Brevet de maths 2027 · Espace et géométrie

Théorème de Thalès et sa réciproque (4e, 3e, brevet)

Le théorème de Thalès permet de calculer des longueurs quand deux droites parallèles coupent deux droites sécantes ; sa réciproque prouve que deux droites sont parallèles. Les triangles emboîtés s’étudient en 4e, le papillon en 3e, et le brevet demande les deux. Voici les égalités à écrire, la rédaction attendue, des exemples corrigés, une vraie question du DNB et des exercices vérifiés sur la page.

  • 4e
  • 3e
  • brevet

L’essentiel

à connaître par cœur
Les droites (BM)(BM) et (CN)(CN) se coupent en AA. Si les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles, alors les longueurs des côtés des triangles AMNAMN et ABCABC sont proportionnelles :
AMAB=\dfrac{AM}{AB} ={}ANAC= \dfrac{AN}{AC} ={}MNBC \dfrac{MN}{BC}
Chaque rapport met en haut un côté du triangle AMNAMN et en bas le côté du triangle ABCABC qui lui correspond : celui qui est sur la même droite, ou qui lui est parallèle.
Le théorème vaut dans deux configurations. Dans les triangles emboîtés, étudiés en 4e, MM est sur le segment [AB][AB] et NN sur le segment [AC][AC] : le petit triangle est dans le grand. Dans le papillon, étudié en 3e, MM et NN sont de l’autre côté du point AA : les deux triangles sont opposés par le sommet.
Pour calculer une longueur, on garde deux des trois rapports : celui qui contient la longueur cherchée et celui dont on connaît les deux longueurs. Un produit en croix donne le résultat.
La réciproque sert à démontrer que deux droites sont parallèles : si les points AA, MM, BB d’une part et AA, NN, CC d’autre part sont alignés dans le même ordre, et si AMAB=\dfrac{AM}{AB} ={}ANAC \dfrac{AN}{AC}, alors les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles.
La contraposée sert à démontrer qu’elles ne le sont pas : si AMAB≠ANAC\dfrac{AM}{AB} \neq \dfrac{AN}{AC}, alors les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) ne sont pas parallèles.
ABCMNtriangles emboîtés (4e)ABCMNpapillon (3e)

La méthode, pas à pas

dans l’ordre
  1. 1.Repère la configuration

    Trouve le point commun AA, les deux droites qui se coupent en AA et les deux droites parallèles. Le parallélisme doit être donné par l’énoncé, ou démontré avant.
  2. 2.Écris les trois rapports

    En haut, les côtés du triangle AMNAMN ; en bas, les côtés correspondants du triangle ABCABC, dans le même ordre. Les deux premiers rapports ont leurs côtés qui partent de AA, le troisième est MNBC\dfrac{MN}{BC}.
  3. 3.Remplace et garde deux rapports

    Remplace les longueurs connues, puis garde le rapport qui contient la longueur cherchée et un rapport dont tu connais les deux longueurs.
  4. 4.Fais un produit en croix

    Si 410=\dfrac{4}{10} ={}MN7,5 \dfrac{MN}{7{,}5}, alors MN=MN ={}4×7,510= \dfrac{4 \times 7{,}5}{10} ={}3 3.
  5. 5.Contrôle le résultat

    Dans des triangles emboîtés, un côté du petit triangle est plus court que le côté correspondant du grand. Si ce n’est pas le cas, un rapport est à l’envers.

La rédaction attendue

Pour un calcul de longueur : « Les points AA, MM, BB sont alignés, les points AA, NN, CC sont alignés, et les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles. D’après le théorème de Thalès, AMAB=\dfrac{AM}{AB} ={}ANAC= \dfrac{AN}{AC} ={}MNBC \dfrac{MN}{BC}, donc 410=\dfrac{4}{10} ={}MN7,5 \dfrac{MN}{7{,}5} et MN=MN ={}4×7,510= \dfrac{4 \times 7{,}5}{10} ={}3 3 cm. »
Pour la réciproque : « D’une part, AMAB=\dfrac{AM}{AB} ={}2,46= \dfrac{2{,}4}{6} ={}0,4 0{,}4. D’autre part, ANAC=\dfrac{AN}{AC} ={}37,5= \dfrac{3}{7{,}5} ={}0,4 0{,}4. Les rapports sont égaux, et les points AA, MM, BB et AA, NN, CC sont alignés dans le même ordre. D’après la réciproque du théorème de Thalès, les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles. »
Calcule les deux rapports séparément avant de les comparer, et cite toutes les conditions : les deux alignements et le parallélisme pour le théorème, les alignements dans le même ordre et l’égalité des rapports pour la réciproque. En partie 2, la clarté des raisonnements et la maîtrise de la langue sont évaluées sur 22 points.

