全国初中数学竞赛辅导 第三十五讲《中位线及其应用》教案1 北师大版.doc

第三十五讲 中位线及其应用中位线是三角形与梯形中的一条重要线段，由于它的性质与线段的中点及平行线紧密相连，因此，它在几何图形的计算及证明中有着广泛的应用例1 如图2-53所示ABC中，ADBC于D，E，F，ABC的面积分析 由条件知，EF，EG分别是三角形ABD和三角形ABC的中位线利用中位线的性质及条件中所给出的数量关系，不难求出ABC的高AD及底边BC的长解 由已知，E，F分别是AB，BD的中点，所以，EF是ABD的一条中位线，所以由条件AD+EF=12(厘米)得EF=4(厘米)，从而 AD=8(厘米)，由于E，G分别是AB，AC的中点，所以EG是ABC的一条中位线，所以BC=2EG=26=12(厘米)，显然，AD是BC上的高，所以例2 如图 2-54 所示ABC中，B，C的平分线BE，CF相交于O，AGBE于G，AHCF于H(1)求证：GHBC；(2)若AB=9厘米，AC=14厘米，BC=18厘米，求GH分析 若延长AG，设延长线交BC于M由角平分线的对称性可以证明ABGMBG，从而G是AM的中点；同样，延长AH交BC于N，H是AN的中点，从而GH就是AMN的中位线，所以GHBC，进而，利用ABC的三边长可求出GH的长度(1)证 分别延长AG，AH交BC于M，N，在ABM中，由已知，BG平分ABM，BGAM，所以ABGMBG(ASA)从而，G是AM的中点同理可证ACHNCH(ASA)，从而，H是AN的中点所以GH是AMN的中位线，从而，HGMN，即HGBC(2)解 由(1)知，ABGMBG及ACHNCH，所以AB=BM=9厘米，AC=CN=14厘米又BC=18厘米，所以BN=BC-CN=18-14=4(厘米)，MC=BC-BM=18-9=9(厘米)从而MN=18-4-9=5(厘米)，说明 (1)在本题证明过程中，我们事实上证明了等腰三角形顶角平分线三线合一(即等腰三角形顶角的平分线也是底边的中线及垂线)性质定理的逆定理：“若三角形一个角的平分线也是该角对边的垂线，则这条平分线也是对边的中线，这个三角形是等腰三角形”(2)“等腰三角形三线合一定理”的下述逆命题也是正确的：“若三角形一个角的平分线也是该角对边的中线，则这个三角形是等腰三角形，这条平分线垂直于对边”同学们不妨自己证明(3)从本题的证明过程中，我们得到启发：若将条件“B，C的平分线”改为“B(或C)及C(或B)的外角平分线”(如图2-55所示)，或改为“B，C的外角平分线”(如图2-56所示)，其余条件不变，那么，结论GHBC仍然成立同学们也不妨试证例3 如图2-57所示P是矩形ABCD内的一点，四边形BCPQ是平行四边形，A，B，C，D分别是AP，PB，BQ，QA的中点求证：AC=BD分析 由于A，B，C，D分别是四边形APBQ的四条边AP，PB，BQ，QA的中点，有经验的同学知道ABCD是平行四边形，AC与BD则是它的对角线，从而四边形ABCD应该是矩形利用ABCD是矩形的条件，不难证明这一点证 连接AB，BC，CD，DA，这四条线段依次是APB，BPQ，AQB，APQ的中位线从而ABAB，BCPQ，CDAB，DAPQ，所以，ABCD是平行四边形由于ABCD是矩形，PCBQ是平行四边形，所以ABBC，BCPQ从而ABPQ，所以 ABBC，所以四边形ABCD是矩形，所以AC=BD 说明 在解题过程中，人们的经验常可起到引发联想、开拓思路、扩大已知的作用如在本题的分析中利用“四边形四边中点连线是平行四边形”这个经验，对寻求思路起了不小的作用因此注意归纳总结，积累经验，对提高分析问题和解决问题的能力是很有益处的例4 如图2-58所示在四边形ABCD中，CDAB，E，F分别是AC，BD的中点求证：分析 在多边形的不等关系中，容易引发人们联想三角形中的边的不形中构造中位线，为此，取AD中点证 取AD中点G，连接EG，FG，在ACD中，EG是它的中位线(已知E是AC的中点)，所以同理，由F，G分别是BD和AD的中点，从而，FG是ABD的中位线，所以在EFG中，EFEG-FG 由，例5 如图2-59所示梯形ABCD中，ABCD，E为BC的中点，AD=DC+AB求证：DEAE分析 本题等价于证明AED是直角三角形，其中AED=90在E点(即直角三角形的直角顶点)是梯形一腰中点的启发下，添梯形的中位线作为辅助线，若能证明，该中位线是直角三角形AED的斜边(即梯形另一腰)的一半，则问题获解证 取梯形另一腰AD的中点F，连接EF，则EF是梯形ABCD的中位线，所以因为AD=AB+CD，所以从而1=2，3=4，所以2+3=1+4=90(ADE的内角和等于180)从而AED=2+3=90，所以 DEAE例6 如图2-60所示ABC外一条直线l，D，E，F分别是三边的中点，AA1，FF1，DD1，EE1都垂直l于A1，F1，D1，E1求证：AA1+EE1=FF1+DD1分析 显然ADEF是平行四边形，对角线的交点O平分这两条对角线，OO1恰是两个梯形的公共中位线利用中位线定理可证证 连接EF，EA，ED由中位线定理知，EFAD，DEAF，所以ADEF是平行四边形，它的对角线AE，DF互相平分，设它们交于O，作OO1l于O1，则OO1是梯形AA1E1E及FF1D1D的公共中位线，所以即 AA1+EE1=FF1+DD1练习十四1已知ABC中，D为AB的中点，E为AC上一点，AE=2CE，CD，BE交于O点，OE=2厘米求BO的长2已知ABC中，BD，CE分别是ABC，ACB的平分线，AHBD于H，AFCE于F若AB=14厘米，AC=8厘米，BC=18厘米，求FH的长3已知在ABC中，ABAC，ADBC于D，E，F，G分别是AB，BC，AC的中点求证：BFE=EGD4如图2-61所示在四边形ABCD中，AD=BC，E，F分别是CD，AB的中点，延长AD，BC，分别交FE的延长线于H，G求证：AHF=BGF5在ABC中，AHBC于H，D，E，F分别是BC，CA，AB的中点(如图2-62所示)求证：DEF=HFE6如图2-63所示D，E分别在AB，AC上，BD=CE，BE，CD的中点分别是M，N，直线MN分别交AB，AC于P，Q求证：AP=AQ7已知在四边形ABCD中，ADBC，E，F分别是AB，CD