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geogebra领悟解题系列5:三角形的中线定理和应用

刘护灵 geogebra与数学深度融合 2022-07-17

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最近几期经典回顾


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手拉手模型最值的进一步探讨
瓜豆原理系列1(轨迹?构造手拉手模型?)评析2020.1越秀区八年级上期末压轴题
角含半角好问题——旋转还是翻折?
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◆ geogebra基础入门9:迭代的简单应用(毕氏螺线)
◆ geogebra基础入门10:迭代的简单应用和线段动点(毕氏螺线)
◆ geogebra基础入门11:利用瓜豆原理再探究一道四边形对角线最大值的简洁求法
◆ geogebra基础入门12:轨迹指令的初步应用(以矩形大法为例)
◆ geogebra基础入门13:瓜豆原理的制作和应用(2019贵阳中考)
◆ geogebra基础入门14:按钮和脚本增强课件的交互
geogebra基础入门15:证明勾股定理的内外弦图和旋转弦图
geogebra基础入门16:动态文本和LaTeX的初步应用(祖冲之的圆周率)
geogebra基础入门17:利用按钮脚本,批量改变字母的标签
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◆ 利用geogebra领悟解题系列2:隐形圆和相似的综合问题2
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geogebra领悟解题系列4:手拉手模型等边三角形经典的11个结论


今天要探讨的是2019年北京某区九年级上期末的填空压轴题


利用ggb画出准确的图形如下:

动态演示题意:

显然,由ggb的动态图形可知,当AB垂直直线OC的时候,分别取得最大和最小值!最大值近似值为5.74,最小值近似值为1.74.
geogebra是多么有用的数学试验和探索工具啊!
有不少老师提出可以用中线定理来辅助解决。

一,什么是中线定理?

中线定理(pappus定理),又称重心定理,是欧氏几何的定理,表述三角形三边和中线长度关系。
定理内容:三角形一条中线两侧所对边平方的和等于底边的平方的一半加上这条中线的平方的2倍。
即,对任意三角形△ABC,设是I线段BC的中点,AI为中线,则有如下关系:
AB2+AC2=2BI2+2AI2
或作AB2+AC2=(1/2)BC²+2AI²

动态演示:

证明方法多样。

初中学生可以理解的方法为:

如图,AI是△ABC的中线,AH是



高线。利用勾股定理来证明。 [3]
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

高中学生还可以用向量知识或余弦定理轻松证明。

如向量法证明中线定理。AI是△ABC的中线,分别取向量


或者用余弦定理:

二,利用中线定理解决上述的压轴题:


如上图,取OD的中点N,则有中线定理,OF²+FD²为定值,则三角形OFD的中线长也为定值,故F的轨迹就是一个定圆,半径为根号14.

……


思1上述的解法是简略的,中间有不少步骤请读者完善。

但这个解法并不简单,需要的中线知识并不是在现行的初中教材内!


反思2:为了说明点F的轨迹是圆,可以利用ggb动画演示,减少学生理解上的困难,如下:


三,利用矩形大法快速解决此题

关于矩形大法,可参考笔者所写的文章:(点击可打开)

geogebra基础入门12:轨迹指令的初步应用(以矩形大法为例)

过程如下:

反思3 :矩形大法确实起到了非常独特的作用,也让人感叹数学的奇异美


 ……


更多文章请点击文章开头的蓝字“初中数学综合题的教与学”或下面的文章集:

 


初三及中考问题探究篇

1.  (胡不归模型)关联图形,探究本质——2019年中考数学素养导向的试题观察7——2019年重庆数学中考第26题

2. 几何问题代数化,发展模型思想——2019年中考数学素养导向的试题观察6——2019年温州数学中考第15题

3.读罗增儒教授的解题:2019年中考数学素养导向的试题观察5——2019年长沙数学中考第26题4.动静结合中交替演绎定性分析与定量刻画,2019年中考数学:素养导向的试题观察4——2019广东25题()
5.2019年中考数学:素养导向的试题观察1——2019连云港16题6.2019年中考数学:素养导向的试题观察2——2019宿迁27题7.2019年中考数学:素养导向的试题观察3——2019南京16题(定弦定角)8.探寻解题过程,体会素养渗透——2019年中考数学素养导向的试题观察8——2019年成都数学中考第24题
教研学习篇

1.弗莱登塔尔“再发现”数学教学思想的学习体会
2.特级教师的论文学习系列2——一道课本例题的变式研究

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4.真的难?四动点的三角形周长最值问题(区教研系列4)

5.从费马点问题谈利用旋转构造全等或相似的妙处(区教研系列3)

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7.五中初中数学教学比赛课的听评课和学习体会

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8.2019广州市初中数学市教研活动随想1

9.广东省和广州市吴和贵名师工作室跟岗研修心得体会(1)

10.读姚静教授的文章:他们为什么在应用题上失败了

初二、初三培优系列篇

1. 初二培优系列6:动态与静态的融通——评析2019年五中初二上学期期中数学试题

2.初二培优系列5:等腰(边)三角形动点和讨论问题

3.初二培优系列5:等腰(边)三角形动点论问题和讨

4.初三培优系列4:帅出新天际(2)?——2018年海珠一模第25题5.初三培优系列3:帅出新天际(1)?——2018年海珠一模第25题6.初三培优系列2:2018广州中考第24题——不给图的数形结合题7.初三培优系列1:2016广州中考数学压轴题解析8.初三培优系列8:因动点产生的特殊四边形问题9.用数学的魅力打动人——兼谈定弦定角问题(2018广州中考第25题)
10.进一步探讨定弦定角(最值)问题——以2019山东淄博压轴题为例

初一培优系列篇

1. 初一培优系列5:绝对值与“奇点偶段”

2.  初一培优系列7:有折返的数轴动点问题简解

3. 初一培优系列4:“变.态”的双角平分线与动态讨论问题

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5.初一培优2:破解数轴上的动点问题的绝招


高考研究和GGB技术学习篇

1. 2017年高考理科解析几何题的ggb制作和探索,兼谈问题提出

2.利用动态图理解两类最短路径问题

3.ggb 中托勒密定理的旋转放缩证明和应用

4.蒙日圆中的高考题和ggb作图方法

5.有趣的生日概率问题

6.重叠面积的ggb制作

7.双动点运动的图像制作(兼谈对geogebra的热爱)——2018年广东省中考数学压轴题探究

8.形如 a + m·b 型结构最小值问题(阿波罗尼斯圆和胡不归两类问题)

点亮“在看”一起学习吧!


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