF =DG .类型二 连接第三边构造中位线典例2(2022秋•泰山区校级期末)如图,在菱形ABCD 中,E ,F 分别是边CD ,BC 上的动点,连接AE ,EF ,G ,H 分别为AE ,EF 的中点,连接GH .若∠B =45°,BC =GH 的最小值为( )ABC DGF E DC B AABDE F G思路指引:连接AF,利用三角形中位线定理,可知GH=12AF,求出AF的最小值即可解决问题.解:连接AF,如图所示:∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC=∵G,H分别为AE,EF的中点,∴GH是△AEF的中位线,∴GH=12 AF,当AF⊥BC时,AF最小,GH得到最小值,则∠AFB=90°,∵∠B=45°,∴△ABF是等腰直角三角形,∴AF==∴GH=即GH故选:D.方法点睛:本题考查了菱形的性质、三角形的中位线定理、等腰直角三角形的判定与性质、垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,属于中考常考题型.针对训练1.(2021秋•孟津县期末)如图所示,已知四边形ABCD,R、P分别是DC、BC上的点,点E、F分别是AP、RP的中点,当点P在边BC上从点B向点C移动,且点R从点D向点C移动时,那么下列结论成立的是( )A .线段EF 的长逐渐增大B .线段EF 的长逐渐减少C .线段EF 的长不变D .△ABP 和△CRP 的面积和不变思路指引:连接AR ,根据三角形的中位线定理可得EF =12AR ,根据AR 的变化情况即可判断.解:连接AR ,∵E ,F 分别是AP ,RP 的中点,∴EF =12AR ,∵当点P 在BC 上从点C 向点B 移动,点R 从点D 向点C 移动时,AR 的长度逐渐增大,∴线段EF 的长逐渐增大.S △ABP +S △CRP =12BC •(AB +CR ).∵CR 随着点R 的运动而减小,∴△ABP 和△CRP 的面积和逐渐减小.观察选项,只有选项A 符合题意.故选:A .方法点睛:此题考查的是三角形中位线的性质,即三角形的中位线平行于第三边且等于第三边的一半. 典例3 如图,点B 为AC 上一点,分别以AB ,BC 为边在AC 同侧作等边△ABD 和等边△BCE ,点P ,M ,N 分别为AC ,AD ,CE 的中点.(1)求证:PM =PN ;(2)求∠MPN 的度数.思路指引:(1)连接DC和AE,AE交CD于点M,证明△ABE≌△DBC,得到AE=DC,利用中位线的性质证明PM=PN;(2)根据中位线的性质把∠MPA+∠NPC转化成∠MCA+∠MAC,根据∠DMA=∠MCA+∠MAC可知求出∠DMA度数即可.解:(1)连接DC和AE,AE交CD于点M,在△ABE和△DBC中,AB=BD∠ABE=∠DBCBE=BC∴△ABE≌△DBC(SAS).∴AE=DC.∵P为AC中点,N为EC中点,AE.∴PN=12DC.同理可得PM=12所以PM=PN.(2)∵P为AC中点,N为EC中点,∴PN∥AE.∴∠NPC=∠EAC.同理可得∠MPA=∠DCA∴∠MPA+∠NPC=∠EAC+∠DCA.又∠DQA=∠EAC+∠DCA,∴∠MPA+∠NPC=∠DQA.∵△ABE ≌△DBC ,∴∠QDB =∠BAQ .∴∠DQA =∠DBA =60°.∴∠MPA +∠NPC =60°.∴∠MPN =180°﹣60°=120°.方法点睛:本题主要考查全等三角形的判定和性质、中位线的性质、等边三角形的性质,解题的关键是找到“手拉手”全等模型.针对训练1.如图,分别以△ABC 的边AB ,AC 同时向外作等腰直角三角形,其中AB =AE ,AC =AD ,∠BAE =∠CAD =90°,点G 为BC 的中点,点F 为BE 的中点,点H 为CD 的中点.探索GF 与GH 的数量关系及位置关系,并说明理由.解:连接BD ,CE ,易证△ABD ≌△AEC ,∴BD = CE ,易证BD ⊥CE .由中位线性质可得GF =GH ,GF ⊥GH .