23.4中位线
【知识点1】三角形中位线定理 1
【知识点2】梯形中位线定理 2
【题型1】利用三角形中位线定理求周长 3
【题型2】利用三角形中位线定理求度数 3
【题型3】利用三角形中位线定理求长度 5
【题型4】利用三角形中位线定理求面积 6
【知识点1】三角形中位线定理
(1)三角形中位线定理:
三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
(2)几何语言:
如图,∵点D、E分别是AB、AC的中点
∴DE∥BC,DE=BC.
1.(2025 泰安模拟)如图,△ABC中,D、E分别是BC、AC的中点,BF平分∠ABC,交DE于点F,若BC=6,则DF的长是( )
A.3 B.2 C. D.4
2.(2025 志丹县二模)在△ABC中,D、E分别是BC、AC中点,BF平分∠ABC.交DE于点F.AB=8,BC=6,则EF的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【知识点2】梯形中位线定理
(1)中位线定义:连接梯形两腰中点的线段叫做梯形的中位线. (2)梯形中位线定理:梯形的中位线平行于两底,并且等于两底和的一半.
(3)梯形面积与中位线的关系:
梯形中位线的2倍乘高再除以2就等于梯形的面积,即
梯形的面积=×2×中位线的长×高=中位线的长×高
(4)中位线在关于梯形的各种题型中都是一条得天独厚的辅助线.
1.已知:如图,O为AB中点,BD⊥CD,AC⊥CD,OE⊥CD,则下列结论不一定成立的是( )
A.CE=ED B.OC=OD C.∠ACO=∠ODB D.OE=CD
2.如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,点E、F分别是AB、CD的中点且EF=6,则AD+BC的值是( )
A.9 B.10.5 C.12 D.15
【题型1】利用三角形中位线定理求周长
【典型例题】如图:在△ABC中,AB=13,BC=12,点D,E分别是AB,BC的中点,连接DE,CD,如果DE=2.5,那么△ACD的周长是( )
A.15 B.16 C.17 D.18
【举一反三1】如图,△ABC的边AB,BC,CA上的中点分别是D,E,F,且AB=5cm,AC=6cm,则四边形ADEF的周长为( )
A.9cm B.10cm C.11cm D.12cm
【举一反三2】如图,在四边形ABCD中,点E,F,G,H分别是BD,BC,AC,AD的中点,若,则四边形EFGH的周长是 .
【举一反三3】如图, ABCD的周长为36,对角线AC,BD相交于点O,点E是CD的中点,BD=12,求△DOE的周长.
【题型2】利用三角形中位线定理求度数
【典型例题】如图,在四边形ABCD中,AD=BC,E是AB的中点,F是DC的中点,EF交AC于点O.∠DAC=60°,∠ACB=40°,则∠AOE的度数为( )
A.40° B.45° C.50° D.55°
【举一反三1】如图,在△ABC中,D、E、F分别是AB、AC、BC的中点,若∠CFE=55°,则∠ADE的度数为( )
A.65° B.60° C.55° D.50°
【举一反三2】在等腰三角形ABC中,AC为腰,O为BC的中点,D为AB的中点,∠C=30°,则∠ADO的度数是 .
【举一反三3】已知:如图,在△ABC中,AH⊥BC于点H,点D,E,F分别是BC,AC,AB的中点.若∠A的度数是α,则图中度数等于α的角还有 个.
【举一反三4】(1)如图,点E是AD的中点,点F是AB的中点,过点E画EH∥AC,交DC于点H;过点F画FG∥AC,交BC于点G,测量EH、FG的长度,你有什么发现?
(2)连接EF、GH,通过测量∠FEH、∠EHG、∠HGF、∠GFE的度数,判断其中相等的角有哪些,互补的角有哪些.
