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专题08 相似模型之梅涅劳斯(定理)模型与塞瓦(定理)模型
梅内劳斯(Menelaus,公元98年左右),是希腊数学家兼天文学家,梅涅劳斯定理是平面几何中的一个重要定理。
梅涅劳斯(定理)模型:如图1,如果一条直线与的三边AB、BC、CA或其延长线交于F、D、E点,那么.这条直线叫的梅氏线,叫梅氏三角形.
梅涅劳斯定理的逆定理:如图1,若F、D、E分别是的三边AB、BC、CA或其延长线的三点,如果,则F、D、E三点共线.
图1 图2
塞瓦(G·Gevo1647-1734)是意大利数学家兼水利工程师.他在1678年发表了一个著名的定理,后世以他的名字来命名,叫做塞瓦定理。
塞瓦(定理)模型:塞瓦定理是指在△ABC内任取一点G,延长AG、BG、CG分别交对边于D、E、F,
如图2,则 。
注意:①梅涅劳斯(定理)与塞瓦(定理)区别是塞瓦定理的特征是三线共点,而梅涅劳斯定理的特征是三点共线;②我们用梅涅劳斯(定理)与塞瓦(定理)解决的大部分问题,也添加辅助线后用平行线分线段成比例和相似来解决。
例1.已知中,D是BC的中点,经过D的直线交AB于E,交CA的延长线于F,求证:
例2.如图,在中,D为BC的中点,.求.
例3.如图所示,内三个三角形面积分别5,8,10,四边形AEFD的面积为x,求x的值.
例4.已知AD是的高,点D在线段BC上,且,,作于点E,于点F,连接EF并延长,交BC的延长线于点G,求CG.
例5.如图,CD、BE、AF分别为(不是等边三角形)的三个外角平分线,分别交AB、AC、BC于D、E、F.证明:D、E、F三点共线.
例6.(2022上·江苏镇江·九年级统考期末)梅涅劳斯(Menelaus)是古希腊数学家,他首先证明了梅涅劳斯定理,定理的内容是:如图(1),如果一条直线与△ABC的三边AB,BC,CA或它们的延长线交于F、D、E三点,那么一定有.
下面是利用相似三角形的有关知识证明该定理的部分过程:
证明:如图(2),过点A作,交DF的延长线于点G,
则有,,∴.
请用上述定理的证明方法解决以下问题:
(1)如图(3),△ABC三边CB,AB,AC的延长线分别交直线l于X,Y,Z三点,证明:.
(2)如图(4),等边△ABC的边长为2,点D为BC的中点,点F在AB上,且,CF与AD交于点E,则AE的长为________.
(3)如图(5),△ABC的面积为2,F为AB中点,延长BC至D,使,连接FD交AC于E,则四边形BCEF的面积为________.
例7.如图:P,Q,R分别是△ABC的BC,CA,AB边上的点.若AP,BQ,CR相交于一点M,求证:.
例8. 如图,设M为△ABC内的一点,BM与AC交于点E,CM与AB交于点F,若AM通过BC的中点,求证:EF//BC。
例9.如图,四边形ABCD的对边AB和CD,AD、BC分别相交于L、K,对角线AC与BD交于点M,直线KL与BD,AC分别交于F、G,求证:.
例10.(2023·山西阳泉·九年级统考期中)请阅读下列材料,并完成相应任务.
塞瓦定理:塞瓦定理载于年发表的《直线论》,是意大利数学家塞瓦的重大 发现.如图,塞瓦定理是指在内任取一点 ,延长分别交对边于,则.
任务:(1)当点分别为边的中点时,求证:点为的中点;
(2)若为等边三角形,,点是边的中点,求的长.
课后专项训练
1.如图,在△ABC中,D、E分别是BC、AC上的点,AD与BE相交于点G,若AG:GD=4:1,BD:DC=2:3,则AE:EC的值是( )
A. B. C. D.
2.(河南2022-2023学年八年级期末)如图,在中,,,,垂足为,为的中点,与交于点,则的长为()
A. B. C. D.
3.(2023上·上海闵行·九年级校考期中)如图,、、内分正的三边、、均为两部分,、、相交成的的面积是的面积的( )
A. B. C. D.
4.如图,在△ABC中,AD是BC边上的中线,F是AD边上一点.射线CF交AB于点E,且,则等于 .
5.(2023年山西省实验中学中考考前适应性训练数学试题)如图,在中,,,.是边上的中线.将沿方向平移得到.与相交于点,连接并延长,与边相交于点.当点为的中点时,的长为 .
6.(山西省2021年中考数学真题)如图,在中,点是边上的一点,且,连接并取的中点,连接,若,且,则的长为 .
7.(2022年山西省太原市九年级下学期一模数学试题)如图,为的直径,C为上一点,的切线交的延长线于点D,E为的中点,交的延长线于点F.若,,则的长为 .
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