类型三 取中点构造中位线(1)直接取一边中点典例4(2022春•武昌区期中)如图,在△ABC 中,∠A =60°,BD 为AC 边上的高,E 为BC 边的中点,点F 在AB 边上,∠EDF =60°,若AF =2,BF =103,则BC 边的长为( )HG FEDCB AAB CDEFG HA .163BCD 思路指引:过点D 作DM ⊥AB ,垂足为M ,取AB 的中点H ,连接EH ,DH ,根据已知可求出AB =163,先在Rt △ABD 中求出AD ,AH 的长,从而可得△ADH 是等边三角形,进而可得AD =DH ,∠ADH =∠AHD =60°,然后利用利用等腰三角形的三线合一性质求出AM 的长,从而求出DM ,DF 的长,最后证明手拉手模型﹣旋转型全等△ADF ≌△HDE ,从而利用全等三角形的性质可得DE =DF 进而利用直角三角形斜边上的中线,即可解答.解:过点D 作DM ⊥AB ,垂足为M ,取AB 的中点H ,连接EH ,DH ,∵AF =2,BF =103,∴AB =AF +BF =163,∵BD ⊥AC ,∴∠ADB =∠CDB =90°,∵∠A =60°,∴∠ABD =90°﹣∠A =30°,∴AD =12AB =83,∵点H 是AB 的中点,∴AH =BH =12AB =83,∴AD =AH ,∴△ADH 是等边三角形,∴AD =DH ,∠ADH =∠AHD =60°,∴AM=MH=12AH=43,∴DM=∵AF=2,∴MF=AF﹣AM=2―43=23,∴DF∵点H是AB的中点,点E是BC的中点,∴EH是△ABC的中位线,∴EH∥AC,∴∠DHE=∠ADH=60°,∴∠ADH=∠A=60°,∵∠EDF=∠ADH=60°,∴∠ADH﹣∠FDH=∠EDF﹣∠FDH,∴∠ADF=∠HDE,∴△ADF≌△HDE(ASA),∴DE=DF=∵∠CDB=90°,∴BC=2DE=故选:D.方法点睛:本题考查了等边三角形的判定与性质,直角三角形斜边上的中线,三角形的中位线定理,全等三角形的判定与性质,含30度角的直角三角形,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.针对训练1.(2022•长春一模)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=12,点E是CD的中点,点F是OA的中点,连结EF,则线段EF的长为 .思路指引:取AD的中点M,连接FM,EM,构造三角形中位线,利用三角形中位线定理分别求得FM、EM的长度;然后利用勾股定理求得EF的长度.解:如图,取AD的中点M,连接FM,EM,∵点E是CD的中点,∴EM是△ACD的中位线.∴EM∥AC,EM=12AC=4.同理,FM∥BD,FM=12OD=14BD=3.在菱形ABCD中,AC⊥BD,则FM⊥ME.故在直角△EFM中,由勾股定理得到:EF5.故答案是:5.方法点睛:本题主要考查了菱形的性质和三角形中位线定理,解题过程中,巧妙地作出辅助线,利用三角形中位线定理求得直角三角形的两直角边的长度.(2)连接对角线,再取对角线中点典例5(2021秋•龙岗区校级期末)如图,四边形ABCD中,E,F分别是边AB,CD的中点,则AD,BC 和EF的关系是( )A.AD+BC>2EF B.AD+BC≥2EF C.AD+BC<2EF D.AD+BC≤2EF思路指引:连接AC,取AC的中点G,连接EF,EG,GF,根据三角形中位线定理求出EG=12BC,GF=12AD ,再利用三角形三边关系:两边之和大于第三边,即可得出AD ,BC 和EF 的关系.解:如图,取AC 的中点G ,连接EF ,EG ,GF ,∵E ,F 分别是边AB ,CD 的中点,∴EG ,GF 分别是△ABC 和△ACD 的中位线,∴EG =12BC ,GF =12AD ,在△EGF 中,由三角形三边关系得EG +GF >EF ,即12BC +12AD >EF ,∴AD +BC >2EF ,当AD ∥BC 时,点E 、F 、G 在同一条直线上,∴AD +BC =2EF ,所以四边形ABCD 中,E ,F 分别是边AB ,CD 的中点,则AD ,BC 和EF 的关系是AD +BC ≥2EF .故选:B .