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Niveau Maths sup
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Dénombrement

Posté par
Thoy
16-11-09 à 20:25

Bonsoir,
Un petit exercice me pose problème parce que ce sont les premiers et je n'ai pas réellement la méthode..
Spot n et p deux entiers, p compris entre 0 et n. On considère un échiquier rectangulaire de n+1 cases sur p+1 cases, numérotées de 0 à n et de 0 à p. Chaque case est reperée par ses coordonnées (x,y). On se déplace sur cet échiquier case par case, horizontalement ou verticalement. Le départ est en (0,0) : on veut rejoindre la case (n,p) le plus rapidement possible.
Trouver une représentation des chemins par des suites finies (à cb d'éléments?) Combien y a-t-il de chemins possibles ?
Soit k de [0,p]. Combien parmi ces chemins passent par la case (k,p-k) ?

Alors en partant de (0,0), on peut aller à (0,1) ou (1,0) d'où on peut aller :
- soit à (1,1) ou (0,2)
- soit à (1,1) ou (2,0)
puis
- soit à (1,2) ou (2,1)
- soit à (0,3) ou (1,2)
- soit à (1,2) ou (2,1)
- soit à (2,1) ou (3,0)

Mais je ne vois pas comment généraliser ça.. pouvez vous m'aider ?

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 20:36

Salut,

considères, si p différent de 0, le point, (n, p-1) et trouve ainsi une formule de récurrence.

++

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 20:39

Petite erreur, les points (i, p-1) avec i allant de 0 à n.

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 20:40

Bonsoir

Je ne vois vraiment pas comment faire, quoi utiliser.. pouvez vous me guider ?
Je ne vois pas ce que m'apporte ce point, comment l'utiliser...

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 20:47

Attend, je me suis enflammé, j'ai plusieurs relation de récurrence mais ça donne pas grand chose!
Je cherche ...

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:06

En fait, c'est tout bête, désolé, il suffit de choisir p directions verticales parmi n+p.

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:12

c'est-à-dire?

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:16

Eh bien, pour aller de (0,0) à (n,p), tu dois choisir n directions horizontales et p directions verticales, donc tu dois choisir p directions verticales parmi n+p directions.

Je suis clair ?

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:20

Euh... je ne comprend pas vraiment pourquoi je dois choisir p directions verticales parmi n+p directions...

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:29

Imagine que tu veux aller de (0,0) à (n,p) par le chemin le plus court possible.

Donc tu dois faire n pas vers la droite et p pas vers le haut.

Maintenant, si on note D un pas vers la droite et H un pas vers le haut, alors un chemin de (0,0) à (n,p) est un chemin du genre DHHHDHH avec n fois D et p fois H.

Ex : Si (n,p) = (2,2)

alors les combinaisons possibles sont :
DDHH, DHDH, DHHD, HHDD, HDHD, HDDH, c'est à dire on a positionné 2 H parmi 2+2 positions.

Et là, c'est clair ?

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:34

Je comprend bien le raisonnement, c'est toujours le "on a positionné 2H parmi 2+2 positions"...

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:42

Ce que je comprend pas c'est qu'on a dans cette série une notion d'ordre (deux ordres de passages différents=2 chemins différents) et pas de répétition (on ne passe pas plusieurs fois sur la même case vu qu'on veut arriver le plus rapidement à la case finale).
Dans le vocabulaire de terminale, on appelait ça une pliste sans répétition. C'est à dire n!/(n-p)! (formule générale) et on a vu cette année que c'était en fait AnP nombre d'arrangemment de p objets pris parmi n.

Je n'arrive pas à faire la distinction entre ce que tu me dis, mon cour, et le fait que j'ai du mal à me représenter l'exercice. Tu me parles bien d'une combinaison ?

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:42

Pour aller de (0,0) à (n,p), tu es d'accord que l'on effectue n+p mouvements.

Dans notre exemple (2,2):
On a 4 mouvements ( . , . , . , . ), et chaque chemin possède exactement 2 mouvements verticaux.
Donc on doit placer ces 2 mouvements verticaux parmi les 4 cases disponibles.

Essaie sur un exemple plus grand, du genre (3,2), tu devrais trouver donc 10.

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:44

Ceci dit je vois bien que ta formule marche et pas la mienne, je ne comprend pas bien à cerner, vois-tu

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 21:55

Imagine que tu ais n+p cases.

Tu dois remplir des n+p cases de p H.

Donc on a n+p choix pour le premier H, n+p-1 choix pour le second, n+p-2 choix pour le troisième ..., n-p+1 choix pour le p-ème.

Au final, tu obtiens An+pp. Mais en agissant de la sorte, on a imposé un ordre sur nos H, or dans l'absolu, nos H sont indiscernables, donc on doit bien diviser par p!

On obtient finalement Cn+pp

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:02

D'accord, tout s'éclaire

Ceci dit comment puis-je traduire cela par des suites finies ?
Ces suites finies sont donc à n+p éléments ?

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:18

Je ne sais pas trop ce que ton prof attend, mais c'est ici qu'on arrive à la formule de récurrence que je t'ai parlé au début de l'exo.

