Soient deux triangles et qui ont deux angles respectivement égaux. Supposons de plus qu’ils ont un côté correspondant de même longueur, soit celui compris entre les deux angles correspondants, soit un côté opposé aux deux angles correspondants.
Montrer que les deux triangles sont égaux.

References
- Euclide — Éléments
Solutions
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Nous allons considérer deux configurations différentes, la première pour laquelle le côté de longueur égale est celui portant les deux angles égaux un à un, et la seconde pour laquelle le côté de longueur égale n’est pas le côté portant les angles égaux un à un.
- : et et
Effectuons un raisonnement par l’absurde, en supposant que .
Construisons alors le point sur tel que (pour cette construction, voir le problème Comment reporter une longueur en un point).

Considérons maintenant les deux triangles et . Ils ont deux côtés égaux deux à deux par construction et par hypothèse, et un angle égal . Ceci permet de conclure à l’égalité des deux triangles, de tous les côtés un à un et de tous les angles un à un (pour la démonstration de ce point, voir problème Deux côtés avec leur angle suffisent-ils pour le triangle ?. Nous en concluons donc en particulier que .
Mais l’angle est une partie de donc : , ce qui est incompatible avec l’égalité exprimée ci-dessus.
- : et et (l’autre configuration où pourra être traitée exactement de la même façon)
Effectuons là aussi un raisonnement par l’absurde, en supposant que BC>EF.
Construisons le point sur tel que .

Considérons maintenant les deux triangles et . Ils ont deux côtés égaux deux à deux par hypothèse et par construction, et un angle égal . Ceci permet de conclure à l’égalité des deux triangles, de tous les côtés et de tous les angles. Nous en concluons donc en particulier que .
Considérons maintenant le petit triangle AHC. Nous pouvons montrer que l’angle , qui est extérieur au triangle AHC, est toujours plus grand que l’angle à l’opposé (pour la démonstration de ce point, voir problème Un côté du triangle se prolonge... et l’angle extérieur ? ), donc . Cette inégalité est incompatible avec l’égalité exprimée précédemment.
: pour les deux configurations, nous avons constaté une contradiction, donc les deux triangles sont bien identiques, en considérant tous les côtés un à un et tous les angles un à un.