方法点睛:此题主要考查学生对三角形中位线定理和三角形三边关系的灵活运用,熟练掌握三角形的中位线定理是解题的关键.针对训练1.如图,在□ABCD 中,E 是CD 中点,F 是AE 的中点,FC 交BE 于点G(1)求证:GF =GC(2)求证:BG =3EG解:(1)取BE 的中点M ,∵FM =21AB ,∴FM //EC ,∴四边形 FMCE 为平行四边形,∴GF =GC(2)易证EG =MG ,∴EM =MB ,∴BG =3EG类型四 延长一边构造中位线典例6(2022秋•江北区校级期末)如图,在正方形ABCD 中,点E ,G 分别在AD ,BC 边上,且AE =3DE ,BG =CG ,连接BE 、CE ,EF 平分∠BEC ,过点C 作CF ⊥EF 于点F ,连接GF ,若正方形的边长为4,则GF 的长度是( )A B .2C D 思路指引:延长CF 交BE 于H ,利用已知条件证明△HEF ≌△CEF (ASA ),然后利用全等三角形的性质证明GF =12BH ,最后利用勾股定理即可求解.解:延长CF 交BE 于H ,∵EF 平分∠BEC ,∴∠HEF =∠CEF ,∵CF ⊥EF ,∴∠HFE =∠CFE ,在△HEF 和△CEF 中,∠HEF =∠CEF EF =EF ∠HFE =∠CFE,∴△HEF ≌△CEF (ASA ),∴HF =CF ,EH =EC ,而BG =CG ,∴GF =12BH ,∵AE =3DE ,正方形的边长为4,∴AE =3,AB =CD =4,DE =1,在Rt △ABE 中,BE =5,在Rt △CDE 中,CE =HE ==∴BH =BE ﹣HE =5―∴GF =12BH 故选:C .方法点睛:此题主要考查了全等三角形的性质与判定,也利用了正方形的性质,三角形的中位线的性质,有一定的综合性,对于学生的能力要求比较高.针对训练1.(2022•合肥一模)如图,△ABC 中,AD 平分∠BAC ,E 是BC 中点,AD ⊥BD ,AC =7,AB =4,则DE 的值为( )A .1B .2C .12D .32思路指引:延长BD 交AC 于H ,证明△ADB ≌△ADH ,根据全等三角形的性质得到AH =AB =4,BD =DH ,根据三角形中位线定理计算即可.解:延长BD 交AC 于H ,在△ADB 和△ADH 中,∠BAD =∠HAD AD =AD ∠ADB =∠ADH,∴△ADB ≌△ADH (ASA ).∴AH =AB =4,BD =DH ,∴HC =AC ﹣AH =3,∵BD =DH ,BE =EC ,∴DE =12HC =32,故选:D .方法点睛:本题考查的是三角形中位线定理、全等三角形的判定和性质,掌握三角形的中位线平行于第三边,且等于第三边的一半是解题的关键.类型五 延长两边构造中位线典例7(2022秋•封丘县校级期末)如图,在△ABC 中,AE 平分∠BAC ,D 是BC 的中点AE ⊥BE ,AB =5,AC =3,则DE 的长为( )A .1B .32C .2D .52思路指引:连接BE 并延长交AC 的延长线于点F ,易证明△ABF 是等腰三角形,则得AF 的长,点E 是BF 的中点,求得CF 的长,从而DE 是中位线,即可求得DE 的长.解:连接BE 并延长交AC 的延长线于点F ,如图,∵AE ⊥BE ,∴∠AEB =∠AEF =90°,∵AE 平分∠BAC ,∴∠BAE =∠FAE ,∴∠ABE =∠AFE ,∴△ABF 是等腰三角形,∴AF =AB =5,点E 是BF 的中点,∴CF =AF ﹣AC =5﹣3=2,DE 是△BCF 的中位线,∴DE =12CF =1.故选:A .方法点睛:本题考查了等腰三角形的判定与性质,三角形中位线的性质定理,关键是作辅助线得到等腰三角形.针对训练1.如图,AD 为△ABC 的外角平分线,且AD ⊥BD 、M 为BC 的中点,若AB =12,AC =18,求MD 的长8.延长BD ,CA 交于点E ,易证AE =AB ,BD =ED ,∵BM =CM ,∴DM =21CE =21(AB +AC )=15.