8年级下册人教版数学 第十八章 平行四边形 18.1.2 平行四边形的判定 第3课时 逐字稿-4,503字

  师:同学们,大家好。前面研究平行四边形时,常常把它分成几个三角形,利用三角形全等的性质来研究平行四边形的有关问题。今天,我们利用平行四边形来研究三角形的有关问题。

  首先,如何将任意一个三角形分成四个面积相等的小三角形呢?老师相信大家一定有很多种不同的画法。老师展示了其中6种,大家看看这6种不同的画法有没有共同点呢?想必大家发现了,它们都是利用三角形的中线,将一个三角形分成两个面积相等的三角形,再对这两个面积相等的三角形进行等分,从而得到四个面积相等的小三角形。这四个小三角形面积相等,但形状不同。

  那如何将任意一个三角形分成四个全等的三角形呢?通过今天的学习,大家将会找到一种新的切割方法来解决这个问题。今天我们要学习三角形中的一条重要线段——三角形的中位线。

  如图,在三角形ABC中,D、E分别是AB、AC的中点,连接DE。像DE这样连接三角形两边中点的线段,就叫做三角形的中位线。这里包含两层含义:因为D、E分别是AB、AC的中点,所以DE为三角形ABC的中位线;反过来,因为DE为三角形ABC的中位线,所以点D、点E分别是AB、AC的中点。

  那么,一个三角形有几条中位线呢?根据三角形中位线的定义,我们找出三角形三边的中点D、E、F,连接DE、EF、DF。观察图形可知,一个三角形中有三条中位线。

  三角形的中位线和三角形的中线一样吗?显然不一样。三角形的中位线是连接三角形两边中点的线段,而三角形的中线是连接三角形的一个顶点和其对边中点的线段。

  认识了三角形的中位线后,我们继续来研究它。探究一下,观察下图,大家能发现三角形ABC的中位线DE与边BC的位置关系吗?通过观察图形,很容易发现DE与BC有可能平行。再看课本48面图18.1 - 14,DE与BC的长度之间有什么数量关系呢?经测量,DE等于1.4厘米,BC等于2.8厘米,所以DE与BC的数量关系有可能为DE等于1/2BC。

  下面我们通过几何画板来演示不同形状的三角形ABC的中位线DE与边BC的位置和数量关系。画一个三角形ABC,分别找出AB、AC的中点D、E,连接DE,此时DE为三角形ABC的中位线。

  当角ADE等于54度,角B等于54度时,所以角ADE等于角B,那么DE平行于BC。又测得DE等于6.9厘米,BC等于13.8厘米,所以DE等于1/2BC。

  当角ADE等于90度,角B等于90度时,角ADE等于角B,所以DE平行于BC。且DE等于6.9厘米,BC等于13.8厘米,所以DE等于1/2BC。

  当角ADE等于106度,角B等于106度时,角ADE等于角B,所以DE平行于BC。DE等于5.9厘米,BC等于11.8厘米,所以DE等于1/2BC。

  当角ADE等于83度,角B等于83度时,角ADE等于角B,所以DE平行于BC。DE等于6.1厘米,BC等于12.2厘米,所以DE等于1/2BC。

  通过改变三角形的形状,在锐角三角形、直角三角形、钝角三角形中,都有DE平行于BC且DE等于1/2BC。所以,我们可以大胆猜想:DE平行于BC,且DE等于1/2BC。

  下面我们进行演绎证明。已知如图,D、E分别是三角形ABC的边AB、AC的中点。求证DE平行于BC,且DE等于1/2BC。所证明的结论既有位置关系,又有数量关系,联系已经学过的知识,我们可以把证明的过程转化到一个平行四边形中,利用平行四边形对边平行且相等的性质来证明,这就需要添加适当的辅助线来构造平行四边形。

  第一种方法,如图,延长DE到F,使EF等于DE,连接CF、DC、AF。因为对角线互相平分的四边形为平行四边形,所以可证明四边形ADCF是平行四边形(这里用平行且相等的符号来表示平行且相等),即CF平行且等于DA。又因为D是AB的中点,所以AD等于BD,那么CF平行且等于BD。根据一组对边平行且相等的四边形为平行四边形,所以四边形DBCF为平行四边形,DF平行且等于BC。因为EF等于DE,且DE等于1/2DF,所以DE平行于BC,且DE等于1/2BC。

  第二种方法,过点E做AB的平行线,交BC于点N,交过A点与BC平行的直线于M点。因为AM平行于BC,所以角MAE等于角C,所以三角形AEM全等于三角形CEN(理由为ASA,全等三角形对应边相等),所以AM等于CN,EM等于EN。又因为AM平行于BC,AE平行于MN,根据两组对边分别平行的四边形为平行四边形,可以证明四边形ABNM为平行四边形。所以AM等于BN,又因为BD等于1/2AB,且AB等于MN,所以BD等于EN。又因为AB平行于MN,根据一组对边平行且相等的四边形为平行四边形,可以证明四边形DBEN是平行四边形,所以DE等于BN,DE平行于BC。所以DE等于BN等于AM等于CN,即DE等于1/2BC,且DE平行于BC。

  还有同学用了不同的做法,过A、B、C三点分别作DE的垂线,垂足分别为P、M、N。因为AP垂直于DE,CN垂直于DE,所以角1等于角2等于角CNE等于90度,所以BM平行于AP,平行于CE。根据已知条件可以证明三角形BDM与三角形ADP全等(理由为AAS)。同理,三角形AEP与三角形CEF全等,由全等三角形对应边相等可得,BM等于AP,DM等于DP,AP等于CN,EP等于EN,BM等于CN,DE等于1/2MN。又因为BM平行于CN,所以四边形BCNM为平行四边形,那么MN平行且等于BC,所以DE平行于BC且DE等于1/2BC。

  我们用不同的证法证明了:在三角形ABC中,点D、E分别是AB、AC的中点,则DE平行于BC,且DE等于1/2BC。用文字语言描述就是:三角形的中位线平行于三角形的第三边,并且等于第三边的一半。这就是我们今天要学习的三角形的中位线定理。

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