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

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:

(知道)中点→(构造倍长中线证明)全等→(得到内错角相等进而)平行。 即:中点→全等→平行.

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:

平行+中点→全等.(辅助线:牵线搭桥)

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.

总结:对于倍长中线的第二个推论:平行+全等→中点.我们的做法是通过构造平行证明相应的三角形全等,最后得到中点,所以辅助线就是平行线.

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.

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