内容正文:
三角形的中位线 知识归纳与题型总结
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考点01 三角形的中位线
考点梳理
1.定义:连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线.
2.三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,并且等于它的一半.
即若点D、E分别为AB、AC的中点,.
3.其他性质:(1)三角形共有三条中位线,并且它们又重新构成一个新的三角形.
(3)三角形中位线定理的作用:
位置关系:可以证明两条直线平行.
数量关系:可以证明线段的倍分关系.
(4)常用结论:任一个三角形都有三条中位线,由此有:
结论1:三条中位线组成一个三角形,其周长为原三角形周长的一半.
结论2:三条中位线将原三角形分割成四个全等的三角形.
结论3:三条中位线将原三角形划分出三个面积相等的平行四边形.
结论4:三角形一条中线和与它相交的中位线互相平分.
结论5:三角形中任意两条中位线的夹角与这夹角所对的三角形的顶角相等.
典例引领
考向01 与三角形中位线有关的求解问题
【例1】如图,在中,,,为的中点,若,则点到的距离是( )
A.6 B.8 C. D.3
【答案】D
【分析】取的中点,连接,根据三角形中位线定理可得且;再结合,确定线段的长即为点到的距离;最后在中,利用含角的直角三角形的性质设,则,再由勾股定理求出的长度,进而得到的长度.
【详解】解:如图,取的中点,连接.
是中点,是中点,
是的中位线.
,.
,
.
.
线段的长就是点到的距离.
在中,,设,则,
由勾股定理得:,即,
解得(舍去负解),
,
,即点到的距离是.
考向02 与三角形中位线有关的证明
【例2】如图,是内一点,连接,,并将,,,的中点,,,依次连接,得到四边形.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)如果,,,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)判断是的中位线,是的中位线,则,,,,因此,且,命题得证;
(2)作,垂足为,判断是等腰直角三角形,则,根据含角的直角三角形的性质可得,,由勾股定理可得,因此,结合即可计算出结果.
【详解】(1)证明:∵,分别是、的中点,
∴是的中位线,
∴,,
同理,是的中位线,
∴,,
∴,且,
∴四边形是平行四边形;
(2)解:如图,作,垂足为,
在中,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
又∵在中,,且,
∴,
在中,,
∴,
由勾股定理可得,,
∴,
∴.
考向03 三角形中位线的实际应用
【例3】如图,两地被池塘隔开,小明通过下列方法测出了间的距离:先在外选一地点C,然后测出的中点,并测出的长为,由此他就知道了间的距离.下列有关他这次探究活动的结论中,错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角形的中位线定理解题.
【详解】解:由题意知,点为的中点,
∴,故选项C不合题意;
为的中位线,
∴,且,
∴,故选项A和选项B不合题意;
∵点为的中点,
∴,无法得到,故选项D符合题意.
对点提升
【对点1】若三角形的周长为,则它的三条中位线组成的三角形的周长是______.
【答案】
【分析】根据三角形中位线定理,三角形的中位线等于第三边的一半,因此三条中位线组成的三角形的周长为原三角形周长的一半,代入原三角形周长计算即可得到结果.
【详解】解:设原三角形三边长分别为,,,由题意得原三角形周长为,
根据三角形中位线定理,可得新三角形的三边长分别为,,,
因此新三角形的周长为:.
【对点2】在中,,,分别是边,的中点,延长到点,使,连接,,.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)连结,交于点,若,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据三角形的中位线定理,可知,,据此即可证明结论;
(2)容易证明,,利用勾股定理求得的长度,进而可求得的长度.
【详解】(1)证明:∵,分别为,的中点,
∴,.
∴.
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形.
(2)解:∵,,
∴,.
∵,
∴.
在中,,
∵四边形是平行四边形,
∴,.
在中,,
∴.
【对点3】如图,A,B两地被房子隔开,小明先在外选一点,然后步测出,的中点分别为M,N,并步测出的长约为45米,由此可知A,B间的距离约为( )
A.22.5米 B.45米 C.85米 D.90米
【答案】D
【分析】根据三角形中位线求解即可;
【详解】解:根据题意,得是的中位线,
故(米);
好 题 冲 关
能力提升
1、 选择题
1.如图,在中,是的中点,为上一点,平分,且于点,连接,若,,则( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】D
【分析】证明,根据全等三角形的性质得到,,进而求出,再根据三角形中位线定理解答即可.