【题型3】利用三角形中位线定理求长度
【典型例题】如图,四边形ABCD中,∠A=90°,AB=12,AD=5,点M、N分别为线段BC、AB上的动点(含端点,但点M不与点B重合),点E、F分别为DM、MN的中点,则EF长度的可能为( )
A.2 B.5 C.7 D.9
【举一反三1】如图,在△ABC中,M为BC的中点,MI∥CA,且MI与∠A的平分线AI相交于点I.若AB=10,AC=16,则MI长度为( )
A.3 B. C.4 D.
【举一反三2】如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC的中点,BC=8,F是线段DE上一点,连接AF,CF,EF=3DF.若∠AFC=90°,则AC的长度是 .
【举一反三3】如图,在△ABC中,∠ACB>90°,AC=8,AB=12,分别取AC,BC的中点D,E,连接DE,取DE上一点P,连接PA和PC,且PA⊥PC.则EP的长度为 .
【举一反三4】如图,在△ABC中,∠ABC=90°,在边AC上截取AD=AB,连接BD,过点A作AE⊥BD于点E,F是边BC的中点,连接EF.若AB=5,BC=12,求EF的长度.
【举一反三5】如图,△ABC中,D、E、F分别为CB、AC、AB的中点,AD、BE、CF相交于O点,AB=6,BC=10,AC=8,试求出线段DE、OA、OF的长度与∠EDF大小.
【题型4】利用三角形中位线定理求面积
【典型例题】中国古代数学家刘徽在《九章算术注》中,给出了证明三角形面积公式的出入相补法.如图,在△ABC中,分别取AB,AC的中点D,E,连接DE,过点A作AF⊥DE,垂足为F,将△ABC分割后拼接成长方形BCHG.若DE=5,AF=3,则△ABC的面积是( )
A.20 B.25 C.30 D.35
【举一反三1】已知1个四边形的对角线互相垂直,且两条对角线的长度分别是8和10,那么顺次连接这个四边形的四边中点所得的四边形的面积是( )
A.40 B. C.20 D.
【举一反三2】如图,DE∥BC,连接BD,△ABC被分成①②③三部分,其中图形①和②的面积相等,则图形②和③的面积比为 .
【举一反三3】如图,在△ABC中,AB=AC.M、N分别是AB、AC的中点,D、E为BC上的点,连接DN、EM.若AB=5cm,BC=6cm,DE=3cm,则图中阴影部分的面积为 cm2.
【举一反三4】如图,在四边形ABCD中,∠ABC=90°,AB=BC=2,E、F分别是AD、CD的中点,连接BE、BF、EF.若四边形ABCD的面积为6,求△BEF的面积.23.4中位线
【知识点1】三角形中位线定理 1
【知识点2】梯形中位线定理 3
【题型1】利用三角形中位线定理求周长 4
【题型2】利用三角形中位线定理求度数 6
【题型3】利用三角形中位线定理求长度 10
【题型4】利用三角形中位线定理求面积 14
【知识点1】三角形中位线定理
(1)三角形中位线定理:
三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半.
(2)几何语言:
如图,∵点D、E分别是AB、AC的中点
∴DE∥BC,DE=BC.
1.(2025 泰安模拟)如图,△ABC中,D、E分别是BC、AC的中点,BF平分∠ABC,交DE于点F,若BC=6,则DF的长是( )
A.3 B.2 C. D.4
【答案】A
【分析】利用中位线定理,得到DE∥AB,根据平行线的性质,可得∠EDC=∠ABC,再利用角平分线的性质和三角形内角外角的关系,得到DF=DB,进而求出DF的长.
【解答】解:在△ABC中,D、E分别是BC、AC的中点,
∴DE∥AB,
∴∠EDC=∠ABC.
∵BF平分∠ABC,
∴∠EDC=2∠FBD.
在△BDF中,∠EDC=∠FBD+∠BFD,
∴∠DBF=∠DFB,
∴FD=BD=BC=×6=3.
故选:A.
