Géométrie · 4 affiches · formule n° 2
Le théorème de Thalès
Quand une droite parallèle à un côté d’un triangle coupe les deux autres côtés, elle découpe un petit triangle aux longueurs proportionnelles à celles du grand. Le théorème donne l’égalité des trois rapports, sa réciproque permet de prouver un parallélisme.
Quatre styles
Les affiches
La même formule, le même dessin calculé, en Papier, Nuit, Bauhaus ou Tableau noir. En affiche, toile, plexiglas ou aluminium.
Ce que dit le théorème
On considère deux droites sécantes en un point . Les points et sont sur la première droite, les points et sur la seconde, tous distincts de . Si les droites et sont parallèles, alors :
- est le point commun aux deux droites, le « sommet » de la figure.
- , , , , et sont des longueurs de segments, donc des nombres positifs.
- Chaque rapport compare une longueur du petit triangle à la longueur correspondante du grand triangle . Leur valeur commune est le coefficient d’agrandissement ou de réduction qui fait passer d’un triangle à l’autre.
Le théorème s’applique dans deux configurations. Dans la plus courante, est sur le segment et sur le segment : le petit triangle est emboîté dans le grand. Dans la configuration « papillon », et sont de l’autre côté de par rapport à et : les deux triangles sont opposés par le sommet et la figure rappelle des ailes. Les mêmes égalités de longueurs restent vraies.
Une erreur fréquente consiste à écrire . L’égalité est juste elle aussi, mais le côté se compare toujours au côté dans le rapport , jamais dans le rapport .
La réciproque : si les points , , d’une part et , , d’autre part sont alignés dans le même ordre, et si , alors les droites et sont parallèles. La condition d’ordre est indispensable : si est entre et mais que est entre et , l’égalité des rapports ne suffit pas, les droites ne sont pas parallèles.
Attention au nom : en Allemagne et souvent dans les pays anglophones, « théorème de Thalès » désigne un autre résultat, celui du cercle : si est un diamètre d’un cercle et un autre point de ce cercle, le triangle est rectangle en . Le théorème de cette page s’y appelle Strahlensatz ou intercept theorem.
Un exemple
Dans un triangle , on place sur et sur avec parallèle à . On mesure cm, cm, cm et cm. On cherche et .
- Le rapport connu vaut .
- D’après le théorème, , donc cm.
- De même, , donc cm.
Vérification : et .
Le théorème permet aussi de mesurer un arbre avec son ombre, par temps ensoleillé. On plante verticalement un bâton de 1,50 m de façon que le bout de son ombre coïncide avec le bout de l’ombre de l’arbre : ce point commun joue le rôle de . Le haut du bâton et le haut de l’arbre sont alors sur un même rayon de soleil, qui aboutit en ; les pieds du bâton et de l’arbre sont sur le sol, alignés avec ; et le bâton, vertical, est parallèle à l’arbre, supposé bien droit. C’est exactement la configuration du théorème. Si l’ombre du bâton mesure 2 m et celle de l’arbre 12 m, alors la hauteur de l’arbre vaut m.
Pour la réciproque, prenons , , et , , alignés dans cet ordre, avec , , et . On trouve et : les droites et sont parallèles. Avec au lieu de , on obtiendrait : les droites ne seraient pas parallèles, car sinon le théorème direct imposerait l’égalité.
Pourquoi c’est vrai
Voici la démonstration par les aires, qui est celle d’Euclide, dans la configuration emboîtée ( sur , sur ). On note l’aire du triangle .
- Les triangles et ont la même base . Comme est parallèle à , les points et sont à la même distance de la droite : les deux triangles ont la même hauteur, donc .
- Les triangles et ont le même sommet et leurs bases et sont sur la même droite : même hauteur, donc . De même, .
- Or et . D’après le point 1, ces deux aires sont égales, donc .
Pour le troisième rapport, on trace la parallèle à passant par ; elle coupe en . Le quadrilatère a ses côtés opposés parallèles : c’est un parallélogramme, donc . En appliquant le résultat précédent depuis le sommet (avec parallèle à ), on obtient . Donc .
La configuration papillon se traite de la même manière, avec quelques adaptations de la figure.
Un peu d’histoire
Thalès de Milet est un savant grec du VIe siècle av. J.-C. dont aucun écrit n’a été conservé. Selon une tradition rapportée bien plus tard, notamment par Plutarque, Pline l’Ancien et Diogène Laërce, il aurait mesuré la hauteur d’une pyramide d’Égypte grâce à son ombre. Mais aucune source antique ne lui attribue le théorème des proportions, et les historiens ne retiennent pas cette attribution.
Le résultat est énoncé et démontré, avec sa réciproque, par Euclide vers 300 av. J.-C. : c’est la proposition 2 du livre VI des Éléments (nouvel onglet), démontrée par les aires comme ci-dessus.
Le nom « théorème de Thalès » pour ce résultat apparaît dans quelques manuels français de la fin du XIXe siècle et ne s’impose en France qu’au XXe siècle. L’historien Paul Tannery contestait déjà cette attribution en 1887.
Ce que montre l’affiche
Le dessin montre un triangle coupé par huit parallèles à son côté , qui partagent les côtés et en neuf parts égales ; une bande sur deux est teintée. La cinquième parallèle est mise en valeur et porte les points et : sur l’affiche, , soit environ 0,555. Toutes les positions sont calculées par des programmes écrits pour l’atelier, à partir de la formule elle-même. L’affiche existe en quatre styles : Papier, Nuit, Bauhaus et Tableau noir.
Pour aller plus loin
- Le théorème de Pythagore, l’autre grand théorème de géométrie du collège.
- Le nombre d’or, qui naît lui aussi d’une égalité de rapports, celle du partage « en extrême et moyenne raison ».
Vérifiée par le calcul
Les contrôles de cette formule
Avant d'imprimer l'affiche, un programme met la formule à l'épreuve. Voici ce qu'il a calculé (dernier passage le 11 octobre 2026) ; si un seul de ces contrôles échouait, l'affiche ne serait pas produite. Notre méthode
- AM/AB = AN/AC = MN/BC sur 10 000 configurations (y compris M au-delà de B ou de A)écart maximal 1.55e-14
- sans parallèles, les rapports diffèrent
Sources
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre le théorème de Thalès et sa réciproque ?
Le théorème part de droites parallèles et en déduit l’égalité des rapports de longueurs ; il sert à calculer une longueur. La réciproque part de l’égalité des rapports, avec des points alignés dans le même ordre, et en déduit que les droites sont parallèles.
Comment calculer une longueur avec le théorème de Thalès ?
On vérifie d’abord que les droites sont parallèles, puis on écrit les trois rapports AM/AB = AN/AC = MN/BC. On remplace les longueurs connues et on résout l’égalité qui contient la longueur cherchée, par un produit en croix.
Qu’est-ce que la configuration papillon ?
C’est la figure où les deux triangles sont de part et d’autre du point A, opposés par ce sommet : M et N sont du côté opposé à B et C. Le théorème s’applique avec les mêmes rapports de longueurs.
Thalès a-t-il vraiment découvert ce théorème ?
Rien ne permet de l’affirmer : aucune source antique ne le lui attribue. Le plus ancien énoncé démontré connu est celui d’Euclide, et le nom de Thalès ne s’est imposé en France qu’au XXe siècle.
Qu’appelle-t-on théorème de Thalès en Allemagne ou en Angleterre ?
Souvent un autre résultat : un triangle inscrit dans un cercle dont un côté est un diamètre est rectangle. Le théorème des proportions s’y appelle Strahlensatz en allemand et intercept theorem en anglais.



