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,
∴
.