2.(2025 志丹县二模)在△ABC中,D、E分别是BC、AC中点,BF平分∠ABC.交DE于点F.AB=8,BC=6,则EF的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【分析】利用中位线定理,得到DE∥AB,根据平行线的性质,可得∠EDC=∠ABC,再利用角平分线的性质和三角形内角外角的关系,得到DF=DB,进而求出DF的长,易求EF的长度.
【解答】解:∵在△ABC中,D、E分别是BC、AC的中点,AB=8,
∴DE∥AB,DE=AB=4.
∴∠EDC=∠ABC.
∵BF平分∠ABC,
∴∠EDC=2∠FBD.
∵在△BDF中,∠EDC=∠FBD+∠BFD,
∴∠DBF=∠DFB,
∴FD=BD=BC=×6=3.
∴FE=DE-DF=4-3=1.
故选:A.
【知识点2】梯形中位线定理
(1)中位线定义:连接梯形两腰中点的线段叫做梯形的中位线. (2)梯形中位线定理:梯形的中位线平行于两底,并且等于两底和的一半.
(3)梯形面积与中位线的关系:
梯形中位线的2倍乘高再除以2就等于梯形的面积,即
梯形的面积=×2×中位线的长×高=中位线的长×高
(4)中位线在关于梯形的各种题型中都是一条得天独厚的辅助线.
1.已知:如图,O为AB中点,BD⊥CD,AC⊥CD,OE⊥CD,则下列结论不一定成立的是( )
A.CE=ED B.OC=OD C.∠ACO=∠ODB D.OE=CD
【答案】D
【分析】根据梯形中位线求出CE=DE,根据线段垂直平分线求出OC=OD,推出∠OCD=∠ODC,∠ACD=∠BDC=90°,相减即可得出∠ACO=∠BDO,根据直角三角形斜边上中线性质即可判断D.
【解答】解:∵BD⊥CD,AC⊥CD,OE⊥CD,
∴AC∥OE∥DB,
∵O为AB中点,
∴CE=DE,
∵OE⊥CD,
∴OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC,
∵BD⊥CD,AC⊥CD,
∴∠ACD=∠BDC=90°,
∴∠ACO=∠BDO,∴选项A、B、C正确;
只有当∠COD=90°时,选项D才正确;
故选项D错误;
故选:D.
2.如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,点E、F分别是AB、CD的中点且EF=6,则AD+BC的值是( )
A.9 B.10.5 C.12 D.15
【答案】C
【分析】根据梯形的中位线等于两底和的一半解答.
【解答】解:∵E和F分别是AB和CD的中点,
∴EF是梯形ABCD的中位线,
∴EF=(AD+BC),
∵EF=6,
∴AD+BC=6×2=12.
故选:C.
【题型1】利用三角形中位线定理求周长
【典型例题】如图:在△ABC中,AB=13,BC=12,点D,E分别是AB,BC的中点,连接DE,CD,如果DE=2.5,那么△ACD的周长是( )
A.15 B.16 C.17 D.18
【答案】D
【解析】∵D,E分别是AB,BC的中点,
∴AC=2DE=5,AC∥DE,
∵AC2+BC2=52+122=169,
AB2=132=169,
∴AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°,
∴DC=BD=AB,
∴△ACD的周长=AC+AD+CD=AC+AD+BD=AC+AB=18,
故选:D.
【举一反三1】如图,△ABC的边AB,BC,CA上的中点分别是D,E,F,且AB=5cm,AC=6cm,则四边形ADEF的周长为( )
A.9cm B.10cm C.11cm D.12cm
【答案】C
【解析】∵△ABC的边AB,BC,CA上的中点分别是D,E,F,AB=5cm,AC=6 cm,
∴,
∴四边形ADEF的周长为2(2.5+3)=11(cm),
故选:C.
【举一反三2】如图,在四边形ABCD中,点E,F,G,H分别是BD,BC,AC,AD的中点,若,则四边形EFGH的周长是 .
