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平行線分線段成比例定理及其應(yīng)用

 妍小青 2022-06-20 發(fā)布于上海

引  言

      在之前的探究中,我們系統(tǒng)地研究了三角形一邊的平行線的性質(zhì)定理、推論及其判定定理,若再增加一條平行線,那么截得的線段是否仍舊對應(yīng)成比例?

對于這個命題的證明主要有以下五種方法,其本質(zhì)都是圍繞著構(gòu)造或利用圖形中的“A型”或“X型”基本圖形,借助比例線段,達(dá)成線段間的轉(zhuǎn)化。

證明解析

對于這個問題可以采取兩種路徑進行解決,一種是添加平行線,通過構(gòu)造“A型”或“X型”基本圖形達(dá)成線段轉(zhuǎn)化的目的;一種是不添加平行線,通過利用圖中的兩組A型基本圖形,尋找“中間比”構(gòu)建比例關(guān)系

01

借助“中間比”助力線段轉(zhuǎn)化

如圖,圖中共有兩組A型基本圖形,分別是DE-FG-A型和FG-BC-A型圖。這兩組A型圖中都有“中間比”——AF:AG,以此進行線段的轉(zhuǎn)化。

02

添加輔助線構(gòu)造基本圖形,進行線段轉(zhuǎn)化

?
通過添加平行線構(gòu)造基本圖形,主要有以下添線的方法:

問題推廣

若將問題一般化,即將線段AB、AC、BC改為三條直線,那么原先的結(jié)論是否仍舊成立呢?
將問題分為下圖兩種情況討論,一種是AC//AB的情況,還有一種是AC不平行AB的情況:

①當(dāng)AB不平行AC時,按照上述問題的探究過程,仍舊有以下四種輔助線的添線方法,可以證明DF:BF=EG:CG.

②當(dāng)AB//AC時,由于四邊形DFGE、DBCE、FBCG為平行四邊形,因此DF=EG,BF=CG,仍舊滿足DF:BF=EG:CG.??
若將DB進行平移,又可以得到以下三種情況,由此得到了平行線分線段成比例定理。

01

平行線分線段成比例定理

?

02

平行線等分線段成比例定理

????????????????

平行線分線段成比例的逆命題是真命題么?即如果兩條直線被三條直線所截,截得的對應(yīng)線段成比例,則這三條直線平行。該命題是假命題,可以通過舉反例進行說明。

簡單應(yīng)用

解法分析:?????????????????????本題是?????????????????????平行線分線段成比例的簡單應(yīng)用。在解決此類問題時要找準(zhǔn)其中的平行線和比例線段,列出比例關(guān)系。

解法分析:本題是平行線分線段成比例的簡單應(yīng)用。和前一道題題不同的是除了知道分線段的比例關(guān)系外,還給出了兩段平行線段的長度,求第三條平行線段的長度。對于這類問題,需要再添一條平行線,將原來的圖形變?yōu)橐粋€A型圖和一組平行四邊形圖,以此轉(zhuǎn)化問題。?

???

???
?

A/X混合模型

解法分析:本題是典型的A/X混合型的的幾何證明問題。在解決此類問題時關(guān)鍵要轉(zhuǎn)準(zhǔn)“中間比”,搭建橋梁,進行線段間的轉(zhuǎn)化。

解法分析:本題是前面一個問題的變式。去除了過點O的平行線,要證明DE和BC平行,就需要一組比例線段進行證明,即證明AE:BE=AD:CD或證明DO:BO=EO:CO,但僅根據(jù)M為中點這一條件無法證明,因此需要添加輔助線構(gòu)造新的基本圖形,再利用“中間比”進行轉(zhuǎn)化。?

合理添加平行線證明比例關(guān)系

解法分析:本題是三角形一邊的平行線合重心問題相關(guān)的幾何證明問題。本題的第(1)問借助現(xiàn)成的平行線和重心的性質(zhì)即可進行證明。

本題的第(2)問是更一般的情況,由于圖中沒有現(xiàn)成的平行線,因此難以構(gòu)建線段間的比例關(guān)系,因此如何合理添加輔助線就成了問題解決的關(guān)鍵。輔助線的添線意圖都是尋找BE:AE和CF:AF的中間比,借助D為BC中點,進行轉(zhuǎn)化。有以下三種輔助線的添線方法作為參考:??


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