Средние линии черырехугольников

Слайд 1

Средние линии четырехугольников и их свойства Выполнил: Матвеев Дмитрий Учитель: Рычкова Татьяна Викторовна Лицей "Дубна" 9ИМ 2007 Средние линии и Параллелограмм Вариньона Другие свойства средней линии четырехугольника Краткий перечень всех теорем и свойств

Слайд 2

Что такое параллелограмм Вариньона? Это параллелограмм, вершины которого являются серединами сторон четырехугольника Иначе: это параллелограмм, диагоналями которого являются средние линии четырехугольника

Слайд 3

A B C D N M L K P Доказательство: Соединим точки K, L, M, N и проведем диагональ АС; В ∆ACD NM – средняя линия, значит NM  AC и NM=1/2 AC; В ∆ABC KL – средняя линия, значит KL  AC и KL=1/2 AC; NM=1/2 AC=KL, NM  AC  KL, значит четырехугольник KLMN ‑ параллелограмм. A L B M C D K P N Доказательство: Соединим точки K, L, M, N и проведем диагональ DB; В ∆CDB NM – средняя линия, значит NM  DB и NM=1/2 DB; В ∆ADC KL – средняя линия, значит KL  DB и KL=1/2 DB; NM=1/2 DB=KL, NM  DB  KL, значит четырехугольник KLMN ‑ параллелограмм. Докажем, что KLMN – параллелограмм Вариньона, при KM и NM – средних линиях ABCD.

Слайд 4

А значит… Так как четырехугольник KLMN – параллелограмм Вариньона, то его диагонали в точке пересечения делятся пополам Средние линии любого четырехугольника делятся пополам

Слайд 5

Следствия: 1. Если средние линии четырехугольника равны, то середины сторон четырехугольника (вершины параллелограмма Вариньона) лежат на одной окружности. Доказательство: Так как в параллелограмме Вариньона равные средние линии являются равными диагоналями, то этот параллелограмм – прямоугольник, а вокруг него всегда можно описать окружность, значит его вершины лежат на одной окружности.

Слайд 6

Следствия: 2. Если средние линии четырехугольника перпендикулярны, то диагонали четырехугольника равны. Доказательство: Так как NL┴KM и NL с KM диагонали в параллелограмме KLMN , то KLMN – ромб. По этому KL = LM = MN = NK . Так как AC =2 KL и BD =2 NK , то AC = BD . A K B L C M D N P O A P K C D M N L B

Слайд 7

Следствия: A K B L C M D N P O A P K C D M N L B 3. Если диагонали четырехугольника равны, то средние линии четырехугольника перпендикулярны. Доказательство: Так как AC =2 MN =2 KL , BD =2 NK =2 ML и AC = BD , то KL = LM = MN = NK . Значит KLMN – ромб, а в ромбе диагонали перпендикулярны, то есть NL┴KM.

Слайд 8

Для примера: Решая такую задачу, пришлось бы сильно потрудится, не зная одно из свойств параллелограмма Вариньона:

Слайд 9

Какова же площадь параллелограмма Вариньона? Доказательство для выпуклого четырехугольника: Рассмотрим ∆ABD и ∆ANK: а).

Слайд 10

Какова же площадь параллелограмма Вариньона? Доказательство для невыпуклого четырехугольника: Рассмотрим ∆ABD и ∆ANK: а).

Слайд 11

S KLMN =1/2 S ABCD Значит площадь параллелограмма Вариньона равна половине площади четырехугольника, чьи средние линии являются его диагоналями. Следствие: площади четырехугольников с равными средними линиями равны. Следствие: площадь четырехугольника равна произведению его средних линий на синус угла между ними.

Слайд 12

Для примера: Теперь можно решить задачу в два шага: 1. S пар. Вариньона равна 15*18=270 см в кв. 2. S ABCD = 2*270= =540 см в кв.

Слайд 13

Какова длина средней линии? A D C F B G E Пусть EF – средняя линия четырехугольника ABCD (EA=ED, FB=FC , AB не параллельна DC); Тогда : NL= ND + DA + AL и NL = NC + CB + BL Сложим эти равенства и получим: 2NL = DA + CB Значит вектора 2NL, DA и CB являются сторонами треугольника При параллельном переносе векторов DC и 2EF получатся равные им вектора BG и AG , которые вместе с вектором AB образуют ∆ AGB , где по неравенству треугольника получим: AG<=AB+BG , откуда : EF<1/2 (AB+CD). Если же AB параллельна DC , то ABCD - трапеция (или параллелограмм) с основаниями AB и DC , тогда: EF = 1/2 (AB+CD). Значит EF< = 1/2 (AB+CD) , то есть: Длина средней линии четырехугольника не превышает полусуммы длин сторон, не соединенных ею.

Слайд 14

Свойство углов Проведем отрезок KD = BC и параллельный ему. Тогда BCDK – параллелограмм. Значит CD = BK и CD  BK . Отсюда < PSC =< ABK . Соединим точки А и К, затем на середине отрезка АК поставим точку L . Рассмотрим ∆АВК: а). АВ= CD = BK , значит ∆ равнобедренный. б). Поэтому медиана BL является биссектрисой, то есть < ABL =< LBK , значит < PSC =< ABK =2*< ABL и < QSP =180°-2*< ABL . Проведем отрезок LM . Так как LM является средней линией ∆ AKD , то LM =½ KD =½ BC = BN и LM  KD  BC  BN , значит BLMN – параллелограмм, поэтому BL  MN . Отсюда < ABL =< BPM =< QPS . Рассмотрим ∆ QPS : а). < QPS =< ABL б). < QSP =180°-2*< ABL с). Значит < PQS =180°-< QSP -< QPS = =180°-(180°- 2*< ABL )-< ABL =< ABL =< BP N Q S P N C D K A B L M Если 4-хугольнике две противоположные стороны равны и не параллельны, то прямая, включающая в себя среднюю линию, не проходящую через эти стороны, образует с продолжениями этих сторон равные углы Докажем, что при AB=CD,

Слайд 15

Краткий перечень всех теорем и свойств: Средние линии любого четырехугольника делятся пополам Если средние линии четырехугольника равны, то середины сторон четырехугольника (вершины параллелограмма Вариньона) лежат на одной окружности. Если средние линии четырехугольника перпендикулярны, то диагонали четырехугольника равны. Если диагонали четырехугольника равны, то средние линии четырехугольника перпендикулярны. Значит площадь параллелограмма Вариньона равна половине площади четырехугольника, чьи средние линии являются его диагоналями. Площади четырехугольников с равными средними линиями равны. Площадь четырехугольника равна произведению его средних линий на синус угла между ними. Длина средней линии четырехугольника не превышает полусуммы длин сторон, не соединенных ею. Если 4-хугольнике две противоположные стороны равны и не параллельны, то прямая, включающая в себя среднюю линию, не проходящую через эти стороны, образует с продолжениями этих сторон равные углы