线段的中点与和差倍分

把线段分成相等两条线段的点叫中点,满足 AM=MB=AB 的一半;推广到 n 等分点。线段的和差倍分用几何语言配合等式计算。

适用前提与边界条件

  1. 线段有两个端点且可以度量
  2. 线段长度是一个非负数

定义

点 把线段 分成相等的两条线段 与 ,点 叫线段 的中点(二等分点):

推广:把线段分成相等的三段的两个点叫三等分点;一般地,分成 等份的 个点叫 等分点,每段长为全长的 。

线段的和差:点 在线段 上,则

推导

中点的构造依据:作线段 的垂直平分线 ,设 与 交于 。垂直平分线上的点到线段两端距离相等,故 ;又 在 上, 即中点。这同时给出尺规找中点的方法。

和差关系的依据:点 在线段 上时,线段 与 首尾相接恰好铺满 ,长度可加,故 (线段和的定义)。

倍分换算链:设 为 中点, 为 中点,则

多中点问题按「先定全长、逐层平分」列式,必要时设最短段为 ,用份数表示其余各段。

中点的三种等价写法

已知 是 的中点,下面三种写法随时可以互换:

做题时按需要选用:要列「两小段相等」用第一种;要从小段求全长用第三种;要从全长求小段用第二种。

要特别当心的是反方向不成立:由 推不出 是 的中点,因为满足 的点在 的垂直平分线上,有无穷多个。必须补上「 在线段 上」,两个条件合起来才够。

多中点问题的通法

遇到「一个点分一段、另一个点又分一段」的题,用份数法最稳:

  1. 设最短的一段为 (或设全长为 ,用分数表示各段)
  2. 按中点关系把其余各段都用 表示
  3. 按线段的和差关系列方程

值得一提的是双中点结论:点 在线段 上任意移动, 的中点与 的中点之间的距离恒为 的一半,与 的位置无关。这个结论在选择题里几乎每年都出现,记住能省不少时间。

坐标中的中点

平面直角坐标系要到七年级下册才学,这里先了解结论即可。若 、,则中点 的坐标为

即横坐标、纵坐标分别取平均。这与线段的和差倍分是同一件事的两种表述:几何里说「」,坐标里说「坐标取平均」。

典例精析

线段 ,点 在 上, 是 中点, 是 中点,求 。

可见无论 在 上的什么位置,两个分段中点间的距离恒为全长的一半。

再练一道份数法:,点 在 上,, 是 中点, 是 中点,求 。

按比例 、,故 、,于是 ,仍是 的一半。若把条件改成 在 的延长线上,则 不再等于 ——因为 与 不再首尾相接铺满 ,和差关系变了。

对比

条件结论附加要求
M 是 AB 中点M 在线段 AB 上
M 在 AB 垂直平分线上不一定在线段上
C 在 AB 上点在线段内部
n 等分点每段 共 n-1 个点

正例与反例

✅ 正例

  • M 是 AB 中点,AB=10,则 AM=MB=5
  • AB=8,C 是 AB 上三等分点且 AC 较短,则 AC=8/3、CB=16/3

❌ 反例

  • MA=MB 就说 M 是 AB 中点——M 还可能在 AB 的垂直平分线上(不一定在线段上)
  • 把中点写成 AM=AB——应是 AM=1/2·AB

高频误解与考试易错

  • 中点必须在线段上且把线段分成两等份,延长线上的等距点不是中点
  • 几何题中「某点是中点」要翻译成两重关系:两小线段相等且各等于全长一半
  • 三等分点有两个,写比例前先看清点靠近哪个端点

常见问题

满足 MA=MB 的点一定是中点吗?
不一定。还要说明点 M 在线段 AB 上;平面上满足 MA=MB 的点在 AB 的垂直平分线上,有无穷多个。
怎么用尺规找中点?
作线段的垂直平分线(具体作法在八年级上册《轴对称》中学习),它与线段的交点就是中点。
线段 n 等分点有几个?
把线段分成 n 等份的点有 n-1 个(不含端点)。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)七年级上册 第六章《几何图形初步》