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精讲本
2023 山东 数学
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微专题三 线段中点六大模型的运用
已知三角形一边的中点,可以考虑中位线定理
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【模型分析】
条件:点D是AB边上的中点.
作法:过点D作DE∥BC.
结论:DE= BC.
原理:中位线的性质.
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例1 如图,在四边形ABCD中,AC与BD相交于点O,AC=BD,点E,F分别是AB,CD的中点,连接EF,分别交AC,BD于点N,M,判断△OMN的形状.
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【规范解答】
解:△OMN是等腰三角形.理由如下:
如图,取BC的中点H,连接EH,FH.
∵点E是AB的中点,点H是BC的中点,∴EH= AC,EH∥AC.
同理得FH= BD,FH∥BD.
∵AC=BD,∴HE=HF,∴∠HEF=∠HFE.
∵EH∥AC,∴∠HEF=∠ONM.
同理得∠OMN=∠HFE,∴∠OMN=∠ONM,
∴OM=ON,∴△OMN是等腰三角形.
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【模型分析】
条件:等腰三角形底边的中点.
作法:常作底边的中线.
结论:等腰三角形的“三线合一”.
原理:等腰三角形的性质.
已知等腰三角形底边中点,可以考虑与顶点连接用“三线合一”
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例2 (2021·本溪)如图,在△ABC中,AB=BC,由图中的尺规作图痕迹得到的射线BD与AC交于点E,点F为BC的中点,连接EF.若BE=AC=2,则△CEF的周长为( )
A. +1 B. +3 C. +1 D.4
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【模型分析】
条件:点D是底边BC上的中点.
作法:连接AD.
结论:S△ABD=S△ACD= S△ABC.
原理:两个三角形等底同高.
遇到一边中点的面积问题,考虑用三角形的中线等分其面积
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例3 如图,AD是△ABC的中线,CE是△ACD的中线,DF是△CDE的中线.如果△DEF的面积是2,那么△ABC的面积为( )
A.12 B.14 C.16 D.18
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解:∵DF是△CDE的中线,∴S△CDE=2S△DEF.
∵CE是△ACD的中线,∴S△ACD=2S△CDE=4S△DEF.
∵AD是△ABC的中线,∴S△ABC=2S△ACD=8S△DEF.
∵△DEF的面积是2,∴S△ABC=2×8=16.故选 C.
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【模型分析】
条件:点E是边AC上的一点,ED⊥BC,BD=CD.
作法:连接BE.
结论:BE=EC.
原理:垂直平分线的性质.
遇到一边中点的垂线,考虑用垂直平分线的性质
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例4 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC=3,AC=4,AB的垂直平分线DE(垂足为D)交BC的延长线于点E,求线段CE的长.
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【规范解答】
解:如图,连接AE.设CE的长为x,则BE=x+3.
在Rt△ABC中,BC=3,AC=4,由勾股定理得AB=5.
∵DE是AB的垂直平分线,∴AE=BE=x+3.
在Rt△ACE中,由勾股定理得x2+42=(3+x)2,
解得x= ,即CE= .
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【模型分析】
条件:在直角三角形中,当已知条件中出现斜边上的中点.
作法:作斜边上的中线.
结论:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半.
原理:直角三角形的性质.
已知直角三角形斜边中点,可以考虑构造斜边上的中线
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例5 如图,在△ABC中,∠B=50°,CD⊥AB于点D,∠BCD和∠BDC的
角平分线相交于点E,点F为边AC的中点,CD=CF,则∠ACD+∠CED的
值为( )
A.125° B.145° C.175° D.190°
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解:如图,连接DF.
∵CD⊥AB,点F为边AC的中点,
∴DF= AC=CF.
又∵CD=CF,∴CD=DF=CF,
∴△CDF是等边三角形,∴∠ACD=60°.
∵∠B=50°,∴∠BCD+∠BDC=130°.
∵∠BCD和∠BDC的角平分线相交于点E,
∴∠DCE+∠CDE=65°,∴∠CED=115°,
∴∠ACD+∠CED=60°+115°=175°.故选C.
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倍长中线或类中线(与中点有关的线段)构造全等三角形
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【模型分析】
条件:已知条件中出现三角形一边的中点.
作法:采用倍长中线法或倍长类中线法.
结论:倍长中线法或倍长类中线法可知延长后所得线段与原中线相等,且出现对顶角相等.
原理:构造全等三角形.
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例6 如图,在△ABC中,AD是BC边上的中线,F是AD上一点,延长BF交AC于点E,且AE=EF,求证:BF=AC.
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【规范解答】
证明:如图,延长FD至点G,使DG=DF,连接CG.
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD.
在△BDF和△CDG中,
∴△BDF≌△CDG(SAS),
∴BF=CG,∠BFD=∠G.