初中数学常说的四大拓展定理,一般指:
射影定理、角平分线定理、中位线定理、中线定理(阿波罗尼斯定理)
下面按“定理+图示思路+证明+例题”给你整理好,直接能背能用。
一、射影定理(直角三角形)
定理内容
在 Rt△ABC 中,∠C=90°,CD⊥AB 于 D,则:
1. CD^2 = AD \cdot DB
2. AC^2 = AD \cdot AB
3. BC^2 = BD \cdot AB
证明思路
利用相似三角形:
△ACD∽△ABC,△BCD∽△BAC,△ACD∽△CBD
对应边成比例即可推出。
例题
已知:Rt△ABC,∠C=90°,CD⊥AB,AD=4,DB=9。求 CD。
解:
CD^2 = 4 \times 9 = 36
CD=6
二、三角形角平分线定理
定理内容
在△ABC 中,AD 平分∠BAC,交 BC 于 D,则:
\frac{BD}{DC}=\frac{AB}{AC}
证明思路
过 C 作 CE∥AB 交 AD 延长线于 E,
则△ABD∽△ECD,且∠E=∠BAD=∠CAD,
故 AC=CE,得比例。
例题
△ABC 中,AB=6,AC=4,BC=5。AD 平分∠BAC,求 BD。
解:
设 BD=x,DC=5−x
\frac{x}{5-x}=\frac{6}{4}
4x=30−6x → 10x=30 → x=3
BD=3
三、三角形中位线定理
定理内容
三角形两边中点连线(中位线):
1. 平行于第三边
2. 长度等于第三边的一半
即:D、E 为 AB、AC 中点,则
DE \parallel BC,\quad DE=\frac12 BC
证明思路
倍长中位线或用相似三角形(△ADE∽△ABC,相似比1:2)。
例题
△ABC 中,BC=10,D、E 分别为 AB、AC 中点,求 DE。
解:
DE=\frac12 \times 10=5
四、中线定理(阿波罗尼斯定理)
定理内容
△ABC 中,AD 是 BC 边上中线,则:
AB^2 + AC^2 = 2AD^2 + 2BD^2
也常写成:
AB^2+AC^2=2AD^2+\frac12 BC^2
证明思路
作高,用勾股定理拆分线段,消去高,整理即得。
例题
△ABC 中,BC=6,AB=5,AC=7,AD 为中线。求 AD。
解:BD=3
5^2+7^2=2AD^2+2\times3^2
25+49=2AD^2+18
74-18=2AD^2 \Rightarrow 56=2AD^2 \Rightarrow AD^2=28
AD=2\sqrt7