Evaluarea Națională

Segmente proporționale; teorema paralelelor echidistante; teorema lui Thales + reciproca

Rapoarte de segmente. Segmente proporționale. Raportul a două segmente este raportul lungimilor lor (exprimate în aceeași unitate). Patru segmente sunt proporționale dacă rapoartele formate sunt egale: ABCD=EFGH\dfrac{AB}{CD} = \dfrac{EF}{GH}. Proprietatea fundamentală a proporției (produsul mezilor = produsul extremilor) permite aflarea unui termen necunoscut.

Teorema paralelelor echidistante. Dacă mai multe drepte paralele determină pe o secantă segmente congruente, atunci ele determină segmente congruente pe orice altă secantă. Este cazul particular „echidistant" al teoremei lui Thales și stă la baza împărțirii unui segment în părți congruente.

Teorema lui Thales. O paralelă la una dintre laturile unui triunghi determină pe celelalte două laturi (sau pe prelungirile lor) segmente proporționale. Concret, în triunghiul ABCABC, dacă DEBCDE \parallel BC cu DABD\in AB, EACE\in AC: ADDB=AEEC.\frac{AD}{DB} = \frac{AE}{EC}. Forme echivalente (derivate prin proporții): ADAB=AEAC\dfrac{AD}{AB} = \dfrac{AE}{AC} și DBAB=ECAC\dfrac{DB}{AB} = \dfrac{EC}{AC}.

Atenție: teorema lui Thales, singură, NU dă raportul DEBC\dfrac{DE}{BC} — pentru segmentul paralel este nevoie de teorema fundamentală a asemănării (lecția următoare).

Reciproca teoremei lui Thales. Dacă o dreaptă determină pe două laturi ale unui triunghi segmente proporționale (ADDB=AEEC\dfrac{AD}{DB} = \dfrac{AE}{EC} cu DABD\in AB, EACE\in AC), atunci dreapta DEDE este paralelă cu a treia latură BCBC. Reciproca este instrumentul standard pentru a demonstra paralelismul a două drepte prin calcul de rapoarte.

Împărțirea unui segment în părți proporționale. Cu ajutorul teoremei paralelelor echidistante (sau al lui Thales) se poate împărți un segment dat în nn părți congruente sau în părți proporționale cu numere date: se duce o semidreaptă auxiliară, se marchează diviziuni egale și se duc paralele.

Cum se aplică la examen. Tipic: se dă DEBCDE\parallel BC și trei dintre cele patru segmente ADAD, DBDB, AEAE, ECEC — se scrie proporția Thales și se rezolvă. Sau invers: se dau cele patru segmente și se cere să se arate paralelismul (reciproca). Greșeala frecventă este amestecarea rapoartelor („parte din latură" cu „parte din parte") — proporția trebuie scrisă consecvent.

Formule

  • Teorema lui Thales: DEBCADDB=AEECDE\parallel BC \Rightarrow \frac{AD}{DB} = \frac{AE}{EC}

  • Forma cu laturile întregi: DEBCADAB=AEACDE\parallel BC \Rightarrow \frac{AD}{AB} = \frac{AE}{AC}

  • Reciproca teoremei lui Thales: ADDB=AEECDEBC\frac{AD}{DB} = \frac{AE}{EC} \Rightarrow DE\parallel BC

  • Proprietatea fundamentală a proporției: ab=cd    ad=bc\frac{a}{b} = \frac{c}{d} \iff ad = bc

Exemple rezolvate

Exemplul 1

În triunghiul ABCABC, D[AB]D\in[AB], E[AC]E\in[AC] și DEBCDE\parallel BC. Se știe că AD=4AD = 4 cm, DB=6DB = 6 cm și AE=6AE = 6 cm. Calculați ECEC.

Aplicăm teorema lui Thales: ADDB=AEEC46=6EC.\frac{AD}{DB} = \frac{AE}{EC} \Rightarrow \frac{4}{6} = \frac{6}{EC}. Produsul mezilor = produsul extremilor: 4EC=364\cdot EC = 36, deci EC=9EC = 9 cm.

Exemplul 2

În triunghiul ABCABC, punctele M[AB]M\in[AB] și N[AC]N\in[AC] au AM=8AM = 8, MB=12MB = 12, AN=10AN = 10, NC=15NC = 15. Arătați că MNBCMN\parallel BC.

Calculăm rapoartele: AMMB=812=23,ANNC=1015=23.\frac{AM}{MB} = \frac{8}{12} = \frac{2}{3}, \qquad \frac{AN}{NC} = \frac{10}{15} = \frac{2}{3}. Rapoartele sunt egale: AMMB=ANNC\dfrac{AM}{MB} = \dfrac{AN}{NC}.

Conform reciprocei teoremei lui Thales, dreapta MNMN este paralelă cu latura BCBC: MNBCMN\parallel BC.

Greșeli frecvente

  • Se amestecă rapoartele: $\dfrac{AD}{DB}=\dfrac{AE}{AC}$ este GREȘIT — fie parte/parte cu parte/parte ($\frac{AD}{DB}=\frac{AE}{EC}$), fie parte/întreg cu parte/întreg ($\frac{AD}{AB}=\frac{AE}{AC}$).
  • Se deduce raportul segmentului paralel $\dfrac{DE}{BC}$ direct din Thales — pentru asta este necesară teorema fundamentală a asemănării.
  • La reciprocă se verifică o singură proporție scrisă greșit (cu segmente necorespondente); segmentele din rapoarte trebuie să pornească din același vârf.
  • Se aplică Thales fără paralelism dat sau demonstrat — paralelismul este ipoteza esențială a teoremei directe.

Pe scurt

  • Thales: DEBCADDB=AEECDE\parallel BC \Rightarrow \dfrac{AD}{DB}=\dfrac{AE}{EC} (și ADAB=AEAC\dfrac{AD}{AB}=\dfrac{AE}{AC}).
  • Reciproca: rapoarte egale \Rightarrow paralelism — metoda standard de demonstrat MNBCMN\parallel BC.
  • Thales NU dă raportul laturii paralele DE/BCDE/BC (acela vine din asemănare).
  • Paralele echidistante: segmente congruente pe o secantă \Rightarrow congruente pe orice secantă.
  • Termenul necunoscut al proporției: produsul mezilor == produsul extremilor.

Exersează această lecție →

Grile și probleme cu feedback imediat pe barem.