类型六作平行线或倍长中线先构造8字全等再构造中位线典例7(2021秋•宛城区期中)如图,在△ABC中,∠A=90°,AC>AB>4,点D、E分别在边AB、AC上,BD=4,CE=3,取DE、BC的中点M、N,线段MN的长为( )A.2.5B.3C.4D.5思路指引:如图,作CH∥AB,连接DN,延长DN交CH于H,连接EH,首先证明CH=BD,∠ECH=90°,解直角三角形求出EH,利用三角形中位线定理即可解决问题.解:作CH∥AB,连接DN并延长交CH于H,连接EH,∵BD∥CH,∴∠B=∠NCH,∠ECH+∠A=180°,∵∠A=90°,∴∠ECH=∠A=90°,在△DNB和△HNC中,∠B=∠NCHBN=CN,∠DNB=∠HNC∴△DNB≌△HNC(ASA),∴CH=BD=4,DN=NH,在Rt△CEH中,CH=4,CE=3,∴EH=5,∵DM=ME,DN=NH,EH=2.5,∴MN=12故选:A.方法点睛:本题考查全等三角形的判定和性质,三角形的中位线定理,勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.针对训练:如图,AB=BC,DC=DE,∠ABC=∠CDE=90°,D、B、C在一条直线上,F为AE的中点.(1)求证:BF∥CE;(2)若AB=2,DE=5,求BF的长.思路指引:(1)延长AB交CE于G,求出△ACG是等腰直角三角形,再根据等腰直角三角形的性质求出AB=BG,然后根据三角形的中位线平行于第三边并且等于第三边的一半证明;(2)根据等腰直角三角形的性质求出CE、CG,再求出GE,然后求解即可.(1)证明:如图,延长AB交CE于G,∵AB=BC,DC=DE,∠ABC=∠CDE=90°,∴△ABC和△CDE都是等腰直角三角形,∴△ACG也是等腰直角三角形,∵∠ABC=90°,∴BC⊥AG,∴AB=BG,∵点F是AE的中点,∴BF是△AGE的中位线,∴BF∥CE;(2)解:∵AB =2,DE =5,∴CG =AC ==CE ==∴GE =CE ﹣CG ==∵BF 是△AGE 的中位线,∴BF =12GE方法点睛:本题考查了三角形的中位线平行于第三边并且等于第三边的一半,等腰直角三角形的判定与性质,熟记性质与定理并作辅助线构造出以BF 为中位线的三角形是解题的关键。
2020年山西中考重点专题讲解——几何“中点问题”六大模型很多同学遇到几何题就头疼,很大的原因是没有掌握一些解题模型,也就是套路。
今天就给大家梳理下几何中的中点问题怎么解,这七大模型一定要记好哦! 模型一 一般三角形遇中点模型分析1:在一般三角形中,当遇见中线或中点时,利用三角形中线等分三角形面积,得到三角形中线分成的两个三角形面积相等.已知:如图,在△ABC 中,AD 是△ABC 的中线.1.在△ABC 中,点D ,E ,F 分别为BC ,AD ,CE 的中点,且S △ABC =16.则S △DEF =( )A.2B.8C.4D.1 2.如图,在边长为a 的正方形ABCD 中,点E 是AB 432模型分析2:在一般三角形中,当遇见中线或者与中点有关的线段的时候,可以尝试倍长中线或类中线,构造全等三Ⅰ.已知:如图①,在△ABC 中,AD 是△ABC 的中线. 构造:延长 AD 至点 E 使得 DE=AD ,连接 BE. 得到:△ADC≌△EDB (SAS );图①Ⅱ.已知:如图②,在△ABC 中,D 是 BC 中点. 构造:延长 FD 至点 E 使得DE=FD ,连接 CE. 得到:△FDB ≌△EDC(SAS ).图②3.如图,△ABC 中,AB=7,AC=5,点D 为BC 的中点,则AD 的取值范围为________.4.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.变式:已知AC=BE ,求证:AF=EF.5.(相似法/坐标法/倍长中线法)如图,在正方形 ABCD 中,E 为 AB 边的中点,G 、F 分别为 AD ,BC 边上的点,若 AG=2,BF=4,∠GEF=90°,求 GF 的长.模型二 等腰三角形遇中点模型分析:等腰三角形中遇到有底边中点时,常作底边上的中线,利用等腰三角形“三线合一”(等腰三角形底边中线,高,顶角平分线三线合一)可得到线段/角间的数量关系(∠BAD=∠CAD,AD ⊥BC,BD=CD )来解题。