En partie 2, 2 points sur 20 récompensent la maîtrise de la langue : écris des phrases, cite la propriété, conclus.

Exemples corrigés

Cherche d’abord, puis compare avec la correction. Chaque nombre a été recalculé.
  1. 1.Triangles emboîtés : deux longueurs

    Les points AA, MM, BB sont alignés, ainsi que les points AA, NN, CC, avec MM sur [AB][AB] et NN sur [AC][AC] ; les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles, comme sur la figure de gauche.
    On donne AM=4AM = 4 cm, AB=10AB = 10 cm, BC=7,5BC = 7{,}5 cm et AN=3,6AN = 3{,}6 cm. Calcule MNMN et ACAC.
  2. 2.Papillon : une configuration de 3e

    Les points BB, AA, MM sont alignés dans cet ordre, ainsi que les points CC, AA, NN ; les droites (BC)(BC) et (MN)(MN) sont parallèles, comme sur la figure de droite.
    On donne AB=6AB = 6 cm, AC=8AC = 8 cm, BC=9BC = 9 cm et AM=4AM = 4 cm. Calcule MNMN et ANAN.
  3. 3.Les droites sont-elles parallèles ? Réciproque et contraposée

    Les points AA, MM, BB sont alignés dans cet ordre, ainsi que les points AA, NN, CC, avec AM=2,4AM = 2{,}4 cm, AB=6AB = 6 cm et AN=3AN = 3 cm.
    Les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) sont-elles parallèles si AC=7,5AC = 7{,}5 cm ? Et si AC=7AC = 7 cm ?

Au brevet, ça tombe comment ?

source : éduscol

Partie 1 — automatismes, sans calculatrice

Ce que dit la liste d’automatismes d’éduscol (octobre 2025)
  • « Reconnaître une situation d’application du théorème de Thalès dans la configuration des triangles emboîtés, mettre en place l’automatisme sur l’égalité des rapports de longueur, développer un regard critique sur les conditions d’utilisation et les résultats obtenus. »
En partie 1, sans calculatrice, seule la configuration des triangles emboîtés est un automatisme : tu écris l’égalité des rapports et tu calcules de tête, avec des nombres simples, sans rédiger. Le sujet zéro B demande même seulement d’écrire une égalité de rapports qui permet de trouver une longueur.

Partie 2 — raisonnement et résolution de problèmes

En partie 2, avec calculatrice, le papillon et la réciproque arrivent dans des problèmes : la largeur d’une rivière, la hauteur d’un arbre, un parcours dont deux côtés doivent être parallèles. Le théorème de Thalès y suit souvent un calcul fait avec le théorème de Pythagore, et chaque étape se justifie en citant les alignements et le parallélisme.

Dans les 30 sujets de 2022 à 2025 (série générale, sessions normales et de remplacement) : environ 22 sujets. Un décompte du site, approximatif.

Dans les sujets au format 2027 publiés par le ministère

Une vraie question du brevet, corrigée

Brevet 2022, Métropole, exercice 1 · questions 1 et 2

Sujet de l’ancien format : 100 points en cinq exercices, calculatrice autorisée sur tout le sujet. Les questions restent typiques du brevet 2027.

