由矩形對(duì)角線互相平分且相等,可得出直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半. 這個(gè)定理常用來與一些圖形“聯(lián)手”求線段長.
例1 如圖1,在正方形ABCD中,對(duì)角線AC與BD相交于點(diǎn)O,E為BC上一點(diǎn),CE = 7,F(xiàn)為DE的中點(diǎn),△CEF的周長為32,求OF的長.
分析:由正方形的性質(zhì)可知點(diǎn)O是BD的中點(diǎn). 因?yàn)镕為DE的中點(diǎn),可知OF是" △DBE的中位線,要求OF的長,只需求BE的長. 由CE = 7,可知要求BE的長,需求正方形ABCD的邊BC的長. 由F為DE的中點(diǎn),想到直角三角形斜邊上的中線的性質(zhì),可得CF = EF = [12]DE. 而求EF的長,可從△CEF的周長入手,進(jìn)而可得DE的長. 至此,求正方形的邊長,勾股定理就有了“用武之地”.
解:∵四邊形ABCD是正方形,
∴O為BD的中點(diǎn),∠BCD = 90°,BC = CD.
∵F為DE的中點(diǎn),∴CF = EF = [12]DE,即DE = 2CF.
∵△CEF的周長為32,即CF + EF + CE = 32,
∴2CF + CE = 32.
∵CE = 7,∴2CF = 25,∴DE = 25.
在Rt△DEC中,CD = [DE2-CE2] = [252-72] = 24,∴BC = 24.
∵CE = 7,∴BE = BC - CE = 24 - 7 = 17.
∵O為BD的中點(diǎn),F(xiàn)為DE的中點(diǎn),∴OF是△DBE的中位線,
∴OF = [12]BE = [172].
變式1:如圖1,在正方形ABCD中,對(duì)角線AC與BD相交于點(diǎn)O,E為BC上一點(diǎn),CE = 7,F(xiàn)為DE的中點(diǎn),若△CDF的周長比△CEF的周長大17,求OF的長. (答案為[172])
變式2: 如圖1,在正方形ABCD中,對(duì)角線AC與BD相交于點(diǎn)O,E為BC上一點(diǎn),CE = 7,F(xiàn)為DE上一點(diǎn),F(xiàn)D = FC,若OF = [172],求△CDF的周長. (答案為49)
例2 如圖2,正方形ABCD和正方形CEFG中,D在CG上,BC = 1,CG = 3,H是AF的中點(diǎn),求CH的長.
分析:連接AC,CF,如圖3. 根據(jù)正方形對(duì)角線的性質(zhì),可證得AC⊥CF. 在Rt△ACF中,利用直角三角形斜邊上的中線性質(zhì)可得所求.
解:如圖3,連接AC,CF.
由AC是正方形ABCD的對(duì)角線,CF是正方形CEFG的對(duì)角線,可得∠ACB = ∠ACD = ∠ECF = ∠GCF = 45°.
由勾股定理得AC = [2]BC,CF = [2]CE.
∵BC = 1,CE = 3,∴AC = [2],CF = 3[2].
∵∠ACD = ∠GCF = 45°,∴∠ACF = 90°.
由勾股定理得AF = [AC2+CF2] = [(2)2+(32)2] = 2[5].
∵∠ACF = 90°, H是AF的中點(diǎn),∴CH = [12]AF = [12] × 2[5] = [5].
[圖2][圖3] [G][F][H][A][C][E][B] [G][F][H][A][D][C][E][B][D]
反思:通過引兩個(gè)正方形的對(duì)角線,構(gòu)造出直角三角形,使所求線段成為直角三角形斜邊上的中線,靈活運(yùn)用了轉(zhuǎn)化思想.
分層作業(yè)
難度系數(shù):★★★ 解題時(shí)間:10分鐘
1. 如圖2,正方形ABCD和正方形CEFG中,D在CG上,BC = 1,H是AF的中點(diǎn),CH = [5],求EF的長. (答案見第33頁)
2. 如圖4,矩形ABCD和矩形CEFG中,D在CG上,AB = CE = 6,BC = 8,GD = 2,H是AF的中點(diǎn),求CH的長 ." (答案見第33頁)
(作者單位:天津市靜海區(qū)沿莊鎮(zhèn)中學(xué))