Le théorème de Ceva donne une condition nécessaire et suffisante pour que trois droites passant par les trois sommets d’un triangle soient concourantes :
1ère partie : Supposons que les droites (AD), (BE) et (CF) soient concourantes en un point M.
Le lemme du chevron appliqué trois fois au triangle ABC donne :
Le produit des trois rapports des aires donne 1 donc .
2ème partie : supposons que
Supposons par ailleurs que (AD) et (BE) se coupent en un point M et que la droite (CF’) passe aussi par M. Montrons alors que F = F’.
Puisque les droites (AD), (BE) et (CF’) sont concourantes en M, nous avons le rapport :
. En simplifiant il obtient l’égalité : . Ce qui permet de conclure que F = F’.
Vérifions cela : alors Soit . Après développement et simplification par , puis par . Il reste donc .