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妙用斜边中线定理

2020-10-29谭炜东

关键词:对角线直角等腰三角

谭炜东

由平行四边形的性质“平行四边形的对

角线互相平分”和矩形的性质“矩形的对角线相等”,我们可以得到这样一个定理:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,这个定理揭示了直角三角形斜边上的中线与斜边之间的数量关系.同时由它可知,斜边上的中线把直角三角形分成了两个等腰三角形.利用这个定理解证一些几何题时,往往可以化难为易、化繁为简,收事半功倍之效.

一证明两线垂直

例1 如图1,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°.点M,N分别是对角线AC,BD的中点.求证:MN⊥AC.

分析:由∠BAD=∠BCD=90°,点N是BD的中点,联想到直角三角形斜边上的中线.连接AN,CN,如图2所示,则有AN=CN=1/2BD,于是△ACN是等腰三角形.由点M是AC的中点,联想到等腰三角形的“三线合一”性质,立即可得MN⊥AC.

二判断四边形的形状

例2如图3,在□ABCD中,过点A,C分别作对角线BD的垂线AE,CF,垂足分别为E,F点M,N分别为AB,CD的中点,连接ME,MF,NE,NF.试判断四边形EMFN的形状,并说明理由.

分析:由点M,N分别为AB,CD的中点,AE,CF都垂直于BD,根据直角三角形斜边中线定理可以得到ME=1/2AB=MB,NF=

21/2CD=ND,故∠1=∠4,∠2=∠3.由四边形ABCD是平形四边形,得AB//CD,AB=CD,所以∠2=∠4,ME=NF.于是∠1=∠3,ME∥NF.故四边形EMFN是平行四边形,

三证明线段相等

例3如图4,点E,F分别为正方形ABCD的边AB,BC的中点.DF与CE相交于点P,连接AP.求证:AP=AD.

分析:要证AP=AD,如果想利用∠ADP=∠APD,结合已知条件,这种思路几乎行不通.注意到点E为边AB的中点,AD//BC,我们自然想到延长CE交AD的反向延长线于点Q,如图5所示,易证△AEQ≌△BEC,故AQ=BC=AD,即AP为△DPQ的DQ边上的中线.结合待证结论“AP=AD”,只需证明∠DPQ为直角即可,即证∠2+∠3=90°.易证△BEC≌△CFD,所以∠1=∠3.于是,只需证∠2+∠1=90°.这显然成立,从而结论得证.

需要说明的是,数学上的很多定理都是有一定的前提条件的,直角三角形斜边中线定理也是如此,运用这个定理的前提条件是这个三角形是直角三角形,结论则是斜边上的中线等于斜边的一半,而不是直角边上的中线等于直角边的一半!

牛刀小试

如图6.△ABE和△CDE有一個公共顶点E.若∠AEB为直角,AB=CD,且AB,CD互相平分于点O,求证:∠CED为直角.

(答案在本期找)

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