Si on note, E(n,p), le nombre de chemins allant de (0,0) à (n,p), alors essaie de montrer que :

E(n,p) = i=0p E(n-1,i)

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:20

Il faut pour cela raisonner sur le dernier segment horizontal (celui reliant (x,n-1) à (x,n))

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:21

Pardon pardon , (n-1,x) à (n,x), pour x entre à et p.

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:34

Par contre, là je comprend pas :/

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:42

J'avoue, mon explication était vaseuse!!!

Le nombre de chemins allant de (0,0) à (n,p) et :
. passant par (n-1,p) est exactement E(n-1,p) (et reliant forcément (n-1,p) à (n,p))
. passant par (n-1,p-1) et reliant (n-1,p-1) à (n,p-1) est exactement E(n-1,p-1)
. passant par (n-1,p-2) et reliant (n-1,p-2) à (n,p-2) est exactement E(n-1,p-2)

...

ainsi de suite

au final, on a décrit tous les chemins passant de (0,0) à (n,p) en sous chemins disjoints.

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:50

Je ne suis pas d'accord, le nombre de chemin passant par (n-1,p-1) et reliant (n-1,p-1) à (n,p-1) n'est pas exactement E(n-1,p-1), en effectuant ce chemin il peut ensuite passer par (n-1,p) préférentiellement à (n,p-1) non ? idem pour la suite...

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 22:59

OK, il manque un truc dans ton raisonnement,

le nombre de chemins allant de (0,0) à (n-1,p-1) est E(n-1,p-1) et ce nombre est le même que le nombre de chemin allant de (0,0) à (n,p), passant par (n-1,p-1) et reliant (n-1,p-1) à (n,p-1) puisque à partir du point (n-1,p-1), si on s'oblige d'aller à droite, il ne nous reste plus qu'une seule possibilité pour arriver à (n,p). On obtient donc : E(n-1,p-1)x1 = E(n-1,p-1).

Encore une fois, prend un exemple

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:07

D'accord, je crois que j'ai compris, effectivement, c'est plus clair.. J'ai vraiment du mal avec ce chapitre..

Donc le nombre de chemins passant par (x,p-x) et reliant (x,p-x) à (n,p), comment puis-je le trouver ?

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:12

Alors là, je suis sûr que tu peux trouver,

le nombre de chemin allant de (x,p-x) à (n,p) est le même que le nombre de chemin allant de (0,0) à ...

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:20

Pfffou je vois pas trop...

Par exemple pour n=3, p=2..., j'ai x=1 par exemple alors le nombre de chemin allant à (x,p-x) ie (1,1) il n'y en a que 2, or j'ai compté que le nombre de chemins pour aller à (n,p)=(3,2) passant par (1,1) est 6...

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:28

On reprend,

on est d'accord pour dire que :

le nombre de chemin allant de (0,0) à (n,p) et passant par (k,p-k) est égal au nombre de chemins allant de (0,0) à (k,p-k) multiplié par le nombre de chemins allant de (k,p-k) à (n,p).

Pour ton exemple, on a (n,p,k) = (3,2,1).

Le nombre de chemin allant de (0,0) à (3,2) en passant par (1,1) est donc le nombre de chemins allant de (0,0) à (1,1) (on en a 2) multiplier par le nombre de chemins allant de (1,1) à (3,2) (on en a 3).

Donc au final, on en a 2.3 = 6

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:30

Maintenant, en ramenant, (k,p-k) à (0,0), on a que le nombre de chemins allant de (k,p-k) à (n,p) est égal au nombre de chemins allant de (0,0) à (n-k,p-(p-k)) = (n-k,k).

Et voilà.

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:32

Oui bien sûr, ça je suis entièrement d'accord ! J'ai fait plusieurs cas, effectivement, ça marche, mais du coup je peux juste le dire comme ça ? Enfin, je veux dire, pas de formules ?

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:43

Ah oui, comme un changement de repère... Rholala...
Donc le nombre de chemins au final est E(x,p-x)xE(n-x,x)

C'est donc égal à \(p\\p-k\)\(n\\p\) ??

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:49

Et ben ... non

Le nombre de chemin allant de (0,0) à (k,p-k) est E(k,p-k) = Ck+p-kp-k = Cpp-k = Cpk

Le nombre de chemin allant de (k,p-k) à (n,p) est E(n-k,k) = Cn-k+kk = Cnk

Au final, on trouve : Cpk.Cnk

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:56

Oui pardon, j'ai fait une erreur de frappe, c'est ce que j'avais mis (à une équivalence près)....

En tout cas, je te remercie vraiment d'avoir pris tout ce temps pour m'expliquer, j'en suis touchée Je vais pas tarder à aller me coucher, que demain de nouvelles heures de maths m'attendent

Merci, merci beaucoup Et je te souhaite bonne soirée !

Posté par
oliveiro
re : Dénombrement 16-11-09 à 23:57

Bonne soirée, c'est un plaisir d'aider des élèves motivés !!!

Posté par
Thoy
re : Dénombrement 17-11-09 à 00:04

Je repasse souvent ici, car l'aide que tout le monde est très précieuse, merci à vous tous bonne soirée !



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