问题

想问一下 如果三角形的两条边被一条直线所截 所截线段成比例 那么这条线与第三边平行吗?

回答
这是一个非常经典的几何问题,叫做“三角形的截线定理的逆定理”,或者更简洁地说,是“平行线截线定理的逆定理”。你的问题是:

如果一条直线截一个三角形的两条边,使得这两条边被截出的线段成比例,那么这条直线是否一定平行于三角形的第三边?

答案是:是的,这条直线一定平行于三角形的第三边。

为了让你更明白,我们来详细地分析一下。

我们想象一个三角形,我们称之为 △ABC。我们假设这条直线截 AB 边于点 D,截 AC 边于点 E。

那么,你的问题可以表述为:

如果 $frac{AD}{DB} = frac{AE}{EC}$,那么直线 DE 是否平行于 BC?

为了证明这一点,我们可以采用几种方法,但最常见也最直观的是使用“反证法”或者“构造平行线法”。我倾向于用构造平行线法来讲解,这样逻辑更清晰。

方法:构造平行线法

1. 假设它不平行: 我们先假设直线 DE 不平行于 BC。

2. 过 D 点作平行线: 如果 DE 不平行于 BC,那么我们可以从点 D 作一条新的直线,这条直线确实平行于 BC。我们称这条新的直线与 AC 边的交点为 F。

所以,我们现在有 △ABC,点 D 在 AB 上,点 E 在 AC 上。
我们构造了一条新的直线 DF,使得 DF // BC,并且 F 点在 AC 上。

3. 应用平行线截线定理: 现在,因为我们构造的 DF//BC,根据平行线截线定理(也叫截线等比定理),这条直线 DF 会截 AB 和 AC 两边,使得截出的线段成比例。具体来说,就是:

$frac{AD}{DB} = frac{AF}{FC}$

这是平行线截线定理的直接应用。

4. 对比已知条件: 现在我们有了两个比例式:
已知条件是:$frac{AD}{DB} = frac{AE}{EC}$
我们通过构造和应用定理得到的结论是:$frac{AD}{DB} = frac{AF}{FC}$

5. 得出结论: 将这两个等式联系起来,我们可以看到,等式右边的部分也必须相等:

$frac{AE}{EC} = frac{AF}{FC}$

这意味着点 E 和点 F 将 AB 和 AC 的同一边以相同的比例分开。

6. 唯一性原则: 在几何学中,对于一个给定的比例,一个点在一条线段上分割该线段的比例是唯一的。也就是说,如果点 E 和点 F 都满足 $frac{X}{XC} = k$ (其中 X 是 AC 上的一个点,k 是一个常数),那么 E 和 F 必然是同一个点。

换句话说,点 E 必定与点 F 是重合的。

7. 最终推论:
我们最初构造的平行线是 DF。
我们现在证明了 F 点就是 E 点。
所以,我们构造的平行线 DF 实际上就是我们题目中提到的直线 DE。
这意味着,直线 DE 必定平行于 BC。

总结一下这个过程:

我们从“如果两条边被截的线段成比例”这个前提出发。然后,我们“反过来想”,如果这条线DE不平行于BC会怎样?如果它不平行,那我们就可以从D点画一条真正平行于BC的线,这条线一定会按照平行线截线定理的规律去截AC,得到一个点F。但我们又知道DE截AC也成比例,而且比例和DF截AC的比例是同一个比例。这就像两个人用同样的方式去分一块蛋糕,他们最后分到的那一部分一定是同一个大小的。在几何上,这意味着截在AC上的点E和点F必须是同一个点。既然截AC的是E点,而我们说另一条平行线截AC的是F点,现在E和F又是同一个点,那说明截AB的D点和截AC的E点所连成的线段DE,它本身就是那条被我们画出来(并且知道它平行于BC)的线。

所以,“三角形的两条边被一条直线所截,所截线段成比例,那么这条线与第三边平行” 这个说法是完全正确的。

这个定理非常重要,它不仅在几何证明中经常用到,也帮助我们理解了平行线和比例之间的深刻联系。它说明了比例性是平行性的一个充分条件。

网友意见

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这个是引入三角形相似理论时用到的引理。

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