鄧全齊
梯形的中位線具有的性質(zhì)是:梯形的中位線平行于上下兩底,并且等于兩底之和的一半。靈活利用梯形中位線的這一性質(zhì)可以解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題,下面舉例說明。
例1 (2012年四川省達(dá)州市中考題)如圖1,在梯形ABCD中,AD∥BC,E、F分別是AB、CD的中點(diǎn),則下列結(jié)論:
①EF∥AD;②S△ABO=S△DCO;③△OGH是等腰三角形;④BG=DG;⑤EG=HF。其中正確的個(gè)數(shù)是( )
A.1個(gè) B.2個(gè)
C.3個(gè) D.4個(gè)
解析 由梯形中位線性質(zhì),可知EF∥AD∥BC,則可得G、H分別是BD、AC中點(diǎn),因此①、④、⑤正確,由同底等高可得S△ABC=S△DBC,則②正確,若③成立,則可推出梯形是等腰梯形,而梯形ABCD并不是等腰梯形。故答案選D。
點(diǎn)評 本題涉及梯形中位線的性質(zhì)、三角形中位線判定及性質(zhì)、同底等高三角形面積的變換等知識點(diǎn),考查了同學(xué)們簡單的推理能力及邏輯思維能力。
例2 (2012年貴州省六盤水市中考題)如圖2,已知:AA′//DD′,B、C是AD的四等分點(diǎn),B′、C′是A′D′的四等分點(diǎn),AA′=28 cm,DD′=36 cm,求BB′和CC′的長度。
分析 根據(jù)已知條件,要求BB′和CC′的長度,需要找到BB′、CC′與已知條件的關(guān)系,注意到B、C是AD的四等分點(diǎn),B′、C′是A′D′的四等分點(diǎn),聯(lián)想到梯形的中位線,可取AD的中點(diǎn)E和A′D′的中點(diǎn)E′,連接EE′,則EE′是梯形ADD′A′的中位線,且EE′的長度易求出。由于B′B和C′C分別是梯形AEE′A′和梯形EDD′E′的中位線,從而可以根據(jù)梯形中位線的性質(zhì)求出BB′和CC′的長度。
解 取AD的中點(diǎn)E和A′D′的中點(diǎn)E′,連接EE′,則EE′是梯形ADD′A′的中位線,所以EE′= (AA′+DD′)= (28+36)=32 cm。
又BB′是梯形AEE′A′的中位線,CC′是梯形EDD′E′的中位線,
所以BB′= (AA′+EE′)= (28+32)=30 cm,
CC′= (EE′+DD′)= (32+36)=34 cm。
點(diǎn)評 解答本題要構(gòu)造梯形中位線,熟練掌握梯形的中位線的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵。
例3 (2012年山東省濱州市中考題)我們知道“連接三角形兩邊中點(diǎn)的線段叫做三角形的中位線”“三角形的中位線平行于三角形的第三邊,且等于第三邊的一半”。類似的,我們把連接梯形兩腰中點(diǎn)的線段叫做梯形的中位線。如圖3,在梯形ABCD中,AD∥BC,點(diǎn)E、F分別是AB、CD的中點(diǎn),那么EF就是梯形ABCD的中位線。通過觀察、測量,猜想EF和AD、BC有怎樣的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系?并證明你的結(jié)論。
分析 連接AF并延長交BC的延長線于點(diǎn)G,則△ADF≌△GCF,可以證得EF是△ABG的中位線,利用三角形的中位線定理即可證得。
結(jié)論為:EF∥AD∥BC,EF= (AD+BC)。
證明 如圖4,連接AF并延長交BC的延長線于點(diǎn)G。
因?yàn)锳D∥BG,所以∠DAF=∠G,
在△ADF和△GCF中,∠DAF=∠G,∠DFA=∠CFGDF=CF。,
所以△ADF≌△GCF。所以AF=FG,AD=CG。
又因?yàn)锳E=EB,所以EF∥BG,EF= (BC+CG),
即EF∥AD∥BC,EF= (AD+BC)。
點(diǎn)評 梯形問題通常通過添加輔助線將其轉(zhuǎn)化為三角形或特殊四邊形來解決。常用添加輔助線的方法有:(1)平移一腰;(2)過同一底上的兩個(gè)頂點(diǎn)作高;(3)平移對角線;(4)延長兩腰。
例4 (2012年江蘇省南京市中考題)如圖5,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC,對角線AC、BD交于點(diǎn)O,AC⊥BD,E、F、G、H分別是AB、BC、CD、DA的中點(diǎn)。
(1)求證:四邊形EFGH是正方形;
(2)若AD=2,BC=4,求四邊形EFGH的面積。
分析 利用三角形中位線定理來證明四邊形EFGH是正方形;借助梯形中位線得到EG的長,可求出四邊形EFGH的面積。
解 (1)因?yàn)镋、F分別是AB、BC的中點(diǎn),
所以EF是三角形ABC的中位線,所以EF∥AC,EF= AC,
同理可得,EH∥BD,HG= AC,EH=FG= BD,
所以EH=FG=EF=HG,所以四邊形EFGH為菱形。
因?yàn)镋F∥AC,EH∥BD,AC⊥BD,所以∠EHG=90°。
所以菱形EFGH為正方形。
(2)在梯形ABCD中,因?yàn)镋、G分別是AB、CD的中點(diǎn)。
所以EG為梯形ABCD的中位線,所以EG= (AD+BC)=3,四邊形EFGH的面積等于 EG2= ×9=4.5。
點(diǎn)評 本題題目中有中點(diǎn),所以可轉(zhuǎn)化利用三角形中位線、梯形中位線來解決問題,注意正方形是特殊的菱形,其面積也可以為對角線平方的一半。