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专题02倍长中线模型
【基本模型】
【例题精讲】
例1.(基本模型)在通过构造全等三角形解决的问题中,有一种典型的方法是倍延中线.
(1)如图1,是的中线,求的取值范围.我们可以延长到点,使,连接,易证,所以.接下来,在中利用三角形的三边关系可求得的取值范围,从而得到中线的取值范围是;
(2)如图2,是的中线,点在边上,交于点且,求证:;
(3)如图3,在四边形中,,点是的中点,连接,且,试猜想线段之间满足的数量关系,并予以证明.
【答案】(1);(2)见解析;(3),证明见解析
【分析】(1)延长到点,使,连接,即可证明,则可得,在中,根据三角形三边关系即可得到的取值范围,进而得到中线的取值范围;
(2)延长到点使,连接,由(1)知,则可得,由可知,,由角度关系即可推出,故,即可得到;
(3)延长到,使,连接,即可证明,则可得由,以及角度关系即可证明点在一条直线上,通过证明≌,即可得到,进而通过线段的和差关系得到.
【详解】(1)延长到点,使,连接,
∵是的中线,
∴,
在和中,
,,,
∴,
∴,
在中,
,
∴,即,
∴;
(2)证明:延长到点使,连接,
由(1)知,
∴,
,
,
,
,
,
,
,
(3),
延长到,使,连接,
,
,
,
,
,
点在一条直线上,
,
∴,
∴在和中,
,,,
∴≌,
,
∵,
.
【点睛】本题考查了三角形中线、全等三角形的证明和性质、三角形的三边关系、等腰三角形的性质、平行线的性质、平角的概念、线段的和差关系等,正确的作出辅助线以及综合运用以上知识是解答本题的关键.
例2.(培优综合1)阅读????
(1)阅读理解:
如图①,在△ABC中,若AB=10,AC=6,求BC边上的中线AD的取值范围.
解决此问题可以用如下方法:延长AD到点E使DE=AD,再连接BE(或将△ACD绕着点D逆时针旋转180°得到△EBD),把AB,AC,2AD集中在△ABE中,利用三角形三边的关系即可判断.
中线AD的取值范围是________;????
(2)问题解决:
如图②,在△ABC中,D是BC边上的中点,DE⊥DF于点D,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF,求证:BE+CF>EF;????
(3)问题拓展:
如图③,在四边形ABCD中,∠B+∠D=180°,CB=CD,∠BCD=140°,以C为顶点作一个70°角,角的两边分别交AB,AD于E,F两点,连接EF,探索线段BE,DF,EF之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1)2<AD<8;(2)证明见解析;(3)BE+DF=EF;理由见解析.
【分析】(1)延长AD至E,使DE=AD,由SAS证明△ACD≌△EBD,得出BE=AC=6,在△ABE中,由三角形的三边关系求出AE的取值范围,即可得出AD的取值范围;
(2)延长FD至点M,使DM=DF,连接BM、EM,同(1)得△BMD≌△CFD,得出BM=CF,由线段垂直平分线的性质得出EM=EF,在△BME中,由三角形的三边关系得出BE+BM>EM即可得出结论;
(3)延长AB至点N,使BN=DF,连接CN,证出∠NBC=∠D,由SAS证明△NBC≌△FDC,得出CN=CF,∠NCB=∠FCD,证出∠ECN=70°=∠ECF,再由SAS证明△NCE≌△FCE,得出EN=EF,即可得出结论.
【详解】(1)解:延长AD至E,使DE=AD,连接BE,如图①所示:
∵AD是BC边上的中线,
∴BD=CD,
在△BDE和△CDA中,BD=CD,∠BDE=∠CDA,DE=AD,
∴△BDE≌△CDA(SAS),
∴BE=AC=6,
在△ABE中,由三角形的三边关系得:AB﹣BE<AE<AB+BE,
∴10﹣6<AE<10+6,即4<AE<16,
∴2<AD<8;
故答案为2<AD<8;
(2)证明:延长FD至点M,使DM=DF,连接BM、EM,如图②所示:
同(1)得:△BMD≌△CFD(SAS),
∴BM=CF,
∵DE⊥DF,DM=DF,
∴EM=EF,
在△BME中,由三角形的三边关系得:BE+BM>EM,
∴BE+CF>EF;
(3)解:BE+DF=EF;理由如下:
延长AB至点N,使BN=DF,连接CN,如图3所示:
∵∠ABC+∠D=180°,∠NBC+∠ABC=180°,
∴∠NBC=∠D,
在△NBC和△FDC中,
BN=DF,∠NBC=∠D,BC=DC,
∴△NBC≌△FDC(SAS),
∴CN=CF,∠NCB=∠FCD,
∵∠BCD=140°,∠ECF=70°,
∴∠BCE+∠FCD=70°,
∴∠ECN=70°=∠ECF,
在△NCE和△FCE中,
CN=CF,∠ECN=∠ECF,CE=CE,
∴△NCE≌△FCE(SAS),
∴EN=EF,
∵BE+BN=EN,
∴
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