平行线的判定(内错角相等)

📘 相交线与平行线·
⭐⭐⭐

🎯 学习目标

  • 理解内错角的定义及其在平行线判定中的作用
  • 掌握“内错角相等,则两直线平行”这一判定定理
  • 能运用该定理解决简单的几何证明和判断问题

📚 核心概念

在两条直线被第三条直线(称为截线)所截时,会在两条直线之间形成一对位于截线两侧的角,这样的角叫做内错角。例如,如图所示,直线 l1l_1l2l_2 被直线 tt 所截,若角 3\angle 3 和角 5\angle 5 分别位于两条直线之间,并且在截线 tt 的两侧,那么它们就是一对内错角。

平行线的判定定理之一:如果两条直线被第三条直线所截,形成的内错角相等,那么这两条直线平行。用符号语言表示为:若 3=5\angle 3 = \angle 5,则 l1l2l_1 \parallel l_2

这个定理的逆命题(即平行线的性质)也成立:如果两条直线平行,那么内错角相等。但在本节中,我们关注的是由角的关系推出线的平行关系,这是几何推理的重要基础。

理解内错角的关键是找准“内部”(两直线之间)和“交错”(截线两侧)。学生可通过画图、标角等方式加深理解。

📝 关键公式

  • 内错角相等 ⇒ 两直线平行:若 1=2\angle 1 = \angle 2,且 1\angle 12\angle 2 是内错角,则 aba \parallel b
    • 示例:已知 A=60\angle A = 60^\circB=60\angle B = 60^\circ,且它们是由直线 mmnn 被截线 tt 截得的内错角,则可判定 mnm \parallel n

💡 经典例题

例题1(基础): 如图,直线 ABABCDCD 被直线 EFEF 所截,已知 1=70\angle 1 = 70^\circ2=70\angle 2 = 70^\circ,且 1\angle 12\angle 2 是内错角。判断 ABABCDCD 是否平行,并说明理由。

  1. 观察图形,确认 1\angle 12\angle 2 是由直线 ABABCDCD 被截线 EFEF 所截形成的内错角;
  2. 已知 1=2=70\angle 1 = \angle 2 = 70^\circ
  3. 根据“内错角相等,两直线平行”的判定定理,可得 ABCDAB \parallel CD

例题2(进阶): 如图,在四边形 ABCDABCD 中,ABC=110\angle ABC = 110^\circBCD=70\angle BCD = 70^\circ,且 BEBE 平分 ABC\angle ABCCFCF 平分 BCD\angle BCD,交点为 OO。若 EBC=FCB\angle EBC = \angle FCB,试判断 BEBECFCF 是否平行。

  1. 因为 BEBE 平分 ABC=110\angle ABC = 110^\circ,所以 EBC=12×110=55\angle EBC = \frac{1}{2} \times 110^\circ = 55^\circ
  2. 同理,CFCF 平分 BCD=70\angle BCD = 70^\circ,所以 FCB=12×70=35\angle FCB = \frac{1}{2} \times 70^\circ = 35^\circ
  3. 但题目给出 EBC=FCB\angle EBC = \angle FCB,这说明实际角度应相等,设为 xx
  4. EBC=FCB\angle EBC = \angle FCB,且这两个角是由直线 BEBECFCF 被直线 BCBC 所截形成的内错角;
  5. 根据内错角相等的判定定理,可得 BECFBE \parallel CF

⚠️ 易错点

  • 混淆内错角与其他角(如同位角、同旁内角):解决方法是牢记内错角的特征——“在两线之间,截线两侧”,可通过标图辅助识别。
  • 误认为只要两个角相等就能判定平行:必须确认这两个角确实是内错角,否则不能直接使用该定理。
  • 忽略前提条件“被同一条截线所截”:两条直线必须被同一条直线所截,才能讨论内错角关系。
  • 书写推理过程不规范:应先说明哪两个角是内错角,再说明它们相等,最后得出平行结论,逻辑链条要完整。

💡 例题

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如图所示,直线 AB 与直线 CD 被横截线 EF 截交于点 P、Q。已知 ∠APF = 135°,∠FQC = 135°。请证明:AB ∥ CD。

  1. EF 是直线 AB 与 CD 的横截线,分别交于点 P 和 Q。
  2. ∠APF 是直线 AB 与截线 EF 在点 P 处形成的角,位于 AB 上方、EF 左侧; ∠FQC 是直线 CD 与截线 EF 在点 Q 处形成的角,位于 CD 上方、EF 左侧。 二者位于截线 EF 的同侧,且分别在被截线 AB、CD 的同一相对位置(均为‘上-左’方位),因此是同位角
  3. 已知 ∠APF = ∠FQC = 135°,即同位角相等。
  4. 根据平行线判定定理:两条直线被第三条直线所截,若同位角相等,则这两条直线平行。
  5. 故 AB ∥ CD。