内容正文:
第二十一章 四边形
冀教版 数学 八年级下册
21.4 三角形的中位线
1
学习目标
1. 理解三角形中位线的定义,掌握三角形中位线定理,并能运用定理解决简单的几何问题,发展逻辑推理能力和创新思维.
2. 经历三角形中位线定理的探究过程,体会转化思想在几何证明中的应用,学会将三角形问题转化为平行四边形问题来解决,提升分析问题和解决问题的能力.
3. 在探究和应用三角形中位线定理的过程中,感受数学与生活的密切联系,培养学习数学的兴趣和信心.
2
情境导入
A
B
C
D
E
3
旧知回顾
三角形的中点
将一条边分成相等两段的点.
数学语言表达:点M是线段AB的中点,
AM = MB = AB.
A
B
C
M
4
旧知回顾
三角形的中线
连接三角形一个顶点与它对边中点的线段.
数学语言表达:点N是线段BC的中
点(BN=NC),
AN连接顶点A和对边BC的中点N.
A
B
C
N
如果连接三角形两边的中点,会得到什么样的线段?它与第三边会有什么关系?
5
新知探究
如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC的中点,
连接DE.
像DE这样,
连接三角形两边中点的线段叫做
三角形的中位线.
A
B
C
D
E
6
新知探究
问题1 一个三角形有几条中位线?你能在△ABC中画出它所有的中位线吗?
问题2 三角形的中位线和中线有什么区别?
A
B
C
D
E
F
有三条,如图, △ABC的中位线是DE,DF,EF.
中位线是连接三角形两边中点的线段
中线是连接一个顶点和它的对边中点的线段.
7
新知探究
活动探究一
请同学们拿出任意三角形纸片,画出三条边的中点,连接中点得到三条线段
思考:① 这些线段叫什么?
② 沿这些线段把三角形剪成四个小三角形,叠在一起能完全重合吗?
③三角形的中位线DE 与BC 有怎样的位置关系和数量关系
解:线段DE、DF、EF叫△ABC的中位线
四个小三角形叠在一起能完全重合
DE和BC从位置上来看DE//BC,
从数量上来看DE长度是BC长度的一半
新知探究
活动探究二
如图,DE 是△ABC 的中位线,将△ADE 绕点E 旋转 180°,使点A 和点C 重合,点D 落在点F 处.
思考:① 四边形DBCF 是平行四边形吗?
② DE 与BC 有怎样的位置关系和数量关系?
解:四边形DBCF 是平行四边形
DE和BC从位置上来看DE//BC,
从数量上来看DE长度是BC长度的一半
这两个活动都得到三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
该怎么用严谨的数学说理来证明这个结论呢
新知探究
观察下图,你能发现△ABC的中位线DE与边BC的位置关系吗?度量一下,DE与BC之间有什么数量关系?
探究
A
B
C
D
E
3.85cm
7.7cm
54°
54°
DE=3.85cm
BC=7.7cm
∠ADE=54°
∠ABC=54°
10
新知探究
观察下图,你能发现△ABC的中位线DE与边BC的位置关系吗?度量一下,DE与BC之间有什么数量关系?
探究
A
B
C
D
E
猜想:① ∠ADE= ∠ABC ,
同位角相等,DE∥BC.
猜想: ② DE= BC.
下面证明我们的猜想.
11
新知探究
A
B
C
D
E
如图,DE分别是△ABC的边AB、AC的中点,
求证:DE∥BC,DE= BC.
分析:要证明DE∥BC,DE= BC,通过构造平行四边形转化问题:
①如图,延长DE到点F,使EF=DE,连接FC、DC、AF;
②由AE=EC,DE=EF,根据对角线互相平分的四边形是平行四边形,可证四边形ADCF是平行四边形;
F
12
新知探究
如图,DE分别是△ABC的边AB、AC的中点,
求证:DE∥BC,DE= BC.
③由ADCF是平行四边形,得CF DA ;
又D是AB中点,DA=BD,因此CF BD ;
④根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形,可证四边形BDFC是平行四边形;
⑤由BDFC是平行四边形,得DF BC;
结合DE= DF,得证DE∥BC,DE= BC.
A
B
C
D
E
F
13
新知探究
如图,DE分别是△ABC的边AB、AC的中点,
求证:DE∥BC,DE= BC.
