РУҚА
Математика

Теорема о пропорциональных отрезках

4 мин чтенияСложность: Обновлено 30 сентября 2026

Формулировка теоремы

Теорема о пропорциональных отрезках — одна из базовых геометрических теорем, связывающая параллельность прямых с отношениями длин отрезков на пересекающих их секущих. В школьной программе она используется при решении задач на подобие треугольников, при вычислениях длин и при доказательствах, где требуется установить отношение частей отрезков.

В классическом виде формулировка звучит так: если в треугольнике проведена прямая, параллельная основанию, то она делит боковые стороны в одинаковых отношениях. В символах это выражается соотношением \(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}\).

D
Пропорциональные отрезки

отрезки называются пропорциональными, если отношения длин одних пар отрезков равны отношениям длин других пар отрезков.

Комментарий к формулировке и эквивалентные записи

Формулу можно переписать в нескольких эквивалентных видах, удобных для разных задач. Одна из полезных эквивалентных записей получается непосредственно из подобия треугольников: \(\triangle ADE \sim \triangle ABC\). Из этого подобия сразу следует соотношение \(\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}\), что в дальнейшем алгебраически приводит к базовому соотношению \(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}\).

Важно запомнить, что теорема даёт прямое утверждение (параллельность даёт пропорцию) и обратное утверждение (если выполнена определённая пропорция, то прямая параллельна основанию), причём оба направления равноправны и используются в задачах.

D
Секущая

прямая, пересекающая систему параллельных прямых или стороны многоугольника, в результате чего получаются отрезки, длины которых можно сравнивать.

Доказательство теоремы

Доказательство опирается на понятие подобия треугольников. Рассмотрим треугольник, в котором прямая пересекает боковые стороны. Сравнивая углы, получаем, что треугольник, образованный этой прямой и вершиной треугольника, подобен целому исходному треугольнику; это формально записывается как \(\triangle ADE \sim \triangle ABC\).

Из подобия треугольников следует равенство соответствующих отношений сторон. В частности, получаем \(\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}\). После преобразований, учитывающих, что, например, длина одной боковой стороны равна сумме двух её частей, можно получить соотношение \(\dfrac{AD}{AB-AD}=\dfrac{AE}{AC-AE}\), которое переписывается в удобном виде как \(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}\). Такой ход доказательства является стандартным и допускает несколько эквивалентных формулировок, но главное — переход через подобие.

Для наглядности обычно приводят чертёж. На рисунке видно, что отношения соответствующих отрезков на боковых сторонах совпадают, что и подтверждает теорему (см. схему). На этапе проверки вычислений удобно пользоваться тем, что подобие упрощает задачу до работы с числовыми коэффициентами.

Обратная теорема (критерий параллельности)

Обратная теорема утверждает: если на боковых сторонах треугольника взяты точки так, что их отрезки удовлетворяют соотношению \(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}\), то прямая, соединяющая эти точки, параллельна основанию. Это утверждение часто используется при построении доказательств, когда по известным отношениям требуется сделать вывод о параллельности.

Доказательство обратной теоремы обычно делается методом от противного или методом наложения: предположим, что соединяющая прямая не параллельна основанию, тогда при проведении прямой, действительно параллельной основанию, отношения отрезков будут отличны, и это приводит к противоречию с условием \(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}\). Следовательно, начальное предположение ложно, и требуемая прямая параллельна основанию.

Обратная теорема позволяет строить пропорции в задачах: если требуется найти точку на стороне треугольника, проводимую через которую прямую необходимо сделать параллельной, достаточно обеспечить указанное равенство отношений.

Следствия и обобщения

Одно из важных следствий: если несколько параллельных прямых пересекают две секущие, то полученные отрезки на этих секущих пропорциональны между собой. В общем виде это можно записать как \(\dfrac{A_1A_2}{A_2A_3}=\dfrac{B_1B_2}{B_2B_3}\). Эта идея лежит в основе теоремы Фалеса и используется при доказательствах свойств трапеций, пропорций в многоугольниках и при изучении подобных фигур.

Применение теоремы встречается в задачах на вычисление длин: зная длину одной боковой части и общее отношение, можно найти соответствующую часть на другой стороне при условии параллельности. Также теорема часто применяется совместно с правилами подобия для вычисления масштабов между фигурами и при решении задач с координатами, где параллельность выражается равенством углов или направляющих коэффициентов.

D
Теорема Фалеса

частный случай рассматриваемого правила, утверждающий, что если несколько параллельных прямых пересекают две секущие, то они делят эти секущие пропорционально.

Примеры решения задач

№

Пример 1. В треугольнике дана сторона \(AE = AC \cdot \dfrac{AD}{AB}\). Пусть на боковой стороне взята точка так, что её отрезок от вершины равен \(AE = 15 \cdot \dfrac{4}{10}\). По теореме о пропорциональных отрезках на соответствующей другой боковой стороне отрезок равен \(AE = 6\). Применяя соотношение \(\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}\) получаем прямой расчёт. Этот приём позволяет быстро вычислять нужные длины в задачах с обычными числами.

№

Пример 2. На двух секущих взяты три параллельные прямые, пересекающие первую секущую в точках A1, A2, A3 и вторую секущую в точках B1, B2, B3. Тогда по следствию выполняется соотношение \(\dfrac{A_1A_2}{A_2A_3}=\dfrac{B_1B_2}{B_2B_3}\). Если известны два отрезка на одной секущей, то по пропорции легко найти соответствующие отрезки на другой секущей.

Задачи для самостоятельной работы и рекомендации

Рекомендую практиковаться на задачах разного уровня: от простых вычислительных задач до развернутых доказательств. При решении всегда отмечайте, где используется подобие треугольников, а где — непосредственно свойство параллельности. При построении решения полезно сопровождать рассуждения чёткими ссылками на соотношения вида \(\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}\) и \(\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}\).

Типичные ошибки учащихся: пренебрежение внимательным указанием соответствующих углов при доказательстве подобия и попытка напрямую приравнивать отрезки без учёта соотношений. Следует тщательно проверять, что точки действительно лежат на нужных прямых и что проведённая прямая действительно параллельна рассматриваемой линии, прежде чем применять теорему.