内容正文:
第五讲 平行线分线段成比例
一、知识点梳理
★知识点一:比例线段
1、比例:如果两个数的比值与另两个数的比值相等,就说这四个数成比例,通常我们把四个实数成比例表示成:或者a:b=c:d,期中b,c称为比例内项,a,d称为比例外项。
等式两边同乘以bd,可得ad=bc,反过来等式ad=bc同除以bd,可得
2、比例线段:在四条线段中,如果的比等于的比,即,那么这四条线段叫做成比例线段,简称比例线段。
3、比例中项:如果三个数a,b,c满足比例式,那么b叫做a、c的比例中项, 此时有。
4、比例式变形:或
★知识点二:平行线分线段成比例
1. 黄金分割
如图,若线段AB上一点C,把线段AB分成两条线段AC和BC(),且使AC是AB和BC的比例中项(即),则称线段AB被点C黄金分割,点C叫线段AB的黄金分割点,其中,,AC与AB的比叫做黄金比.(注意:对于线段AB而言,黄金分割点有两个.)
2. 平行线分线段成比例定理
两条直线被三条平行线所截,所得的对应线段成比例,简称为平行线分线段成比例定理.如图:如果,则,,.
【小结】若将所截出的小线段位置靠上的(如AB)称为上,位置靠下的称为下,两条线段合成的线段称为全,则可以形象的表示为,,.
3. 平行线分线段成比例定理的推论
平行于三角形一边的直线,截其它两边(或两边的延长线),所得的对应线段成比例.如图:如果EF//BC,则,,.
题型一:比例性质
例1.若,则的值为( )
A.1 B. C. D.
变式练习
1.已知,则的值是( )
A. B. C. D.
2.已知,则的值为( )
A. B. C. D.
3.若,则的值为( )
A. B. C. D.
4.若,则的值是( )
A. B. C. D.
例2(K值法).若,则的值是________ .
变式练习
1.若,则的值是_________.
2.已知a:2=b:3=c:4,则=_____.
3.若,则____.
例3.(合比性质)已知a,b,c,d,e,f六条线段满足,若,那么的值为( )
A.10 B.5 C. D.
变式练习
1.已知a、b、c三条线段满足,若,则的值为( )
A. B. C.3 D.6
2.已知,若,则( )
A.12 B.15 C.16 D.18
3.已知,若,则等于( )
A. B. C. D.
例4.(分类)已知,则一次函数的图象与坐标轴围成的面积是_____.
变式练习
1.已知,则k的值为_________.
2.若成立,则的值为______.
3.若,则的值为_______.
4.若,则k的值为____________;
题型二:黄金分割
例1.宽与长的比是的矩形叫作黄金矩形,帕特农神庙正面轮廓视觉上非常接近黄金矩形,嵌套多层近似黄金矩形,如图,矩形截掉正方形后,剩余的矩形仍是黄金矩形,是,求的长度,设的长度是,根据题意,下列的方程中正确的是( )
①;②;③;④.
A. ① B.①③ C.①②④ D.①②③④
变式练习
1.黄金分割是汉字结构最基本的规律.借助如图的正方形习字格书写的汉字清远的“远”端庄稳重、舒展美观.已知一条分割线的端点A,B分别在习字格的边,上,且,“远”字的笔画“、”的位置在的黄金分割点C处,且.若,则的长为( )
A.1 B.2 C. D.
2.鹦鹉螺曲线的每个半径和后一个半径的比都是黄金比例,是自然界最美的鬼斧神工.如图,是的黄金分割点,若线段的长为4cm,则的长为( )
A. B. C. D.
3.一般认为,一个人的上半身(肚脐以上的高度)与下半身(肚脐以下的高度)的比例中,如果下半身与身高的比为黄金比,则这个人好看.某位参加空姐选拔的选手身高160厘米,上半身长65厘米,那么她应穿______厘米的鞋子才能好看.(精确到1厘米)
4.地球表面的纬度范围是,对其进行黄金分割,黄金分割点之间的部分是地球的舒适黄金地带,世界古文明的金字塔、巴比伦王国、三星堆以及玛雅文化也都诞生于此,那么黄金地带纬度的范围是:______~______(黄金比为)
题型三:由平行判断成比例的线段
例1.如图,,下列结论正确的是( )
A.