题型九中点模型【要点提炼】在中考中考察几何时,不论简单的题目还是较难的题目,都会经常见到中点的身影,当题目中提到中点时,往往可以用以下模型来解决问题,将这些模型牢记于心,就可以打开思路一、【倍长中线或倍长类中线】图1 图2①倍长中线:如图1,在▲ABC中,AD是BC边上的中线,此时我们可以将AD延长一倍,即使DE=AD,并连接CE,即可证明出▲ABD≌▲CDE②倍长类中线(即过中点的其他线段):如图2,在▲ABC中,D是BC边上的中点,此时我们可以将ED延长一倍,即使DF=DE,并连接CF,即可证明出▲BED≌▲CDF二、【等腰三角形与中点】在题目的题干中同时出现“等腰”和“中点”字样时,我们就可以做出如图中AD一样的中线作为辅助线,此时由于等腰三角形有三线合一的性质,即可得出AD⊥BC,AD平分∠BAC的结论三、直角三角形与中点在题目的题干中同时出现“直角”和“中点”字样时,我们就可以做出如图中CD一样的中线作为如图,在四边形ABCD中,M是AD的中点,多个中点的情况,我们就会联想到中位线这个知识点,可是图中没有已知的三角形和中位线,那就需要构造三角形和中位线作法:连接BD(构造▲BCD和▲ABD,取MG即为▲ABD的中位线一.选择题(共5小题)1.(2020•呼伦贝尔)如图,在△ABC中,点M,N分别OB,OC的中点,若OB【解析】解:(1)四边形BEAC是平行四边形,理由如下:∵△AED为等腰三角形,∠EAD=90°,B是DE的中点,∴∠E=∠BAE=45°,∠ABE=90°,∵△ABC是等腰三角形,∠BAC=90°,∴∠ABC=∠BAE=45°,∠ABE=∠BAC=90°,∴BC∥AE,AC∥BE,∴四边形BEAC是平行四边形;(2)①∵△ABC和△AED均为等腰三角形,∠BAC=∠EAD=90°,∴AE=AD,AB=AC,∠BAE=∠CAD,∴△AEB≌△ADC(SAS),∴BE=CD;②延长FG至点H,使GH=FG,∵G是EC的中点,∴EG=CG,∵∠EDC=90°,EF=CF,∴DF=CF,∴∠FCD=∠FDC,∵∠ABC=90°,∴∠A+∠ACB=90°,∵BA=BD,∴∠A=∠ADB,∵∠ACB=∠FCD=∠FDC,∴∠ADB+∠FDC=90°,∴∠FDB=90°,∴BD⊥DF.故答案为是.(2)结论成立:理由:∵BD⊥DF,ED⊥AD,∴∠BDC+∠CDF=90°,∠EDF+∠CDF=90°,∴∠BDC=∠EDF,∵AB=BD,∴∠A=∠BDC,∴∠A=∠EDF,∵∠A+∠ACB=90°,∠E+∠ECD=90°,∠ACB=∠ECD,∴∠A=∠E,∴∠E=∠EDF,∴△EFC是等腰直角三角形,∵EP=FP,∴PC=PE,PC⊥PE.②PC与PE的数量关系和位置关系分别是PC=PE,PC⊥PE.理由如下:如解图2,作BF∥DE,交EP延长线于点F,连接CE、CF,同①理,可知△FBP≌△EDP(AAS),∴BF=DE,PE=PF=12 EF,∵DE=AE,∴BF=AE,∵当α=90°时,∠EAC=90°,∴ED∥AC,EA∥BC∵FB∥AC,∠FBC=90,∴∠CBF=∠CAE,在△FBC和△EAC中,BF=AE∠CBF=∠CAEBC=AC,∴△FBC≌△EAC(SAS),∴CF=CE,∠FCB=∠ECA,∵∠ACB=90°,∴∠FCE=90°,∴△FCE是等腰直角三角形,∵EP=FP,∴CP⊥EP,CP=EP=12 EF.③如解图3,作BF∥DE,交EP延长线于点F,连接CE、CF,过E点作EH⊥AC交CA延长线于H点,当α=150°时,由旋转旋转可知,∠CAE=150°,DE与BC所成夹角的锐角为30°,∴∠FBC=∠EAC=α=150°。
