【重难点讲义】浙教版数学八年级下册-第07讲 三角形的中位线专题复习
展开第7讲 三角形的中位线专题探究
类型一 三角形中位线定理
【知识点睛】
三角形中位线定理的应用
(1)证明平行问题;
(2)证明一边是另一边的2倍或
(3)解决"中点问题".
注意∶在处理这些问题时,要求出现三角形及其中位线:
①有中点连线而无三角形,要作辅助线产生三角形;
②有三角形而无中位线,要作中点的连线或过中点作平行线.
【类题训练】
1.如图,四边形ABCD中,AB∥CD,AB=5,DC=11,AD与BC的和是12,点E、F、G分别是BD、AC、DC的中点,则△EFG的周长是( )
A.8 B.9 C.10 D.12
【分析】连接AE,并延长交CD于K,根据平行线的性质得到∠BAE=∠DKE,∠ABD=∠EDK,根据三角形中位线的性质得到BE=DE,根据全等三角形的性质得到DK=AB,AE=EK,EF为△ACK的中位线,求得EF=CK=(DC﹣DK)=(DC﹣AB),根据三角形的中位线得到EG=BC,FG=AD,根据三角形的周长得到即可得到结论.
【解答】解:连接AE,并延长交CD于K,
∵AB∥CD,
∴∠BAE=∠DKE,∠ABD=∠EDK,
∵点E、F、G分别是BD、AC、DC的中点.
∴BE=DE,
在△AEB和△KED中,,
∴△AEB≌△KED(AAS),
∴DK=AB,AE=EK,EF为△ACK的中位线,
∴EF=CK=(DC﹣DK)=(DC﹣AB),
∵EG为△BCD的中位线,
∴EG=BC,
又FG为△ACD的中位线,
∴FG=AD,
∴EG+GF=(AD+BC),
∵AD+BC=12,AB=5,DC=11,即DC﹣AB=6,
∴EG+GF=6,FE=3,
∴△EFG的周长是6+3=9.
故选:B.
2.如图,△ABC中,点D,E在边BC上,∠ABC的平分线垂直AE,垂足为点N,∠ACB的平分线垂直AD,垂足为点M,连接MN.若BC=7,MN=,则△ABC的周长为( )
A.17 B.18 C.19 D.20
【分析】利用ASA定理证明△BNA≌△BNE,根据全等三角形的性质得到BE=BA,AN=NE,同理得到CD=CA,AM=MD,根据三角形中位线定理求出DE,根据三角形的周长公式计算,得到答案.
【解答】解:在△BNA和△BNE中,
,
∴△BNA≌△BNE(ASA),
∴BE=BA,AN=NE,
同理,CD=CA,AM=MD,
∵AM=MD,AN=NE,MN=,
∴DE=2MN=3,
∵BE+CD﹣BC=DE,
∴AB+AC=BC+DE=10,
∴△ABC的周长=AB+AC+BC=10+7=17,
故选:A.
3.如图,△ABC的面积是16,点D、E、F、G分别是BC、AD、BE、CE的中点,则△AFG的面积是( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【分析】根据中线的性质,可得:△AEF的面积=×△ABE的面积=×△ABD的面积=×△ABC的面积=2,△AEG的面积=2,根据三角形中位线的性质可得△EFG的面积=×△BCE的面积=2,进而得到△AFG的面积.
【解答】解:∵点D是BC的中点,
∴AD是△ABC的中线,
∴△ABD的面积=△ADC的面积=×△ABC的面积,
同理得:△AEF的面积=×△ABE的面积=×△ABD的面积=×△ABC的面积=×16=2,
△AEG的面积=2,
△BCE的面积=×△ABC的面积=8,
又∵FG是△BCE的中位线,
∴△EFG的面积=×△BCE的面积=×8=2,
∴△AFG的面积是2×3=6,
故选:A.
