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梯形ABCD中AB平行CD,在AB、CD各有一动点P、Q,PQ连线平分梯形面积,求证:PQ必过一定点

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/13 08:21:06
梯形ABCD中AB平行CD,在AB、CD各有一动点P、Q,PQ连线平分梯形面积,求证:PQ必过一定点
梯形ABCD中AB平行CD,在AB、CD各有一动点P、Q,PQ连线平分梯形面积,用解析法求证:PQ必过一定点。
梯形ABCD中AB平行CD,在AB、CD各有一动点P、Q,PQ连线平分梯形面积,求证:PQ必过一定点
PQ过梯形两底中点连线的中点.证明如下:
令AB、CD的中点分别为E、F,再令EF的中点为G.
∵AE=BE,∴△AEF和△BEF是等底同高的三角形,
∴△AEF的面积=△BEF的面积.
∵BF=CF,∴△ADF和△BCF是等底同高的三角形,
∴△ADF的面积=△BCF的面积.
∴△AEF的面积+△ADF的面积=△BEF的面积+△BCF的面积,
即:ADFE的面积=BCEF的面积,可见EF平分梯形ABCD的面积.
过G任作一直线分别交AB、CD于M、N.
∵ME∥FN,∴∠MEG=∠NFG,显然,∠MGE=∠NGF,而EG=FG,∴△MEG≌△NFG,
∴△MEG的面积=△NFG的面积,
∴ADFE的面积-△MEG的面积+△NFG的面积=BCEF的面积-△NFG的面积+△MEG的面积,
即:ADNM的面积=BCNM的面积,可见MN正是平分梯形面积的直线PQ.
∴平分梯形面积的PQ过点梯形两底中点连线的中点G.
再问: 能用解析几何吗?
再答: 用解析几何肯定是可以的。 以点A为原点,AB为x轴建立平面直角坐标系。 ∵DC∥AB,∴可令B的坐标为(a,0),C的坐标为(c,d),D的坐标为(b,d)。 设与AB、CD相交的直线L过点(m,n),斜率为k,则该直线方程为:y-n=k(x-m),令该方程的y为0,得:x=(km-n)/k,再令该方程的y为d,得:x=(km+d-n)/k。 ∴直线L与AB的交点是((km-n)/k,0),令该点为M。  直线L与CD的交点是((km+d-n)/k,d),令该点为N。 |AM|=(km-n)/k,|DN|=(km+d-n)/k-b, ∴AMND的面积=AMD的面积+DMN的面积 =|AM|d/2+|DN|d/2=(|AM|+|DN|)d/2 而ABCD的面积=(|CD|+|AB|)d/2=(|c-b|+a)/2 当ABCD的面积被MN平分时,即MN为PQ时,就有: AMND的面积=ABCD的面积/2,即有:|AM|+|DN|=(|CD|+|AB|)/2 ∴ 2(km-n)/k+2[(km+d-n)/k-b]=c-b+a ∴ (km-n)=[(a+b+c)k-2d]/4。 又直线MN的方程为:y-n=k(x-m),可变形为y=kx-(km-n) ∴直线MN的方程可写成y=kx-[(a+b+c)k-2d]/4, 经变形整理,得:y-d/2=k[x-(a+b+c)/4] 这就表明直线MN过点((a+b+c)/4,d/2)。 ∵a、b、c、d都是定值,∴平分梯形面积的直线PQ过定点((a+b+c)/4,d/2)。这正是两底中点连线的中点。 证明完毕。