构造中位线“遇中点找中点,联想中位线”是一个解题突破口,但在一般问题中,要应用中位线的性质时,往往需要作辅助线.下面介绍几种如何构造中位线的方法,供大家参考.一、连中点,构造三角形的中位线例1如图1,D、E、F分别是等边三角形ABC的边AB、BC、AC的中点,P为BC上任意一点,△DPM是等边三角形.连接FM.那么EP与FM相等吗?为什么?分析:由D、E、F是中点,想到连接中点,得到中位线DE、DF.这样就可以把EP、FM放到△DPE、△DMF中,进而推出它们全等使问题得以解决.解:连接DF、DE.因为D、E、F分别是等边三角形ABC的边AB、BC、AC的中点,所以DF∥BC,DF=12BC;DE∥AC,DE=12AC.所以四边形DECF是平行四边形. 所以∠C=∠EDF=60°.因为△ABC、△DPM是等边三角形,所以BC=AC,DP=DM,∠PDM=60°.所以DF=DE.因为∠EDP=60°-∠PDF,∠FDM=60°-∠PDF,所以∠EDP=∠FDM.所以△DEP≌△DFM.所以EP=FM.跟踪训练1如图2,四边形ABCD中,AC=BD,AC、BD相交于点O,M、N分别是边AB、CD的中点,MN交BD于点E、交AC于点F.OE与EF相等吗?为什么?二、找中点,构造三角形的中位线例2如图3,在四边形ABCD中,AB=CD,M、N分别是BC、AD边的中点,延长BA、MN交于点F,延长CD交MF于点E.请说明∠1与∠2相等.分析:因为M、N分别是BC、AD的中点,若连接BD,取其中点G,再连接NG、MG,则NG∥AB,NG=12AB,MG∥CD,MG=12CD.这样把∠1与∠2通过中位线移到同一个等腰三角形GMN中,从而使问题得以解决.解:连接BD,取BD的中点G,连接NG、MG,则NG∥AB,NG=12AB,MG∥CD,MG=12CD.所以∠1=∠GNM,∠2=∠GMN.因为AB=CD,所以NG=MG.所以∠GNM=∠GMN.所以∠1=∠2.跟踪训练2如图4,△ABC的一个外角平分线AE与过点C的直线互相垂直,垂足为点E,D为BC的中点,试说明:DE∥AB,且DE=12(AB+AC)答案1.解:取AD的中点G,连接GM、GN,得GM∥BD,GN∥AC,且GM=12BD,GN=12AC,因为AC=BD,故GM=GN,所以∠GMN=∠GNM,又∠OEF=∠GMN,∠OFE=∠GNM,所以∠OEF=∠OFE,所以OE=OF.2.解:延长BA、CE相交于点F,由AE⊥CF,AE平分∠CAF,得EF=EC,AF=AC,又D是BC的中点,所以DE是△BCF的中位线,故有DE∥AB,且DE=12BF=12(AB+AC).。
第七讲全等三角形中点模型模型一: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≌△FDC(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。
例1-1.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AC 于点F,AF=EF。
求证:AC=BE。
例1-2.如图①,点O为线段MN的中点,PQ与MN相交于点O,且PM∥NQ,可证△PMO≌△QNO.根据上述结论完成下列探究活动:(1)如图②,在四边形ABCD中,AB∥DC,E为BC边的中点,∠BAE=∠EAF,AF与DC的延长线相交于点F.试探究线段AB与AF、CF之间的数量关系,并证明你的结论;(2)如图③,DE、BC相交于点E,BA交DE于点A,且BE:EC=1:2,∠BAE=∠EDF,CF∥AB.若AB=4,CF=2,求DF的长度.思考题1.已知:点P是平行四边形ABCD对角线AC所在直线上的一个动点(点P不与点A、C重合),分别过点A、C向直线BP作垂线,垂足分别为点E,F,点O为AC的中点.(1)当点P与点O重合时如图①,求证OE=OF;(2)直线BP绕点B逆时针方向旋转,当∠OFE=30°时,如图②、图③的位置,猜想线段CF、AE、OE 之间有怎样的数量关系?请写出你对图②、图③的猜想,并选择一种情况给予证明.模型二: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”的性质得到角相等或边相等,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”。
例2-1.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。
中点构造3
通过构造直角三角形斜边上中线,把线段最值问题转化成三角形三边关系来解决!
