陳俞怡
【摘? 要】? 幾何中存在大量的性質(zhì)定理,直角三角形斜邊中線性質(zhì)定理是其中較為常用的一種.問(wèn)題解析需要提取或構(gòu)造直角三角形,提取斜邊中線或中點(diǎn),再結(jié)合定理推導(dǎo)線段長(zhǎng)關(guān)系.本文結(jié)合實(shí)例探究直角三角形斜邊中線性質(zhì)定理的三大常見(jiàn)應(yīng)用.
【關(guān)鍵詞】? 直角三角形;斜邊;中線
直角三角形斜邊中線性質(zhì)在求解幾何問(wèn)題中有著廣泛的應(yīng)用.性質(zhì)定理成立的核心有兩點(diǎn):一是直角三角形;二是斜邊上的中線.應(yīng)用探究有兩種思路:一是直接使用性質(zhì)定理推導(dǎo)線段關(guān)系;二是逆向使用證明三角形為直角三角形.下面進(jìn)行應(yīng)用探究.
1? 推導(dǎo)解析周長(zhǎng)
使用直角三角形斜邊中線性質(zhì)定理可以推導(dǎo)求解幾何周長(zhǎng)問(wèn)題,求解時(shí)提取其中的直角三角形模型,確定斜邊以及中線,再結(jié)合定理進(jìn)行線段關(guān)系推導(dǎo).后續(xù)構(gòu)建周長(zhǎng)模型,代入線段長(zhǎng)完成求解.
例1? 如圖1所示,∠ADB=∠ACB=90°,E、F分別是AB、CD的中點(diǎn),若AB=26,CD=24,則△DEF的周長(zhǎng)為? ? ? ? ? .
分析? 本題目為幾何周長(zhǎng)問(wèn)題,其中存在直角三角形,求解線段長(zhǎng)時(shí)可以考慮使用直角三角形斜邊中線性質(zhì)定理.先根據(jù)直角三角形的性質(zhì)求出DF與CF的長(zhǎng),再由等腰三角形的性質(zhì)求出DE的長(zhǎng),根據(jù)勾股定理求出EF的長(zhǎng),進(jìn)而可得出結(jié)論.
過(guò)程詳解? 已知ADB=∠ACB=90°,且點(diǎn)F是AB的中點(diǎn),AB=26,
利用直角三角形的斜邊中線性質(zhì)可得DF=CF=,從而可推知△CDF是等腰三角形.
又知點(diǎn)E是CD的中點(diǎn),CD=24,
所以EF⊥CD,DE=,
在Rt△DEF中,利用勾股定理可得DE==5.
從而可知△DEF的周長(zhǎng)為:DF+DE+EF=13+12+5=30.
評(píng)析? 上述求解三角形周長(zhǎng)問(wèn)題時(shí),應(yīng)用了直角三角形斜邊中線的性質(zhì)定理,根據(jù)定理推導(dǎo)求解DF長(zhǎng),并推導(dǎo)△CDF的特殊性質(zhì).對(duì)于與幾何周長(zhǎng)相關(guān)的問(wèn)題,解析時(shí)需要注意兩點(diǎn):一是結(jié)合周長(zhǎng)公式轉(zhuǎn)化為線段和問(wèn)題;二是注意提取問(wèn)題中的幾何模型,利用模型特性推導(dǎo)線段關(guān)系.
2? 分析計(jì)算角度
直角三角形斜邊中線性質(zhì)定理也可用于幾何角度問(wèn)題推導(dǎo)中,通過(guò)分為兩步:第一步,提取直角三角形模型,利用斜邊中線性質(zhì)定理推導(dǎo)線段關(guān)系;第二步,借助線段關(guān)系反推三角形特性,利用三角形特性來(lái)推出角度.
例2? 如圖2所示,已知△ABC中,∠ACB=90°,O為AB的中點(diǎn),點(diǎn)E在BC上,且CE=AC,∠BAE=15°,求∠COE的度數(shù).
分析? 本題目求解幾何角度,圖中以直角三角形為背景構(gòu)建了復(fù)合圖形,問(wèn)題求解可以利用直角三角形的相關(guān)性.