B. C. D.
变式练习
1.在横格本上,嘉嘉画了两条相交线m,n,并标注相关交点的字母如图所示,则下列结论不成立的是( )
A. B.
C. D.
2.如图,直线,直线和与,,分别相交于点A,B,C和点D,E,F,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
题型四:由平行截线求相关线段的长或比值
例1.如图,在中,,,,,则的长是( )
A.
B.4 C.6 D.8
变式练习
1.如图,在△ABC中,DE∥BC,AD=2,AB=5,AC=10,则AE的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2.如图,在中,点,分别在边、上,.已知,,则的长等于( )
A.8 B.21 C.14 D.7
3.如图,在中,为边上一点,交于点,若,,则的长为( )
A.8 B.10 C.12 D.16
例2.如图,,交于点,若,则下列结论错误的是( )
A.
B. C. D.
变式练习
1.如图,,与相交于点.若,,,则下列结论错误的是( )
A. B. C. D.
例3.如图,两条直线被三条平行线所截,,求的长.
变式练习
1.如图,直线,直线m、n与a、b、c分别相交于点A、B、C和点D、E、F.若,.求的长.
2.如图,已知AD∥BE∥CF,直线l1、l2与这三条平行线分别交于点A、B、C和点D、E、F.若,DE=6,求EF的长.
3.如图,直线l1∥l2∥l3,直线AC分别交l1,l2,l3于A,B,C,直线DF分别交l1,l2,l3于D,E,F,若,EF=6,求DE的长.
4.如图,直线,直线依次交、、于、、三点,直线依次交、、于、、三点,若,,求的长.
题型五:构造平行线截线求相关线段的长或比值
例1.如图,在中,D是的中点,点F在上,连接并延长交于点E,若,,则的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.
变式练习
1.如图,D、E是中边的两个三等分点,F是的中点,与交于O,则等于( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,D为中点,E在边上,的延长线交的延长线于点F,若,,,则的值为( )
A.
B. C. D.2
3.如图,是的中线,点E在上,交于点F,若,则为( )
A. B. C. D.
4.如图,在△ABC中,E,D是BC边的三等分点,F是AC的中点,BF分别交AD,AE于点G,H,则BG∶GH∶HF等于( )
A.1∶2∶3 B.3∶5∶2 C.5∶3∶2 D.5∶3∶1
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第五讲 平行线分线段成比例
一、知识点梳理
★知识点一:比例线段
1、比例:如果两个数的比值与另两个数的比值相等,就说这四个数成比例,通常我们把四个实数成比例表示成:或者a:b=c:d,期中b,c称为比例内项,a,d称为比例外项。
等式两边同乘以bd,可得ad=bc,反过来等式ad=bc同除以bd,可得
2、比例线段:在四条线段中,如果的比等于的比,即,那么这四条线段叫做成比例线段,简称比例线段。
3、比例中项:如果三个数a,b,c满足比例式,那么b叫做a、c的比例中项, 此时有。
4、比例式变形:或
★知识点二:平行线分线段成比例
1. 黄金分割
如图,若线段AB上一点C,把线段AB分成两条线段AC和BC(),且使AC是AB和BC的比例中项(即),则称线段AB被点C黄金分割,点C叫线段AB的黄金分割点,其中,,AC与AB的比叫做黄金比.(注意:对于线段AB而言,黄金分割点有两个.)
2. 平行线分线段成比例定理
两条直线被三条平行线所截,所得的对应线段成比例,简称为平行线分线段成比例定理.如图:如果,则,,.
【小结】若将所截出的小线段位置靠上的(如AB)称为上,位置靠下的称为下,两条线段合成的线段称为全,则可以形象的表示为,,.