【详解】解:∵平分,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴是的中位线,
∴.
2.如图,,为线段上两点,且,点为线段上的动点,并从点向点匀速运动,,分别是以,为斜边的等腰直角三角形,点为线段的中点,设点的运动时间为,点到的距离为,则与的函数关系的大致图象是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分别延长交于点,则可证得四边形为平行四边形,利用平行四边形的性质:对角线相互平分,可得为的中点,也是的中点,所以的运动轨迹是三角形的中位线,所以点到直线的距离为是一个定值, 问题得解.
【详解】解:如图, 分别延长交于点,
∵,分别是以,为斜边的等腰直角三角形,
∴,,
,,
∴四边形为平行四边形,
∴与互相平分,
∴为的中点,
∵的中点为,
∴从点运动到点时,始终为的中点,
∴运动的轨迹是三角形的中位线,
又∵,
∴到直线的距离为一定值,
∴与点移动的时间之间函数关系的大致图象是一平行于轴的射线,
3.如图,是的中位线,的角平分线交于点F,,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由中位线的性质定理得,,且,由平行线的性质结合角平分线可得,则可求得的长.
【详解】解:是的中位线,,
,,,
,
是的平分线,
,
,
,
.
4.如图,在中,,,,点是边上一点.点为边上的动点(不与点重合),点分别为的中点,则的最小值为( )
A. B.3 C.4 D.6
【答案】A
【分析】根据三角形中位线定理可得,当时,最短,即最小,利用勾股定理和等面积法求出的长即可求解.
【详解】解:如图,连接,
点分别为的中点,
是的中位线,
,
当的值最小时,的值最小,
根据垂线段最短可知,当时,的值最小,
在中,,,,
由勾股定理得:,
,
,
的最小值为.
5.如图,在中,点D,E分别是边的中点,的平分线交于点F.连接,,,则的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【分析】先根据三角形的中位线定理求出,接着证明是等腰三角形,求出,然后根据即可求解.
【详解】解:点D,E分别是边的中点,
是的中位线.
,
,,
又为的平分线,
.
.
.
6.如图,是的中位线,的平分线交于点,若,,则的长为( )
A.2.5 B.2 C.1.5 D.1
【答案】D
【分析】本题考查三角形中位线的性质、角平分线的定义和平行线的性质,解题关键是利用中位线定理得到线段平行与长度关系,再结合角平分线与等腰三角形的判定求解.先利用中位线定理求的长度,再利用平行线与角平分线的性质求的长度,最后计算.
【详解】解:已知是的中位线,根据中位线定理:
,且,
是的中点,,
,
,
(两直线平行,内错角相等),
又平分,
,
,
,
.
7.如图,平行四边形中,对角线、相交于点O,平分,分别交、于点E、P,连接,,,则下列结论:①;②;③;④,其中正确的个数是( )
A.①②③④ B.①②④ C.②③④ D.①②③
【答案】D
【分析】①先根据角平分线和平行四边形的性质推出,则,由有一个角是60度的等腰三角形是等边三角形得:是等边三角形,由外角的性质和等腰三角形的性质得:,最后由平行线的性质可作判断;②先根据三角形中位线定理得:,,根据勾股定理计算和的长,可得的长;③因为,根据平行四边形的面积公式可作判断;④根据三角形中位线定理可作判断.
【详解】解:①平分,
,
四边形是平行四边形,
,,
,
,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
,
,
,
,故①正确;
②,,
,,
,
中,,
四边形是平行四边形,
,
,
,
中,,
,故②正确;
③由②知:,
,故③正确;
④由②知:是的中位线,
,
,
,故④错误;
8.如图,在中,,,D,E分别是边,上的动点,连接,F,M分别是,的中点,则长的最小值为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】A
【分析】过点B作于G,连接,由三线合一定理和勾股定理求出,进而求出,证明是的中位线,得到,则当时,最小,即此时最小,利用面积法求出,则.
【详解】解:如图所示,过点B作于G,连接,
∵在中,,,
∴,
∴,
∴,
∵F,M分别是,的中点,
∴是的中位线,
∴,
∴当时,最小,即此时最小,
∵当时,,
∴,
∴,
∴最小值为.