A
B
C
D
E
F
证明:∵AE=EC, DE=EF,
∴四边形ADCF是平行四边形.
∴CF DA.
又 D是AB的中点,
∴CF BD.
∴四边形DBCF是平行四边形,
∴DF BC.
又DE= DF, ∴ DE//BC,且DE= BC.
14
新知探究
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.
三角形的中位线定理
几何语言:
在△ABC中,
∵点D,E分别为AB,AC的中点,
∴DE∥BC,且DE= BC.
A
B
C
D
E
三角形中位线定理.html
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15
新知探究
提示:1.中位线DE,EF,DF把△ABC分成四个全等的三角形;
2.有三组共边的平行四边形:
四边形ADFE和四边形BDEF,
四边形BFED和四边形CFDE,
四边形ADFE和四边形DFCE.
3. 顶点是中点的三角形,称为中点三角形;
中点三角形的周长是原三角形的周长的一半.
面积等于原三角形面积的四分之一.
A
B
C
D
E
F
16
即学即练
方法技巧
先判定四边形形状,再用中位线定理求边长,最后计算周长,
利用中位线定理的 “平行” 结论,证明两组对边分别平行,直接判定四边形DECF是平行四边形
如图,在△ABC 中,D,E,F 分别为AB,BC,AC 的中点,
AC=12,BC=16.求四边形DECF 的周长.
解:DE,DF分别是△ABC的中位线
DE//AC,DF//BC
四边形DECF是平行四边形
,
四边形DECF的周长
典例分析
例1
已知:如图,在四边形ABCD 中,AD=BC,P 为对角线BD的中点,M 为DC 的中点,N 为AB 的中点.
求证:△PMN 是等腰三角形
证明:在中,
, 分别为, 的中点,
.
同理 .
又,
.
是等腰三角形.
即学即练
方法技巧
连接三角形三边中点所构成的新三角形(中点三角形),其周长是原三角形周长的一半
当题目出现 “连接三角形各边中点构成新三角形” 时,直接用中点三角形周长 = 原三角形周长 ÷ 2,无需分步计算每条边
三角形三边的长分别为5,9,12,求连接各边中点所构成的三角形的周长.
解:连接各边中点形成的三角形的三条边是原三角形的三条中位线.
根据三角形中位线等于第三边的一半
可得三条边的长为2.5,4.5,6
三角形周长=2.5+4.5+6=13
即学即练
方法技巧
看到 “中位线 + 角平分线”,优先考虑构造等腰三角形;
利用平行线的内错角相等,将角平分线的 “角相等” 转化为 “边相等”
如图,EF 为△ABC 的中位线,BD 平分∠ABC,交EF 于点D,AB=4,BC=6.求DF 的长.
解:EF 是 △ABC 的中位线,
EF//BC,且 ,
E 是 AB 的中点,
BD 平分 ∠ABC,
∠EBD=∠CBD。
EF//BC
∠EDB=∠CBD(两直线平行,内错角相等)。∠EBD=∠EDB
△EBD 为等腰三角形,
ED=BE=2
EF=3,ED=2
DF=EF−ED=3−2=1
课堂练习
1. 如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC的中点,连接DE,作BF平分∠ABC,交DE于点F,若AB=10,EF=1,则BC的长为( C )
A. 10 B. 11 C. 12 D. 14
C
解:DE是△ABC的中位线,
DE//BC
又BF平分∠ABC
∠DBF=∠DFB
DB=DF
DE=DF+EF=5+1=6
BC=2×6=12
课堂练习
2. 如图,每个小正方形的边长都为1,在△ABC中,点A,B,C都在格点上,D,E分别是AB,AC的中点,则线段DE的长为( D )
A. B. C. 5 D.
D
解:DE是△ABC的中位线
根据图可得
课堂练习
3. 如图,O为四边形ABCD内一点,E,F,G,H分别为OA,OB,
OC,OD的中点,则四边形EFGH的周长为( A )
A. 36 B. 48
C. 72 D. 不能确定
A
解:由图得EF为△ABO的中位线
所以
同理可得FG=10,HG=12,EH=8
四边形EFGH的周长
课堂练习
4. 如图,BD是△ABC的中线,E,F分别是BD,BC的中点,连接EF. 若EF=2,则AD的长为 .