3. 平行线分线段成比例定理的推论
平行于三角形一边的直线,截其它两边(或两边的延长线),所得的对应线段成比例.如图:如果EF//BC,则,,.
题型一:比例性质
例1.若,则的值为( )
A.1 B. C. D.
C
【分析】将拆分,可得,然后将代入求解即可.
【详解】解:,
将,代入得:.
变式练习
1.已知,则的值是( )
A. B. C. D.
【分析】本题考查了比例的性质,由得到,代入分式即可求解,掌握比例的性质是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
故选:.
2.已知,则的值为( )
A. B. C. D.
【分析】先将变形为,进而得出,即可求解.
【详解】∵,
∴,
∴,
故选:B.
3.若,则的值为( )
A. B. C. D.
【分析】此题考查了比例的性质,将化简为,即可得的值.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
故选:C.
4.若,则的值是( )
A. B. C. D.
【分析】先根据由比例的基本性质得到,再求解即可得到的值.
【详解】解:根据得到:
,
移项合并得:,
即:,
故选:A.
【点睛】本题主要考查了比例的基本性质,求出x与y的关系是解题的关键.
例2(K值法).若,则的值是________ .
4
【详解】解:设,
∴,
∴.
变式练习
1.
若,则的值是_________.
【分析】此题考查了比例的性质.由,设,代入代数式,即可求解.
【详解】解:∵,设,
∴,
故答案为:.
2.
已知a:2=b:3=c:4,则=_____.
【分析】根据已知比例关系,用未知量k分别表示出a、b和c的值,代入原式中,化简即可得到结果.
【详解】根据题意,设a=2k,b=3k,c=4k,则,
故答案为.
【点睛】已知几个量的比值时,常用的解法是:设一个未知数,把题目中的几个量用所设的未知数表示出来,实现消元.
3.
若,则____.
【分析】本题主要考查了比例的性质, 根据题意设,,,(),在代入式子求解即可.
【详解】解:设,,,(),
∴,
故答案为:
例3.(合比性质)已知a,b,c,d,e,f六条线段满足,若,那么的值为( )
A.10 B.5 C. D.
C
【详解】解:∵,
∴,,.
∵,
∴.
变式练习
1.已知a、b、c三条线段满足,若,则的值为( )
A. B. C.3 D.6
【分析】根据等比性质若,则,然后进行计算即可.
【详解】解:根据等比性质,则,又因为,所以.
故选:
【点睛】本题主要考查了等比性质,解题关键是掌握并应用等比性质.
2.已知,若,则( )
A.12 B.15 C.16 D.18
【分析】本题考查了比例的性质.利用比例的性质计算即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
故选:A.
3.已知,若,则等于( )
A. B. C. D.
【分析】根据比例的性质得出,进而即可求解.
【详解】解:∵
∴
∴
∵
∴,
故选:B.
【点睛】本题考查了比例的性质,熟练掌握比例的性质是解题的关键.
例4.
(分类)已知,则一次函数的图象与坐标轴围成的面积是_____.
4
【详解】解:设,
∴,
∴.
变式练习
1.
已知,则k的值为_________.
1或
【分析】先由题意得m,n,p都不为0,则,故,再进行分类讨论,即可作答.
【详解】解:∵,
∴m,n,p都不为0,
∴,
三个式子相加得,
则,
当时,
解得,
当时,则,
∴,
综上所述,k的值为1或.
2.
若成立,则的值为______.
【分析】分a+b+c=0与a+b+c≠0两种情况分别利用比例的性质进行求解即可.
【详解】当时,,
∴;
当时,
∵,
∴,
∴,
∴或.
故答案为:1或-2.
【点睛】本题考查了比例的性质,熟练掌握比例的性质是解题的关键.注意分类讨论思想的应用.
3.
若,则的值为_______.
【分析】本题考查比例的性质. 当时,根据题意可得,,,当时,根据题意可得,分别代入,即可求解.
【详解】解:当时,
∵,
∴,,,
∴,
即
∴;
当时,,则;
综上所述,或,
故答案为:或.
4.