【答案】4
【解析】∵E,F,G,H分别是AD,BD,BC,AC上的中点,,
∴EF∥AB∥GH,EH∥CD∥FG,EF=EH=,
∴四边形EFGH为平行四边形,
∴四边形EFGH的周长为2(EF+EH)=4.
故答案为:4.
【举一反三3】如图, ABCD的周长为36,对角线AC,BD相交于点O,点E是CD的中点,BD=12,求△DOE的周长.
【答案】解 ∵ ABCD的周长为36,
∴2(BC+CD)=36,则BC+CD=18.
∵四边形ABCD是平行四边形,对角线AC,BD相交于点O,BD=12,
∴OD=OB=BD=6.
又∵点E是CD的中点,
∴OE是△BCD的中位线,DE=CD,
∴OE=BC,
∴△DOE的周长=OD+OE+DE=BD+(BC+CD)=6+9=15,
即△DOE的周长为15.
【题型2】利用三角形中位线定理求度数
【典型例题】如图,在四边形ABCD中,AD=BC,E是AB的中点,F是DC的中点,EF交AC于点O.∠DAC=60°,∠ACB=40°,则∠AOE的度数为( )
A.40° B.45° C.50° D.55°
【答案】C
【解析】取AC的中点G,连接EG、FG,如图所示:
∵E是AB的中点,F是DC的中点,
∴EG是△ABC的中位线,FG是△ACD的中位线,
∴EG∥BC,EG=BC,FG∥AD,FG=AD,
∴∠AGE=∠ACB=40°,∠AGF+∠DAC=180°,
∴∠AGF=180°﹣∠DAC=120°,
∴∠EGF=∠AGE+∠AGF=40°+120°=160°,
∵AD=BC,
∴EG=FG,
∴∠GEF=∠GFE=(180°﹣160°)=10°,
∴∠AOE=∠GEF+∠AGE=10°+∠40°=50°;
故选:C.
【举一反三1】如图,在△ABC中,D、E、F分别是AB、AC、BC的中点,若∠CFE=55°,则∠ADE的度数为( )
A.65° B.60° C.55° D.50°
【答案】C
【解析】∵D、E、F分别是AB、AC、BC的中点,
∴EF∥AB,DF∥AC,
∴∠B=∠CFE=55°,
∵DF∥AC,
∴∠ADE=∠B=55°,
故选:C.
【举一反三2】在等腰三角形ABC中,AC为腰,O为BC的中点,D为AB的中点,∠C=30°,则∠ADO的度数是 .
【答案】60°或105°
【解析】当AB=AC,∠C=30°时,∠B=∠C=30°,
则∠A=180°﹣30°×2=120°,
当BC=AC,∠C=30°时,∠A=∠B=75°,
∵O为BC的中点,D为AB的中点,
∴OD是△ABC的中位线,
∴OD∥AC,
∴∠ADO+∠A=180°,
∴∠ADO为60°或105°,
故答案为:60°或105°.
【举一反三3】已知:如图,在△ABC中,AH⊥BC于点H,点D,E,F分别是BC,AC,AB的中点.若∠A的度数是α,则图中度数等于α的角还有 个.
【答案】4
【解析】∵D,E,F分别为BC,AC,AB的中点,
∴DF∥AC,DE∥AB,
∴∠BFD=∠BAC=α,∠FDE=∠BFD=α,
同理可得∠CED=∠CAB=α,
∵AH⊥BC,E、F分别为AC、AB的中点,
∴AF=FH,AE=EH,
∴∠AHF=∠FAH,∠AHE=∠EAH,
∴∠AHF+∠AHE=∠FAH+∠EAH,
即∠FHE=∠BAC=α,
故答案为:4.
【举一反三4】(1)如图,点E是AD的中点,点F是AB的中点,过点E画EH∥AC,交DC于点H;过点F画FG∥AC,交BC于点G,测量EH、FG的长度,你有什么发现?
