Chapitre 1. Dénombrement

Documents pareils
Dénombrement. Introduction. 1 Cardinaux d'ensembles nis. ECE3 Lycée Carnot. 12 novembre Quelques dénitions

EXERCICES : DÉNOMBREMENT

Chapitre 3 : Fonctions d une variable réelle (1)

Dénombrement. Chapitre Enoncés des exercices

1 Mesure et intégrale

FEUILLE D EXERCICES 17 - PROBABILITÉS SUR UN UNIVERS FINI

Limites des Suites numériques

Comportement d'une suite

. (b) Si (u n ) est une suite géométrique de raison q, q 1, on obtient : N N, S N = 1 qn+1. n+1 1 S N = 1 1

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Les Nombres Parfaits.

CHAPITRE 2 SÉRIES ENTIÈRES

Séquence 5. La fonction logarithme népérien. Sommaire

Polynésie Septembre Exercice On peut traiter la question 4 sans avoir traité les questions précédentes.

Exo7. Déterminants. = 4(b + c)(c + a)(a + b). c + a c + b 2c Correction. b + a 2b b + c. Exercice 2 ** X a b c a X c b b c X a c b a X

Convergences 2/2 - le théorème du point fixe - Page 1 sur 9

Probabilités et statistique pour le CAPES

[ édité le 10 juillet 2014 Enoncés 1. Exercice 6 [ ] [correction] Si n est un entier 2, le rationnel H n =

Statistique descriptive bidimensionnelle

Séries réelles ou complexes

Exercice I ( non spé ) 1/ u 1 = u / Soit P la propriété : u n + 4. > 0 pour n 1. P est vraie au rang 1 car u 1

capital en fin d'année 1 C 0 + T C 0 = C 0 (1 + T) = C 0 r en posant r = 1 + T 2 C 0 r + C 0 r T = C 0 r (1 + T) = C 0 r 2 3 C 0 r 3...

Exercices de mathématiques

Etude de la fonction ζ de Riemann

Groupe orthogonal d'un espace vectoriel euclidien de dimension 2, de dimension 3

Chap. 5 : Les intérêts (Les calculs financiers)

2 ième partie : MATHÉMATIQUES FINANCIÈRES

Processus et martingales en temps continu

4 Approximation des fonctions

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Distribution Uniforme Probabilité de Laplace Dénombrements Les Paris. Chapitre 2 Le calcul des probabilités

x +1 + ln. Donner la valeur exacte affichée par cet algorithme lorsque l utilisateur entre la valeur n =3.

14 Chapitre 14. Théorème du point fixe

La France, à l écoute des entreprises innovantes, propose le meilleur crédit d impôt recherche d Europe

UV SQ 20. Automne Responsable d Rémy Garandel ( m.-el. remy.garandel@utbm.fr ) page 1

Baccalauréat S Asie 19 juin 2014 Corrigé

Deuxième partie : LES CONTRATS D ASSURANCE VIE CLASSIQUES

LES ÉCLIPSES. Éclipser signifie «cacher». Vus depuis la Terre, deux corps célestes peuvent être éclipsés : la Lune et le Soleil.

Terminale S. Terminale S 1 F. Laroche

STATISTIQUE : TESTS D HYPOTHESES

c. Calcul pour une évolution d une proportion entre deux années non consécutives

Module 3 : Inversion de matrices

Chapitre 3 : Transistor bipolaire à jonction

55 - EXEMPLES D UTILISATION DU TABLEUR.

Introduction : Mesures et espaces de probabilités

Des résultats d irrationalité pour deux fonctions particulières

20. Algorithmique & Mathématiques

Suites et séries de fonctions

TRANSFERT DE CHARGE DANS UN RÉSEAU DE PROCESSEURS TOTALEMENT CONNECTÉS (*) par Maryse BÉGUIN ( 1 )

Chaînes de Markov. Arthur Charpentier

Consolidation. C r é e r un nouveau classeur. Créer un groupe de travail. Saisir des données dans un groupe

