平行线分线段成比例定理
字数 1072 2025-10-28 08:37:22
平行线分线段成比例定理
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基本概念引入
在平面几何中,若两条直线(如直线 \(l_1\) 和 \(l_2\))被一组平行线(如 \(a \parallel b \parallel c\))所截,这些平行线会将 \(l_1\) 和 \(l_2\) 分割成若干线段。例如,平行线 \(a, b, c\) 分别与 \(l_1\) 交于点 \(A, B, C\),与 \(l_2\) 交于点 \(D, E, F\),则线段 \(AB, BC, DE, EF\) 满足比例关系。 -
定理的数学表述
若直线 \(l_1\) 和 \(l_2\) 被一组平行线截得对应线段 \(AB, BC, DE, EF\),则成立比例式:
\[ \frac{AB}{BC} = \frac{DE}{EF}. \]
更一般地,任意两条被平行线所截的直线,对应线段的比例相等,即 \(\frac{AB}{DE} = \frac{BC}{EF} = \frac{AC}{DF}\)。
- 证明思路(相似三角形法)
- 连接 \(A\) 与 \(E\)、\(B\) 与 \(F\),构造三角形 \(ABE\) 和 \(DBF\)。
- 由平行线性质可得 \(\angle ABE = \angle DBF\)(同位角相等),且 \(\angle AEB = \angle DFB\)(平行线内错角相等)。
- 根据角角相似准则(AA),\(\triangle ABE \sim \triangle DBF\),从而对应边成比例:
\[ \frac{AB}{DB} = \frac{BE}{BF} = \frac{AE}{DF}. \]
- 进一步推导即可得到分段比例关系。
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推广与逆定理
- 推广:若多条平行线在两条直线上截得的线段对应成比例,则这些直线互相平行。
- 逆定理:若两条直线被一组直线所截,且截得的对应线段成比例,则这组直线互相平行(常用于证明平行关系)。
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应用实例
- 测量问题:在实际测量中,若无法直接测量某段长度(如河宽),可利用平行线分线段成比例原理构造相似三角形,通过已知长度间接计算。
- 作图问题:将一条线段按比例分割(如三等分线段),只需过端点作一组平行线,利用比例关系确定分点位置。
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与其它知识的联系
该定理是相似三角形判定和性质的基础,也是解析几何中斜率相等判断平行关系的几何体现。在坐标体系中,若两条直线平行,其斜率相等,对应截距差的比例关系与此定理一致。