(2)连接EF、GH,通过测量∠FEH、∠EHG、∠HGF、∠GFE的度数,判断其中相等的角有哪些,互补的角有哪些.
【答案】解 (1)经测量,EH=1.2cm,FG=1.2cm,
∴EH=FG;
(2)经测量,∠FEH=84°,∠EHG=106°,∠HGF=84°,∠GFE=106°,
∴∠FEH=∠HGF,∠EHG=∠HGF,∠FEH与∠EHG互补,∠GFE与∠HGF互补,∠EHG与∠HGF互补,∠FEH与∠GFE互补.
【题型3】利用三角形中位线定理求长度
【典型例题】如图,四边形ABCD中,∠A=90°,AB=12,AD=5,点M、N分别为线段BC、AB上的动点(含端点,但点M不与点B重合),点E、F分别为DM、MN的中点,则EF长度的可能为( )
A.2 B.5 C.7 D.9
【答案】B
【解析】连接DN,
∵ED=EM,MF=FN,
∴EF=DN,
∴DN最大时,EF最大,DN最小时,EF最小,
∵N与B重合时DN最大,
此时DN=DB===13,
∴EF的最大值为6.5.
∵∠A=90°,AD=5,
∴DN≥5,
∴EF≥2.5,
∴EF长度的可能为5;
故选:B.
【举一反三1】如图,在△ABC中,M为BC的中点,MI∥CA,且MI与∠A的平分线AI相交于点I.若AB=10,AC=16,则MI长度为( )
A.3 B. C.4 D.
【答案】A
【解析】延长MI交AB于D,
∵M为BC的中点,MI∥CA,
∴MD是△ABC的中位线,
∴MD=AC=×16=8,
∵AI是∠BAC的平分线,
∴∠1=∠3,
∵MD∥AC,
∴∠2=∠3,
∴∠1=∠2,
∴AD=DI,
∵AB=10,
∴AD=5,
∴DI=5,
∴MI=8﹣5=3,
故选:A.
【举一反三2】如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC的中点,BC=8,F是线段DE上一点,连接AF,CF,EF=3DF.若∠AFC=90°,则AC的长度是 .
【答案】6
【解析】∵D、E分别是AB、AC的中点,
∴DE=BC=4,
∵EF=3DF
∴DE=4DF,
∴DF=DE=1,
∴EF=DE﹣DF=3,
∵∠AFC=90°,点E是AC的中点,
∴AC=2EF=6,
故答案为:6.
【举一反三3】如图,在△ABC中,∠ACB>90°,AC=8,AB=12,分别取AC,BC的中点D,E,连接DE,取DE上一点P,连接PA和PC,且PA⊥PC.则EP的长度为 .
【答案】2
【解析】∵PA⊥PC,D是AC的中点,AC=8,
∴PD=AC=4,
∵D、E分别为AC、BC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE=AB=6,
∴PE=DE﹣PD=6﹣4=2,
故答案为:2.
【举一反三4】如图,在△ABC中,∠ABC=90°,在边AC上截取AD=AB,连接BD,过点A作AE⊥BD于点E,F是边BC的中点,连接EF.若AB=5,BC=12,求EF的长度.
【答案】解 在△ABC中,∠ABC=90°,AB=5,BC=12,
则AC===13,
∵AD=AB=5,
∴DC=AC﹣AD=13﹣5=8,
∵AD=AB,AE⊥BD,
∴BE=ED,
∵BF=FC,
∴EF=DC=4.
【举一反三5】如图,△ABC中,D、E、F分别为CB、AC、AB的中点,AD、BE、CF相交于O点,AB=6,BC=10,AC=8,试求出线段DE、OA、OF的长度与∠EDF大小.
【答案】解 ∵在△ABC中,AB=6,BC=10,AC=8,
∴BC2=AB2+AC2,
∴△ABC是直角三角形,且∠CAB=90°.
