备课偶得——
三角形中位线定理的再证明
王贵林 皖南陵县烟墩镇烟墩中心初级中学 241313 三角形中位线定理:三角形的中位线平行第三边且等于第三边长的半。
关于它的证明方法,课本上给出了一种证法。
笔者在备课中发现它的证法有8种之多,而且非常有趣,这里写出来与同仁共享,企斧正。
已知:如图1,△ABC 中,D 、E 分别为AB 、AC 的中点,求证:D E ∥BC
且
证法一、(构造法)如图2,延长DE 到F ,使EF=DE ,连结AF 、CF 、 DC
∵E 为AC 中点 ∴AE=CE ∵EF=DE ∴四边形ADCF
为平行四边形 ∴CF AD ∵D 为AB 中点 ∴AD=BD
∴BD CF ∴四边形DBCF 为平行四边形
∴DF BC ∴DE=EF ∴DE ∥BC 且
证法二、(构造法)如图3,过CF 作CF ∥AB 交DE 的延长线于F ,则 ∠A=∠ACF ∵E 为AC 中点 ∴AE=CF
∴△AD E ≌△CFE (ASA ) ∴CF=AD ∵D 为AB 中点 ∴AD=BD ∴CF=BD ∵CF ∥BD ∴CF BD
∴四边形DBCF 为平行四边形 ∴DF BC ∴△ADE ≌△CFE
∴DE=EF ∴D E ∥BC 且
证法三、(同一法)如图4,过D 作D E ′∥BC ,交AC 于E ′,过E ′作E ′F ∥AB ,交BC 于F ,则
∠B=∠ADE ′=∠E ′FC ,∠AE ′D=∠C 四边形DBFE ′是平行四边形 ∴E ′F=BD ∵D 为AB 中点 ∴AD=BD ∴E ′F=AD ∴△ADE ′≌△E ′FC (AAS ) ∴AE ′=CE ′即E ′为AC 中点 ∵E 为AC 中点
∴E 与E ′重合即DE ∥BC ,△ADE ≌△EFC ,四边形DBFE 为平行四边形 ∴DE=CF DE=BF
即 ∴DE ∥BC 且
图1 B
C
A
D
E
图2
B
C
A
D
E
F
图3
B
C
A
D E
F
C
图4
B
A
D
E
F E ′ 图5
B
C
A
D
E
1
2
DE BC =1
2
DE BC =1
2DE BC =12
DE BC =1
2DE BC =
证法四、(相似法)如图5,
∵D 、E 分别为AB 、AC 中点 ∴ ∵∠A=∠A
∴△AD E ∽△ABC ∴ ∠ADE=∠B ∴DE ∥BC 且
证法五、(旋转拼图法)如图6,以AC 的中点E 为中心,将△ABC 绕点E 旋转180°得△ACF ,取CF 中点G ,连结EG 、DG ,则四边形ABCF 为平行四边形
∴
AF BC ∵D 、G 分别为AB 、CF 的中点 ∴AD FG ∴四边形ADGF 为平行四边形
∴DG AF BC ∵CF ∥AB ∴∠DAE=∠GCE ∴△ADE ≌△CGE (SAS )
∴∠AED=∠CEG ∴D 、E 、G 在一条直线上 ∴DE ∥BC ∵△ADE ≌△CGE
∴DE=EG ∴ ∴DE ∥BC 且
证法六、(面积法)如图7,取BC 中点F ,连结AF 、EF ,分别过A 、E 作
A H ⊥BC ,EG ⊥BC ,垂足分别为H 、G ,过D 作DM ⊥BC 于M ,则
∴ ∵F 为BC 中点 ∴ 同理 ∴DM EG ∴四边形DMGE 为矩形
∴DE ∥BC 同理 EF ∥AB ∴四边形DBFE 为平行四边形
∴DE=BF ∵ ∴DE ∥BC 且 证法七、(解析法)如图8,以点B 为坐标原点,建立如图所示平面
直角坐标系,不妨设A (a ,b )C (c ,0)(c >0)则,D ( ),E ( )
则DE ∥x 轴,DE= ∵BC=c ∴DE ∥BC 且
证法八、(三角法)如图9,取BC 中点F ,连结EF ,设AB=2c ,AC=2b BC=2a ,∠A=α则AD=c ,AE=b ,在△ADE 中,
在△ABC 中,
图6
B C
A
D
E
F
G H G
图7
B
C
F M A
D
E
1
2
AD AE AB AC ==1
2
DE
AD
BC AB ==12
DE BC =1
2
DE BC =12
DE BC =,ABF ACF AEF CEF S S S S ==1
4CEF ABC
S S =12CF BC =111242CF EG BC AH =⨯1
2
DM AH =1
2
BF CF BC
==12
DE BC =12
EG AH =,22
a b
,22
a c
b +222
a c
a c +-=12
DE BC =22
2222cos 2cos AD AE A bc c b DE AD AE α=+-=+-2
2
2
2
2
2cos 2(2)(2)cos (2)(2)AB AC A c b c b BC AC
AB α=+-=+-⨯⨯
∴ ∴BC=2DE ∵F 为BC 的中点 ∴DE=BF 同理 EF=BD ∴四边形DBFE 为平行四边形
∴DE ∥BF 即DE ∥BC 且
图9
B
C
A
D E
F 22
4(2cos )bc c b α
=+-2
2
4BC DE =1
2
DE BC =。