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专题 6.7 三角形的中位线(知识讲解)
【学习目标】
1. 理解三角形的中位线的概念,掌握三角形的中位线定理;
2. 运用三角形中位线与第三边的位置关系、数量关系解决问题;
3. 理解并掌握三角形中位线定理的拓展结论。
【要点梳理】
要点一、三角形的中位线
1.定义:连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线.
2.定理:三角形的中位线平行于三角形的第三边,且等于第
三边的一半.
特别说明:
(1)三角形有三条中位线,每一条与第三边都有相应的位置关系与数量关系.
(2)三角形的三条中位线把原三角形分成可重合的 4个小三角形.因而每个小三角形的周
1 1
长为原三角形周长的2 ,每个小三角形的面积为原三角形面积的4 .
(3)三角形的中位线不同于三角形的中线.
要点二、中点三角形
定义:中点三角形就是把一个三角形的三边中点顺次连接起
来的一个新三角形.
性质:
(1)这个新三角形的各个边长分别是原来三角形三边长的
一半且分别平行,角的度数与原三角形分别相等,4个三角
形都全等
(2)中点三角形周长是原三角形的周长一半。
(3)中点三角形面积是原三角形面积的四分之一。
补充:中点三角形与原三角形不仅相似,而且位似。
要点三、中点四边形
定义:依次连接任意四边形各边中点所得的四边形称为中点四边
形。中点四边形的形状与原四边形的对角线的数量和位置关系有
关。
性质(1)不管原四边形的形状怎样改变,中点四边形的形状始
终是平行四边形。【典型例题】
类型一、与三角形中位线有关的求解问题
1.如图, 中,对角线AC、BD相交于点O,点 E, F,G,H分别是
OA、OB、OC、OD的中点,顺次连接EFGH.
(1)求证:四边形EFGH 是平行四边形
(2)若 的周长为2(AB+BC)=32,则四边形EFGH的周长为__________
【答案】(1)见解析;(2)16
【分析】
(1)根据平行四边形的性质,可得OA=OC,OB=OD,从而得到OE=OG,OF=OH,
即可求证;
(2)根据三角形中位线定理,可得 ,从而得到
,再由(1)四边形EFGH是平行四边形,即可求解.
(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
∵点 E、 F、G、H分别是OA、OB、OC、OD的中点,
∴ ,
∴OE=OG,OF=OH,
∴四边形EFGH是平行四边形;
(2)∵点 E、 F、G、H分别是OA、OB、OC、OD的中点,
∴ ,
∴ ,
∵ 的周长为2(AB+BC)=32,∴ ,
∴ ,
由(1)知:四边形EFGH是平行四边形,
∴四边形EFGH的周长为 .
【点拨】本题主要考查了平行四边形的判定和性质,三角形的中位线定理,熟练掌
握平行四边形的判定和性质定理,三角形的中位线定理是解题的关键.
举一反三:
【变式】如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D.
(1)若DE∥AB交AC于点E,证明:△ADE是等腰三角形;
(2)若BC=12,DE=5,且E为AC中点,求AD的值.
【答案】(1)见解析;(2)8
【分析】(1)根据“三线合一”性质先推出∠BAD=∠CAD,再结合平行线的性质推
出∠BAD=∠ADE,从而得到∠ADE=∠EAD,即可根据“等角对等边”证明;
(2)根据题意结合中位线定理可先推出AC=2DE,然后在Rt△ADC中利用
勾股定理求解即可.
(1)证明:∵在△ABC中,AB=AC,
∴△ABC为等腰三角形,
∵AD⊥BC于点D,
∴由“三线合一”知:∠BAD=∠CAD,
∵DE∥AB交AC于点E,
∴∠BAD=∠ADE,
∴∠CAD=∠ADE,
即:∠ADE=∠EAD,
∴AE=DE,
∴△ADE是等腰三角形;(2)解:由“三线合一”知:BD=CD,
∵BC=12,
∴DC=6,
∵E为AC中点,
∴DE为△ABC的中位线,
∴AB=2DE,
∴AC=AB=2DE=10,
在Rt△ADC中, ,
∴AD=8.
