七彩数学课堂|讲堂--神奇的数字“3”第二部分--倍长中线及推论
hello,小伙伴们,我是你们亲切的张哥。
前一阵子张哥给大家分享了七彩数学课堂|神奇的数字“3”第一部分--勾股三角形
和七彩数学课堂|神奇的数字“3”第一部分--勾股三角形的应用,开启了我们的神奇的数字“3”之旅.今天张哥给大家继续讲解第二部分,倍长中线.
几何总是充满美感的,需要我们去发现,去欣赏,去探究.
对于倍长中线,从全等三角形开始,相信小伙伴都特别熟悉,老师在黑板上会说,倍长中线是全等三角形的一个非常重要的模型,我们在学习的时候一定要重点关注.但是,我们应当如何去认识倍长中线?倍长中线还有哪些结论?相信大多数小伙伴并没有去深入的思考.今天,张哥就带大家进入倍长中线的世界.
关于倍长中线,我们可以用一句话总结相关结论:“逢中点,便倍长,全等现,平行出”.我们从图形来理解这句话.
如图:已知△ABC,D是BC中点,则倍长AD至E,连接CE,则有△ABD≌△CED.
全等之后,根据对应角相等,得∠B=∠BCE,还可以得到AB//CE.
这就是倍长中线的基本模型.相信大部分小伙伴的学习也止步于此.但是,真的就到此为止了吗?
我们现在来思考一下,,倍长中线最关键的地方是什么?对,就是这个中点.有中点,就有了全等,有了全等,就可以得平行.所以我们脑洞大开一下,便得到了倍长中线三要素:中点、全等、平行.(第一个3出现了)
对于倍长中线而言,其逻辑过程是:
既然是倍长中线三要素,那么我们可不可以任意两个要素组合推第三个呢?在不知道的情况下,我们不妨来组合一下:
平行+中点→全等.
我们通过一个题来探究这个结论是否成立:
如图,四边形ABCD中,AD//BC,
∠ABC=90°,E为线段CD的中点,连接AE、BE,求证:AE=BE.
读完题,我们发现,中点有,平行有,全等嘛,好像没有……那是不是说这个结论就不成立了?不是.因为平行线是没有交点的,所以,我们要延长AE与BC交于F.这份辅助线我们把它叫做牵线搭桥.
证明:∵AD//CF
∴∠DAE=∠CFE
又∵∠AED=∠FEC
DE=CE
∴△ADE≌△FCE
∴AE=EF
∴在Rt△ABF中,BF为斜边中线
∴BF=AE
通过这一个例子,我们证明了这个结论是成立的,于是,我们得到了倍长中线的推论一:
我们继续组合,还能够得到倍长中线的推论二:
平行+全等→中点.
这个推论也是成立的,我们来证明一下.
如图,在△ABC中,D是BC上一点,连接AD,E是AD上一点,延长BE交AC于F.若AC=BE,AF=EF,求证:D是BC中点.
看这道题,平行没有,全等也没有,所以肯定是要作辅助线的.我们不妨走这样的一个思路:构造平行,证明全等,得到中点.要证明D是BC中点,那就一定要证明与D有关的三角形全等,所以,我们就作BG//AC交AD的延长线于G.如图所示:
∵AF=EF
∴∠FAE=∠FEA=∠BED
又∵AC//BG
∴∠FAE=∠G
∴∠BED=∠G
∴BE=BG
又∵BE=AC
∴BG=AC,BG//AC
∴△BGD≌△ACD
∴BD=CD,即:D为BC中点,得证.
既然是平行线,我们还有没有其他的方法呢?有.我们还可以作CH//BE交AD的延长线于H.如图:
证明方法类似,这里就不写了。
方法三:构造平行的第二种操作:垂直于同一直线的两直线平行.所以,我们还可以作BM、CN垂直于AD.如图:
这里最终的思路是证明△BMD≌△CND,就作为一个思考题,供小伙伴们探究.
下面是最终总结:倍长中线,三个要素,三种情况(第二次出现3)
倍长中线:中点→全等→平行.(辅助线:倍长) 推论一:平行+中点→全等.(辅助线:牵线搭桥) 推论二:平行+全等→中点.(辅助线:构造平行)
这,才是倍长中线正确的打开方式.
神奇的数字“3”,有它,数学更精彩.
放上一部分练习题,供大家研究:
最后说一下倍长中线两个推论的使用场景:
推论一是几何当中非常重要的一个结论,在八年级学习了平行四边形以后,推论一的考察真的是非常的多,因为四边形自带平行,所以,你懂的.比如下面的这个题:
题目告诉我们F是AD中点,再加上AB//CD,则根据推论一:平行+中点→全等.(辅助线:牵线搭桥),直接延长EF和CD相交即可.
推论二在全等三角形的证明中用得要多一些,后面考得不多,但是一考就比较致命,因为用太少了.所以我们还是要掌握推论二, 以备不时之需.
古建筑的美,是将几何元素应用到极致的效果.