平行線是初中平面幾何中基本而重要的圖形,平行線能改變角的位置并傳遞角,可“送”線段到恰當處,完成等積變形,當一組平行線截兩條直線時就得到比例線段,平行線分線段成比例定理是研究比例線段、相似形的重要理論.
利用、挖掘、創(chuàng)造平行線,是運用平行線分線段成比例定理解題的關(guān)鍵,另一方面,需要熟悉并善于從復(fù)雜圖形中分解或構(gòu)造如下形如“E”、“A”型或“X”型的基本圖形:
例題求解
【例1】如圖,已知在平行四邊形ABCD中,M、N為AB的三等分點,DM、DN分別交AC于P、Q兩點,則AP:PQ:QC= .
(河北省初中數(shù)學(xué)創(chuàng)新與知識應(yīng)用競賽試題)
思路點撥 圖中有形如“X”型的基本圖形,建立含AP,PQ,QC的比例式,并把AP,PQ,QC用同一條線段的代數(shù)式表示.
【例2】如圖,已知在△ABC中,AE:EB=1:3,BD:DC=2:1,AD與CE相交于F,則 的值為( )
A. B.1 C. D.2
(江蘇省泰州市中考題)
思路點撥 已知條件沒有平行線,需恰當作平行線,構(gòu)造基本圖形,產(chǎn)生含 , 的比例線段,并設(shè)法溝通已知比例式與未知比例式的聯(lián)系.
【例3】 如圖,BD、BA,分別是∠ADC與它的鄰補角∠ABP的平分線,AE⊥BE,AD⊥BD,E、D為垂足.
(1)求證:四邊形AEBD為矩形;
(2)若 =3,F(xiàn)、G分別為AE、AD上的點,F(xiàn)G交AB于點H,且 ,求證:△AHG是等腰三角形.
(廈門市中考題)
思路點撥 對于(2),由比例線段導(dǎo)出平行線,證明∠HAG=∠AHG.
【例4】 如圖,梯形AB CD中,AD∥BC,AB=DC.
(1)如果P、E、F分別是BC、AC、BD的中點,求證:AB=PE+PF;
(2)如果P是BC上的任意一點(中點除外),PE∥AB,PF∥DC,那么AB=PE+PF這個結(jié)論還成立嗎?如果成立,請證明;如果不成立,說明理由.
(上海市閩行區(qū)中考題)
思路點撥 對于(2),先假設(shè)結(jié)論成立,從平行線出發(fā)證明AB=PC+PF,即需證明 ,將線段和差問題的證明轉(zhuǎn)化為與比例線段有關(guān)問題的證明.
注 若題設(shè)條件無平行線,需作平行線.而作平行線要考慮好過哪一點作平行線,一般是由比的兩條線段啟發(fā)而得的,其目的是構(gòu)造基本圖形.
平行線分線段成比例定理是證明比例線段的常用依據(jù)之一,比例線段豐富了我們研究幾何問題的方法,主要體現(xiàn)在:
(1)利用比例線段求線段的長度;
(2)運用比例線段證明線段相等,線段和差倍分關(guān)系、兩直線平行等問題.
【例5】如圖,在四邊形ABCD中,AC與BD相交于點O,直線 平行于BD,且與AB、DC、BC、AD及AC的延長線分別相交于點M、N、R、S和P,求證:PM×PN=PR×PS
(山東省競賽題)
思路點撥 由于PM、PN、PR、PS在同一條直線上,所以不能直接應(yīng)用平行線分線段成比例推得結(jié)論,需觀察分解圖形,利用中間比溝通不同比例式的聯(lián)系
學(xué)力訓(xùn)練
1.如圖,△ABC中有菱形AMPN,如果 ,則 .
(南 通市中考題)
2.如圖,AD是BC邊上的中線,F(xiàn)是AD上一點,CF的延長線交AB于點E,若 ,則 ;若 ,則 .(江蘇省鎮(zhèn)江市中考題)
3.如圖,已知點D為△ABC中AC邊的中點,AE∥BC,ED交AB于點G,交BC的延長線于點F,若 ,BC=8,則AE的長為 .
(蘇州市中考題)
4.如圖,在平行四邊形ABCD中,AB=4cm,BC=lcm,E是CD邊上一動點,AE、BC的延長線交于點F,設(shè)DE=x (?),BF=y(cm),用x的代數(shù)式表示y 得 .
(黑龍江省中考題)
5.如圖,已知DE∥BC,EF∥AB,現(xiàn)得到下列結(jié)論:
① ;② ;③ ;④ .