4.如图,在△ABC中,∠A=90°,AC>AB>4,点D、E分别在边AB、AC上,BD=4,CE=3,取DE、BC的中点M、N,线段MN的长为( )
A.2.5 B.3 C.4 D.5
【分析】如图,作CH∥AB,连接DN,延长DN交CH于H,连接EH,首先证明CH=BD,∠ECH=90°,解直角三角形求出EH,利用三角形中位线定理即可解决问题.
【解答】解:作CH∥AB,连接DN并延长交CH于H,连接EH,
∵BD∥CH,
∴∠B=∠NCH,∠ECH+∠A=180°,
∵∠A=90°,
∴∠ECH=∠A=90°,
在△DNB和△HNC中,
,
∴△DNB≌△HNC(ASA),
∴CH=BD=4,DN=NH,
在Rt△CEH中,CH=4,CE=3,
∴EH===5,
∵DM=ME,DN=NH,
∴MN=EH=2.5,
故选:A.
5.如图,DE是△ABC的中位线,∠ABC的角平分线交DE于点F,AB=8,BC=12,则EF的长为( )
A.1 B.1.5 C.2 D.2.5
【分析】延长AF交BC于H,由三角形中位线定理得到DE∥BC,DE=BC=6,AF=FH,再证△BFA≌△BFH(AAS),得BH=AB=8,然后由三角形中位线定理得DF=4,求解即可.
【解答】解:连接AF并延长交BC于H,如图所示:
∵点D、E分别为边AB、AC的中点,
∴DE∥BC,DE=BC=6,AF=FH,
在△BFA和△BFH中,
,
∴△BFA≌△BFH(AAS),
∴BH=AB=8,
∵AD=DB,AF=FH,
∴DF是△ABH的中位线,
∴DF=BH=4,
∴EF=DE﹣DF=2,
故选:C.
解法二:
∵DE是△ABC的中位线,AB=8,BC=12,
∴BD=AB=4,DE∥BC,DE=BC=6,
∴∠DFB=∠CBF,
∵BF是∠ABC的平分线,
∴∠DBF=∠CBF,
∴∠DFB=∠DBF,
∴DF=BD=4,
∴EF=DE﹣DF=6﹣4=2,
故选:C.
6.如图,在△ABC中,D是BC边的中点,AE是∠BAC的角平分线,AE⊥CE于点E,连接DE.若AB=7,DE=1,则AC的长度是( )
A.4 B.4.5 C.5 D.5.5
【分析】延长CE,交AB于点F,通过ASA证明△EAF≌△EAC,根据全等三角形的性质得到AF=AC,EF=EC,根据三角形中位线定理得出BF=2,即可得出结果.
【解答】解:延长CE,交AB于点F.
∵AE平分∠BAC,AE⊥CE,
∴∠EAF=∠EAC,∠AEF=∠AEC,
在△EAF与△EAC中,
,
∴△EAF≌△EAC(ASA),
∴AF=AC,EF=EC,
又∵D是BC中点,
∴BD=CD,
∴DE是△BCF的中位线,
∴BF=2DE=2.
∴AC=AF=AB﹣BF=7﹣2=5;
故选:C.
7.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,点N是BC边上一点,点M为AB边上的动点,点D、E分别为CN,MN的中点,则DE的最小值是( )
A.2 B. C.3 D.
【分析】连接CM,当CM⊥AB时,DM的值最小(垂线段最短),此时DE有最小值,根据勾股定理求出AB,根据三角形的面积公式求出CM,根据三角形的中位线得出DE=CM即可.
【解答】解:连接CM,当CM⊥AB时,CM的值最小(垂线段最短),此时DE有最小值,
理由是:∵∠C=90°,AC=6,BC=8,
∴AB===10,
∴AC•BC=,
∴=,
∴CM=,
∵点D、E分别为CN,MN的中点,
∴DE=CM==,
即DE的最小值是,
故选:B.
8.如图,AB∥CD,AC、BD相交于P,E、F分别为AC、BD的中点,若AB=10,CD=6,则EF的长是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】连接CF并延长,交AB于G,证明△DFC≌△BFG,根据全等三角形的性质得到BG=CD=6,CF=FG,进而求出AG,根据三角形中位线定理定理计算即可.