9.如图,在四边形中,对角线,交于点O.,,M,N分别为,的中点,连接分别交,于G,H,延长至点E,使得,连接.则下列结论中错误的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】取的中点,连接,,与交于点,根据三角形的中位线定理,推出为等边三角形,得到,证明为等边三角形,得到,分别过作的平行线,过作的平行线,它们相交于点,连接,则四边形为平行四边形,推出为等边三角形,根据三角形的三边关系,以及大边对大角,判断C,D即可.
【详解】解:如图1,取的中点,连接,,与交于点,则,,,,
,
,
,,
,
为等边三角形,
,
,
,
∴为等边三角形,
∴,∴A正确,B错误;
如图2,分别过作的平行线,过作的平行线,它们相交于点,连接,则四边形为平行四边形,
,
,即为等边三角形,
在中,,
,∴C正确;
,
,
,∴D正确.
10.已知和是等边三角形,连接、,并以其为两边作,取的中点为N,中点为M,连接,当时,若,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题易证,得到,,再根据中点构造中位线,取中点G,易证为等边三角形,进而求出,由的面积求出的长度,即可得解.
【详解】解:∵和是等边三角形,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,
如图,取中点G,连接、,
∵的中点为N,中点为M,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
故选:B.
2、 填空题
11.如图,的对角线,相交于点的平分线与边相交于点P,E是的中点,若,,则的长为________________.
【答案】
【分析】本题考查了平行四边形的性质,角平分线的定义,等腰三角形的判定,三角形中位线定理. 根据平行四边形的性质及角平分线的定义可证得,进而求出的长,最后利用三角形中位线定理即可求解.
【详解】解:∵四边形是平行四边形,
∴,,,
∴ ,
∵平分 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵是的中点, ,
∴是的中位线 ,
∴.
12.如图,为的中位线,点F在上,已知,,且.若,则______.
【答案】35
【分析】根据三角形中位线定理求出的长及,进而求出的长,结合D为中点可得,利用等腰三角形的性质及平行线的性质即可求解.
【详解】为的中位线,
且,
,,
D为中点,
,
,
.
13.如图,为等腰三角形,,点M,N分别为中点,点D、E在边上,且,连接,则图中阴影部分的面积为________________.
【答案】6
【分析】过点作,勾股定理求出的长,根据三角形的中位线定理,求出的长,再利用三角形的面积公式进行计算即可.
【详解】解:过点作,
∵,
∴,
∴,
∵点M,N分别为中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
观察可知,阴影部分的面积等同于底边为,高为的三角形的面积,
∴阴影部分的面积.
14.如图,是边长为8的等边三角形,是射线上一动点(点在点的右侧),将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接,F为的中点,连接,在点运动的过程中,线段长度的最小值是__________.
【答案】
2
【分析】连接,取的中点,连接,先由旋转的性质及等腰三角形的性质得,再由三角形中位线定理得,则,得点的轨迹为射线,且,当时,最短,即可求解 .
【详解】解:如图所示,连接,取的中点,连接,
线段绕点逆时针旋转得到线段,
,,
为等腰三角形,
,
点为的中点,点为的中点,
是的中位线,
,
,
点的轨迹为射线,且,
∴当时,最短,
是边长为的等边三角形,
,
点为的中点,
,
∵在中,,
,
线段长度的最小值为2.
15.如图,点为中边中点,为中点,交于,若,,,则的长为___________.
【答案】4
【分析】过点作交于点,作交于点,则四边形是平行四边形,由平行四边形的性质可得,,证明,得出,再证明,从而得出点是的中点,即是的中位线,由三角形中位线的性质可得,延长到点,令,则四边形为平行四边形,得出,,过点作于,结合勾股定理求出,过点作于点,则,得出,证明为等腰三角形,即可得出结果.
【详解】解:如图,过点作交于点,作交于点,
则四边形是平行四边形,
∴,,
∵为中点,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,,
∵点为中边中点,
∴,
∴,
∴,
∴,即点是的中点,
∴是的中位线,
∴,
∴,,
延长到点,令,
∵,,
∴四边形为平行四边形,
∴,,
过点作于,则,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
过点作于点,则, ,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴是线段的垂直平分线,
∴.
