Định nghĩa đường trung bình

Đường trung bình của tam giác là đoạn thẳng nối trung điểm hai cạnh của tam giác.
Trong tam giác $ABC$, nếu
$$AM=MB,\qquad AN=NC,$$
thì $M,N$ lần lượt là trung điểm của $AB,AC$ và $MN$ là đường trung bình của tam giác $ABC$.
Một đoạn thẳng chỉ song song với một cạnh chưa đủ để gọi là đường trung bình; hai đầu mút của nó phải là trung điểm của hai cạnh.
Tính chất đường trung bình

Đường trung bình của tam giác song song với cạnh thứ ba và bằng nửa cạnh ấy.
Nếu $M,N$ lần lượt là trung điểm của $AB,AC$ thì
$$\boxed{MN\parallel BC,\qquad MN=\frac12BC.}$$
Hai kết luận được dùng theo mục đích khác nhau: quan hệ song song giúp suy ra các quan hệ góc; quan hệ độ dài giúp tính một cạnh khi biết cạnh kia.
Vì sao đường trung bình có hai tính chất trên?
Gọi $P$ là trung điểm của $BC$. Vì $M,N$ lần lượt là trung điểm của $AB,AC$ nên
$$\frac{AM}{AB}=\frac{AN}{AC}=\frac12.$$
Theo định lí Thales đảo, $MN\parallel BC$, do đó $MN\parallel PB$.
Mặt khác, $N,P$ lần lượt là trung điểm của $CA,CB$, nên cũng theo định lí Thales đảo, $NP\parallel AB$, tức là $NP\parallel MB$.
Tứ giác $MNPB$ có hai cặp cạnh đối song song nên là hình bình hành. Vì vậy
$$MN=PB=\frac12BC.$$
Như vậy, $MN\parallel BC$ và $MN=\dfrac12BC$.
Đường qua một trung điểm và song song với một cạnh

Trong tam giác, nếu một đường thẳng đi qua trung điểm một cạnh và song song với cạnh thứ hai thì nó đi qua trung điểm cạnh thứ ba.
Cụ thể, trong tam giác $ABC$, nếu $M$ là trung điểm của $AB$ và đường thẳng qua $M$ song song với $BC$ cắt $AC$ tại $N$, thì $N$ là trung điểm của $AC$.
Chú ý này thường được dùng để chứng minh một điểm là trung điểm: đã có một trung điểm, chỉ cần chứng minh thêm quan hệ song song thích hợp.
Ví dụ: tính độ dài đường trung bình
Cho tam giác $ABC$, $M,N$ lần lượt là trung điểm của $AB,AC$ và $BC=14$ cm.
Vì $MN$ nối trung điểm hai cạnh nên $MN$ là đường trung bình của tam giác $ABC$. Do đó
$$MN=\frac12BC=\frac12\cdot14=7\text{ cm}.$$
Vậy $MN=7$ cm.
Tính độ dài đường trung bình
Trong tam giác $ABC$, $M,N$ lần lượt là trung điểm của $AB,AC$. Biết $BC=18$ cm. Độ dài $MN$ bằng bao nhiêu?
Đường trung bình bằng một nửa cạnh thứ ba, không phải một phần ba.
Đường trung bình không bằng toàn bộ cạnh thứ ba.
Đúng. $18:2=9$.
Đây là kết quả khi nhân đôi thay vì lấy một nửa.
Lời giải
$MN$ là đường trung bình của tam giác $ABC$, nên $MN=\dfrac12BC=\dfrac12\cdot18=9$ cm. Chọn C.
Nhận biết trung điểm
Cho tam giác $ABC$. Điểm $M$ là trung điểm của $AB$. Qua $M$ kẻ đường thẳng song song với $BC$, cắt $AC$ tại $N$. Kết luận nào đúng?
Đúng. Đây là chú ý đảo của tính chất đường trung bình.
Điểm $N$ nằm trên $AC$, không nằm trên $BC$.
Sau khi xác định $N$ là trung điểm, ta có $MN=BC/2$.
Không có dữ kiện cho thấy hai đoạn này bằng nhau.
Lời giải
Đường thẳng qua trung điểm $M$ của $AB$ và song song với $BC$ đi qua trung điểm $N$ của cạnh $AC$. Vì thế $AN=NC$. Chọn A.
Kiến thức cần nhớ
Đường trung bình nối trung điểm hai cạnh của tam giác. Nó song song với cạnh thứ ba và bằng nửa cạnh ấy. Đường qua trung điểm một cạnh và song song với cạnh thứ hai sẽ đi qua trung điểm cạnh thứ ba.