【解答】解:连接CF并延长,交AB于G,
∵AB∥DC,
∴∠D=∠B,
∵F为BD的中点,
∴DF=BF,
在△DFC和△BFG中,
,
∴△DFC≌△BFG(ASA),
∴BG=CD=6,CF=FG,
∴AG=AB﹣BG=4,
∵CF=FG,CE=EA,
∴EF=AG=×4=2,
故选:B.
9.如图,直线y=﹣x+4与坐标轴交于A、B两点,点C为坐标平面内一点,BC=1,点M为线段AC的中点,连接OM,则线段OM的最小值是( )
A.2+ B.2﹣ C.1 D.2
【分析】根据同圆的半径相等可知:点C在半径为1的⊙B上,通过画图可知,C在BD与圆B的交点时,OM最小,在DB的延长线上时,OM最大,根据三角形的中位线定理可得结论.
【解答】解:如图,∵直线y=﹣x+4与坐标轴交于A,B两点,
∴A(4,0),B(0,4),
∴OA=OB=4,
∵点C为坐标平面内一点,BC=1,
∴C在⊙B上,且半径为1,
取OD=OA=4,连接CD,
∵AM=CM,OD=OA,
∴OM是△ACD的中位线,
∴OM=CD,
当OM最小时,即CD最小,而D,B,C三点共线时,当C在线段DB上时,OM最小,
∵OB=OD=4,∠BOD=90°,
∴BD=4,
∴CD=4﹣1,
∴OM=CD=2﹣,即OM的最小值为=2﹣,
故选:B.
10.如图,在△ABC中,CE是中线,CD是角平分线,AF⊥CD交CD延长线于点F,若AC=8,BC=5,则EF的长为 1.5 .
【分析】延长AF,CB交于点G,证明△ACF≌△GCF( ASA),得到CG=AC=8,AF=FG,求出BG,再根据三角形中位线定理解答即可.
【解答】解:如图,延长AF,CB交于点G,
∵CD是△ABC的角平分线,
∴∠ACF=∠GCF,
∵AF⊥CD,
∴∠AFC=∠GFC=90°,
在△ACF和△GCF中,
,
∴△ACF≌△GCF( ASA),
∴CG=AC=8,AF=FG,
∴BG=CG﹣CB=8﹣5=3,
∵AE=EB,AF=FG,
∴EF为△ABG的中位线,
∴,
故答案为:1.5.
11.如图,在△ABC中,已知AB=8,BC=6,AC=7,依次连接△ABC的三边中点,得到△A1B1C1,再依次连接△A1B1C1的三边中点,得到△A2B2C2,…,按这样的规律下去,△A2022B2022C2022的周长为 .
【分析】根据三角形中位线定理得到A1B1=AB,A1C1=AC,B1C1=BC,总结规律,根据规律解答即可
【解答】解:∵A1、B1、C1分别为BC、AC、AB的中点,
∴A1B1=AB,A1C1=AC,B1C1=BC,
∴△A1B1C1的周长=×△ABC的周长=×21,
……
∴△A2022B2022C2022的周长=×21,
故答案为:.
12.如图,四边形ABCD中,AD=BC,P是对角线BD的中点,N、M分别是AB、CD的中点,求证:∠PMN=∠PNM.
【分析】先说明PN是△DBC的中位线得到PN=BC,同理可得PM=AD,进而得到PN=PM,最后根据等腰三角形的性质即可证明结论.
【解答】解:∵P是对角线BD的中点,N分别是AB的中点,
∴PN是△DBC的中位线,
∴PN=BC,
同理:PM=AD,
∵AD=BC,
∴PN=PM,
∴∠PMN=∠PNM.
类型二 三角形中位线在四边形中的应用
【知识点睛】
四边形中中位线的构造
(1) 四边形边上有中点时,取其对角线中点构造三角形中位线;
(2) 四边形对角线上有中点时,取边的中点构造三角形中位线.
