题目内容

2.在学习三角形中位线的性质时,小亮对课本给出的解集办法进行了认真思考:

小亮发现:可能证法的实质是用中心对称的方法来构造全等三角形
请你利用小亮的发现解决下列问题:
(1)如图2,AD是△ABC的中线,BE交AC于E,交AD于F,且AE=EF,求证:AC=BF.
请你帮助小亮写出辅助线作法并完成论证过程;
证明:
延长AD至点M,使MD=FD,连接MC,
在△BDF和△CDM中,$\left\{\begin{array}{l}{BD=CD}\\{∠BDF=∠CDM}\\{DF=DM}\end{array}\right.$,
∴△BDF≌△CDM(SAS).
∴MC=BF,∠M=∠BFM.
∵EA=EF,
∴∠EAF=∠EFA,
∵∠AFE=∠BFM,
∴∠M=∠MAC,
∴AC=MC,
∴AC=BF;.

(2)解决问题:如图3,在△ABC中,∠B=45°,AB=10,BC=8,DE是△ABC的中位线,过点D、E作DF∥EG,分别交BC于F、G,过点A作MN∥BC,分别与FD、GE的延长线交于M、N,则四边形MFGN周长的最小值是10$\sqrt{2}$+8.

分析 (1)先判断出△BDF≌△CDM进而得出MC=BF,∠M=∠BFM.再判断出∠M=∠MAC得出AC=MC即可得出结论;
(2)先判断出四边形MFGN是平行四边形,再判断出MN=FG=DE=4,进而判断出MF⊥BC时,四边形MFGN的周长最小,最后构造出直角三角形求出AH即可得出结论.

解答 (1)延长AD至点M,使MD=FD,连接MC,
在△BDF和△CDM中,$\left\{\begin{array}{l}{BD=CD}\\{∠BDF=∠CDM}\\{DF=DM}\end{array}\right.$,
∴△BDF≌△CDM(SAS).
∴MC=BF,∠M=∠BFM.
∵EA=EF,
∴∠EAF=∠EFA,
∵∠AFE=∠BFM,
∴∠M=∠MAC,
∴AC=MC,
∴BF=AC;
故答案为:延长AD至点M,使MD=FD,连接MC,
在△BDF和△CDM中,$\left\{\begin{array}{l}{BD=CD}\\{∠BDF=∠CDM}\\{DF=DM}\end{array}\right.$,
∴△BDF≌△CDM(SAS).
∴MC=BF,∠M=∠BFM.
∵EA=EF,
∴∠EAF=∠EFA,
∵∠AFE=∠BFM,
∴∠M=∠MAC,
∴AC=MC,
∴BF=AC;
(2)如图,

∵MN∥BC,FM∥GN,
∴四边形MFGN是平行四边形,
∴MF=NG,MN=FG,
∵DE是△ABC的中位线,
∴DE=$\frac{1}{2}$BC=4,DE∥BC,
∴MN=FG=$\frac{1}{2}$BC=4,
∴四边形MFGN周长=2(MF+FG)=2MF+8,
∴MF⊥BC时,MF最短,
即:四边形MFGN的周长最小,
过点A作AH⊥BC于H,
∴FM=AH
在Rt△ABH中,∠B=45°,AB=10,
∴AH=$\frac{10}{\sqrt{2}}$=5$\sqrt{2}$,
∴四边形MFGN的周长最小为2MF+8=10$\sqrt{2}$+8.
故答案为10$\sqrt{2}$+8.

点评 此题是三角形综合题,主要考查了全等三角形的判定和性质,三角形的中位线,平行四边形的判定和性质,平行线间的距离,解(1)关键是△BDF≌△CDM,解(2)的关键是判断出MF⊥BC时,四边形MFGN的周长最小.

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