∵点O是△ABC的重心,AD=BC=5,
∴OA=AD=.
在直角△AFC中,CF===,
∴OF=FC=.
∵△ABC中,D、E、F分别为CB、AC、AB的中点,
∴DE、EF、FD是△ABC的三条中位线.
∴DE=AB=3,EF=BC=5,FD=AC=4,
∴EF2=DE2+FD2,
∴△EFD是直角三角形,且∠EDF=90°.
综上所述,DE=3,OA=,OF=,∠EDF=90°.
【题型4】利用三角形中位线定理求面积
【典型例题】中国古代数学家刘徽在《九章算术注》中,给出了证明三角形面积公式的出入相补法.如图,在△ABC中,分别取AB,AC的中点D,E,连接DE,过点A作AF⊥DE,垂足为F,将△ABC分割后拼接成长方形BCHG.若DE=5,AF=3,则△ABC的面积是( )
A.20 B.25 C.30 D.35
【答案】C
【解析】∵点D,E分别为AB,AC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,AD=DB,
∴BC=2DE=2×5=10,
在△AFD和△BGD中,
,
∴△AFD≌△BGD(A.A.S.),
∴BG=AF=3,
∴长方形BCHG的面积为:3×10=30,
∴△ABC的面积是30,
故选:C.
【举一反三1】已知1个四边形的对角线互相垂直,且两条对角线的长度分别是8和10,那么顺次连接这个四边形的四边中点所得的四边形的面积是( )
A.40 B. C.20 D.
【答案】C
【解析】∵AC=10,BD=8,点E,F,G,H分别是边AB,AD,CD,BC的中点,
∴EF∥BD∥HG,EF=HG=BD=4,HE=GF=AC=5,
∵AC⊥BD,
∴四边形EFGH是矩形,
∴矩形EFGH的面积=4×5=20.
故选:C.
【举一反三2】如图,DE∥BC,连接BD,△ABC被分成①②③三部分,其中图形①和②的面积相等,则图形②和③的面积比为 .
【答案】1:2
【解析】如图,∵图形①和②的面积相等,图形①和②是同高的两个三角形,
∴AE=BE,即点E是AB的中点.
又∴ED是△ABC的中位线,且△AED∽△ABC,
∴=,
∴=,
∴S△AED=S△ABC,
∴=,
∴=,即图形②和③的面积比为 1:2.
故答案为:1:2.
【举一反三3】如图,在△ABC中,AB=AC.M、N分别是AB、AC的中点,D、E为BC上的点,连接DN、EM.若AB=5cm,BC=6cm,DE=3cm,则图中阴影部分的面积为 cm2.
【答案】6
【解析】∵点A1,B1是AC,BC两边的中点,
连接MN,作AF⊥BC于F,
∵M、N分别是AB、AC的中点,
∴MN=BC=3,MN∥BC,
∴AF⊥MN,
∵AB=AC,AF⊥BC,
∴FC=BC=3,
在Rt△AFC中,AF==4,
图中阴影部分的三个三角形的底长都是3cm,高的和为4cm,
∴图中阴影部分的面积=×3×4=6(cm2),
故答案为:6.
【举一反三4】如图,在四边形ABCD中,∠ABC=90°,AB=BC=2,E、F分别是AD、CD的中点,连接BE、BF、EF.若四边形ABCD的面积为6,求△BEF的面积.
【答案】解 连接AC.∵S△ABC= BC AB==4,
∵四边形ABCD的面积为6,
∴S△ADC=6﹣4=2,
∵S△BEF=S四边形ABCD﹣S△ABE﹣S△BCF﹣S△FED,
易知S△ABE+S△BCF=S四边形ABCD=3,S△EDF=,
∴S△BEF=S四边形ABCD﹣S△ABE﹣S△BCF﹣S△FED=6﹣3﹣=.