若,则k的值为____________;
【分析】根据题意可得,,,当时,当时,分别代入,即可求解.
【详解】解:当时,
∵,
∴,,,
∴,
,
当时,,则.
综上所述,或,
故答案为:或.
【点睛】本题考查比例的性质,运用整体思想是解决本题的关键,要分两种情况求解.
题型二:黄金分割
例1.宽与长的比是的矩形叫作黄金矩形,帕特农神庙正面轮廓视觉上非常接近黄金矩形,嵌套多层近似黄金矩形,如图,矩形截掉正方形后,剩余的矩形仍是黄金矩形,是,求的长度,设的长度是,根据题意,下列的方程中正确的是( )
①;②;③;④.
A. ① B.①③ C.①②④ D.①②③④
【详解】解:设的长度是,
矩形是黄金矩形,是,
,即,故①正确;
,即,故④正确;
四边形是正方形,
,
,
矩形是黄金矩形,
,即,故②正确;
,
,故③正确;
故选:D.
变式练习
1.黄金分割是汉字结构最基本的规律.借助如图的正方形习字格书写的汉字清远的“远”端庄稳重、舒展美观.已知一条分割线的端点A,B分别在习字格的边,上,且,“远”字的笔画“、”的位置在的黄金分割点C处,且.若,则的长为( )
A.1 B.2 C. D.
C
【分析】本题考查黄金分割的定义,矩形的性质.首先根据矩形的性质得到,根据黄金分割的定义得到的长度,继而得到的长度.
【详解】解:四边形为正方形,,
∴,
∴,
∴四边形为矩形,
,
“远”字的笔画“、”的位置在的黄金分割点处,且,
,
.
2.鹦鹉螺曲线的每个半径和后一个半径的比都是黄金比例,是自然界最美的鬼斧神工.如图,是的黄金分割点,若线段的长为4cm,则的长为( )
A.
B. C. D.
【分析】根据黄金分割的定义可得据此求解即可.
【详解】解:∵P是AB的黄金分割点,,
∴;
故选:A.
【点睛】本题主要考查了黄金分割比例,熟知黄金分割比例是解题的关键.
3.一般认为,一个人的上半身(肚脐以上的高度)与下半身(肚脐以下的高度)的比例中,如果下半身与身高的比为黄金比,则这个人好看.某位参加空姐选拔的选手身高160厘米,上半身长65厘米,那么她应穿______厘米的鞋子才能好看.(精确到1厘米)
【分析】设应穿厘米的鞋子,根据黄金分割的比例关系列方程求解即可.
【详解】解:设她应穿厘米高的鞋子,原下半身长为厘米,穿鞋子后下半身长为 厘米,总身高为厘米,
∵ 黄金分割要求下半身长与总身高的比为黄金比,
∴ ,
∴ ,
去括号,整理得,
解得,
经检验是原方程的根,结果符合题意.
答:她应穿10厘米的鞋子才能好看.
4.地球表面的纬度范围是,对其进行黄金分割,黄金分割点之间的部分是地球的舒适黄金地带,世界古文明的金字塔、巴比伦王国、三星堆以及玛雅文化也都诞生于此,那么黄金地带纬度的范围是:______~______(黄金比为)
【分析】根据黄金分割率,用,可得结论.
【详解】解:由题意得,,,
黄金地带纬度的范围是:.
题型三:由平行判断成比例的线段
例1.如图,,下列结论正确的是( )
A.
B. C. D.
【分析】本题考查了平行线分线段成比例,掌握定理是解题的关键.根据平行线分线段成比例定理得到比例线段,即可解题.
【详解】解:,
,,
即A选项正确,符合题意;B、C、D选项错误,不符合题意;
故选:A.
变式练习
1.在横格本上,嘉嘉画了两条相交线m,n,并标注相关交点的字母如图所示,则下列结论不成立的是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题主要考查了平行线分线段成比例定理,掌握两条直线被一组平行线所截、所得的对应线段成比例是解题的关键.
根据平行线分线段成比例定理逐项判断即可.