【点拨】本题考查等腰三角形的性质与判定,勾股定理解三角形,以及三角形的中位
线定理等,掌握等腰三角形的基本性质,熟练运用中位线定理和勾股定理计算是解题关键.
类型二、与三角形中位线有关的面积问题
2.如图,在 中, , 分别为 , 的中点,延长 至点 ,使
,连接 和 .
(1)求证:四边形 是平行四边形.
(2)若四边形 的面积为 ,求 的面积.
【答案】(1)见解析;(2)8
【分析】(1)先说明 为 的中位线,可得 、 ,又
,则根据一组对边平行且相等则为平行四边形即可证明;
(2)根据平行四边形的性质可得 的面积 的面积 ,再说明
的面积 的面积 ,进而说明 的面积 的面积 ,最后
根据图形即可解答.证明:∵ , 分别为 , 的中点,
∴ 为 的中位线,
∴ , .
∵ ,
∴ .
∵ ,
∴四边形 是平行四边形;
解:∵四边形 是平行四边形,
∴ 的面积 的面积 .
∵ 是 的中点,
∴ 的面积 的面积 .
∵ 是 的中点,
∴ 的面积 的面积 ,
∴ 的面积 .
【点拨】本题主要考查了平行四边形的判定与性质、三角形中位线以及三角形的面积
计算,掌握平行四边形的判定与性质成为解答本题的关键.
举一反三:
【变式】如图1,在四边形 中, 、 、 、 分别是 、 、 、
的中点.
(1)求证:四边形 是平行四边形;
(2)如图2,延长 、 相交于点 ,连接 、 、 ,若 ,求四
边形 的面积.【答案】(1)证明见解析;(2)4.
【分析】
(1)先根据三角形中位线定理可得 ,同理可得
,从而可得 ,再根据平行四边形的判定即可得证;
(2)连接 ,先根据三角形中位线定理可得 ,根据同底等高可
得 ,同理可得 ,从而可得 ,再根据等底同高
可得 ,从而可得 ,然后利用同样的方
法即可求出四边形 的面积.
证明:(1) 分别是 的中点,
,
同理可得: ,
,
四边形 是平行四边形;
(2)如图,连接 ,
分别是 的中点,
,(同底等高),
同理可得: ,
,
又 是 的中点,
,
(等底同高),
,
同理可得: ,
即四边形 的面积为4.
【点拨】本题考查了三角形中位线定理、平行四边形的判定、三角形的中线等知识点,
较难的是题(2),通过作辅助线,利用到三角形中位线定理和三角形的中线是解题关键.
类型三、与三角形中位线有关的证明
3.如图所示,四边形ABCD中,Q是CD上的一定点,P是BC上的一动点,E、F
分别是PA、PQ两边的中点;当点P在BC边上移动的过程中,线段EF的长度将( ).
A.先变大,后变小 B.保持不变
C.先变小,后变大 D.无法确定
【答案】B
【分析】连接 ,根据题意可得 为 的中位线,可知 ,由此可知
不变.
解答:如图,连接AQ,∵ , 分别为 、 的中点,
∴ 为 的中位线,
∴ ,
∵ 为定点,
∴ 的长不变,
∴ 的长不变,
故选:
【点拨】本题主要考查三角形中位线定理,掌握三角形中位线平行于第三边且等于第三边
的一半是解题的关键.
举一反三:
【变式】如图,在 中,AE平分 , 于点E,点F是BC的中点
(1)如图1,BE的延长线与AC边相交于点D,求证:
(2)如图2, 中 , ,求线段EF的长.
【答案】(1)见解析;(2)2
【分析】
(1)利用ASA定理证明△AEB≌△AED,得到BE=ED,AD=AB,根据三角形中位线定
理解答;
(2)分别延长BE、AC交于点H,仿照(1)的过程解答.