Une famille se promène au bord d’une rivière.
Les enfants aimeraient connaître la largeur de la rivière.
Ils prennent des repères, comptent leurs pas et dessinent le schéma ci-dessous sur lequel les points C, E et D, de même que A, E et B sont alignés. (Le schéma n’est pas à l’échelle.)
AE = 20 pas
BE = 5 pas
BD = 1 pas
1. Démontrer que les droites (AC) et (BD) sont parallèles.
2. Déterminer, en nombre de pas, la largeur AC de la rivière.
ACEBD20 pas5 pas1 pas

Source : ministère de l’Éducation nationale – éduscol, DNB 2022, Métropole, exercice 1 (Licence Ouverte / etalab-2.0) · Le sujet original sur éduscol (PDF)

Teste-toi

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Réponds, puis vérifie : la correction s’affiche aussitôt, avec l’explication.

Question 1. (0–1)

Sur la figure ci-dessous, les points A, U et B sont alignés, les points A, V et C sont alignés, et les droites (UV) et (BC) sont parallèles. On donne AU = 4 cm, AB = 8 cm et UV = 9 cm. Calcule la longueur BC, en cm.
ABCUV
cm

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Question 2. (0–1)

Sur la figure ci-dessous, les points A, E et B sont alignés, les points A, F et C sont alignés, et les droites (EF) et (BC) sont parallèles. On donne AE = 6 cm, AB = 10 cm et BC = 8 cm. Calcule la longueur EF, en cm.
ABCEF
cm

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Question 3. (0–1)

Sur la figure ci-dessous, les points A, M et B sont alignés, les points A, N et C sont alignés, et les droites (MN) et (BC) sont parallèles. On donne AM = 6 cm, AB = 9 cm et MN = 4 cm. Calcule la longueur BC, en cm.
ABCMN
cm

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Question 4. (0–1)

Sur la figure ci-contre, dans le triangle AED, le point B appartient au segment [AE], le point C appartient au segment [AD], les droites (DE) et (CB) sont parallèles. Déterminer la longueur AE.
AEDBC6 cm3 cm15 cm

Question 8 du sujet de référence n° 01 (ministère, septembre 2026) — corrigé Kleksa (non officiel)

Plus d’exercices sur ce chapitre : fais le sujet de référence n° 01 en entier, gratuit

Exercice type brevet

Un exercice de partie 2 écrit par nous, au format du brevet 2027 : cherche chaque question, puis compare avec notre corrigé et notre barème.

L’ombre de l’arbre (4,5 pts)

Pour estimer la hauteur d’un arbre, Nina plante un bâton [DE] verticalement dans le sol. À un moment de la journée, l’extrémité de l’ombre du bâton et celle de l’ombre de l’arbre [BC] se trouvent au même point A (voir figure). Les points A, D et B sont alignés sur le sol horizontal, et les points A, E et C sont alignés. On a DE=1,2DE = 1{,}2 m, AD=3,2AD = 3{,}2 m et AB=14,4AB = 14{,}4 m. Le bâton et l’arbre sont verticaux.
  1. Question 1(1,5 pts)

    Justifie que les droites (DE) et (BC) sont parallèles. Présente ta démarche avec un vocabulaire mathématique adapté et des phrases claires et précises.
    ABCDE
  2. Question 2(1,5 pts)

    On admet que les droites (DE) et (BC) sont parallèles. Calcule la hauteur BC de l’arbre.
    ABCDE
  3. Question 3(1 pt)

    On admet que l’arbre mesure 5,4 m de haut. Calcule la longueur AC. Arrondis au dixième de mètre.
    ABCDE
  4. Question 4(0,5 pt)

    On admet que l’arbre mesure 5,4 m de haut. Calcule la mesure de l’angle BAC^\widehat{BAC}. Arrondis au degré.
    ABCDE

Les erreurs fréquentes

à ne pas faire
  • Écrire un rapport à l’envers : les trois rapports mettent en haut les côtés du même triangle. AMAB\dfrac{AM}{AB} et ACAN\dfrac{AC}{AN} ne vont pas ensemble.
  • Prendre MBMB au lieu de ABAB : les rapports portent sur les côtés des deux triangles, qui partent de AA. Si l’énoncé donne AM=4AM = 4 cm et MB=6MB = 6 cm, alors AB=10AB = 10 cm.
  • Appliquer le théorème sans droites parallèles : sans parallélisme, les rapports n’ont aucune raison d’être égaux.
  • Pour la réciproque, oublier l’ordre des points : dans un papillon, MM et NN doivent être tous les deux de l’autre côté de AA.
  • Comparer des rapports arrondis : compare des fractions, ou fais les produits en croix avec les valeurs exactes.

