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专题01 全等模型-倍长中线与截长补短
全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(倍长中线模型、截长补短模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1.倍长中线模型
【模型解读】中线是三角形中的重要线段之一,在利用中线解决几何问题时,常常采用“倍长中线法”添加辅助线.所谓倍长中线法,就是将三角形的中线延长一倍,以便构造出全等三角形,从而运用全等三角形的有关知识来解决问题的方法.(注:一般都是原题已经有中线时用,不太会有自己画中线的时候)。
【常见模型及证法】
1、基本型:如图1,在三角形ABC中,AD为BC边上的中线.
证明思路:延长AD至点E,使得AD=DE. 若连结BE,则;若连结EC,则;
2、中点型:如图2,为的中点.
证明思路:若延长至点,使得,连结,则;
若延长至点,使得,连结,则.
3、中点+平行线型:如图3, ,点为线段的中点.
证明思路:延长交于点 (或交延长线于点),则.
例1.(2023·成都市·八年级课时练习)【阅读理解】
课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图,△ABC中,若AB=8,AC=6,求BC边上的中线AD的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:如图,延长AD到点E,使DE=AD,连结BE.请根据小明的方法思考:
(1)由已知和作图能得到的理由是( ).
A.SSS B.SAS C.AAS D.ASA
(2)AD的取值范围是( ).
A. B. C. D.
(3)【感悟】解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑延长中线构造全等三角形,把分散的已知条件和所求证的结论转化到同一个三角形中.
【问题解决】如图,AD是△ABC的中线,BE交AC于点E,交AD于F,且AE=EF.求证:AC=BF.
【答案】(1)B(2)C(3)见解析
【分析】(1)根据AD=DE,∠ADC=∠BDE,BD=DC推出△ADC和△EDB全等即可;
(2)根据全等得出BE=AC=6,AE=2AD,由三角形三边关系定理得出8-6<2AD<8+6,求出即可;
(3)延长AD到M,使AD=DM,连接BM,根据SAS证△ADC≌△MDB,推出BM=AC,∠CAD=∠M,根据AE=EF,推出∠CAD=∠AFE=∠BFD,求出∠BFD=∠M,根据等腰三角形的性质求出即可.
(1)∵在△ADC和△EDB中,∴△ADC≌△EDB(SAS),故选B;
(2)∵由(1)知:△ADC≌△EDB,∴BE=AC=6,AE=2AD,
∵在△ABE中,AB=8,由三角形三边关系定理得:8-6<2AD<8+6,∴1<AD<7,故选:C.
(3)延长AD到点M,使AD=DM,连接BM.
∵AD是△ABC中线∴CD=BD
∵在△ADC和△MDB中∴
∴BM=AC(全等三角形的对应边相等)
∠CAD=∠M(全等三角形的对应角相等)
∵AE=EF,∴∠CAD=∠AFE(等边对等角)
∵∠AFE=∠BFD,∴∠BFD=∠M,∴BF=BM(等角对等边)
又∵BM=AC,∴AC=BF.
【点睛】本题考查了三角形的中线,三角形的三边关系定理,等腰三角形性质和判定,全等三角形的性质和判定等知识点,主要考查学生运用定理进行推理的能力.
例2.(2022·河南南阳·中考模拟)【教材呈现】如图是华师版八年级上册数学教材第69页的部分内容:
如图,在中,D是边BC的中点,过点C画直线CE,使,交AD的延长线于点E,求证:
证明∵(已知)
∴,(两直线平行,内错角相等).
在与中,
∵,(已证),
(已知),
∴,
∴(全等三角形的对应边相等).
(1)【方法应用】如图①,在中,,,则BC边上的中线AD长度的取值范围是______.
(2)【猜想证明】如图②,在四边形ABCD中,,点E是BC的中点,若AE是的平分线,试猜想线段AB、AD、DC之间的数量关系,并证明你的猜想;
(3)【拓展延伸】如图③,已知,点E是BC的中点,点D在线段AE上,,若,,求出线段DF的长.
【答案】(1)1<AD<5;(2)AD=AB+DC.理由见解析;(3)DF=3.
【分析】(1)延长AD到E,使AD=DE,连接BE,证△ADC≌△EDB,推出AC=BE=4,在△ABE中,根据三角形三边关系定理得出AB-BE<AE<AB+BE,代入求出即可;
(2)结论:AD=AB+DC.延长AE,DC交于点F,证明△ABE≌△FEC(AAS),推出AB=CF,再证明DA=DF即可解决问题;(3)如图③,延长AE交CF的延长线于点G,证明AB=DF+CF,可得结论.
【详解】解:(1)延长AD到E,使AD=DE,连接BE,
∵AD是BC边上的