Le théorème de Thales peut s’appliquer dans toute construction incluant deux droites parallèles et deux droites sécantes. Il établit des égalités de rapports entre certaines longueurs mesurées sur le triangle formé par la construction.
Le théorème : Étant donnés
- un triangle ADE ;
- un point B sur le segment [AD] et
- un point C sur le segment [AE].
Si les droites (BC) et (DE) sont parallèles, alors :
Explications : L’idée est d’établir des égalités d’aires de triangles choisis de telle manière que ces aires soient proportionnelles à des longueurs.
Première partie : Dans cette partie on va démontrer que
Les triangles et ont la même base et leurs sommets sont situés sur une droite parallèle à leur base, ils ont donc la même aire :
On observe que et .
Puisque alors .
On peut donc écrire l’égalité : .
Les triangles et ont un sommet commun et leur base est située sur la même droite . Donc leur surface est proportionnelle à leur base. Alors : . Par un raisonnement identique, on établit que .
Ce qui permet d’écrire que , donc . On en conclut que .
Seconde partie : On va démontrer que
On trace la hauteur de ABC issue de A. Elle coupe (BC) en F et (DE) en G.
Les triangles CFG et CFE ont une base en commun [CF] et deux sommets G et E situés sur la droite (GE) parallèle à (BC). Donc . En ajoutant à chaque membre de l’égalité , on obtient , soit .
puisque CF est la hauteur du triangle AGC issue de C.
puisque EG est la hauteur du triangle AFE issue de E.
Comme , il vient , soit , c’est à dire .
On démontre de la même manière que . On en déduit que : .
En appliquant l’égalité démontrée dans la première partie au triangle AGE, il vient : .
En appliquant l’égalité démontrée dans la première partie au triangle ADG, il vient : .
Comme on vient de démontrer que , on peut conclure la démonstration : .
Remarque : Il s’agit des propositions VI.2, VI.3, VI.4 des Éléments d’Euclide.