À savoir par cœur

  • Si (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles, alors AMAB=\dfrac{AM}{AB} ={}ANAC= \dfrac{AN}{AC} ={}MNBC \dfrac{MN}{BC}.
  • Le petit triangle en haut, le grand en bas, côtés correspondants dans le même ordre.
  • Le produit en croix : si ab=\dfrac{a}{b} ={}cd \dfrac{c}{d}, alors a×d=a \times d ={}b×c b \times c.
  • La réciproque : des rapports égaux et des points alignés dans le même ordre donnent des droites parallèles.

Questions fréquentes

  1. 1.Quelle est la formule du théorème de Thalès ?+
    Rép. :Si les droites (BM)(BM) et (CN)(CN) se coupent en AA et si (MN)(MN) est parallèle à (BC)(BC), alors AMAB=\dfrac{AM}{AB} ={}ANAC= \dfrac{AN}{AC} ={}MNBC \dfrac{MN}{BC}. On garde deux de ces rapports et on fait un produit en croix pour trouver la longueur cherchée.
  2. 2.Comment rédiger le théorème de Thalès au brevet ?+
    Rép. :Cite les conditions (« Les points AA, MM, BB sont alignés, les points AA, NN, CC sont alignés et les droites (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles »), nomme le théorème, écris les trois rapports en lettres, puis remplace et conclus avec l’unité. En partie 1, la réponse suffit ; en partie 2, la rédaction est évaluée.
  3. 3.Qu’est-ce que la réciproque du théorème de Thalès ?+
    Rép. :Elle prouve que deux droites sont parallèles : si les points AA, MM, BB et AA, NN, CC sont alignés dans le même ordre et si AMAB=\dfrac{AM}{AB} ={}ANAC \dfrac{AN}{AC}, alors (MN)(MN) et (BC)(BC) sont parallèles. Si les rapports sont différents, la contraposée prouve que les droites ne sont pas parallèles.
  4. 4.Qu’est-ce que la configuration papillon ?+
    Rép. :C’est la configuration où les points MM et NN sont de l’autre côté du point AA par rapport à BB et CC : les deux triangles sont opposés par le sommet, comme les ailes d’un papillon. Les égalités de rapports sont les mêmes que dans les triangles emboîtés.
  5. 5.Le théorème de Thalès, c’est en 4e ou en 3e ?+
    Rép. :Les deux. D’après les repères annuels de progression du cycle 4, la configuration des triangles emboîtés et sa réciproque sont étudiées en 4e, et la configuration papillon en 3e. Au brevet, la partie 1 demande les triangles emboîtés, la partie 2 peut demander les deux.
  6. 6.Quelle différence entre le théorème de Thalès et celui de Pythagore ?+
    Rép. :Le théorème de Pythagore ne concerne qu’un triangle, qui doit être rectangle, et relie les carrés de ses trois côtés. Le théorème de Thalès concerne deux triangles formés par deux droites parallèles, et dit que leurs côtés sont proportionnels. Dans un exercice, le théorème de Pythagore donne souvent une longueur dont le théorème de Thalès a besoin.
  7. 7.Comment montrer que deux droites sont parallèles ?+
    Rép. :Avec la réciproque du théorème de Thalès, si tu connais des longueurs. Avec les angles, si deux angles alternes-internes ou deux angles correspondants sont égaux. Ou parce que les deux droites sont perpendiculaires à une même droite, comme dans la question du DNB 2022 de cette page.
  8. 8.Et le théorème de la droite des milieux ?+
    Rép. :Le programme de 2020 ne le nomme pas : c’est un cas particulier du théorème de Thalès et de sa réciproque, avec des rapports égaux à 12\dfrac{1}{2}. Si MM et NN sont les milieux de [AB][AB] et de [AC][AC], alors (MN)(MN) est parallèle à (BC)(BC) et MN=BC2MN = \dfrac{BC}{2}. Le nouveau programme du cycle 4, publié en 2026, l’enseigne en 4e à partir de la rentrée 2027.

Dernier exercice.

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