三角形中位线定理 三角形中位线证明4种
三角形中位线定义:连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线。
定理:三角形的中位线平行于三角形的第三边,并且等于第三边的二分之一。
利用中位线定理可以证明线段平行,线段的倍分关系
常用结论
根据三角形中位线定理可以推出以下常用结论,如图D、E、F分别是三边的中点:
①三条中位线将原三角形分成四个全等的三角形
即△ADF≌△DBE≌△FEC≌△EFD,这四个三角形的面积都是△ABC面积的四分之一。
②三条中位线形成的三角形的周长是原三角形的二分之一。
由于DE=AC/2,EF=AB/2,DF=BC/2,
所以△DEF的周长=DE+EF+DF=AC/2+AB/2+BC/2=△ABC的周长的一半
③任意两条中位线的夹角等于它所对的三角形顶角。
即∠DEF=∠A,∠DFE=∠B,∠EDF=∠C,导角时经常用到这个结论。
④三角形内中线和与它相交的中位线互相平分。
如图中线AE与中位线DF互相平分,可以根据四边形ADEF是平行四边形得到此结论。
⑤顺次连接任意四边形各边中点得到的四边形是平行四边形
如图,EFGH分别是四边形ABCD各边中点,则中点四边形EFGH是平行四边形。
中点四边形EFGH的周长=AC+BD
中点四边形EFGH的面积=四边形ABCD面积的一半
特殊情况:
当四边形ABCD的对角线相等时,即AC=BD时,中点四边形EFGH是菱形
当四边形ABCD的对角线垂直时,即AC⊥BD时,中点四边形EFGH是矩形
当四边形ABCD的对角线垂直且相等时,即AC与BD垂直且相等时,中点四边形EFGH是正方形
常用辅助线
①如果题目中出现中点,那么应该想到构造中位线
- 构造另一个中点得到中位线
- 过该中点作平行线得到中位线(初二根据平行无法证明另一个中点,适合初三时使用)
例题,如图正方形ABCD,AC交BD于点O,∠BDC的角平分线交AC于点F,交BC于点E,求证BE=2OF。
要证明的是线段的二倍关系,容易想到中位线。这里O是BD中点,那么我们尝试构造中位线。
方法一:作DE中点H,连接OH,则OH是△DBE的中位线,即BE=2OH,BE∥OH。接下来证明OF=OH即可。
导角,∠1+∠3=90°,∠2+∠4=90°,且∠1=∠2,所以∠3=∠4。BE∥OH所以∠4=∠5,得到∠3=∠5,所以OF=OH,即BE=2OF。
方法二:延长DF至点G,使FG=DF,连接BG,则OF是△DBG的中位线,即BG=2OF,BG∥OF。接下来证明BG=BE即可。
导角,BG∥OF所以∠DBG=90°,∠1+∠3=90°,∠2+∠4=90°,且∠1=∠2,所以∠3=∠4。且∠4=∠5,得到∠3=∠5,所以BG=BE,即BE=2OF。
②若题目中有多个中点,那么极有可能是连接中点,通过中位线来解题。
例题,如图四边形ABCD中,∠ABC=90°,AC=AD,E、F分别是AC、CD中点,连接BE、BF,若BE=BF,求证:2∠BAC+∠CAD=60°。
简证,由于E、F都是中点,可以想到连接EF得到中位线,这样可以得到线段的数量关系,以及平行线,有利于导角从而证明角的关系。
连接EF,则EF//AD,EF=1/2 AD,易知EF=BE=BF,所以△BFE是等边三角形,∠BEF=60°。
所以2∠BAC+∠CAD=∠BEC+∠CEF=∠BEF=60°。