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小专题(三) 几何图形的中点问题
与中点有关的几何问题是初中几何学习过程中的常见问题.此类问题一般都需要巧构辅助线进行求解.下面选取了三种典型的中点问题进行训练,帮助学生提高解答此类问题的能力.
类型1 已知两边中点,构造中位线
1.如图,在矩形ABCD中,E是CB延长线上一个动点,F,G分别为AE,BC的中点,FG与ED相交于点H.连接AG并延长,交DC的延长线于点M.求证:
(1)G为AM的中点;
(2)HE=HG.
证明:(1)∵G为BC的中点,∴BG=CG.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABG=∠DCB=90°,
∴∠ABG=∠MCG=90°,
∴△ABG≌△MCG(ASA),∴GA=GM,∴G为AM的中点.
(2)连接EM.
∵F为AE的中点,∴FA=FE,∴FG为△AEM的中位线,
∴FG∥EM,∴∠HGE=∠MEC.
由(1)知CM=AB=CD,且∠DCE=∠MCE=90°,
∴△DCE≌△MCE(SAS),∴∠DEC=∠MEC,
∴∠DEC=∠HGE,∴HE=HG.
类型2 已知直角三角形的斜边中点,构造斜边上的中线
2.如图,在△ABC中,BE,CF分别为边AC,AB上的高,D为BC的中点,DM⊥EF于点M.求证:FM=EM.
证明:连接DE,DF.
∵BE,CF分别为边AC,AB上的高,D为BC的中点,
∴DF=BC,
∴DF=DE,即△DEF是等腰三角形.
∵DM⊥EF,∴M是EF的中点,即FM=EM.
类型3 中点四边形与特殊平行四边形
3.我们给出如下定义:顺次连接任意一个四边形各边中点所得的四边形叫做中点四边形.
(1)如图1,在四边形ABCD中,E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点.求证:中点四边形EFGH是平行四边形.
(2)如图2,P是四边形ABCD内一点,且满足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点.试猜想中点四边形EFGH的形状,并证明你的猜想.
(3)若改变(2)中的条件,使∠APB=∠CPD=90°,其他条件不变,直接写出中点四边形EFGH的形状.(不必证明)
解:(1)连接BD.
∵E,H分别为边AB,AD的中点,
∴EH∥BD,EH=BD.
∵F,G分别为边BC,CD的中点,
∴FG∥BD,FG=BD,
∴EH∥FG,EH=FG,
∴中点四边形EFGH是平行四边形.
(2)四边形EFGH是菱形.
证明:连接AC,BD.
∵∠APB=∠CPD,
∴∠APB+∠APD=∠CPD+∠APD,即∠APC=∠BPD.
又∵PA=PB,PD=PC,
∴△APC≌△BPD(SAS),∴AC=BD.
∵E,F,G分别为边AB,BC,CD的中点,
∴EF=BD,∴EF=FG.
又∵四边形EFGH是平行四边形,
∴中点四边形EFGH是菱形.
(3)当∠APB=∠CPD=90°时,中点四边形EFGH是正方形.
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