巧构中位线解题

2022-07-06 04:38赵军郑丽娜
数理天地(初中版) 2022年19期
关键词:平面几何

赵军 郑丽娜

【摘要】三角形是平面几何的基本图形,也是日常生活中的常见图形,三角形中位线定理在平面几何中有着举足轻重的地位,是中考试题的“嘉宾”,中位线定理及其应用值得同学们学习和研究.

【关键词】平面几何;三角形中位线;构造中位线

三角形中位线定理是平面几何的一个重要结论,它在解题中应用广泛,当题目的条件中有中点或能产生中点时,可考虑构造三角形的中位线,进而运用三角形的中位线定理解题,下面介绍五种常见的构造中位线的方法,供大家参考.

1直接连两边中点

例1如图1所示,△ABC中,点D,E,F分别是AB,AC,BC的中点,求证:AF与DE互相平分.

分析图中共有三个中点,因此可连接DF,EF,则DF,EF都是△ABC的中位线.

证明连接DF,EF,则DF∥AC,EF∥AB,所以四边形ADEF是平行四边形,所以AF与DE互相平分.

2构造三角形中线

分析条件中虽然给出了两个中点E、B,但它们不在同一個三角形中,因而不能发挥中位线的作用,故可取AC的中点F,连接BF,则BF是△ADC的中位线.

由题意可知AF=AE,∠A=∠A,AB=AC,

所以△AFB≌△AEC,

所以BF=CE,

所以CE=CD.

3利用中位线作底边

例3如图3是跷跷板示意图,横板AB绕中点O上下转动,立柱OC与地面垂直,设B点的最大高度为h1.若将横板AB换成横板A′B′,且A′B′=2AB,O仍为A′B′的中点,设B′点的最大高度为h2,则下列结论正确的是()

(A)h2=2h1.(B)h2=1.5h1.

(C)h2=h1.(D)h2=h1.

分析首先根据题意画出示意图,抓住OC是△ABD,△A′B′D′的中位线,利用中位线定理可得出结论.

解因为OC∥BD∥B′D′,且O为中点,

所以C是AD,A′D′的中点,

所以OC是△ABD,△A′B′D′的中位线,

所以h1=h2=2OC,

故选(C).

4条件中无中点时,完善图形找中位线

例4如图4所示,在△ABC中,BE,CF都是角平分线,AG⊥FC,AH⊥BE,G,H为垂足,求证GH∥BC.

分析条件中没有中点,延长AG,AH分别交BC于点M,N,易得G,H分别是AM,AN的中点,则GH是△AMN的中位线.

证明延长AG,AH分别交BC于点M,N,

因为∠ACG=∠MCG,

CG=CG,

∠AGC=∠MGC=90,

所以△AGC≌△MGC,

所以AG=GM.

同理AH=MN.

所以GH是△AMN的中位线,

所以GH∥BC.

5作四边形对角线

例5如图5所示,四边形ABCD是平行四边形,AF交BD的延长线于点E,且AE=EF,连接CF,求证BE∥CF.

分析连接平行四边形的对角线AC,交BD于点H,则H为AC的中点,由此得HE是△ACF 的中位线.

证明连接AC,因为四边形ABCD是平行四边形,所以对角线AC与BD互相平分,

所以AH=HC,

因为AE=EF,

所以HE是△ACF的中位线,

所以BE∥EF.

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