3、 解答题
16.如图,在中,点、分别是、的中点,点是延长线上的一点,且,连接、、,求证:.
【答案】见解析
【分析】根据中位线的性质可得,结合已知可得,进而证明四边形是平行四边形,根据平行四边形的性质,即可得证
【详解】证明:∵点、分别是、的中点,
∴,
∵点是延长线上的一点,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴.
17.如图,D是内一点,连接,,E,F,G,H分别是边上的中点,求四边形的周长.
【答案】22
【分析】先根据勾股定理求出,再说明是对应三角形的中位线,并求出它们的长度,则此题可解.
【详解】解:,
,,
,F,G,H分别是边上的中点,
∴是的中位线,是的中位线,是的中位线,是的中位线,
,,
四边形的周长.
18.在学习了“三角形的中位线”后,某数学兴趣小组偶然接触到“梯形中位线”的概念:
如图,在梯形中,,、分别是、的中点,连接,线段叫做梯形的中位线.
这引起了该小组成员的兴趣,他们随后通过上网获悉梯形中位线具有“平行于梯形上下两底且等于梯形上下两底长度之和的一半”的性质,于是想通过自己的思考来加以证明.
经过充分讨论,聪聪和明明打算通过做辅助线并结合已学的知识来加以证明,他们的大致思路如下:
如图所示,连接并延长,与的延长线交于点,……
请你按照他们的思路继续证明:.
【答案】见解析
【分析】先证明,得出,,证明为的中位线,根据中位线的性质得出,,根据线段间的关系,即可证明结论.
【详解】证明:连接并延长,与的延长线交于点,如图所示:
∵,
∴,,
∵为的中点,
∴,
∴,
∴,,
∵E为的中点,
∴为的中位线,
∴,,
∵,
∴,
∵,,
∴.
19.如图,在中,点,分别为,的中点,点在上,满足.
(1)求证:;
(2)若,,求点,之间的距离.
【答案】(1)见解析
(2)点,之间的距离为
【分析】(1)根据题意得出为的中位线,,则,从而得,结合,即可证明.
(2)连接,根据等腰三角形的性质得出,,在中,勾股定理得出,即可求解.
【详解】(1)证明:,分别为边,的中点,
为的中位线,.
.
.
,
.
(2)解:连接,如图,
为边的中点,,
,.
在中,,
,
点,之间的距离为.
20.如图,在中,,,分别为,的中点,连接,为的中点,过点作,垂足为点,交的延长线于点,连接,.
(1)若,求的长;
(2)证明:;
(3)当时,求的值.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据题意可得是的中位线,推出,结合,即可求解;
(2)连接,根据题意可得是的中位线,,推出,进而得到,结合推出,由是的中位线,推出,证明,根据全等三角形的性质即可得证;
(3)根据为的中点,得到,再根据为的中点,得到,即可求解.
【详解】(1)解:为的中点,为的中点,为的中点,
是的中位线,,
,
,
;
(2)证明:连接,
为的中点,为的中点,
是的中位线,,
,
,
,
,
,
是的中位线,
,
,
在和中,
,
,
;
(3)解:为的中点,
,
为的中点,
,
.
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三角形的中位线 知识归纳与题型总结
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考点01 三角形的中位线
考点梳理
1.定义:连接三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线.
2.三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边,并且等于它的一半.
即若点D、E分别为AB、AC的中点,.
3.其他性质:(1)三角形共有三条中位线,并且它们又重新构成一个新的三角形.
(3)三角形中位线定理的作用:
位置关系:可以证明两条直线平行.
数量关系:可以证明线段的倍分关系.
(4)常用结论:任一个三角形都有三条中位线,由此有:
结论1:三条中位线组成一个三角形,其周长为原三角形周长的一半.
结论2:三条中位线将原三角形分割成四个全等的三角形.
结论3:三条中位线将原三角形划分出三个面积相等的平行四边形.
结论4:三角形一条中线和与它相交的中位线互相平分.
结论5:三角形中任意两条中位线的夹角与这夹角所对的三角形的顶角相等.
典例引领
考向01 与三角形中位线有关的求解问题
【例1】如图,在中,,,为的中点,若,则点到的距离是( )
A.6 B.8 C. D.3
考向02 与三角形中位线有关的证明
【例2】如图,是内一点,连接,,并将,,,的中点,,,依次连接,得到四边形.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)如果,,,求的长.
