题目内容
【题目】我们把两条中线互相垂直的三角形称为“中垂三角形”. 如图1,图2,图3中,是的中线,,垂足为点,像这样的三角形均为“中垂三角形. 设.
(1)如图1,当时,则_________,__________;
(2)如图2,当时,则_________,__________;
归纳证明
(3)请观察(1)(2)中的计算结果,猜想三者之间的关系,用等式表示出来,并利用图3证明你发现的关系式;
拓展应用
(4)如图4,在中,分别是的中点,且. 若,,求的长.
【答案】(1) ,;(2),;(3),证明见解析;(4)
【解析】
(1)根据三角形的中位线得出;,进而得到计算即可得出答案;
(2)连接EF,中位线的性质以及求出AP、BP、EP和FP的长度再根据勾股定理求出AE和BF的长度即可得出答案;
(3)连接EF,根据中位线的性质得出,根据勾股定理求出AE与AP和EP的关系以及BF与BP和FP的关系,即可得出答案;
(4)取的中点,连接,结合题目求出四边形是平行四边形得出AP=FP即可得到是“中垂三角形”,根据第三问得出的结论代入,即可得出答案(连接,交于点,证明求得是的中线,进而得出是“中垂三角形”,再结合第三问得出的结论计算即可得出答案).
解:(1)∵是的中线,∴是的中位线,
∴,且,易得.
∵,
∴,∴.
由勾股定理,得,
∴.
(2)如图2,连结.
∵是的中线,
∴是的中位线,
∴,且,易得.
. ∵,
∴,
∴.
由勾股定理,得,
∴.
(3)之间的关系是.
证明如下:如图3,连结.
∵是的中线,
∴是的中位线.
∴,且,
易得.
在和中,
∵,,
∴.
∴.
∴,
即.
(4)解法1:设的交点为. 如图4,取的中点,连接.
∵分别是的中点,是的中点,
∴.
又∵,
∴.
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴是“中垂三角形”,
∴,即,
解得.
(另:连接,交于点,易得是“中垂三角形”,解法类似于解法1,如图5)
解法2:如图6,连接,延长交的延长线于点.
在中,∵分别是的中点,
∴.
∵,
∴.
又∵四边形为平行四边形,
∴,
易得,
∴,
∴,
∴是的中线,
∴是“中垂三角形”,
∴.
∵,
∴.
∴,
解得.
∵是的中位线,
∴.