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Niveau Maths sup
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Cardinaux et sommes doubles

Posté par
Thoy
28-11-09 à 14:29

Bonjour, un exercice me pose problème

Soit n de N* et E un ensemble fini de cardinal n. A toute partie A de E, on associe sa fonction caractéristique XA définie par
EE
x(1 si xA) ou (0 si xA)
Et la fonction
P(E)F(E,{0,1})
AXA

J'ai démontré que la fonction était bijective, que pour toutes parties A,B de E, on a
XAB=XAXB
XAB=XA+XB-XAB

Je sais que CardA= sum(XA(x)) pour xE et soit xE j'ai démontrer que sum(XA(x)) pour AE vaut 2n-1.

De même, je dois calculer les sommes suivantes :

sum(CardA) pour AE
sum(CardAB) pour A,BE
sum(CardAB) pour A,BE


Tout ce que j'ai démontré faisait partie des questions précédentes (j'espère que si vous m'aidez vous trouverez la même chose). Pour la première somme je trouve n2n-1.

Pour la deuxième voila ce que j'ai fait :

sum(CardAB) pour A,BE
=sum A,BE (sum xE (XA(x)XB(x))
=sum xE (sum A,BE (XA(x)XB(x))

Je sais qu'il faut que je retrouve une somme double pour décomposer la somme de ce produit en produit de deux sommes mais je n'arrive pas!
Si vous pouviez m'aider!

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 15:39

bonjour

comme on sait qu'il y a C(k;n) parties à k éléments dans E qui en contient n,

4$\sum_{A \subset E}card(A) = \sum_{k=0}^{k=n}n\(n\\k\)

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 15:41

pardon, c'est évidemment un "k" en facteur dans la somme !

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 15:47

Pour la première somme.

Oui mais je ne vois pas la différence en fait, j'ai trouvé 2n-1 car
Soit x de E.

On a n-1 éléments restant dans E, donc card du nombre de partie de E à n-1 éléments de E est 2n-1.
Je n'arrive pas à voir la différence entre les deux.

Donc n2n-1 éléments non ?

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 15:48

pardon pas n2n-1, c'est la somme qui vaut n2n-1 (union disjointe)

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 15:54

oui, pour la somme des card(A), cela donne bien n2n-1 avec ma remarque précédente

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 15:57

Je suis d'accord sinon

Mais je ne vois pas pour la somme double comment faire, la deuxième somme...

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:01

étant donné p éléments de A (qui en contient k), il y a 2n-k parties B de E dont l'intersection avec A vaut ces p éléments...

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:16

Je ne comprend pas vraiment...

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:19

pour la deuxième, tu me semble bien parti et cela te donne

4$\sum_{x \in E}\(\sum_{A \subset E} \( \sum_{B \subset E}X_A(x)X_B(x)\)\)
4$=\sum_{x \in E}\(\sum_{A \subset E} X_A(x) \( \sum_{B \subset E}X_B(x)\)\)
4$=\sum_{x \in E}\(\sum_{A \subset E} X_A(x)\) \( \sum_{B \subset E}X_B(x)\)

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:20

il me semble que cela fait n22n-2 non ?

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:28

Oui c'était ce que j'avais conjecturé, ça me rassure alors.
Par contre au niveau de la rédaction, après la dernière ligne de ton post de 16:19, comment puis-je rédiger?

Enfin je veux dire je dois expliquer les deux sous sommes AE, BE, seulement je ne sais pas comment le rédiger!

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:35

ben tu l'as déjà fait ! tu as montré qu'une telle somme (x bloqué et somme sur toutes les parties de E ) vaut 2n-1 !

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:43

Oui effectivement... Pour la dernière, je trouve
n(2n-n22n-2)

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:52

je ne suis pas d'accord avec ta dernière trouvaille (on utilise les deux autres)

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 16:57

card(AB) = card(A) + card(B) - card(AB)

et 4$ \sum_{A,B \subset E} card(A) = \sum_{B \subset E}\(\sum_{A \subset E} card(A)\) = \sum_{B \subset E}n 2^{n-1} = 2^n n 2^{n-1}
car il y a 2n parties B dans E

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 17:11

Donc la somme totale me fait

n2n2n-1+n2n2n-1-n22n-2

En simplifiant j'arrive à

n2n-n22n-2 ?

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 17:13

voilà, c'est ce que je trouve : 3n22n-2

Posté par
Thoy
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 17:18

Merci beaucoup

Posté par
MatheuxMatou
re : Cardinaux et sommes doubles 28-11-09 à 17:19

pas de quoi, ce fut un plaisir,

MM



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