例题 01 绕开不能直接测量的距离 知识清单例题
题目
如图,A、B两点被池塘隔开,A、B、C三点不共线.设AC、BC的中点分别为M、N.若MN=3米,则AB=____.

答案与解析
解析
在 中, 分别为 中点,所以 为中位线,。因此 。
本题结论
。
约 4092 字大约 14 分钟
两个中点把原来分散的边长与方向联系起来。使用中位线前,先说清它属于哪一个三角形;遇到四边形,各边的中点与半条对角线的中点不是同一种构造。
连接三角形两边中点的线段,叫作三角形的中位线。一个三角形有三条中位线。

| 对比 | 两个端点 | 直接对应的性质 |
|---|---|---|
| 中位线 | 两边的中点 | 平行第三边,长为第三边的一半 |
| 中线 | 一个顶点与其对边中点 | 分成两个等面积三角形,不一般平行另一边 |
中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半。 上图中 DE∥BC,DE=BC/2。
证明。 将 DE 延长到 F,使 EF=DE。AE=CE、DE=FE,且 ∠AED=∠CEF 为对顶角,故 △AED≅△CEF(SAS)。于是 AD=CF,AD∥CF。又 AD=DB,所以 DB=CF 且 DB∥CF,四边形 DBCF 为平行四边形。由此 DF=BC、DF∥BC;E 为 DF 中点,得 DE=BC/2、DE∥BC。
反过来,过一边中点作另一边的平行线,交第三边于一点,交点也是中点。可先取第三边真正的中点,再用正向中位线定理与“过一点的平行线唯一”证明两条线重合,不必提前借用相似比例。
连接三边中点后,四个小三角形的三边分别为原三边的一半,因此由 SSS,它们彼此全等。
顺次连接凸四边形 ABCD 各边的中点 E,F,G,H,得到中点四边形 EFGH。

连接原对角线 AC,BD。在 ABC,ADC 中分别用中位线定理,得 EF∥AC、HG∥AC,且 EF=HG=AC/2。同理,FG=HE=BD/2,并都与 BD 平行。因此中点四边形总是平行四边形。
| 原四边形的对角线条件 | 中点四边形的对应条件 | 新图形 |
|---|---|---|
| 无附加条件 | 两组对边分别平行 | 平行四边形 |
| AC=BD | 两条相邻边相等 | 菱形 |
| AC⊥BD | 两条相邻边垂直 | 矩形 |
| 两对角线既等长又垂直 | 邻边相等且垂直 | 正方形 |
要注意方向:原对角线“相等”变成新图的“邻边相等”,不是新对角线相等。
面积为什么是一半? 在每个原顶角处,两个边中点围出的小三角形,是相应大三角形四个全等中位线小块之一。A,C 两角的小块面积,分别为 △ABD、△CBD 面积的四分之一,共为原面积的四分之一;B,D 两角同理又占四分之一。四角合占一半,余下中点四边形也占一半。
上述面积扣除以原图凸、各小块在内部为前提。凹图或自交图要另看区域,不能不加说明直接套普通面积的一半。
先写出三角形的三个顶点,再说明两个点分别是谁的中点。求长用半长关系,求角用平行关系。若中点来自对角线互相平分,要先有平行四边形这一依据。
题目
如图,A、B两点被池塘隔开,A、B、C三点不共线.设AC、BC的中点分别为M、N.若MN=3米,则AB=____.

解析
在 △ABC 中,M,N 分别为 AC,BC 中点,所以 MN 为中位线,MN=AB/2。因此 AB=2MN=6 m。
本题结论
AB=6 m。
题目
如图,在 △ABC 中, AB=6,AC=10 ,点 D,E,F 分别是 AB,BC,AC 的中点,则四边形 ADEF 的周长是( )
A.8
B.10
C.12
D.16
解析
AD=AB/2=3,AF=AC/2=5。DE 为中位线,DE=AC/2=5;EF 也是中位线,EF=AB/2=3。所以周长为 3+5+3+5=16,选 D。
还可由 DE∥AC、EF∥AB 判定 ADEF 是平行四边形,再算 2(DE+EF)。不需要知道 BC 的长度。
本题结论
D,周长16。
题目
(2024四川广安)如图,在 △ABC 中,点 D,E 分别是 AC,BC 的中点,若 ∠A=45∘,∠CED=70∘ ,则 ∠C 的度数为()
A. 45∘
B. 50∘
C.60°
D.65°
解析
D,E 为 AC,BC 中点,故 DE∥AB。于是 ∠ABC=∠CED=70∘,
∠C=180∘−45∘−70∘=65∘.
注意70°移到的是 B 角,不是 C 角。
本题结论
D,65∘。
题目
(1)如图,菱形ABCD的周长为20,对角线AC、BD相交于点O,E是CD的中点,则OE的长是()
A.2.5
B.3
C.4
D.5

(2)(2024 山东济宁)如图,菱形 ABCD 的对角线 AC,BD 相交于点 O,E 是 AB 的中点,连接 OE. 若 OE =3,则菱形的边长为 ( )
A.6
B.8
C.10
D.12

