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初中数学学霸秘籍8:中位线逆用 + 共底面积比

初中数学学霸秘籍8:中位线逆用 + 共底面积比

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【二日一题261008】中位线逆用 + 共底面积比

【题目】如图,在 △ABC 外有一点 E,连接 EA、EB、EC,D 在 BE 上。已知 BD = DE,AD ∥ CE,S△ABC = 3S△EBC。若 CE = 1,则 AD = ______。

D站在BE的正中间,AD又与CE平行——这两句话里藏着一条中位线

先说答案:5/2。这题是"中点 + 平行"的送分组合:延长 AD 交 BC 于 F,中位线偷来一半(DF = ½CE);再用"共底三角形面积比 = 高之比",经一对相似直角三角形把 3 传给 AF——AF = 3CE。相减,AD = 3 − ½ = 5/2。

1第一步:延长 AD 交 BC 于 F——中位线逆用

设直线 AD 与 BC 交于点 F(AD 是斜的,延长下去必与 BC 相遇)。看 △BCE:

① BD = DE,D 是 BE 的中点;

② A、D、F 三点共线,而 AD ∥ CE,所以DF ∥ CE。

"过一边中点、平行于另一边的直线,必平分第三边"——这是中位线定理的逆用,所以 F 是 BC 的中点。并且 DF 恰好是 △BCE 的中位线:

BF = FC,DF = ½CE = ½

于是 AD = AF − DF:DF 已经到手,整道题只剩下求 AF。

2第二步:共底三角形,面积比就是高之比

△ABC 与 △EBC 有同一条底边 BC。作 AH⊥BC 于 H,EM⊥BC 于 M,两个面积都用 BC 当底来算:

S△ABC = ½·BC·AH,S△EBC = ½·BC·EM

底相同,约掉,面积比只剩高之比:

AH / EM = S△ABC / S△EBC = 3

3第三步:相似传话,把 3 送到 AF 身上

高有了,但 AF 是斜线,得找一对相似三角形当"翻译"。看 △AFH 与 △ECM:

① FA ∥ CE,被直线 BC 所截,∠AFH = ∠ECM(同位角);

② ∠AHF = ∠EMC = 90°。

两角对应相等,△AFH ∽ △ECM。相似三角形对应边成比例,斜边比等于对边(高)之比:

AF/CE=AH/EM=3⟹AF=3CE=3

图 2  延长线搭出 F,两条垂线撑起一对相似直角三角形

4第四步:整体减局部,收口

A、D、F 依次共线(F 在最下、D 居中、A 在上),所以

AD = AF − DF = 3CE − ½CE = (5/2)·CE = 5/2

图 3  AF 里被中位线偷走的那一小段,正好是 ½CE

一句话记住这题的骨架:见"中点 + 平行"先延长造中位线,见"共底面积比"先翻译成高之比,再靠相似把比值送上斜线段。

三句话带走

·中点 + 平行 = 中位线 —— D 平分 BE、DF∥CE,逆用中位线定理:F 平分 BC,DF = ½CE。"一半"先到手。

·共底面积比 = 高之比 —— 同底 BC 一约,S 比 3 就是 AH/EM = 3;再由 △AFH∽△ECM 把 3 传给 AF/CE,得 AF = 3CE。

·整体减局部 —— AD = AF − DF = 3CE − ½CE = (5/2)CE,代 CE = 1 得 5/2。

— END —

答案:5/2。哪一步卡住了,留言说一声。

学习加总结可成学霸。

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