此类中位线的构造常出现在等对边四边形或等对角线四边形题目中,用于判断线段关系或由线段引发的角度关系。
注意∶构造出的中位线往往是相等的,且正好是等对边或等对角线的一半.
【类题训练】
1.如图所示,已知四边形ABCD,R、P分别是DC、BC上的点,点E、F分别是AP、RP的中点,当点P在边BC上从点B向点C移动,且点R从点D向点C移动时,那么下列结论成立的是( )
A.线段EF的长逐渐增大
B.线段EF的长逐渐减少
C.线段EF的长不变
D.△ABP和△CRP的面积和不变
【分析】连接AR,根据三角形的中位线定理可得EF=AR,根据AR的变化情况即可判断.
【解答】解:连接AR,
∵E,F分别是AP,RP的中点,
∴EF=AR,
∵当点P在BC上从点C向点B移动,点R从点D向点C移动时,AR的长度逐渐增大,
∴线段EF的长逐渐增大.
S△ABP+S△CRP=BC•(AB+CR).
∵CR随着点R的运动而减小,
∴△ABP和△CRP的面积和逐渐减小.
观察选项,只有选项A符合题意.
故选:A.
2.如图,四边形ABCD中,AD=BC,点P是对角线BD的中点,E、F分别是AB、CD的中点,若∠EPF=130°,则∠PEF的度数为( )
A.25° B.30° C.35° D.50°
【分析】根据三角形中位线定理得到PF=BC,PE=AD,进而证明PF=PE,根据等腰三角形的性质、三角形内角和定理计算,得到答案.
【解答】解:∵P、F分别是BD、CD的中点,
∴PF=BC,
同理可得:PE=AD,
∵AD=BC,
∴PF=PE,
∵∠EPF=130°,
∴∠PEF=∠PFE=×(180°﹣130°)=25°,
故选:A.
3.如图,四边形ABCD中,AD∥BC,AD=2,BC=5,点E,F分别是对角线AC,BD的中点,则EF的长为( )
A.1 B.1.5 C.2.5 D.3.5
【分析】延长FE交CD于点G,由点E,F分别是对角线AC,BD的中点,从而得FG是△BCD的中位线,则有FG=2.5,再由AD∥BC,则有FG∥AD,EG是△ACD的中位线,则有EG=1,从而可求EF的长.
【解答】解:∵取DC中点G,连结FG、EG,如图所示:
∵点E,F分别是对角线AC,BD的中点,
∴FG∥BC,EG∥AD,
∵AD∥BC,
∴EG∥BC,FG∥EG,
∴E、F、G三点共线,
∴FG是△BCD的中位线,
∴FG=BC=2.5,
∵AD∥BC,
∴EG∥AD,
∴EG是△ACD的中位线,
∴EG=AD=1,
∴EF=FG﹣EG=1.5.
故选:B.
4.如图,四边形ABCD中,E,F分别是边AB,CD的中点,则AD,BC和EF的关系是( )
A.AD+BC>2EF B.AD+BC≥2EF C.AD+BC<2EF D.AD+BC≤2EF
【分析】取AC的中点G,连接EF,EG,GF,根据三角形中位线定理求出EG=BC,GF=AD,再利用三角形三边关系:两边之和大于第三边,即可得出AD,BC和EF的关系.
【解答】解:如图,取AC的中点G,连接EF,EG,GF,
∵E,F分别是边AB,CD的中点,
∴EG,GF分别是△ABC和△ACD的中位线,
∴EG=BC,GF=AD,
在△EGF中,由三角形三边关系得EG+GF>EF,即BC+AD>EF,
∴AD+BC>2EF,
当AD∥BC时,点E、F、G在同一条直线上,
∴AD+BC=2EF,
所以四边形ABCD中,E,F分别是边AB,CD的中点,则AD,BC和EF的关系是AD+BC≥2EF.
故选:B.
5.如图,在△ABC中,∠A=90°,AC>AB>4,点D、E分别在边AB、AC上,BD=4,CE=3,取DE、BC的中点M、N,线段MN的长为( )
A.2.5 B.3 C.4 D.5
【分析】如图,作CH∥AB,连接DN,延长DN交CH于H,连接EH,首先证明CH=BD,∠ECH=90°,解直角三角形求出EH,利用三角形中位线定理即可解决问题.