考向03 三角形中位线的实际应用
【例3】如图,两地被池塘隔开,小明通过下列方法测出了间的距离:先在外选一地点C,然后测出的中点,并测出的长为,由此他就知道了间的距离.下列有关他这次探究活动的结论中,错误的是( )
A. B. C. D.
对点提升
【对点1】若三角形的周长为,则它的三条中位线组成的三角形的周长是______.
【对点2】在中,,,分别是边,的中点,延长到点,使,连接,,.
(1)求证:四边形是平行四边形.
(2)连结,交于点,若,求的长.
【对点3】如图,A,B两地被房子隔开,小明先在外选一点,然后步测出,的中点分别为M,N,并步测出的长约为45米,由此可知A,B间的距离约为( )
A.22.5米 B.45米 C.85米 D.90米
好 题 冲 关
能力提升
1、 选择题
1.如图,在中,是的中点,为上一点,平分,且于点,连接,若,,则( )
A.3 B. C.2 D.
2.如图,,为线段上两点,且,点为线段上的动点,并从点向点匀速运动,,分别是以,为斜边的等腰直角三角形,点为线段的中点,设点的运动时间为,点到的距离为,则与的函数关系的大致图象是( )
A. B. C. D.
3.如图,是的中位线,的角平分线交于点F,,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.如图,在中,,,,点是边上一点.点为边上的动点(不与点重合),点分别为的中点,则的最小值为( )
A. B.3 C.4 D.6
5.如图,在中,点D,E分别是边的中点,的平分线交于点F.连接,,,则的长是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
6.如图,是的中位线,的平分线交于点,若,,则的长为( )
A.2.5 B.2 C.1.5 D.1
7.如图,平行四边形中,对角线、相交于点O,平分,分别交、于点E、P,连接,,,则下列结论:①;②;③;④,其中正确的个数是( )
A.①②③④ B.①②④ C.②③④ D.①②③
8.如图,在中,,,D,E分别是边,上的动点,连接,F,M分别是,的中点,则长的最小值为( )
A. B. C.2 D.4
9.如图,在四边形中,对角线,交于点O.,,M,N分别为,的中点,连接分别交,于G,H,延长至点E,使得,连接.则下列结论中错误的是( )
A. B. C. D.
10.已知和是等边三角形,连接、,并以其为两边作,取的中点为N,中点为M,连接,当时,若,,则的面积为( )
A. B. C. D.
2、 填空题
11.如图,的对角线,相交于点的平分线与边相交于点P,E是的中点,若,,则的长为________________.
12.如图,为的中位线,点F在上,已知,,且.若,则______.
13.如图,为等腰三角形,,点M,N分别为中点,点D、E在边上,且,连接,则图中阴影部分的面积为________________.
14.如图,是边长为8的等边三角形,是射线上一动点(点在点的右侧),将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接,F为的中点,连接,在点运动的过程中,线段长度的最小值是__________.
15.如图,点为中边中点,为中点,交于,若,,,则的长为___________.
3、 解答题
16.如图,在中,点、分别是、的中点,点是延长线上的一点,且,连接、、,求证:.
17.如图,D是内一点,连接,,E,F,G,H分别是边上的中点,求四边形的周长.
18.在学习了“三角形的中位线”后,某数学兴趣小组偶然接触到“梯形中位线”的概念:
如图,在梯形中,,、分别是、的中点,连接,线段叫做梯形的中位线.
这引起了该小组成员的兴趣,他们随后通过上网获悉梯形中位线具有“平行于梯形上下两底且等于梯形上下两底长度之和的一半”的性质,于是想通过自己的思考来加以证明.
经过充分讨论,聪聪和明明打算通过做辅助线并结合已学的知识来加以证明,他们的大致思路如下:
如图所示,连接并延长,与的延长线交于点,……
请你按照他们的思路继续证明:.
19.如图,在中,点,分别为,的中点,点在上,满足.
(1)求证:;
(2)若,,求点,之间的距离.
20.如图,在中,,,分别为,的中点,连接,为的中点,过点作,垂足为点,交的延长线于点,连接,.
(1)若,求的长;
(2)证明:;
(3)当时,求的值.
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