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高中數(shù)學(xué)《平行線等分線段成比例定理》(選修4)

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課堂提問

課程內(nèi)容

《平行線等分線段成比例定理》
我們看到,平行線等分線定理以“相鄰兩條平行線間的距離相等”為條件如果一組平行線中相鄰兩條平行線間距離不相等,又可以得出怎樣的結(jié)論呢?
觀察,如圖1-8,兩條直線被一組平行線所截,當(dāng)平行線間的距離不相等時,所截的線段AB與BC與EF之間有什么關(guān)系?
容易發(fā)現(xiàn),AB≠BC,DE≠EF
由以往學(xué)習(xí)平面幾何的經(jīng)驗,當(dāng)幾何圖形平全等時,可以考察它們是否相似,而相似是通過“對應(yīng)邊面比例,對應(yīng)角相等”來表現(xiàn)的由此得到啟發(fā),我們可以研究被一組平行線截得的線段是否有“對應(yīng)邊顧比例”?
探究,在圖1-8中AB︰BC=DE︰EF相等嗎?取AB︰BC=2︰3的特殊情形進行探討。

我們可以將上述問題化歸為平行線間距離相等的情形。
如圖1-9,如果AB︰BC=2︰3,設(shè)線段AB的中點為P1,線段BC的三分點為P2、P3這里有AP1=P2B=BP2=P2P3=P3C
分別過P1、P2、P3作直線,a1、a2、a3平行于L與L'的交點分別為Q1、Q2、Q3由平行線等分線段定理可知;
DQ1=Q1E=EQ2=Q2Q3=Q3F,因為
DE=DQ1+Q1E=2DQ1,EF=EQ2+Q2Q3+Q3F=3DQ1
所以DE︰EF=2DQ1︰3DQ1,因此AB︰BC=DE︰EF (1)
當(dāng)AB/BC為有理數(shù)時,即AB、BC=m/n(m、n是互岳的正整數(shù)),AB是長度單位的m倍,BC是長度單位的n倍,依照上面的方法,可以證明(1)成立。更一般地,可以證明,當(dāng)L∥L2∥L3,且AB/BC是實數(shù)時,(1)式也成立,由(1)式和比例性質(zhì),可以得到AB/BC =DE/EF,AB/AC=DE/DF,BC/AC=EF/DF
一般地,我們有
平行線分線段成比例定理:三條平行線截兩條直線所截的對應(yīng)線段成比例。
觀察圖1-10和1-11,它們是圖1-8的特殊情形,即L與L'的交點都在L上,根據(jù)平行線分線段成比例定理,可得AD/AB=AE/AC。
如果把圖1-10和圖1-11中的直線L2看成是平行于△ABC的BC邊的直線,那么可以得到;

推論:平行三角形一邊的直線截其他兩邊(或兩邊的延長線)所得的對應(yīng)線段成比例
例1 如圖1-12,△ABC中,DE∥BC,DF∥AC,AE=4,EC=2,BC=8,求BF和CF的長
解 因為DE∥BC,所以
DA/AB=AE/AC=4/6=2/3  (1)
因為DF∥AC,所以AD/AB=CF/CB(2)
由(1)(2)式得2/3=CF/8,即CF=16/3,所以BF=8-6-16/=8/3
例2 如圖1-13,△ABC中DE∥BC,EF∥CD,求證:AD是AB和AF的比例中項
證明 在△ABC中,因為DE∥BC,
所以AB/AD=AC/AE(1)
在△ADC中,因為EF∥CD,所以AD/AF=AC/AE(2)
由(1)(2)式得AB/AD=AD/AF,所以AD=AB.AF
即AD是AB和AF的比例中項。
例3 用平行于三角形且和其他兩邊相交的直線截三角形,所截得的三角形的三邊與原角形的三邊對應(yīng)成比例。
已知,如圖1-14,DE∥BC,DE分別交AB、AC于D、E,求證:AD/AB=AE/AC=DE/BC。
分析,由平行線分線段成比例定理的推理可以得到AD/AB=AE/AC,為了用平行線分線段成比例定理證明AE/AC=DE/BC,須要構(gòu)造一組平行線,使AE、AC、DE、BC成為由平行線截得的線段只要過點E作EF、AB交BC于點F,就可以達到上述目的。
證明過點E作EF∥AB,交BC于點F,
因為DE∥BC,EF∥AB,所以AD/AB=AE/AC,BF/BC=AE/AC,
且四邊形DEFB為平行四邊形,故DE=BF。
則AE/AC=DE/BC,因為AD/AC=AE/AC=DE/BC。
“平行線分線段成比例定理”是平面幾何中的定理,一個自然的想去是:這個定理在空間中也成立嗎?請你完成這個探究。
實際上,命題的推廣可以有不同的方向,例如,在“平行線玢線段成比例定理”中,如果將平行線改為平行平面也可以探究相應(yīng)命題是否成立,請你完成下列探究。

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宋老師

女,中教高級職稱

市級重點中學(xué)語文教師,高級教師職稱,曾在全省、全國青年教師課堂教學(xué)大賽中獲獎,具有豐富的語文教學(xué)經(jīng)驗。

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