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专题06 中点模型之中位线、斜边中线、中点四边形模型
中点模型是初中数学中一类重要模型,它在不同的环境中起到的作用也不同,主要是结合三角形、四边形、圆的运用,在各类考试中都会出现中点问题,有时甚至会出现在压轴题当中,我们不妨称之为“中点模型”,它往往涉及到平分、平行、垂直等问题,因此探寻这类问题的解题规律对初中几何的学习有着十分重要的意义。
常见的中点模型:①垂直平分线模型;②等腰三角形“三线合一”模型;③“平行线+中点”构造全等或相似模型(与倍长中线法类似);④直角三角形斜边中点模型;⑤中位线模型;⑥中点四边形模型。本专题就中点模型的后三类模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1:直角三角形斜边中线模型
定理:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半. 如图1,若AD为斜边上的中线,则:
(1);(2),为等腰三角形;(3),.
图1 图2
拓展:如图2,在由两个直角三角形组成的图中,M为中点,则(1);(2).
模型运用条件:连斜边上的中线(出现斜边上的中点时)
例1.(2023·广东揭阳·统考一模)如图,在中,,,平分,点是的中点,若,则的长为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
例2.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,点E为的中点,点D在上,且,相交于点F,若,则等于( )
A. B. C. D.
例3.(2023·甘肃武威·统考中考真题)如图,在矩形中,是边上一点,是边的中点,,则 .
例4.(2023上·四川成都·九年级校考期中)如图,四边形中,,,连接.是的中点,连接.若,则的面积为 .
例5.(2023·浙江嘉兴·统考二模)在中,,点分别是的中点,点是上的一个动点,连结,作交于点,连结. 点从点向点运动的过程中,的最小值为 .
例6.(2023上·江苏泰州·八年级校考阶段练习)如图,在中,于F,于E,M为的中点.(1)若,,求的周长;(2)若是等边三角形,求的度数.
模型2:中位线模型
三角形的中位线定理:三角形的中位线平行于三角形的第三边,并且等于第三边的一半。
如图,在三角形ABC的AB,AC边的中点分别为D、E,则DE//BC且,△ADE∽△ABC。
中点三角形:三角形三边中点的连线组成的三角形,其周长是原三角形周长的一半,面积是原三角形面积的四分之一。
模型运用条件:构造中位线(出现多个中点时)。
例1.(2022·广东·统考中考真题)如图,在中,,点D,E分别为,的中点,则( )
A. B. C.1 D.2
例2.(2023·四川泸州·统考中考真题)如图,的对角线,相交于点,的平分线与边相交于点,是中点,若,,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
例3.(2023下·四川广安·八年级校考阶段练习)如图,在菱形中,边长为1,,顺次连接菱形各边中点,可得四边形;顺次连接四边形各边中点,可得四边形;顺次连接四边形各边中点,可得四边形;按此规律继续下去,…,则四边形的面积是 .
例4.(2023·内蒙古赤峰·统考中考模拟)如图,在△ABC中,点D,E分别是边AB,AC的中点,点F是线段DE上的一点连接AF,BF,∠AFB =90°,且AB=8,BC= 14,则EF的长是 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5
例5.(2023·湖南郴州·统考二模)如图,在平行四边形中,,点G、H分别是边上的动点,连接,点E是上的中点,点F是上的中点,连接,则的最大值与最小值的差为 .
模型3:中点四边形模型
中点四边形:依次连接四边形四边中点连线的四边形得到中点四边形。
中点四边形是中点模型中比较经典的应用。中点四边形不仅结合了常见的特殊四边形的性质,而且还会涉及中位线这一重要知识点,总体来说属于比较综合的几何模块。
结论1:顺次连结任意四边形各边中点组成的四边形是平行四边形.
如图1,已知点M、N、P、Q是任意四边形ABCD各边中点,则四边形MNPQ为平行四边形。
图1 图2
结论2:顺次连结对角线互相垂直四边形各边中点组成的四边形是矩形.(特例:筝形与菱形)
如图2,已知点M、N、P、Q是四边形ABCD各边中点,AC⊥DB,则四边形MNPQ为矩形。
结论3:顺次连结对角线相等四边形各边中点组成的四边形是菱形.(特例:等腰梯形与矩形)
如图3,已知点M、N、P、Q是四边形ABCD各边中点,AC=DB,则四边形MNPQ为菱形。