【解答】解:作CH∥AB,连接DN并延长交CH于H,连接EH,
∵BD∥CH,
∴∠B=∠NCH,∠ECH+∠A=180°,
∵∠A=90°,
∴∠ECH=∠A=90°,
在△DNB和△HNC中,
,
∴△DNB≌△HNC(ASA),
∴CH=BD=4,DN=NH,
在Rt△CEH中,CH=4,CE=3,
∴EH===5,
∵DM=ME,DN=NH,
∴MN=EH=2.5,
故选:A.
6.如图,在四边形ABCD中,∠A=90°,AB=4,M,N分别是边BC,AB上的动点(含端点,但点M不与点B重合)点E,F分别是线段DM,MN的中点,若线段EF的最大值为2.5,则AD的长为( )
A.5 B. C.2.5 D.3
【分析】根据三角形的中位线定理得出EF=DN,从而可知DN最大时,EF的最大值为2.5,因为N与B重合时DN最大,此时根据勾股定理求得DN=DB.
【解答】解:∵点E,F分别是线段DM,MN的中点,
∴ED=EM,MF=FN,
∴EF=DN,
∴DN最大时,EF最大,
∵线段EF的最大值为2.5,
∴DN=2EF=5.
∵N与B重合时DN最大,
此时DN=DB===5,
∴AD=3.
故选:D.
7.如图,四边形ABCD中,∠B=90°,AB=8,BC=6,点M是对角线AC的中点,点N是AD边的中点,连结BM,MN,若BM=3MN,则线段CD的长是( )
A. B.3 C. D.5
【分析】首先由勾股定理求得AC的长度,结合直角三角形斜边上中线的性质得到BM=AC,三角形中位线定理得到CD=2MN.
【解答】解:如图,在直角△ABC中,∠B=90°,AB=8,BC=6,则由勾股定理知,AC===10.
∵点N是AD边的中点,
∴BM=AC=5.
∵BM=3MN,
∴MN=BM=.
∵点M是对角线AC的中点,点N是AD边的中点,
∴MN是△ACD的中位线.
∵CD=2MN=2×=.
故选:C.
8.如图所示,在四边形ABCD中,AB=CD=4,M、N、P分别是AD、BC、BD的中点,∠ABD=20°,∠BDC=80°,则MN的长是 .
【分析】作PH⊥MN于H,根据三角形中位线定理求出PM、PN、∠MPN,根据等腰三角形的性质、勾股定理计算即可.
【解答】解:作PH⊥MN于H,
∵M、N、P分别是AD、BC、BD的中点,
∴PM=AB=2,PN=CD=2,PM∥AB,PN∥CD,
∴∠MPD=∠ABD=20°,∠BPN=∠BDC=80°,PM=PN,
∴∠MPN=120°,
∵PM=PN,
∴∠PMN=30°,MH=HN,
∴PH=PM=1,
由勾股定理得,MH==,
∴MN=2MH=2,
故答案为:2.
9.如图,在四边形ABDC中,E、F、G、H分别为AB、BC、CD、DA的中点,并且E、F、G、H四点不共线.当AC=6,BD=8时,四边形EFGH的周长是 .
【分析】根据三角形中位线定理得到FG∥EH,FG=EH,根据平行四边形的判定定理和周长解答即可.
【解答】解:∵F,G分别为BC,CD的中点,
∴FG=BD=4,FG∥BD,
∵E,H分别为AB,DA的中点,
∴EH=BD=4,EH∥BD,
∴FG∥EH,FG=EH,
∴四边形EFGH为平行四边形,
∴EF=GH=AC=3,
∴四边形EFGH的周长=3+3+4+4=14,
故答案为:14
10.如图是华师版九年级上册数学教材第80页的第3题.
如图①,在四边形ABCD中,AD=BC,P是对角线BD的中点,M是DC的中点,N是AB的中点.