由等腰直角三角形的性質(zhì)得到∠CAE=∠AEC=45°,求得∠CAB=60°,得到∠B=30°.根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到CO=BO=AO=,得到△AOC是等邊三角形,∠OCB=∠B=30°,于是得到結(jié)論.
過(guò)程詳解? 已知∠ACB=90°,CE=AC,
則∠CAE=∠AEC=45°.
又知∠BAE=15°,則∠CAB=60°,所以∠B=30°.
因?yàn)椤螦CB=90°,O為AB的中點(diǎn),
由直角三角形斜邊中線性質(zhì)可得CO=BO=AO=,
則△AOC是等邊三角形,∠OCB=∠B=30°,
所以AC=OC=CE,
從而可求得∠COE=∠CEO=(180°﹣30°)=75°.
評(píng)析? 上述求解幾何角時(shí)使用了眾多幾何性質(zhì)定理,包括直角三角形斜邊上的中線,等腰三角形的性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì).解題的關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是正確識(shí)別圖形,提取其中的模型;二是合理利用條件反推幾何特性.
3? 綜合應(yīng)用解析
直角三角形斜邊中線性質(zhì)定理也可用于綜合性問(wèn)題求解,使用時(shí)常與其他幾何性質(zhì)定理相結(jié)合,如三角形中位線或中線定理、垂直平分線性質(zhì)定理等.具體使用同樣需分兩步:第一步,讀題解圖,提取幾何模型;第二步,利用模型性質(zhì)定理進(jìn)行推理分析.
例3? 如圖3所示,在四邊形ABCD中,已知∠ABC=90°,AC=AD.點(diǎn)M,N分別為AC,CD的中點(diǎn),連接BM,MN,BN,回答下列問(wèn)題.
(1)求證:BM=MN;
(2)若∠BAD=60°,AC平分∠BAD,AC=2,寫(xiě)出求BN長(zhǎng)的思路.
分析? 本題目為幾何綜合題,問(wèn)題解析需要關(guān)注其中的直角三角形模型,綜合使用性質(zhì)定理來(lái)推導(dǎo).
(1)根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得BM=,由三角形中位線定理得得MN=,根據(jù)題意證明.
(2)證明△NMB是等腰直角三角形,根據(jù)勾股定理計(jì)算即可.
過(guò)程詳解? (1)證明:已知∠ABC=90°,M為AC中點(diǎn),
則BM=.
點(diǎn)M為AC中點(diǎn),N為DC中點(diǎn),
則MN=.
又知AD=AC,所以BM=MN.
(2)已知∠BAD=60°,AC平分∠BAD,
(3)則∠DAC=∠CAB=30°,
(4)所以BM=AM==1,可推知∠MAB=∠MBA=30°,從而有∠CMB=60°.
根據(jù)三角形中位線定理得,MN∥AD,MN==1,
所以∠DAC=∠NMC=30°,可知△NMB是等腰直角三角形,
由勾股定理得,BN=.
評(píng)析? 上述為幾何綜合問(wèn)題,兩問(wèn)涉及了證明線段關(guān)系,以及求解線段長(zhǎng).具體求解時(shí)綜合運(yùn)用了直角三角形的性質(zhì)定理、三角形中位線定理.利用性質(zhì)定理推導(dǎo)線段長(zhǎng),分析角度關(guān)系,確定三角形特性.對(duì)于幾何綜合題,解析時(shí)要注意兩點(diǎn):一是注意拆解圖形,提取其中的關(guān)鍵性質(zhì);二是定理使用時(shí)注意成立條件.
4? 結(jié)語(yǔ)
總之,直角三角形斜邊中線性質(zhì)定理使用時(shí),需注意提取或構(gòu)建直角三角形模型,把握問(wèn)題中的中點(diǎn)、線段等量關(guān)系,合理利用性質(zhì)定理轉(zhuǎn)化推導(dǎo)關(guān)系,確定圖形特性.探究學(xué)習(xí)中,需要關(guān)注性質(zhì)定理成立的條件,總結(jié)解題思路及構(gòu)建策略,開(kāi)展類(lèi)型題分類(lèi)探究,總結(jié)方法.