【详解】解:A.由平行线间对应线段的部分与整体的比例相等,即成立,不符合题意;
B.由平行线间对应线段成比例,即成立,不符合题意;
C.由平行线间整体与整体、部分与部分的比例相等,即成立,不符合题意;
D.由平行线分线段成比例可得,即不成立,符合题意.
故选D.
2.如图,直线,直线和与,,分别相交于点A,B,C和点D,E,F,则下列结论正确的是( )
A.
B. C. D.
【分析】根据平行线分线段成比例定理,逐一判断即可.
【详解】解:∵,
∴,故A正确,符合题意;
,故B错误,不符合题意;
故C错误,不符合题意;
,故D错误,不符合题意.
故选:A.
题型四:由平行截线求相关线段的长或比值
例1.如图,在中,,,,,则的长是( )
A.
B.4 C.6 D.8
C
【详解】解:∵,
∴,
∵,,,
∴,
∴
变式练习
1.如图,在△ABC中,DE∥BC,AD=2,AB=5,AC=10,则AE的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】根据平行线分线段成比例定理即可求得.
【详解】解:∵DE∥BC,
∴=,
∵AD=2,AB=5,AC=10,
∴,
∴AE=4,
故选:B.
【点睛】本题考查了平行线分线段成比例定理,掌握此定理是解题的关键.
2.如图,在中,点,分别在边、上,.已知,,则的长等于( )
A.8 B.21 C.14 D.7
【分析】本题主要考查了相似三角形的判定以及性质,先证明,由相似三角形的性质可得出, 结合已知条件即可得出答案.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∵
∴,
则,
故选∶C.
3.如图,在中,为边上一点,交于点,若,,则的长为( )
A.8 B.10 C.12 D.16
【分析】根据DE∥BC,可得,再根据AE=6可得EC=AE÷=10,进而可选出答案.
【详解】∵DE∥BC,
∴,
∵AE=6,
∴EC=AE÷=6×=10,
故选B.
【点睛】此题主要考查了平行线分线段成比例定理,关键是掌握平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线),所得的对应线段成比例.
例2.如图,,交于点,若,则下列结论错误的是( )
A.
B. C. D.
【分析】本题主要考查平行线分线段成比例定理,掌握两条直线被一组平行线所截,所得的对应线段成比例是解题关键.根据平行线分线段成比例定理求解即可.
【详解】解:,
,,,
,故D选项正确;
,
,,,故A、C选项正确,
,故B选项结论错误,
故选:B.
变式练习
1.如图,,与相交于点.若,,,则下列结论错误的是( )
A.
B. C. D.
【分析】利用平行线分线段成比例定理,根据已知线段长度,分别计算各选项中的比例关系,从而判断对错.
【详解】解:已知,,,,则,
,.
A、由平行线分线段成比例,得,不符合题意;
B、由平行线分线段成比例,得,符合题意;
C、由,设,则,;又,得,,因此,不符合题意;
D、,不符合题意;
故选:B.
【点睛】本题考查了平行线分线段成比例定理,解题关键是准确识别对应线段,利用比例关系进行计算.
例3.如图,两条直线被三条平行线所截,,求的长.
【分析】本题利用平行线分线段成比例定理,列出线段比例式,先求出的长度,再将与相加得到的长.
【详解】解:,
,
,
,
解得,
∴
变式练习
1.如图,直线,直线m、n与a、b、c分别相交于点A、B、C和点D、E、F.若,.求的长.
【分析】本题考查了平行线分线段成比例.熟练掌握平行线分线段成比例是解题的关键.
由,可得,由,可得,即,计算求解即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,即,
解得,,
∴的长为9.
2.如图,已知AD∥BE∥CF,直线l1、l2与这三条平行线分别交于点A、B、C和点D、E、F.若,DE=6,求EF的长.
【分析】根据平行线分线段比例定理得到,即,解得EF=9.
【详解】解:∵AD∥BE∥CF,
∴,
∵=,DE=6,
∴,
∴EF=9.