求证:∠PMN=∠PNM
(1)在上边题目的条件下,延长图①中的线段AD交NM的延长线于点E,延长线段BC交NM的延长线于点F,如图②,请先完成图①的证明,再继续证明∠AEN=∠F.
(2)若(1)中的∠A+∠ABC=122°,则∠F的大小为 29° .
【分析】(1)根据三角形中位线定理得到PM∥BC,PM=BC,PN∥AD,PN=AD,得到PM=PN,根据等腰三角形的性质证明结论;
(2)根据平行线的性质求出∠MPN,根据等腰三角形的性质计算,得到答案.
【解答】(1)证明:∵P是BD的中点,M是DC的中点,
∴PM是△DBC的中位线,
∴PM∥BC,PM=BC,
∴∠PMN=∠F,
同理可得:PN∥AD,PN=AD,
∴∠AEN=∠PNM,
∵AD=BC,
∴PM=PN,
∴∠PMN=∠PNM,
∴∠AEN=∠F;
(2)解:∵PM∥BC,
∴∠MPD=∠FBD,
∵PN∥AD,
∴∠PNB=∠A,
∴∠MPN=∠MPD+∠NPD=∠FBD+∠A+∠DBA=122°,
∴∠PMN=(180°﹣122°)=29°,
∴∠F=∠PMN=29°,
故答案为:29°.
11.如图,在四边形ABCD中,E,F分别是AD,BC的中点.
(1)若AB=10,CD=24,∠ABD=30°,∠BDC=120°,求EF的长.
(2)若∠BDC﹣∠ABD=90°,求证:AB2+CD2=4EF2.
【分析】(1)取BD的中点P,连接EP、FP,由三角形中位线定理得PE∥AB,且PE=5,PF∥CD,且PF=12,再证∠EPF=90°,然后由勾股定理即可得出结论;
(2)由三角形中位线定理得PE∥AB,且,PF∥CD,且,再证∠EPF=90°,然后由勾股定理即可得出结论.
【解答】(1)解:如图,取BD的中点P,连接EP、FP,
∵E,F分别是AD、BC的中点,AB=10,CD=24,
∴PE是△ABD的中位线,PF是△BCD的中位线,
∴PE∥AB,且,且,
∴∠EPD=∠ABD=30°,∠DPF=180°﹣∠BDC=180°﹣120°=60°,
∴∠EPF=∠EPD+∠DPF=90°,
在Rt△EPF中,由勾股定理得:,
即EF的长为13;
(2)证明:由(1)可知,PE是△ABD的中位线,PF是△BCD的中位线,
∴PE∥AB,且,PF∥CD,且,
∴∠EPD=∠ABD,∠DPF=180°﹣∠BDC.
∵∠BDC﹣∠ABD=90°,
∴∠BDC=90°+∠ABD,
∴∠EPF=∠EPD+∠DPF=∠ABD+180°﹣∠BDC=∠ABD+180°﹣(90°+∠ABD)=90°,
∴,
∴AB2+CD2=4EF2.
12.如图,两个等腰Rt△ABC和Rt△CEF,点B在CE上,∠ABC=∠E=90°,连接AF,取AF的中点M,连接MB.求证:BM∥CF.
【分析】如图所示,延长AB交CF于点D.根据全等三角形的性质得到AB=BD,推出BM是△ADF的中位线,于是得到结论.
【解答】证明:如图所示,延长AB交CF于点D.
∵∠ABC=90°
∴∠CBD=90°
∵Rt△ABC和Rt△CEF是等腰直角三角形,
∴∠ACB=∠ECF=45°,
∵BC=BC,
∴△ACB≌△DCB(ASA),
∴AB=BD,
∵点M是AF的中点,
∴AN=FM,
∴BM是△ADF的中位线,
∴BM∥CF.
类型三 中位线的构造方法总结
(一). 连接两点构造三角形的中位线
如图,点B为AC上一点,分别以AB,BC为边在AC同侧作等边△ABD和等边△BCE,点P,M,N分别为AC,AD,CE的中点.
