平行线等分线段定理

一组平行线在一条直线上截得相等线段,则在其他直线上截得的线段也相等;三角形中过一边中点平行于另一边的直线平分第三边。

适用前提与边界条件

  1. 平行四边形的性质与判定
  2. 全等三角形的判定(AAS)

定义

平行线等分线段定理:如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么这组平行线在其他直线上截得的线段也相等。

三角形中的推论:经过三角形一边中点且平行于另一边的直线,必平分第三边。

推导

一般形式(三条平行线):,在直线 上截得 ,在直线 上截得 ,求证 。

过 分别作直线 的平行线(即平行于 ),交 、 于 、,则四边形 、 都是平行四边形(两组对边平行):

由 得 。在 与 中:

  • (两直线平行,同位角相等);
  • (同理);
  • 。

由 AAS 得 ,故 。

三角形推论: 中 为 中点, 交 于 。把 、 看作被一组平行线所截的两条直线:过 作直线平行于 ,它与 、 组成三条平行线。这组平行线在 上截得 ,由定理,在 上截得的线段也相等,即 , 为 中点。

梯形推论(拓展):梯形中过一腰中点且平行于两底的直线,必过另一腰中点(同样由本定理),这正是梯形中位线的存在依据。(2024 审定版教材已不单独讲梯形与梯形中位线,本结论仅作拓展了解。)

典例精析

例 1(尺规等分)用尺规把线段 五等分。

过 作任意射线 ,在 上用圆规顺次截取等长线段 ,连 ,过 、、、 分别作 的平行线交 于各点,由定理这些交点把 五等分。

例 2(三角形中点推论) 中, 为 中点,过 作 交 于 ,已知 ,求 、。

由三角形推论(过一边中点且平行于另一边的直线平分第三边), 为 中点:

两个条件缺一不可:必须「过中点」+「平行」。只过中点但不平行,或只平行但不过中点,都不能保证 是中点。

对比

定理条件结论
等分线段截得的线段相等其他截线也被等分
分线段成比例截得的线段比为定值其他截线按同比截
中位线连接两边中点平行第三边且等于一半

与其他知识的联系

  • 平行线分线段成比例:本定理是成比例定理在比值等于 时的特例,证明同样依赖平行线截出的全等(或相似)三角形。
  • 三角形中位线:中位线定理(连接两边中点)与本定理的三角形推论互为补充:中位线谈”位置与长度”,本推论谈”过中点平行线平分第三边”。
  • 平行四边形:一般形式的证明通过构造平行四边形把「等线段」转移到同一三角形内,平行四边形的对边相等是关键桥梁。
  • 尺规作图:任意等分线段的尺规作法正是本定理的典型应用,也是「过直线外一点作平行线」作图题的延伸。

正例与反例

✅ 正例

  • l₁∥l₂∥l₃ 在直线 a 上截得 AB=BC,则在直线 b 上截得 DE=EF
  • △ABC 中 D 为 AB 中点、DE∥BC 交 AC 于 E,则 E 是 AC 中点

❌ 反例

  • 只过一边中点但不平行于另一边——不能平分第三边
  • 一组不等距平行线截得的线段一般不等

高频误解与考试易错

  • 前提是「等距」的一组平行线截得等长线段,不是任意平行线
  • 三角形推论中必须过「一边中点」且「平行于另一边」,两个条件缺一不可
  • 与平行线分线段成比例区分:等分是成比例当比值为 1 的特例

常见问题

这个定理和中位线定理有什么关系?
中位线定理的逆命题(过一边中点的平行线平分另一边)就是本定理的三角形特例。
怎么任意等分一条线段?
从端点作射线,在射线上截 n 段等长,连末端点后作各分点的平行线,即把已知线段 n 等分。
梯形中过一腰中点平行于底的直线有什么结论?
必过另一腰中点,这条线就是梯形中位线(2024 版教材已不单独讲梯形,此结论仅作拓展了解)。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)九年级下册 第三十一章《相似》(2027 春起使用;成比例定理的特例)