STATISTIQUE AVANCÉE : MÉTHODES

SÉRIES STATISTIQUES À DEUX VARIABLES

Université Pierre et Marie Curie. Biostatistique PACES - UE

Chap. 6 : Les principaux crédits de trésorerie et leur comptabilisation

Cours de Statistiques inférentielles

II LES PROPRIETES DES ESTIMATEURS MCO 1. Rappel : M1 LA REGRESSION : HYPOTHESES ET TESTS Avril 2009

Chap. 6 : Les principaux crédits de trésorerie et leur comptabilisation

Probabilités. C. Charignon. I Cours 3

Les algorithmes de tri

PROMENADE ALÉATOIRE : Chaînes de Markov et martingales

UNIVERSITE MONTESQUIEU BORDEAUX IV. Année universitaire Semestre 2. Prévisions Financières. Travaux Dirigés - Séances n 4

Université Victor Segalen Bordeaux 2 Institut de Santé Publique, d Épidémiologie et de Développement (ISPED) Campus Numérique SEME

RESOLUTION PAR LA METHODE DE NORTON, MILLMAN ET KENNELY

Une action! Un message!

Intégration et probabilités ENS Paris, TD (20)13 Lois des grands nombres, théorème central limite. Corrigé :

Le chef d entreprise développe les services funéraires de l entreprise, en

Neolane Message Center. Neolane v6.0

RECHERCHE DE CLIENTS simplifiée

Semestre : 4 Module : Méthodes Quantitatives III Elément : Mathématiques Financières Enseignant : Mme BENOMAR

PROBLEMES DIOPTIMISATION EN NOMBRES ENTIERS J. L. NICOLAS

Statistique Numérique et Analyse des Données

Mobile Business. Communiquez efficacement avec vos relations commerciales 09/2012

Etude Spéciale SCORING : UN GRAND PAS EN AVANT POUR LE MICROCRÉDIT?

La maladie rénale chronique

LE PRINCIPE DU RAISONNEMENT PAR RÉCURRENCE

La fibre optique arrive chez vous Devenez acteur de la révolution numérique

Indépendance Probabilité conditionnelle. Chapitre 3 Événements indépendants et Probabilités conditionnelles

Processus géométrique généralisé et applications en fiabilité

DETERMINANTS. a b et a'

Coefficients binomiaux


Sommaire Chapitre 1 - L interface de Windows 7 9

Université de Bordeaux - Master MIMSE - 2ème année. Scoring. Marie Chavent machaven/

Petit recueil d'énigmes

Séries numériques. Chap. 02 : cours complet.

Probabilité. Table des matières. 1 Loi de probabilité Conditions préalables Définitions Loi équirépartie...

Statistiques appliquées à la gestion Cours d analyse de donnés Master 1

Compte Sélect Banque Manuvie Guide du débutant

3.1 Différences entre ESX 3.5 et ESXi 3.5 au niveau du réseau. Solution Cette section récapitule les différences entre les deux versions.

Les nouveaux relevés de compte

Solutions particulières d une équation différentielle...

UNIVERSITÉ DE SFAX École Supérieure de Commerce

Principes et Méthodes Statistiques

Opérations bancaires avec l étranger *

Cours 5 : ESTIMATION PONCTUELLE

RÈGLES ORDINALES : UNE GÉNÉRALISATION DES RÈGLES D'ASSOCIATION

Exercices de révision

Un nouvel opérateur de fusion adaptatif. A new adaptive operator of fusion. 1. introduction

Formation d un ester à partir d un acide et d un alcool

Transcription:

Chapitre Déombremet

Itroductio Lorsque l o compte les objets d ue collectio, o attribue à la collectio so cardial, c est à dire le ombre d objets qu elle cotiet. Par exemple u Picasso, u Rembrat et u Degas formet ue collectio de trois tableaux. Ue pièce de euro et deux pièces de deux euros formet ue collectio de trois pièces. Le ombre "trois" e red pas compte de la qualité des objets de la collectio mais de la "quatité". Pour différecier des élémets disticts d u même esemble, o attribue souvet u om ou u uméro à chacu. Plus l esemble est importat et plus le recours aux ombres est "aisé" : les ombres etiers offret la particularité d avoir u ordre et d être ifii. Le recours massif à l iformatique et à umérisatio des doées utilise ce procédé. Par exemple, le uméro de "sécurité sociale" 74 07 8 0 088 3 désige u idividu uique "" sigifie homme 74 l aée de aissace 07 le mois de aissace 8 le départemet de aissace 0 088 sot des chiffres choisis au hasard et 3 est la clef de cotrôle (cf cours arithmétique pour les TS). Chaque idividu possède u uique uméro qui permet à l admiistratio de le receser et de le distiguer des autres persoes. C est u peu le même procédé qui prévaut pour les uméros du RIB de votre compte e baque. Il est doc importat de créer ue applicatio f ijective de l esemble de départ (les élémets) vers l esemble des etiers aturels. Ijective car il faut que deux élémets disticts aiet des "uméros" différets. Si f est bijective alors l esemble de départ et l esemble d arrivée ot le même ombre d élémets. O parle du cardial de cet esemble. C est exactemet ce que fait u efat lorsqu il décompte ue collectio "sur ses doigts"... Méthode : o peut compter u esemble e créat u procédé de comptage qui discrimie ses élémets, ou bie e créat ue "aalogie" etre deux esembles, c est à dire ue bijectio. Esembles fiis et déombrables. Défiitios Défiitio U esemble E est déombrable s il existe ue bijectio de N sur E. N est déombrable. { { N N N est déombrable. E effet, f : + est clairemet bijective; f N N : p p { N N L esemble des ombres pairs (oté N) est déombrable. E effet, f : est aussi clairemet bijective. Exercice : exprimer f. N Z / si est pair Z est déombrable. O démotre e effet que f : + est bijective. sio Exercice : exprimer f. Q est déombrable. R est pas déombrable. Tout itervalle de R o réduit à u sigleto est pas déombrable. Par exemple l itervalle [0,] est pas déombrable (voir sur le site l article de culture mathématique). Propositio Si E et F sot deux esembles fiis, à respectivemet et p élémets, et s il existe ue ijectio f de E vers F alors f(e) possède exactemet élémets, et doc p. Lauret NOE - JP SPRIET / 9

Défiitio 3 U esemble E est fii s il est vide ou s il existe u etier N et ue bijectio de [[ ; ]] sur E. Cet etier est alors uique. O dit alors que E est de cardial (ou de taille, ou simplemet que E a élémets), et o ote : = Card(E) = E = #E. Par covetio, Card( ) = 0. U esemble qui est pas fii est dit ifii. Remarque 4 Cette défiitio a du ses car o démotre que la taille aisi défiie est uique. Ce ombre e déped pas de la bijectio costruite. Démostratio : S il existe u etier N et ue bijectio f de [[; ]] sur E et p N et ue bijectio g de [[; p]] sur E alors g f crée ue bijectio de [[ ; ]] sur [[ ; p]]. Se servir alors de la propriété.. Propriétés des cardiaux Propositio 5 Si E est u esemble fii o vide et s il existe ue bijectio de E sur F, alors F est fii et Card(E) = Card(F). Démostratio : S il existe u etier N et ue bijectio f de [[ ; ]] sur E et ue bijectio h de E sur F alors h f crée ue bijectio de [[ ; ]] sur F. Se servir alors de la défiitio 3. Propositio 6 La taille d ue partie est iférieure à la taille du tout : soit B u esemble fii, Attetio : la réciproque est fausse! A B = A est fii; et Card(A) Card(B) Démostratio : Le fait que B A implique que l applicatio f : A B défiie par f(x) = x est ijective. S il existe u etier N et ue bijectio h de B sur [[ ; ]]. Alors h f crée ue ijectio de A das [[ ; ]]. Se servir alors de la propriété. Propositio 7 Deux esembles fiis ayat la même taille et iclus l u das l autre sot égaux : (A B et Card(A) = Card(B)) = (A = B) Remarque 8 Cette propriété, très utile, est fausse pour des esembles ifiis. Par exemple, N N, N est e bijectio avec N mais N N!!! ] π De même, ta : ; π [ R est ue bijectio, et x ta(x) ] π ; π [ ] π R mais ; π [ R. Lauret NOE - JP SPRIET 3/ 9

Propositio 9 Soiet E u esemble fii, A et B deux parties de E.. A et B sot disjoits Card(A B) = Card(A) + Card(B).. Card(A\B) = Card(A) Card(A B) 3. Card(A B) = Card(A) + Card(B) Card(A B) 4. Card(A) = Card(E) Card(A) 5. Si (A i ) i est ue famille de parties de E deux à deux disjoites, alors Card(A A...A ) = Card(A i ) i= Le cardial d ue réuio de plus de deux parties qui e sot pas deux à deux disjoites est doé par : Propositio 0. Cas = 3 : Formule du crible (ou de Poicaré) Card(A A A 3 ) = Card(A ) + Card(A ) + Card(A 3 ) [Card(A A ) + Card(A A 3 ) + Card(A A 3 )] + Card(A A A 3 ). Gééralisatio : Card(A A A ) = Card(A i ) i= + Card(A i A i ) i <i i <i <i 3 Card(A i A i A i3 ) +... + ( ) + Card(A i A i A i ) i <i < <i +... + ( ) + Card(A A A ) O prouvera le cas = 3. Avec la défiitio doée das le chapitre d itroductio, o a : Propositio Si (A i ) i est ue partitio de E, alors Card(E) = Card(A i ). i= Lauret NOE - JP SPRIET 4/ 9

