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定理已证明

泰勒斯截线定理(平行线分线段成比例定理)

命题陈述

在三角形 ABCABC 中,设一条直线分别交边 ABAB 和 ACAC(或它们的延长线)于点 DD 和 EE。直线 DEDE 平行于 BCBC 当且仅当它分这两边所得的线段成比例,即 ADDB=AEEC\dfrac{AD}{DB} = \dfrac{AE}{EC},且此时有 ADAB=AEAC=DEBC\dfrac{AD}{AB} = \dfrac{AE}{AC} = \dfrac{DE}{BC}。

为什么成立?

将平行于底边 BCBC 的直线向顶点 AA 平移时,由于底角始终等于 △ABC\triangle ABC 的对应角,三角形 △ADE\triangle ADE 相对于 △ABC\triangle ABC 发生均匀缩放。均匀缩放会按同一比例改变所有线性尺寸,因此在边 ABAB 和 ACAC 上截得的线段以及平行线段 DEDE 本身都保持相同的比例。

证明思路

沿用欧几里得的面积证法(《几何原本》第六卷命题2):连接 BEBE 和 CDCD。三角形 △ADE\triangle ADE 与 △BDE\triangle BDE 共享从点 EE 到直线 ABAB 的高,故它们的面积之比等于底边之比,即 [△ADE][△BDE]=ADDB\dfrac{[\triangle ADE]}{[\triangle BDE]} = \dfrac{AD}{DB};同理有 [△ADE][△CDE]=AEEC\dfrac{[\triangle ADE]}{[\triangle CDE]} = \dfrac{AE}{EC}。因为 DEDE 平行于 BCBC,三角形 △BDE\triangle BDE 与 △CDE\triangle CDE 同底 DEDE 且在两条平行线之间的高相等,所以 [△BDE]=[△CDE][\triangle BDE] = [\triangle CDE],从而推出 ADDB=AEEC\dfrac{AD}{DB} = \dfrac{AE}{EC}。

证明者

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分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. Euclid (translated by Thomas L. Heath) (1956). The Thirteen Books of Euclid's Elements, Vol. 2 (Book VI, Proposition 2)
  2. Robin Hartshorne (2000). Geometry: Euclid and Beyond · DOI:10.1007/978-0-387-22676-7