GeoReflex几何反射GEOMETRY MODEL LAB
中点与线段八年级下

中点与平行线构造

又称:中位线逆用、中点平行三等分

过一边中点作另一边的平行线,必平分第三边;把中点放进一个三角形里连成中位线,就能在“平行”与“一半”之间来回转化。
难度 挑战考试权重 7 步证明 · 2 步辅助线

识别口诀 · MNEMONIC

中点配平行,必出另一中点;连成三角形,中位线显形。
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标准几何图形

点击下方按钮逐步显示辅助线,观察每一步新增的线段与结论。

标准几何图形 · 辅助线演示已显示 2 步
ABCDEFN
STEP 1连接 BE 并延长,交 AC 于 F:图中 是 中点, 是 中点,连接 并延长,与 交于点 。这一步把 、、 放到同一条直线上,为 的出现作准备。→ 得到一个包含中点 的三角形 ,其中 在 上
STEP 2取 CF 的中点 N,连接 DN:取 的中点 (图中 ),连接 。因为 是 中点、 是 中点, 是 的中位线。→ 得 、;又 在 上,所以 ,可以在 中再用一次中位线
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模型的基本定义

如图, 中 是 的中点, 是 的中点,直线 交 于点 ,取 的中点 ,连接 。因为 、 分别是 、 的中点, 是 的中位线,所以 ,即 。再在 中, 是 中点且 ,由中位线定理的逆定理, 是 的中点,于是 。
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题目出现什么条件时应该想到它

这些是“入口信号”,不要求全部出现,但出现得越多,越应该优先检查本模型。

  • 1已知某条边的中点,需要证明某条直线平行,或证明另一个点也是中点
  • 2图中出现“过中点作平行线”“平行线经过中点”的语句
  • 3一条直线同时与两边(或两条线)相交,交点之一是中点
  • 4需要证明三条线段相等(三等分),或证明线段的一半关系
  • 5多个中点分散在不同三角形中,中位线定理暂时用不上
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常见触发关键词

中点过中点作平行线平分第三边三等分AF = FN = NC两个中点中位线逆定理
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辅助线具体画法

重点内容:每一步都写清怎么画、为什么画、画完得到什么。

  1. STEP 1

    连接 BE 并延长,交 AC 于 F

    图中 是 中点, 是 中点,连接 并延长,与 交于点 。这一步把 、、 放到同一条直线上,为 的出现作准备。
    得到得到一个包含中点 的三角形 ,其中 在 上
  2. STEP 2

    取 CF 的中点 N,连接 DN

    取 的中点 (图中 ),连接 。因为 是 中点、 是 中点, 是 的中位线。
    得到得 、;又 在 上,所以 ,可以在 中再用一次中位线
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为什么这样添加辅助线

题目给的是两个中点(D、E),但它们在图中不属于同一个三角形,中位线定理用不上。连接 BE 并延长出 F,就把 D 装进了 △BCF:D 是 BC 中点,只要再有一个中点 N,DN 就是中位线,平行关系立刻出现。而 EF 本来就在 BF 上,于是 EF ∥ DN;再回到 △ADN,E 是 AD 中点、EF 平行于 DN,“过中点作平行线平分第三边”就把 F 变成 AN 的中点。两次中位线一正一反,AF = FN = NC 的三等分就出来了。这类题的关键,是先在图中“凑出一个能用中位线的三角形”。
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添加辅助线后产生的新关系

  • ,
  • ,即 、 三等分
  • ,
  • (因为 、、 共线)
  • (同高,底边三等分)
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能使用哪些定理和性质

三角形中位线定理:中位线平行于第三边,且等于第三边的一半中位线定理的逆定理:过一边中点作另一边的平行线,必平分第三边平行线的判定与性质等底同高的三角形面积相等
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完整证明过程

每一步都写明结论与依据,可直接对照考试书写格式。

证明目标已知 是 中点, 是 中点, 的延长线交 于 , 是 的中点。求证 。
  1. 1 是 中点, 是 中点
    依据已知
  2. 2,即
    依据 的中位线定理(、、 在同一条直线上)
  3. 3 是 的中点,且
    依据已知与上一步
  4. 4 是 的中点,即
    依据中位线定理的逆定理:过 一边 的中点 作 的平行线,必平分第三边
  5. 5
    依据 是 的中点
  6. 6
    依据等量代换
  7. 7,
    依据

补充说明

若题目没有给出 N,可以改成“过 D 作 DN ∥ BF 交 AC 于 N”,同样得到 N 是 CF 的中点;两种作图方向互为逆定理,按题目已有的条件选一种。另外要看清“E 是 AD 中点”这个条件——它是第二次使用中位线逆定理的关键,漏掉它就无法把 AF 与 FN 联系起来。
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典型例题

题目如图,在 中, 是 的中点, 是 的中点, 的延长线交 于点 。若 ,,求 、 的长与 的长( 为 的中点)。已知: 为 中点, 为 中点, 在 上, 为 中点,,。

解答

  1. 1取 的中点 ,连接
    依据辅助线
  2. 2
    依据 的中位线定理(、 分别是 、 的中点)
  3. 3
    依据在 中, 是 中点且 ,由中位线逆定理得 是 中点
  4. 4,所以
    依据等量代换
  5. 5,
    依据计算
  6. 6
    依据中位线定理
结论与点评,,;, 是 的三等分点。
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常见变式

变式 1中点 + 平行(逆定理直接用)

已知 是 中点, 交 于 ,则 是 中点,且 。

变式 2三中点连成中位线三角形

、、 分别是 、、 的中点,则 的三边分别平行于原三角形的三边,且周长是原三角形的一半。

变式 3平行四边形中的三等分

在平行四边形 中, 是 的中点, 交 于 ,则 ,,证法与本题相同(取 中点连中位线)。

变式 4面积三等分

由 得 ,面积比可以直接由底边比得到。
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易错点

  • !把中位线定理的逆定理当成“平行线等分线段”直接引用,却不写依据。
  • !漏掉“ 是 中点”就去证 是 中点,条件不足。
  • !中位线找错三角形: 是 的中位线(、 在 、 上),不是 的中位线。
  • !把 写成“、 是 的三等分点”却不说明三条线段相等,推理链就断了。
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关联模型