中線定理,又稱重心定理,是歐氏幾何的定理,表述三角形三邊和中線長度關(guān)系。初中三角形中線定理是指三角形一條中線兩側(cè)所對邊平方的和等于底邊的平方的一半加上這條中線的平方的2倍。
如圖,在△ABC中,AI為BC邊上的中線。求證:AB2+AC2=1/2(BC)2+2AI2
以BC的中點(diǎn)I為原點(diǎn),直線BC為x軸,射線IC方向?yàn)閤軸正方向,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系。設(shè)A點(diǎn)坐標(biāo)為(m,n),B點(diǎn)坐標(biāo)為(-a,0),則C點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)。
過A點(diǎn)做AD⊥x軸交x軸于點(diǎn)D,AE⊥y軸交y軸于點(diǎn)E,則D(m,0),E(0,n)。
由勾股定理可得
AO2=m2+n2,
中線定理的證明
中線定理的證明
AB2=(a-m)2+n2=a2-2am+m2+n2,
AC2=(a+m)2+n2=a2+2am+m2+n2.
∴AB2+AC2=a2+2am+m2+n2+a2-2am+m2+n2
=2a2+2m2+2n2=2a2+2(m2+n2)
又∵AO2=m2+n2,
∴AB2+AC2=2a2+2AO2
又∵B(-a,0),C(a,0),
∴a=BC
∴a2=BC2
∴2a2=2·BC2=BC2
∴AB2+AC2=BC2+2AO2=BC2+2AI2。
如圖,AI是△ABC的中線,AH是
高線。利用勾股定理來證明。
在Rt△ABH中,有AB2=AH2+BH2
同理,有AI2=AH2+HI2,AC2=AH2+CH2
并且BI=CI
那么,AB2+AC2
=2AH2+BH2+CH2
=2(AI2-HI2)+(BI-IH)2+(CI+IH)2
=2AI2-2HI2+BI2+IH2-2BI×IH+CI2+IH2+2CI×IH
=2AI2+2BI2