(1)求证:PM=PN;
(2)求∠MPN的度数.
【分析】(1)连接DC和AE,AE交CD于点M,证明△ABE≌△DBC,得到AE=DC,利用中位线的性质证明PM=PN;
(2)根据中位线的性质把∠MPA+∠NPC转化成∠MCA+∠MAC,根据∠DMA=∠MCA+∠MAC可知求出∠DMA度数即可.
【解答】解:(1)连接DC和AE,AE交CD于点M,
在△ABE和△DBC中,
∴△ABE≌△DBC(SAS).
∴AE=DC.
∵P为AC中点,N为EC中点,
∴PN=AE.
同理可得PM=DC.
所以PM=PN.
(2)∵P为AC中点,N为EC中点,
∴PN∥AE.
∴∠NPC=∠EAC.
同理可得∠MPA=∠DCA
∴∠MPA+∠NPC=∠EAC+∠DCA.
又∠DQA=∠EAC+∠DCA,
∴∠MPA+∠NPC=∠DQA.
∵△ABE≌△DBC,
∴∠QDB=∠BAQ.
∴∠DQA=∠DBA=60°.
∴∠MPA+∠NPC=60°.
∴∠MPN=180°﹣60°=120°.
(二) 利用角平分线和垂直构造中位线
1.如图,在△ABC中,AB=6,AC=4,AD,AE分别是角平分线和中线,过点C作CF⊥AD于点F,连接EF,则线段EF的长为( )
A.1 B.2 C.4 D.
【分析】延长CF交AB于G,根据等腰三角形的判定和性质得到 AG=AC=4,FG=CF,进而求出BG,根据三角形中位线定理计算即可.
【解答】解:延长CF交AB于G,
∵AD为△ABC的角平分线,CG⊥AD,
∴△ACG是等腰三角形,
∴AG=AC=4,FG=CF,
∴BG=AB﹣AG=6﹣4=2,
∵AE为△ABC的中线,
∴EF是△BCG的中位线,
∴EF=BG=1,
故选:A.
2.在△ABC中,点D是AB的中点,CE平分∠ACB,AE⊥CE于点E.
(1)求证:DE∥BC;
(2)若AC=5,BC=7,求DE的长.
【分析】(1)根据CE平分∠ACB,AE⊥CE,运用ASA易证明△ACE≌△FCE.根据全等三角形的性质,得AE=EF,CF=AC,根据三角形的中位线定理即可得到结论;
(2)根据三角形的中位线定理就可求解.
【解答】解:(1)延长AE交BC于F,
∵CE平分∠ACB,AE⊥CE于点E,
∴∠ACE=∠FCE,∠AEC=∠FEC=90°,
在△ACE和△FCE中,
,
∴△ACE≌△FCE.
∴AE=EF,
∵点D是AB的中点,
∴AD=BD,
∴DE是△ABF的中位线.
∴DE∥BC;
(2)∵△ACE≌△FCE,
∴CF=AC=5,
∵DE是△ABF的中位线.
∴DE=BF=(BC﹣AC)=(7﹣5)=1,
故DE的长为1.
(三) 倍长法构造三角形中位线
如图,△ABC、△BEF为等腰直角三角形,∠ABC=∠BEF=90°,BA=BC,EB=EF,
连接AF、CF,M为AF的中点.
(1)如图1,当A、F、B共线时,求证:ME=CF;
(2)如图2,当A、F、B不共线时,求证:ME=CF;
(3)设BC=2,请直接写出BF+AF+CF的最小值.
【解答】(1)证明:如图1中,延长FE到D,使ED=EF,连接AD、BD,
∵△BEF为等腰直角三角形,∠BEF=90°,
∴∠BFE=45°,BE⊥DF,
∴BE垂直平分DF,
∴∠BDE=45°,
∴△BDF是等腰直角三角形,
∴BD=BF,∠DBF=90°,
在△ABD和△CBF中,
,
∴△ABD≌△CBF(SAS),
∴AD=CF,
∵M为AF的中点,DE=EF,
∴ME是△ADF的中位线,
∴ME=AD,
∴ME=CF.
