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Qui était Thalèsque lui doit-onla pyramide de KhéopsLa démonstration du théorème par Euclide


 

Qui était Thalès ?

gravure de 1616 ( bibliothèque nationale de Paris )

 

Thalès était un mathématicien grec qui aurait vécu au 6e siècle avant JC. Il était aussi commerçant , astronome , ingénieur  et philosophe .

Il n'existe aucune certitude historique sur la vie de Thalès . Seuls quelques textes grecs permettent de retracer sa vie.Il est considéré comme le premier mathématicien de l’histoire.Il a fondé l'école ionnienne entre le VIe et le Ve siècle avant JC.

 

 


 

Que lui doit-on ?

 

On lui attribue de nombreuses propriétés :

« Un cercle est symétrique par rapport à ses diamètres »

 

  

 « Un triangle isocèle a les deux angles à la base égaux »

 

 « Deux angles opposés par le sommet ont la même mesure »

 

 

 «  Si un triangle est inscrit dans un cercle de diamètre un côté du triangle , alors ce triangle est rectangle »

Il a démontré aussi qu’à chaque triangle , on peut faire correspondre un cercle , le cercle circonscrit au triangle . Il a proposé une construction générale de ce cercle .

 

Il fut le premier à considérer l’angle comme la quatrième grandeur géométrique ( les trois autres étant la longueur , la surface et le volume)

 


 

La pyramide de Khéops


Le fameux théorème de Thalès aurait été trouvé en voulant mesurer la hauteur d’une pyramide en Egypte. Pour cela il aurait utilisé un bâton , l’ombre de ce bâton et l’ombre de la pyramide.

Il a choisi le moment où les rayons solaires étaient perpendiculaires à une face latérale ( ce qui était possible car les pyramides avaient une face plein sud ! ) et tel que son ombre soit égale à sa taille ( donc les rayons du soleil étaient inclinés de 45° ). Ce moment bien spécifique est possible 2 fois par an !

 

Le rapport entre sa taille et son ombre est donc égal au rapport entre la hauteur de la pyramide et la longueur de son ombre.

Pour effectuer les mesures, il aurait tracé dans le sable un cercle de rayon égal à sa taille , et plaça un bâton au centre de même taille que lui ; puis quand l’ombre du bâton toucha le cercle, il planta un autre bâton pour indiquer l’extrémité de l’ombre de la pyramide .

( Les pyramides ont une base carrée)

                                        

Pour mesurer la longueur de l’ombre de la pyramide , Thalès ne pouvait mesurer que la partie visible . Il faut donc rajouter la partie invisible qui correspond à la moitié du côté du carré . Il aurait utilisé pour unité de longueur sa propre taille . Il mesura donc l’ombre de la pyramide à l’aide d’une corde ayant pour longueur 1 Thalès : il trouva 18 Thalès.

Il mesura le côté de la base et le divisa par deux : il trouve 67 Thalès .
La hauteur de la pyramide de Khéops est donc égale à 85 Thalès . En mesure locale, 1 Thalès équivaut environ à 3,25 coudées égyptiennes donc 85 Thalès équivalent à 280 coudées soit environ 147 m . Il avait donc pris un cas particulier du théorème que nous connaissons aujourd’hui, celui où le rapport entre la hauteur de la pyramide et son ombre est égal à 1.

Mais , cette propriété était déjà connue bien avant par les Babyloniens et les Egyptiens : ils ont remarqué que deux triangles ayant leurs côtés communs ou parallèles ont des longueurs de côtés proportionnelles. Ils ont considéré cette propriété évidente et donc sans nécessité d’être démontrée. Finalement ce résultat porte le nom de Thalès car il a été le premier à l'avoir utilisé de façon concrète et surtout reconnu par les élites de l'époque.

La démonstration du théorème de Thalès a été donnée par Euclide !

Le théorème de Thalès a plusieurs conséquences : changements d’échelles avec agrandissements , réductions .

 


 

Démonstration d'Euclide


«  Si on mène une droite parallèle à un des côtés  du triangle , cette droite coupera proportionnellement les côtés de ce triangle ; et si les côtés d’un triangle sont coupés proportionnellement , la droite qui joindra les sections sera parallèle au côté restant du triangle »

Il faut montrer  que                    

                                                                                             

On se donne (ED) // (BC)

   

                                      

Les triangles BDE et CDE ont la même aire car ils ont un côté [ED] en commun  et donc la hauteur relative au côté [ED] en commun . ( la hauteur issue de C dans le triangle EDC est égale à la hauteur issue de B dans le triangle EDB ) .

Aire BDE = aire CDE          donc  

Or , BDE et AED ont une hauteur commune : c’est la hauteur issue de E dans les deux triangles .

Aire BDE = h  DB  2    et aire AED = h  AD  2  donc

Or , CDE et AED ont une hauteur commune : c’est la hauteur issue de D dans les deux triangles .

Aire CDE = h  CE  2    et aire AED = h  AE  2  donc

Donc :