其中正確比例式的個數(shù)有( )
A.4個 B.3個 C.2個 D.1個
6.如圖,BD、CE是△ABC的中線,P、Q是BD、CE的中點,則 等于( )
A. B. C. D.
7.如圖,已知在平行四邊形ABCD中,O1、O2,O3為對角線BD上三點,且BO1=OlQ2=
O2O3=O3D,連結(jié)AOl并延長交BC于點C,連結(jié)EO3延長交AD于點F,則AD:FD等于( )
A.19:2 B.9:1 C.8:1 D.7:1
(河北省中考題)
8.如圖,在△ABC中,AB=AC,D在AB上,E在AC的延長線上,BD=3CE,DE交BC于F,則DF:FE等于( )
A.5:2 B.2:l C .3:1 D.4:1
(江蘇省競賽題)
9.如圖,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB= CD,E是AB上一點,AE=2BE,M是腰BC的中點,連結(jié)EM并延長交DC的延長線于點F,連結(jié)BD交EF于點N求證:BN:ND=l:10. (河南省中考題)
10.如圖,梯形ABCD中,AD∥BC,EF經(jīng)過梯形對角線的交 點O,且EF∥AD.
(1)求證:OE=OF,(2)求 的值;
(3)求證: .
11.已知如圖1,AB⊥BD,CD⊥BD,垂足分別為B、D,AD和BC相交于點E,EF⊥BD于F,我們可以證明 成立.若將圖1中的垂直改為斜交,如圖2,AB∥CD,AD、BC相交于點E,過點E作EF∥AB,交BD于點F,則:
(1) 還成立嗎?如成立,請給出證明;如不成立,請說明理由;
(2)請找出S△ABD,S△BED,S△BDC間的關(guān)系式,并給出證明.
(黃岡市中考題)
12.如圖,在梯形ABCD 中.AB∥CD,AB=3CD,E是對角線AC的中點,BE延長后交AD于F,那么 = .
(“祖沖之杯”邀請賽試題)
13.如圖,平行四邊形ABCD的對角線交于O點,過O任作一直線與CD、BC的延長線分別交于F、E點,設(shè)BC=a,CD=b,CE=c,則CF= .
(山東賽區(qū)選拔賽試題)
14.如圖,在梯形ABCD中,AD∥BC,AD= a ,BC= b ,E、F分別是AD、BC的中點,且AF交BE于P,CE交DF于Q,則PQ的長為 .
15.如圖,工地上豎立著兩根電線桿AB、CD,它們相距15m,分別自兩桿上高出地面4m、6m的A、C處,向兩側(cè)地面上的E、D、B、F點處,用鋼絲繩拉緊,以固定電線桿,那么鋼絲繩AD與BC的交點P離地面的高度為 m.
(2000年全國初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
16.如圖,在△ABC中,D是AC的中點,E,F(xiàn)是BC的三等分點.AE、AF分別交BD于M、N兩點,則BM:MN:ND=( )
A.3:2;1 B.4:2:l C.5:2:1 D.5:3:2
(2004年武漢市選拔賽試題)
17.如圖,在梯形ABCD中 ,AD∥BC,AD=3,BC=9,AB=6,CD=4,若EF∥BC,且梯形AEFD與梯形EBCF的周長相等,則EF的長為( )
A. B. C. D.
(山東省競賽題)
18.如圖,平行四邊形ABCD中,F(xiàn)、F分別是邊AD、BC的中點,AC分別交BE、DF于G、H,試判 斷下列結(jié)論:①BE=DF;②AG=GH=HC;③EG= BG;
④S△ABE=3S△AGE,其中正確的結(jié)論有( )
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
19.如圖,已知△ABC, , ,AD、BE交于F,則 的值( )
A. B. C. D.
20.如圖,已知AB∥EF∥CD,AC+BD=240,BC=100,EC+ED=192,求CF.
(山東省競賽題)
21.如圖,已知在平行四邊形ABCD中,F(xiàn)為AB邊的中點,AF= FD,F(xiàn)E與AC相交于G,求證:AG= AC.
22.如圖,已知M、N為△ABC的邊BC上的兩點,且滿足BM=MN=NC,一條平行于AC的直線分別交AB、AM和AN的延長線于點D、E和F,求證:EF=3DE.
(湖北省黃岡市競賽題)
23.在△ABC中,D為BC邊的中點,E為AC邊上的任意一點,BE交AD于點O.某學(xué)生在研究這一問題時,發(fā)現(xiàn)了如下的事實:
(1)當 時,有 (如圖甲);
(2)當 時,有 (如圖乙);
(3)當 時,有 (如圖丙);
在圖丁中,當 時,參照上述研究結(jié)論 ,請你猜想用 表示 的一般結(jié)論,并給出證明(其中n是正整數(shù))
( 山西省中考題)
24.如圖,在平行四邊形ABCD中,P1,P2,…,Pn是BD的n等分點,連結(jié)AP2并延長交BC于點E,連結(jié)APn-2并延長交CD于點F.
(1)求證:EF∥BD;
(2)設(shè)平行四邊形ABCD的面積是S,若S△AEF= S,求n的值. (山東省競賽題)
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