几何线段CF与EF的长度计算是平面几何常见题型,核心在于结合图形性质与已知条件选择适配 *** ,常用思路包括:利用三角形全等或相似的比例关系转化线段,借助勾股定理在直角三角形中直接计算,或通过中位线、平行线分线段成比例定理推导;若图形规则,也可建立平面坐标系,用坐标运算求解,解题时需先定位CF、EF所在的几何结构,通过构造辅助线关联已知边长、角度,逐步转化未知量,最终代入定理公式计算并验证结果合理性。
在平面几何的学习中,线段长度的计算是贯穿始终的基础题型,常常需要结合图形的特殊性质(如平行关系、相似三角形比例等)搭建已知与未知的桥梁,下面我们以矩形中的典型问题为例,详细讲解如何推导线段CF与EF的长度。
例题设定
如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,点E是AD边的中点,连接BE,BE与对角线AC相交于点F,请求出线段CF和EF的长度。

解题思路分析
矩形的核心性质是对边平行且相等,本题中AD∥BC的平行关系是突破口——平行易构造内错角相等,进而得到相似三角形,结合E是AD中点的条件,我们可以先计算基础线段长度,再通过相似三角形的比例关系推导目标线段。
步骤1:计算基础线段长度
利用矩形性质和勾股定理算出关键线段:
- 矩形对边相等,AD=BC=6,E是AD中点,故AE=ED=3;
- 对角线AC的长度:在Rt△ABC中,由勾股定理得
[ AC = \sqrt{AB^2 + BC^2} = \sqrt{4^2 + 6^2} = \sqrt{52} = 2\sqrt{13} ] - 线段BE的长度:在Rt△ABE中,同理可得
[ BE = \sqrt{AB^2 + AE^2} = \sqrt{4^2 + 3^2} = 5 ]
步骤2:求解线段CF的长度
由于AD∥BC,根据“两直线平行,内错角相等”,可得: [ \angle EAF = \angle BCF, \quad \angle AEF = \angle CBF ] AFE∽△CFB(两角对应相等,三角形相似)。
根据相似三角形的对应边成比例: [ \frac{AE}{BC} = \frac{AF}{CF} ] 代入AE=3、BC=6,得: [ \frac{3}{6} = \frac{AF}{CF} \implies AF = \frac{1}{2}CF ]
结合AF + CF = AC = 2√13,将AF=1/2 CF代入等式: [ \frac{1}{2}CF + CF = 2\sqrt{13} \implies \frac{3}{2}CF = 2\sqrt{13} ] 解得: [ CF = \frac{4\sqrt{13}}{3} ]
步骤3:求解线段EF的长度
同样利用△AFE∽△CFB的比例关系: [ \frac{EF}{BF} = \frac{AE}{BC} = \frac{1}{2} \implies BF = 2EF ]
又因为BE = EF + BF = EF + 2EF = 3EF,已知BE=5, [ 3EF = 5 \implies EF = \frac{5}{3} ]
本题的核心是通过矩形的平行关系构造相似三角形,将未知线段CF、EF与已知线段建立比例关联,在几何解题中,这类思路具有普遍性:先利用勾股定理、图形性质算出基础线段,再通过平行、垂直等特殊关系挖掘相似/全等三角形,最后通过比例等式或方程求解目标线段,掌握这一逻辑,就能轻松应对多数线段长度计算问题。