(1)证明:∵AE平分 , ,∴∠BAE=∠DAE,∠AEB=∠AED=90°,
在△AEB和△AED中,
,
∴△AEB≌△AED(ASA)
∴BE=ED,AD=AB,
∵点F是BC的中点,
∴BF=FC,
∴EF是△BCD的中位线,
∴EF= CD= (AC-AD)= (AC-AB);
(2)解:分别延长BE、AC交于点H,
∵AE平分 , ,
∴∠BAE=∠DAE,∠AEB=∠AED=90°,
在△AEB和△AEH中,
,
∴△AEB≌△AEH(ASA)
∴BE=EH,AH=AB=9,
∵点F是BC的中点,
∴BF=FC,
∴EF是△BCD的中位线,
∴EF= CH= (AH-AC)=2.【点拨】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.
类型四、与三角形中位线有关的应用
4.如图,在四边形ABCD中,AD BC,∠ABC=∠ADC,对角线AC、BD交
于点O,AO=BO,DE平分∠ADC交BC于点E,连接OE.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)若AB=1,求 OEC的面积.
【答案】(1)见解析;(2)
【分析】
(1)证出∠BAD=∠BCD,得出四边形ABCD是平行四边形,得出OA=OC,OB=
OD,证出AC=BD,即可解决问题;
(2)作OF⊥BC于F,根据矩形的性质得出BF=FC,由三角形中位线定理求出OF的
长,由角的平分线的定义与∠ADC=90°求出EC的长,最后根据三角形面积公式进行求解.
解:(1)∵AD∥BC,
∴∠ABC+∠BAD=180°,∠ADC+∠BCD=180°,
∵∠ABC=∠ADC,
∴∠BAD=∠BCD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴OA=OC,OB=OD,
∵OA=OB,
∴AC=BD,
∴四边形ABCD是矩形;(2)过点O作OF⊥BC于F,
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=1,∠BCD=90°,AO=CO,BO=DO,AC=BD,
∴AO=BO=CO=DO,
∴BF=FC,
∴OF是△BDC的中位线,
∴ ,
∵DE平分∠ADC,∠ADC=90°,
∴∠EDC=45°,
∴∠DEC=180°-∠EDC-∠ECD=45°,
∴在Rt△EDC中,EC=CD=1
∴△OEC的面积 .
【点拨】本题考查矩形的判定与性质,三角形中位线定理,角平分线的定义,等腰直
角三角形的性质与判定,通过巧作辅助线构造三角形中位线是解题的关键.
举一反三:
【变式】如图,点O是 内一点,连接OB、OC,线段AB、OB、OC、AC的中点分
别为D、E、F、G .
(1)判断四边形DEFG的形状,并说明理由;
(2)若M为EF的中点, , 和 互余,求线段OM的长.【答案】(1)平行四边形,理由见解析;(2)
【分析】
(1)根据中位线的性质定理可分别得DG∥BC, ,EF∥BC, ,从而
可判断四边形DEFG的形状;
(2)由 和 互余,可得OB⊥OC,由 可得EF的长度,由直角三角形
斜边上中线的性质即可求得OM的长.
(1)解答:四边形DEFG是平行四边形,理由如下:
∵D、G分别是AB、AC的中点,
∴DG是△ABC的中位线,
∴DG∥BC, ,
同理:EF∥BC, ,
∴DG∥EF,DG=EF
∴四边形DEFG是平行四边形;
(2)∵ 和 互余,
∴OB⊥OC,
∵ , ,
∴EF=3,
∵M点是EF的中点,
∴OM为Rt△EOF斜边上的中线,
∴ .
【点拨】本题考查了三角形中位线定理,平行四边形的判定,直角三角形的判定,直角三角形斜边上中线的性质,熟练掌握这些知识并灵活运用是解决本题的关键.