中位線定理

中位線定理

中位線是在三角形或梯形中一條特殊的線段,與其所在的三角形或梯形有著特殊的關係。連線三角形的兩邊中點的線段叫做三角形的中位線。三角形有三條中位線,首尾相接時,每個小三角形面積都等於原三角形的四分之一,這四個三角形都互相全等。

基本信息

概念

中位線概念

(1)三角形中位線定義:連線三角形兩邊中點的線段叫做三角形的中位線。

(2)梯形中位線定義:連線梯形兩腰中點的線段叫做梯形的中位線。

注意

(1)要把三角形的中位線與三角形的中線區分開。三角形中線是連線一頂點和它的對邊中點的線段,而三角形中位線是連線三角形兩邊中點的線段。

(2)梯形的中位線是連線兩腰中點的線段而不是連結兩底中點的線段。

(3)兩個中位線定義間的聯繫:可以把三角形看成是上底為零時的梯形,這時三角形的中位線就變成梯形的中位線。

定理

(1)三角形中位線定理:三角形的中位線平行於第三邊並且等於它的一半.

(2)梯形中位線定理:梯形的中位線平行於兩底,並且等於兩底和的一半.

例題

中位線定理證明 中位線定理證明

已知:如圖,DE是△ABC的中位線

求證:DE∥BC DE=1/2 BC

證明:延長DE至F,使EF=DE,連線CF

∵DE是△ABC的中位線

∴AE=CE

在△ADE和△CFE中

∵AE=CE(已證),∠AED=∠CEF(對頂角相等),DE=EF(已作)

∴△ADE≌△CFE(SAS)

∴AD=CF(全等三角形對應邊相等)

∠ADE=∠F(全等三角形對應角相等)

∴BD∥CF(內錯角相等,兩直線平行)

∵AD=BD

∴BD=CF

∴四邊形BCFD是平行四邊形

∴DE//BC,DE=1/2DF=1/2BC

證明

已知△ABC中,D、E分別是AB、AC兩邊中點。

求證DE平行於BC且等於BC/2

方法一:幾何法

過C作AB的平行線交DE的延長線於G點。

∵CG∥AD

∴∠A=∠ACG

∵∠AED=∠CEG、AE=CE、∠A=∠ACG(用大括弧)

∴△ADE≌△CGE (A.S.A)

∴AD=CG(全等三角形對應邊相等)

∵D為AB中點

∴AD=BD

∴BD=CG

又∵BD∥CG

∴BCGD是平行四邊形(一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形)

∴DG∥BC且DG=BC

∵△ADE≌△CGE (A.S.A)

∴DE=GE

∴DE=DG/2=BC/2

∴三角形的中位線定理成立

方法二: 坐標

設三角形三點分別為(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)

則一條邊長為 :根號(x2-x1)^2+(y2-y1)²

另兩邊中點為((x1+x3)/2,(y1+y3)/2),和((x2+x3)/2,(y2+y3)/2)

這兩中點距離為:根號((x2+x3)/2-(x1+x3)/2)^2+((y2+y3)/2-(y1+y3)/2)^2

最後化簡時將x3,y3消掉正好中位線長為其對應邊長的一半

方法三

延長DE到點G,使EG=DE,連線CG

∵點E是AC中點

∴AE=CE

∵AE=CE、∠AED=∠CEF、DE=GE

∴△ADE≌△CGE (S.A.S)

∴AD=CG、∠G=∠ADE

∵D為AB中點

∴AD=BD

∴BD=CG

∵點D在邊AB上

∴DB∥CG

∴BCGD是平行四邊形

∴DE=DG/2=BC/2

∴三角形的中位線定理成立

方法四:向量 DE= DA+ AE=( BA+ AC)/2= BC/2

∴DE//BC且DE=BC/2

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