例1:RT△ABC,斜边AB=6,顶点A、B分别在∠MON两边OM、ON上运动,且∠MON=90°,求线段OC的最大值。
简析:O为定点,C为动点,OC为变量,通过构造直角三角形斜边上中线,可得OM=CM=0.5AB=3,根据三角形三边关系(两边和大于第三边):当O、M、C三点共线时取最大值,即:OC≤OM+CM,得到OC最大值为6.
练习1 :等边△ABC,边AB=6,顶点A、B分别在∠MON两边OM、ON上运动,且∠MON=90°,求线段OC的最大值。
练习2:矩形ABCD,边AB=6,BC=4,顶点A、B分别在∠MON两边OM、ON上运动,且∠MON=90°,求线段OD的最大值。
例2:已知RT△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°,BC=2,D为△ABC 内一动点,且满足∠1=∠2,求线段AD的最小值。
简析:通过导角,可证∠BDC=90°,AD长是个变量,由例1可知:取BC中点M,连DM、AM,可知DM、AM为定值,DM=0.5BC=1,勾股得AM=√13,根据三角形三边关系,两边差小于第三边,可知A、D、M三点共线时,AD取最小值,为.-1
练习3 :已知△ABC中,AB=AC=10,BC=12,D为△ABC内一动点,且满足∠BDC=90°,求线段AD的最小值。
练习4:已知RT△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB=2,D为BC边一动点,连AD,过C作CE⊥AD于E,连BE,求线段BE的最小值。
例3:已知△ABC中,∠ACB=120°,CA=CB=2,D为平面内一动点,且满足∠ADB=90°,连CD,求线段CD的取值范围。
简析:法1,类比例1、2,取AB中点M,当C、M、D三点共线,且点M在线段CD上时,CD取最大值√3+1,当C、M、D三点共线,且点C 在线段MD上时,CD取最小值√3-1,所以CD的取值范围为:-1≤CD≤+1.如下图:
法2,九年级隐圆,问题实质为:求圆内一点与圆上一点距离的最值!如下图:
练习5:已知正方形ABCD,E为平面内一点,且满足∠AEB=90°,求线段CE的取值范围.
通过构造直角三角形斜边上中线结合中位线性质,把线段最值问题转化成三角形三边关系来解决!
例4:已知△ABC中,AB=4,BC=2,D为平面内一点且满足∠ADB=90°,E为BC中点,连DE,求线段DE的取值范围.
简析:DE变量,取AB中点M,连EM,DM,由斜边中线和中位线性质可知,EM、DM为定值,EM=0.5AC=1,DM=0.5AB=2,线段DM、EM、DE构成三角形,根据三角形三边关系,可知:DM-EM≤DE≤DM+EM,即:1≤DE≤3.如下图:
练习6:已知RT△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°,BC=3,D为平面内一动点,且AD=2,连BD,E为BD中点,求线段BE的取值范围。
III通过构造直角三角形斜边上中线,转化线段,根据垂线段最短来解决线段最值问题:
例5:已知:△ABC中,∠B=45°,∠C=60°,D、E分别为AB、AC边上的一个动点,过D分别作DF⊥AC于F,DG⊥BC于G,过E作EH⊥AB 于H,EI⊥BC于I,连FG、HI,求证:FG与HI的最小值相等。
分析:本题图形复杂,先分别提炼出与FG、HI相关图形,思考:FG、HI该如何进行转化?
从简化后的图形可以看出上一讲的一类题型,共斜边的两直角三角形,容易联想的辅助线:连接斜边CD,并取其中点M,再连接FM、GM,易证:
GM=0.5CD=FM,∠FMG=2∠ACB=120°,由基本图形120°的等腰三角形三边关系,1:1:易知:FG=FM=CD,所以当CD取最小值时FG最小.根据垂线段最短可知:当CD⊥AB时,CD取最小值。
设BC=1,则:CD最小值=,FG 最小值=
HI的最小值同理可得,设BC=1,则HI最小值==FG最小值.如下图,
练习7:已知等边△ABC中,AB=6,D为AB上一个动点,过D分别作DF⊥AC于F,DE⊥BC于E,连EF,求线段EF的最小值。
小结:求线段最值问题的几何解法初中阶段必须要考虑到的应该是教材中的两个公理的应用:两点之间,线段最短和垂线段最短,本讲通过构造直角三角形斜边中线和中位线,让要求的动线段与两条定长线段组成三角形三边,根据三角形三边关系求出最值,或通过转化找出动线段与已知定长线段之间关系再根据垂线段最短求出最值!。