4
解:EF是△BCD的中位线
又BD是△ABC的中线
课堂练习
5. 如图,在△ABC中,D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,AH是
边BC上的高,连接DE,DH,FE,FH. 求证:
(1) 四边形ADEF是平行四边形;
解:(1) ∵ D,E,F分别是AB,BC,CA的中点,
∴ DE,EF都是△ABC的中位线.
∴ DE//AC,EF∥AB.
∴ 四边形ADEF是平行四边形
(2) ∠DEF=∠DHF.
(2) ∵ 四边形ADEF是平行四边形,
∴ ∠DEF=∠DAF.
∵ D,F分别是AB,CA的中点,AH是边BC上的高,
∴ 易得DH= AB=AD,FH= AC=AF.
∴ ∠DAH=∠DHA,∠FAH=∠FHA.
∵ ∠DAH+∠FAH=∠DAF,∠DHA+∠FHA=∠DHF
∴ ∠DAF=∠DHF.
∴ ∠DEF=∠DHF
典例解析
例 求证:顺次连接四边形各边的中点,所得的四边形是平行四边形.
已知:如图,在四边形ABCD中,E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA的中点.
求证:四边形EFGH是平行相边形.
分析:题目中给出了四边形各边中点,可以连接四边形的一条对角线,利用三角形中位线定理证明要证的四边形一组对边平行且相等,从而证明它是平行四边形.
A
H
D
C
G
E
B
F
26
典例解析
A
H
D
C
G
E
B
F
证明:连接AC.
∵AH= HD,CG=GD,
∴ HG// AC, 且HG= AC.
同理 EF∥AC,且EF= AC.
∴HG EF.
∴四边形EFGH是平行四边形.
27
随堂演练
1.如图,在△ABC中,D,E,F分别是AB,BC,CA的中点. 以这些点为顶点,在图中,你能画出多少个平行四边形?为什么它们是平行四边形?
解:能画出3个.
分别为□ BDFE, □ DECF, □ DEFA.
理由如下:
由三角形的中位线定理可得
DF//BC,DE//AC,EF / AB.
∴四边形BDFE,四边形DECF,四边形DEFA均为平行四边形.
A
B
C
D
F
E
28
随堂演练
2.如图,△ABC的中线BD,CE相交于点O,且F,G分别是OB,OC的中点. 求证:四边形DEFG是平行四边形.
证明:∵BD和CE △ABC的两条中线,
∴DE是△ABC的中位线,
∴ DE= BC,DE // BC.
∵ F,G分别是OB,OC的中点,
∴ FG是△OBC的中位线,
∴ FG= BC, FG // BC,
∴DE=FG,DE //FG,∴四边形DEFG是平行四边形.
A
E
D
C
B
F
G
O
29
随堂演练
3.如图,A,B两点被池塘隔开,在AB外选一点C,连接AC和BC.怎样利用三角形的中位线定理测出A,B两点间的距离?
A
C
B
解:分别取CA和CB的中点M,N,连接MN,
然后测出MN的长度,
则AB =2MN.
M
N
30
随堂演练
4.如图,在△ABC中,M是BC的中点,AN⊥BN于N点,AN平分∠BAC, 且AB=12, AC=16, 求MN的长.
A
B
D
C
M
N
解:延长BN交AC于D.
∵AN⊥BN
∴∠BNA= ∠DNA=90°
∵ ∠BAN=∠DAN,AN=AN
∴ △ABN≌△ADN (ASA)
∴ AB=AD=12, BN=DN
31
随堂演练
4.如图,在△ABC中,M是BC的中点,AN⊥BN于N点,AN平分∠BAC, 且AB=12, AC=16, 求MN的长.
A
B
D
C
M
N
又∵ M是BC的中点
∴ MN是△BCD的中位线,
且CD=AC-AD=16-12=4
∴ MN= CD=2.
32
课程小结
三角形的中位线
定义:连接三角形两边中点的线段.
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.
几何语言:在△ABC中,
∵点D,E分别为AB,AC的中点,
∴DE∥BC,且DE= BC.
A
B
C
D
E
33
null
6582.875
null
10475.094
null
8803.281
null
6452.262
$