(2)证明:如图2中,延长FE到D,使ED=EF,连接AD、BD,
∵△BEF为等腰直角三角形,∠BEF=90°,
∴∠BFE=45°,BE⊥DF,
∴BE垂直平分DF,
∴∠BDE=45°,
∴△BDF是等腰直角三角形,
∴BD=BF,∠DBF=90°,
∵∠CBF+∠ABF=∠ABC=90°,
∠ABD+∠ABF=∠DBF=90°,
∴∠CBF=∠ABD,
在△ABD和△CBF中,
,
∴△ABD≌△CBF(SAS),
∴AD=CF,
∵M为AF的中点,DE=EF,
∴ME是△ADF的中位线,
∴ME=AD,
∴ME=CF.
(3)解:如图3中,以CF为边在CF的右侧作等边△CFM,将△CFB绕点C逆时针旋转60°得到△CME,连接AE,作EH⊥AC于H,在EH上取一点D,使得CD=DE,连接DC.
∵CF=FM,FB=ME,
∴AF+CF+FB=AF+FM+ME,
∵AE≤AF+FM+ME,
∴当A,F,M,E共线时,AF+FC+BF的值最小,
∵∠ACB=45°,∠BCE=60°,
∴∠ACE=45°+60°=105°,
∴∠ECH=75°,
∵∠H=90°,
∴∠CEH=15°,
∵DC=DE,
∴∠DCE=∠CED=15°,
∴∠CDH=∠DCE+∠DEC=30°
设CH=a,则DC=DE=2a,DH=a,EH=a+2a,
在Rt△ECH中,∵EC2=CH2+EH2,
∴22=a2+(a+2a)2,
∴a==(负根已经舍弃),
在Rt△AEH中,AH=2+=,EH=,
∴AE===+.
(四) 已知一边中点,取另一边中点构造三角形中位线
如图,四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,AC⊥BD,E,F分别是AB,CD的中点,若AC=BD=2,则EF的长是( )
A.2 B. C. D.
【分析】取BC的中点G,AD的中点H,连接EG、GF、FH、HE,根据三角形中位线定理分别求出EG、GF,得出四边形EGFH为正方形,根据正方形的性质计算即可.
【解答】解:取BC的中点G,AD的中点H,连接EG、GF、FH、HE,
∵E,G分别是AB,BC的中点,AC=2
∴EG=AC=1,EG∥AC,
同理:FH=AC,FH∥AC,EG=AC,GF∥BD,GF=BD=1,
∴四边形EGFH为平行四边形,
∵AC=BD,
∴GE=GF,
∴平行四边形EGFH为菱形,
∵AC⊥BD,EG∥AC,GF∥BD,
∴EG⊥GF,
∴菱形EGFH为正方形,
∴EF=EG=,
故选:D.
(五) 已知两边中点,取第三边中点构造三角形的中位线
已知:如图所示,在△ABC中,AB=AC,AD是BC边上的高,P是AD的中点,延长BP交AC于点F.
(1)求证:PB=3PF;
(2)如果AC的长为13,求AF的长.
【分析】(1)本题可通过构建中位线来求解,过D点作DE∥BF,交AC于E;则DE、PF分别是△CBF、△ADE的中位线,可根据BP、PF与DE的比例关系求出BP、PF的比例关系.
(2)由(1)可知:E、F是AC的三等分点,由此可得出AF的长.
【解答】解:(1)证明:如图所示,过D点作DE∥BF,交AC于E,
因为AB=AC,AD为△ABC的高,
所以根据等腰三角形的三线合一得D为BC的中点,
所以DE=BF.
同理,因为P为AD的中点
所以PF=DE,即PF=BF,所以BP=3PF.
(2)由(1)得:PF、DE分别是DE、BF的中位线,
∴AF=EF,CE=EF.
∴AC=AF+EF+CE=3AF.
∵AC=13,
∴AF=.
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