3 Déombremets classiques 3. Produit cartésie d esembles, p - listes Propositio Soiet E, E,..., E esembles fiis. Alors le produit E E E est u esemble fii, de cardial : Card(E E E ) = Card(E ).Card(E )...Card(E ) = E particulier, si E est fii, Card(E ) = [Card(E)]. Card(E i ) i= Exercice : J ai trois patalos, ciq chemises et deux paires de chaussures. De combie de faço puis-je m habiller? O rappelle qu ue p-liste d u esemble à élémets est u élémet de E p (l ordre est importat et la répétitio est possible). Aisi, il y a p p-listes d u esemble à élémets. Das le modèle de tirages de boules das ue ure, de telles p-listes correspodet aux tirages successifs et avec remise de p boules das ue ure coteat boules. Exercice : J ai u coffre fort dot le code est composé de 5 chiffres compris etre 0 et 9. Combie existe-t-il de combiaisos différetes? 3. p-listes d élémets disticts Défiitio 3 O appelle arragemet de p élémets de E (ou p-arragemet de E) toute p-liste d élémets disticts de E. Aisi, l ordre est importat et il y a pas de répétitio possible. L esemble des p-arragemets de E est souvet oté A p (E). Si E est fii de cardial, o ote A p le ombre de p-arragemets de E. Das le modèle de tirages de boules das ue ure, de tels arragemets correspodet aux tirages successifs et sas remise de p boules das ue ure coteat boules. Exercice : J assiste à u tiercé (doc 3 chevaux à l arrivée) et 0 sot au départ. Combie existe-t-il de tiercés das l ordre? Propositio 4 Soit E fii de cardial.. Alors pour p, il existe A p =! = ( )...( p + ) arragemets de p élémets de E. ( p)!. Si p >, il existe aucu p-arragemet de E. O pourra oter A p = 0. Exemple : A 3 0 =... Défiitio 5 U arragemet de élémets d u esemble E à élémets est appelé ue permutatio de E. Remarque : Lorsque E est composé de lettres, o parle aussi d aagramme. Lauret NOE - JP SPRIET 5/ 9

Propositio 6 Il existe! permutatios d u esemble à élémets. Il existe! aagrammes d u mot composé de lettres distictes. Exercice : Trouver le ombre d aagrammes du mot CHEV AL. Idem pour le mot MOUTON. 3.3 Nombre de parties d u esemble Exemples 7 P( ) = {... } =... ; P({a}) = {... } =... ; P({a,b}) = {... } =... P({a,b,c}) = {... } =... Théorème 8 U esemble à élémets possède... parties : Card(P(E)) =... 3.4 Combiaisos Défiitio 9 Soit E u esemble à élémets. O appelle ( combiaiso ) de p élémets de E toute partie de E à p élémets. O ote ( oté aussi C p das certais acies livres )le ombre de combiaisos de p élémets de E. p O retiedra que das ue combiaiso, l ordre e compte pas et il y a pas de répétitio possible. Das le modèle de tirages de boules das ue ure, ue telle combiaiso correspod au tirage simultaé de p boules das ue ure coteat boules distictes. Exemple : Combie y-a-t-il de tiercés das le désordre si 0 chevaux sot au départ? Remarque 0 O déduit de cette défiitio et du paragraphe précédet que p=0 =... p Ce résultat s obtiet aussi e utilisat le biôme de Newto : ( + ) =... Propositio Pour tout etier et tout etier p, o a = C p = Ap! = p p! p!( p)! (cette derière égalité état vraie lorsque p ). Voici u résultat parfois utile das les exercices : Propositio ( ) Suites strictemet croissates Il existe exactemet suites strictemet croissates de p ombres choisis parmi. p Démostratio : fabriquer ue suite strictemet croissate, c est choisir p élémets successivemet et sas remise parmi les ombres puis les classer par ordre strictemet croissat. Lauret NOE - JP SPRIET 6/ 9