【点睛】本题的考点是平行线分线段成比例.方法是根据已知条件列出相应的比例式,算出答案即可.
3.如图,直线l1∥l2∥l3,直线AC分别交l1,l2,l3于A,B,C,直线DF分别交l1,l2,l3于D,E,F,若,EF=6,求DE的长.
【分析】利用平行线分线段成比例定理,可证得 ,再根据AB与AC的比值及EF的长,就可求出DE的长.
【详解】解:∵l1∥l2∥l3,
∴
设DE=k,则DF=3k,EF=DF-DE=2k,
∵EF=6,
∴2k=6,解得k=3,
∴DE=3
【点睛】本题考查平行线分线段成比例,根据定理得到比例式是解题的关键.
4.如图,直线,直线依次交、、于、、三点,直线依次交、、于、、三点,若,,求的长.
【分析】根据平行线分线段成比例定理得出,求出,再求出即可.
【详解】解:∵直线,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴.
【点睛】本题考查了平行线分线段成比例定理,能根据平行线分线段成比例定理得出正确的比例式是解此题的关键.
题型五:构造平行线截线求相关线段的长或比值
例1.如图,在中,D是的中点,点F在上,连接并延长交于点E,若,,则的长为( )
A.3 B.4 C.5 D.
B
【分析】过点作交于点,再利用平行线分线段成比例定理建立线段比例关系求解,即可解题.
【详解】解:过点作交于点,
是的中点,,
∴
,
,即是的中点,
∵,,
∴,
设,则,,
∵,
∴,
解得,
∴.
变式练习
1.如图,D、E是中边的两个三等分点,F是的中点,与交于O,则等于( )
A.
B. C. D.
【详解】解:过点作交于.
,
是的中点,
,
又、是的三等分点,
,
,
又
.
故选:A.
【点睛】此题主要考查了相似三角形的判定和性质,解题关键是过点作平行线构造相似三角形,转换线段比.
2.如图,在中,D为中点,E在边上,的延长线交的延长线于点F,若,,,则的值为( )
A.
B. C. D.2
【分析】本题主要考查了考查全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质等知识,正确地作出辅助线是解题的关键;过点B作,交于点,则,而,即可根据“”证明,则,由,求得,再证明,得,则,即可得解.
【详解】解:如图,作,交于点,则,
为中点,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故选:.
3.如图,是的中线,点E在上,交于点F,若,则为( )
A.
B. C. D.
【分析】本题考查了平行线分线段成比例,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.过点作,交于点,根据平行线分线段成比例可得点是的中点,从而可得,然后再利用平行线分线段成比例可得,从而可得,即可解答.
【详解】解:过点作,交于点,
,点是的中点,
,
,
点是的中点,
,
,
,
,
,
故选:A
4.如图,在△ABC中,E,D是BC边的三等分点,F是AC的中点,BF分别交AD,AE于点G,H,则BG∶GH∶HF等于( )
A.1∶2∶3 B.3∶5∶2 C.5∶3∶2 D.5∶3∶1
【分析】作FM∥BC交AE于点M,则根据△BEH∽△FMH,利用BF表示出HF的长度,作DN∥AC交BF于点N,则△BDN∽△BCF且△DNG∽△AFG,依据△BDN∽△BCF可以用BF表示出BN的长,然后依据△DNG∽△AFG表示出NG的长,则BG,GM,HF都可以利用BF表示出来,则比值即可求解.
【详解】解:设BC=6a,则BD=DE=EC=2a,作FM∥BC交AE于点M,
∵F是AC的中点,
∴
∵FM∥BC,
∴△BEH∽△FMH,
∴ 则
作DN∥AC交BF于点N,设AC=2b,则AF=CF=b,
∴△BDN∽△BCF,
∴
∴
∵DN∥AC,
∴△DNG∽△AFG,
∴
∴,即
∴
∴
∴
故选:C.
【点睛】考查平行线分线段成比例, 三角形中位线定理,相似三角形的判定与性质,掌握平行线分线段成比例定理是解题的关键.
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