解析
(1)菱形边长 BC=20/4=5,对角线交点 O 为 BD 中点,E 为 CD 中点。在 △BCD 中,OE=BC/2=2.5,选 A。
(2)O 为 AC 中点,E 为 AB 中点。在 △ABC 中,OE=BC/2,所以 BC=2OE=6,选 A。
两题中的中点分属不同的边,必须各自找出所用三角形,不能只按两幅图的朝向判断。
本题结论
(1)A,2.5;(2)A,6。
先用平行、全等或平行四边形判定得到另一个中点,再用中位线。看到图上某点靠近一条边的中间,不是“中点”的证据。
题目
(2024 海南)如图是跷跷板示意图, 支柱 OM 经过 AB 的中点 O,
OM 与地面 CD 垂直于点 M, OM = 40 cm, 当跷跷板的一端 A 着地时, 另一端 B 离地面的高度为 ____ cm.
解析
过 B 作 BE⊥CD,垂足为 E。OM⊥CD,故 OM∥BE。A 着地,O 为 AB 中点,因此过中点且平行 BE 的直线,必交 AE 于其中点 M。
所以 OM 为 △ABE 的中位线,BE=2OM=80 cm。此处40 cm是中点的高度,不是另一端的高度。
本题结论
80 cm。
题目
如图, 点 E 为平行四边形 ABCD 的边 DC 的延长线上一点, 且 CE = DC, 连接 AE 交 BC 于点 F, 连接 AC、BD 交于点 O, 连接 OF. 求证: DE = 4OF.

解析
连接 BE。原平行四边形给 AB=DC、AB∥DC、BO=DO。又 CE=DC,所以 AB=CE 且 AB∥CE,四边形 ABEC 为平行四边形。
它的对角线是 AE 与 BC,交点 F 因而是 BC 中点。O 为 BD 中点,在 △BCD 中,OF 为中位线,CD=2OF。
D,C,E 顺次共线,且 CE=CD,所以 DE=2CD=4OF。
本题结论
DE=4OF。
题目
如图, 在 △ABC 中, AD 平分 ∠BAC,AD⊥BD , E 为 BC 的中点.
(1) 求证: DE∥AC .
(2) 若 AB=4, AC=6, 求 DE 的长.
其中 D 严格位于 △ABC 内部。
解析
(1)延长 BD 交 AC 于 H。
AD 平分 ∠BAC,故 ∠BAD=∠HAD;∠ADB=∠ADH=90∘,且 AD 公共。由 ASA 得 △ADB≅△ADH,所以 BD=DH、AB=AH。
D 是 BH 中点,E 是 BC 中点,在新三角形 BHC 中用中位线,得 DE∥HC,即 DE∥AC。
(2)AH=AB=4,CH=AC−AH=6−4=2,因此 DE=CH/2=1。
本题结论
(1)DE∥AC;(2)DE=1。
当已知两条分散的边相等,可取共同对角线的中点,把两个原边分别变为两个三角形中位线的两倍。新的两条半长线段相等,便能构造等腰;再用平行把等角移回目标图形。
题目
如图所示,在四边形 ADBC 中,AB 与 CD 相交于点 O,AB=CD,E,F 分别是 BC,AD 的中点,连接 EF,分别交 DC,AB 于点 M,N,判断 △OMN 的形状,并说明理由.

解析
取 BD 中点 H,连接 HE,HF。

在 △BCD 中,HE∥CD、HE=CD/2;在 △ABD 中,HF∥AB、HF=AB/2。AB=CD,所以 HE=HF,有 ∠HFE=∠HEF。
由两组平行,∠HFE=∠ONM、∠HEF=∠OMN,故 ∠ONM=∠OMN,OM=ON。
取点 H 的关键是让它同时进入两个原三角形,不是任意新增一个点都会产生两条中位线。
本题结论
△OMN 为等腰三角形,OM=ON。
题目
如图,在四边形 ABCD 中,AB=CD,E,F 分别为 BC,AD 的中点。BA,CD 的延长线分别与 EF 的延长线交于 M,N。求证:∠BME=∠CNE。

解析
连接 BD,取其中点 G,连接 GE,GF。

在 △ABD 中,GF=AB/2、GF∥AB;在 △BCD 中,GE=CD/2、GE∥CD。由 AB=CD 得 GF=GE,所以 ∠GEF=∠GFE。
按照图中的射线方向,由 GF∥BM 得 ∠GFE=∠BME;由 GE∥CN 得 ∠GEF=∠CNE。两式代入,得到所求等角。
本题结论
∠BME=∠CNE。
“连接中点”不是一个可直接判图形类型的条件。四条原边的中点,会把原对角线变成新边;半条对角线的中点,则使新对角线仍在原对角线上。两种构造必须分别证明。
题目
矩形 ABCD 的对角线交于 O,E,F,G,H 分别为 AO,BO,CO,DO 的中点。四边形 EFGH 是矩形吗?说明理由。

解析
矩形给 AO=BO=CO=DO,所以四个中点满足 EO=FO=GO=HO。E,O,G 共线,F,O,H 共线,新对角线 EG,FH 在 O 互相平分,故 EFGH 先是平行四边形。
又 EG=EO+OG=FO+OH=FH,两对角线相等,因而 EFGH 是矩形。
如果改为原四条边的中点,才应使用“原等对角线→新邻边等”,得到菱形。不是同一道题的两种随意答案。
本题结论
是矩形。此题的点在半对角线上,不在原四条边上。