3.5 Déombremet et applicatios Propositio 3 Le ombre d applicatios d u esemble E p de taille p vers u esemble F de taille est égal à... La doée d ue telle applicatio est équivalete à la doée... Das le cas d esembles fiis, o peut doc écrire : A(E,F) = F E. C est la raiso pour laquelle o ote A(E,F) = F E, même d ailleurs pour des esembles ifiis (voila qui apporte la précisio aocée à la page??? du chapitre...) Propositio 4 Déombremet des ijectios Le ombre d ijectios d u esemble E p de taille p das u esemble F de taille est A p! = ( p)!. La doée d ue telle applicatio est équivalete à la doée... Remarque : si p > il existe pas de telle ijectio. A p est pas défii si p >, ou bie o impose A p = 0. Propositio 5 Utile Soiet E u esemble fii, F u esemble quelcoque et f ue applicatio de E vers F. Alors : f est ijective si, et seulemet si, f(e) = E f est surjective si, et seulemet si, f(e) = F f est bijective si, et seulemet si, f(e) = E = F Corollaire 6 Si E et F sot fiis de même cardial, alors f est ijective f est surjective f est bijective Corollaire 7 Si E est fii de cardial, le ombre de bijectios de E das E est égal au ombre de permutatios d u esemble à élémets, ie! 3.6 Lemme des bergers Propositio 8 lemme des bergers Si f est ue applicatio surjective de E vers F qui est pas ijective (doc pas bijective) mais telle que chaque élémet de F possède le même ombre d atécédets p das E alors E = p F Remarque : ce théorème porte ce om car pour compter ses moutos, l éleveur peut compter les têtes (bijectio etre u mouto et sa tête), ou tout aussi bie compter les pattes puis diviser le ombre obteu par 4... (e supposat que chacu de ses moutos a exactemet 4 pattes). Applicatio : Si à u tiercé das l ordre o associe l esemble des chevaux qui sot classés, alors chaque esemble possède exactemet... atécédets. Par coséquet, il y a... fois plus/mois de tiercés das l ordre que das le désordre. Plus gébéralemet, ce théorème s utilise pour trouver le ombre de combiaiso coaissat le ombre d arragemets. Lauret NOE - JP SPRIET 7/ 9

4 Combiaisos et coefficiets du biôme de Newto 4. Propriétés élémetaires Propriétés 9. Pour 0,. = 0 = ( ) = ( ) + = + + + 3. Pour 0, formule dite : «formule du triagle de Pascal» 4. Par covetio (et e cohérece avec la défiitio combiatoire), o a pour >, = 0. 0 3 4 5 0 3 4 5 0 0 3 4 5 ( ) ( ) 0 ( ) ( ) ( ) 0 ( ) ( ) ( ) ( ) 3 3 3 3 0 3 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4 4 4 4 4 0 3 4 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 5 5 5 5 5 5 0 3 4 5 3 4 5 3 3 4 6 4 5 0 0 5 4. Biôme de Newto Théorème 30 Soit (a,b) C et soit N. Alors (a + b) = =0 a b = =0 a b Attetio! la somme commece à = 0 et va jusqu à =. Il y a doc + termes das cette somme. 5 Bila des déombremets Avec répétitio E fraçais Successivemet Simultaémet Avec remise Sas remise E maths Avec ordre Sas ordre Avec répétitio Sas répétitio Sas répétitio Avec ordre p A p =! = ( ) ( p + ) ( ) ( p)!! ( ) ( p + ) Sas ordre = = p p!( p)! p(p ) Lauret NOE - JP SPRIET 8/ 9

Table des matières Déombremet Itroductio................................................ Esembles fiis et déombrables..................................... Défiitios............................................. Propriétés des cardiaux..................................... 3 3 Déombremets classiques........................................ 5 3. Produit cartésie d esembles, p-listes............................. 5 3. p-listes d élémets disticts................................... 5 3.3 Nombre de parties d u esemble................................ 6 3.4 Combiaisos........................................... 6 3.5 Déombremet et applicatios................................. 7 3.6 Lemme des bergers........................................ 7 4 Combiaisos et coefficiets du biôme de Newto.......................... 8 4. Propriétés élémetaires..................................... 8 4. Biôme de Newto........................................ 8 5 Bila des déombremets........................................ 8 9