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三角形中位线定理模型的应用

2021-09-10崔成进左效平

初中生学习指导·提升版 2021年4期
关键词:模型

崔成进 左效平

【构建模型】

1.  双中点模型

条件:如图1,在△ABC中,点D是AB的中点,点E是AC的中点;

结论:数量关系是[DE=12BC或BC=2DE],位置关系是[DE⫽BC]. (三角形中位线定理)

2. 中点 + 平行线模型

条件:如图1,在△ABC中,点D是AB的中点,DE[⫽]BC;

结论:数量关系是[DE=12BC或BC=2DE],位置关系是点E是AC的中点. (证明过程略)

通常借助辅助线构建三角形中位线定理模型,如:托底平行线型(如图2),中点平底线型(如图3).

【中考真题】

例1(2020·山东·临沂)如图4,菱形ABCD的边长为1,∠ABC = 60°,点E是AB上任意一点(端点除外),线段CE的垂直平分线分别交BD,CE于点F,G,AE,EF的中点分别为点M,N. (1)求证:AF = EF;(2)求MN + NG的最小值;(3)当点E在AB上运动时,∠CEF的大小是否变化?为什么?

解析:(1)如图5,连接CF,∵FG垂直平分CE,∴CF = EF,

∵四边形ABCD为菱形,∴A和C关于对角线BD对称,

∴CF = AF,∴AF = EF;

(2)如图6,连接AC,CF,∵M,N,G分别是AE,EF,CE的中点,

∴MN = [12]AF,NG = [12]CF,即MN + NG = [12](AF + CF),

当点F与菱形ABCD的对角线交点O重合时,AF + CF的值最小,即此时MN + NG的值最小,

∵菱形ABCD的边长为1,∠ABC = 60°,

∴△ABC为等边三角形,AC = AB = 1,即MN + NG的最小值为[12];

(3)∠CEF的大小不变. 理由:∵∠EGF = 90°,点N为EF的中点,∴GN = FN = EN,

∵AF = CF = EF,N为EF的中点,∴MN = GN = FN = EN,

∴△FNG为等边三角形,∴∠FNG = 60°,∴∠NGE + ∠CEF = 60°.

∵NG = NE,∴∠NGE = ∠CEF,∴∠CEF = 30°,为定值.

例2(2020·山东·青岛)如图7,在正方形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,点E在CD的延长线上,连接AE,点F是AE的中点,连接OF交AD于点G. 若DE = 2,OF = 3,则点A到DF的距离为 .

解析:如图7,过点A作AH⊥DF,交DF的延长线于点H,

∵點O是正方形ABCD对角线的交点,∴AO = OC,∵点F是AE的中点,

∴OF是△ACE的中位线,∴CE = 2OF = 6,∴CD = CE - DE = 4.

同理可证,GF是△ADE的中位线,∴GF = [12]DE = 1.

∵AD = 4,DE = 2,F是Rt△ADE斜边上的中线,

∴DF = [12]AE = [12][AD2+DE2=1242+22] = [5].

∵在△ADF中,[12]AD × GF = [12]DF × AH,∴AH = [AD×GFDF=4×15] = [455].

[同步演练]

1. (2020·陕西)如图8,在[▱]ABCD中,AB = 5,BC = 8. E是边BC的中点,F是[▱]ABCD内一点,且∠BFC = 90°. 连接AF并延长,交CD于点G. 若EF[⫽]AB,则DG的长为 ( ).

A.  2.5 B. 1.5 C. 3 D. 2

2. (2020·四川·凉山)如图9,[▱]ABCD的对角线AC,BD相交于点O,OE[⫽]AB交AD于点E,若OA = 1,△AOE的周长等于5,则[▱]ABCD的周长等于 .

3. (2020·湖北·荆门)如图10,在菱形ABCD中,E,F分别是AD,BD的中点,若EF = 5,则菱形ABCD的周长为( ).

A. 20 B. 30 C. 40 D. 50

答案:1. D(提示:延长CD,交BF的延长线……

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