9. 探索并应用直角三角形斜边上的中线的性质。
答案
一、性质探索与证明
已知:在$Rt△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$CD$是斜边$AB$上的中线。
求证:$CD=\frac{1}{2}AB$。
证明:
延长$CD$至点$E$,使$DE=CD$,连接$BE$。
$\because CD$是$AB$边上的中线,
$\therefore AD=BD$。
在$△ ACD$和$△ BED$中,
$\begin{cases}AD=BD \\∠ ADC=∠ BDE \\CD=ED\end{cases}$
$\therefore △ ACD ≌ △ BED(\mathrm{SAS})$。
$\therefore ∠ A=∠ DBE$,$AC=BE$,
$\therefore AC// BE$,
$\therefore ∠ ACB + ∠ EBC=180°$。
$\because ∠ ACB=90°$,
$\therefore ∠ EBC=90°$,即$∠ ACB=∠ EBC$。
在$△ ACB$和$△ EBC$中,
$\begin{cases}AC=BE \\∠ ACB=∠ EBC \\BC=CB\end{cases}$
$\therefore △ ACB ≌ △ EBC(\mathrm{SAS})$。
$\therefore AB=CE$。
$\because CE=CD+DE=2CD$,
$\therefore AB=2CD$,即$CD=\frac{1}{2}AB$。
性质结论:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半。
---
二、性质应用举例
应用1:直接计算边长
已知在$Rt△ ABC$中,$∠ C=90°$,斜边$AB=8$,求斜边中线$CD$的长度。
解:
$\because ∠ C=90°$,$CD$是斜边$AB$的中线,
$\therefore CD=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×8=4$。
应用2:证明垂直关系
已知:四边形$ABCD$中,$∠ BAD=∠ BCD=90°$,$G$、$H$分别是$BD$、$AC$的中点。求证:$GH⊥ AC$。
证明:
连接$AG$、$CG$。
$\because ∠ BAD=90°$,$G$是$BD$中点,
$\therefore AG=\frac{1}{2}BD$。
$\because ∠ BCD=90°$,$G$是$BD$中点,
$\therefore CG=\frac{1}{2}BD$。
$\therefore AG=CG$。
$\because H$是$AC$中点,
在$△ AGH$和$△ CGH$中,
$\begin{cases}AG=CG \\GH=GH \\AH=CH\end{cases}$
$\therefore △ AGH ≌ △ CGH(\mathrm{SSS})$。
$\therefore ∠ AHG=∠ CHG=90°$,即$GH⊥ AC$。
已知:在$Rt△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$CD$是斜边$AB$上的中线。
求证:$CD=\frac{1}{2}AB$。
证明:
延长$CD$至点$E$,使$DE=CD$,连接$BE$。
$\because CD$是$AB$边上的中线,
$\therefore AD=BD$。
在$△ ACD$和$△ BED$中,
$\begin{cases}AD=BD \\∠ ADC=∠ BDE \\CD=ED\end{cases}$
$\therefore △ ACD ≌ △ BED(\mathrm{SAS})$。
$\therefore ∠ A=∠ DBE$,$AC=BE$,
$\therefore AC// BE$,
$\therefore ∠ ACB + ∠ EBC=180°$。
$\because ∠ ACB=90°$,
$\therefore ∠ EBC=90°$,即$∠ ACB=∠ EBC$。
在$△ ACB$和$△ EBC$中,
$\begin{cases}AC=BE \\∠ ACB=∠ EBC \\BC=CB\end{cases}$
$\therefore △ ACB ≌ △ EBC(\mathrm{SAS})$。
$\therefore AB=CE$。
$\because CE=CD+DE=2CD$,
$\therefore AB=2CD$,即$CD=\frac{1}{2}AB$。
性质结论:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半。
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二、性质应用举例
应用1:直接计算边长
已知在$Rt△ ABC$中,$∠ C=90°$,斜边$AB=8$,求斜边中线$CD$的长度。
解:
$\because ∠ C=90°$,$CD$是斜边$AB$的中线,
$\therefore CD=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×8=4$。
应用2:证明垂直关系
已知:四边形$ABCD$中,$∠ BAD=∠ BCD=90°$,$G$、$H$分别是$BD$、$AC$的中点。求证:$GH⊥ AC$。
证明:
连接$AG$、$CG$。
$\because ∠ BAD=90°$,$G$是$BD$中点,
$\therefore AG=\frac{1}{2}BD$。
$\because ∠ BCD=90°$,$G$是$BD$中点,
$\therefore CG=\frac{1}{2}BD$。
$\therefore AG=CG$。
$\because H$是$AC$中点,
在$△ AGH$和$△ CGH$中,
$\begin{cases}AG=CG \\GH=GH \\AH=CH\end{cases}$
$\therefore △ AGH ≌ △ CGH(\mathrm{SSS})$。
$\therefore ∠ AHG=∠ CHG=90°$,即$GH⊥ AC$。
2. 进一步了解三角形边与角的关系,探索在同一个三角形中,较大的边所对的角也比较大。
答案
证明:
在△ABC中,设AB > AC,求证AB所对的∠ACB大于AC所对的∠ABC。
在AB上截取线段AD,使AD = AC,连接CD。
∵ AD = AC,
∴ ∠ADC = ∠ACD(等边对等角)。
∵ ∠ADC是△BCD的外角,
∴ ∠ADC > ∠B(三角形的外角大于任意一个与它不相邻的内角)。
又∵ ∠ACB = ∠ACD + ∠BCD,
∴ ∠ACB > ∠ACD。
通过等量代换可得∠ACB > ∠ADC > ∠B,即∠ACB > ∠ABC。
因此在同一个三角形中,较大的边所对的角也比较大。
在△ABC中,设AB > AC,求证AB所对的∠ACB大于AC所对的∠ABC。
在AB上截取线段AD,使AD = AC,连接CD。
∵ AD = AC,
∴ ∠ADC = ∠ACD(等边对等角)。
∵ ∠ADC是△BCD的外角,
∴ ∠ADC > ∠B(三角形的外角大于任意一个与它不相邻的内角)。
又∵ ∠ACB = ∠ACD + ∠BCD,
∴ ∠ACB > ∠ACD。
通过等量代换可得∠ACB > ∠ADC > ∠B,即∠ACB > ∠ABC。
因此在同一个三角形中,较大的边所对的角也比较大。
例1 以下列各组线段为边,能组成三角形的是 (
A.3,3,6
B.5,6,2
C.2,7,4
D.12,4,7
B
)A.3,3,6
B.5,6,2
C.2,7,4
D.12,4,7
答案
B
例2 在$△ ABC$中,$∠ A=40°$,$∠ B=70°$,按角分类,这是一个________三角形;按边分类,这是一个________三角形。
答案
锐角;等腰
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