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Niveau Maths sup
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Ensembles finis

Posté par
Coriolis01
27-11-07 à 00:09

Bonjour, je bloque sur un exercice, j'espère que vous pourriez m'aider svp, merci.

Soit E un ensemble fini de cardinal n, n \in N*.

Calculer le nombre de couples (A,B) \in (P(E))² tels que A \subset B.

Je ne sais pas par quoi commencer :s , j'espère que qqun pourra m'aider, merci d'avance.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Ensembles finis. 27-11-07 à 00:32

Bonsoir ;

Il y'en a 2$\blue\fbox{\Bigsum_{k=0}^{n}C_{n}^{k}2^{n-k}=3^n} (sauf erreur bien entendu)

Posté par
Coriolis01
re : Ensembles finis 27-11-07 à 20:36

Bonsoir elhor_abdelali,

Merci d'abord d'avoir répondu à mon message ^^. Enfait je ne comprend pas trep la formule que vous m'avez donné ...
comment à partir de l'énoncé on arrive à cette formule?
Aussi, en utilisant votre formule, je ne trouve pas comment on peut avoir le nombre de couples (A,B) :s

Pourriez-vous m'éclairer un peu plus sur la formule que vous m'avez donné svp? Merci.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Ensembles finis. 27-11-07 à 21:57

Bonsoir Coriolis01 ;

Notons \fbox{\scr C=\{\;(A,B)\in\scr P(E)\times\scr P(E)\;/\;A\subset B\;\}}
et pour k=0..n , \fbox{\scr C_k=\{\;(A,B)\in\scr P(E)\times\scr P(E)\;/\;A\subset B\;et\;card(A)=k\;\}} ,
il est clair que \fbox{card(\scr C)=\Bigsum_{k=0}^{n}card(\scr C_k)}.

Calcul de card(\scr C_k) :

Il y'a C_{n}^{k} façons différentes de choisir dans \scr P(E) une partie A à k éléments.

Une fois A choisie , combien y'a-t-il dans \scr P(E) de parties B telles que A\subset B ?
en remarquant que de telles parties s'écrivent d'une manière unique B=A\cup XX est une partie quelconque de E-A ,
on voit qu'il y'en a exactement 2^{n-k}. (sauf erreur bien entendu)

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Ensembles finis. 28-11-07 à 13:44

Remarques :

Si on note \fbox{\scr D=\{\;(A,B)\in\scr P(E)\time\scr P(E)\;/\;A\cap B=\empty\;\}} et \fbox{\scr E=\{\;(A,B)\in\scr P(E)\time\scr P(E)\;/\;A\cup B=E\;\}}
on a 2$\blue\fbox{card(\scr C)=card(\scr D)=card(\scr E)=3^n} (sauf erreur bien entendu)

Posté par
Coriolis01
re : Ensembles finis 28-11-07 à 20:49

Bonsoir elhor_abdelali,

mMrci bcp de m'avoir aider ^^, je suis pas sur de tout comprendre mais avec ce que tu m'as dis, je vais essayer de faire cette exercice!

A la fin de la démonstration, il faut donc dire qu'il y a 3^n couples (A,B)? ou j'ai mal compri ?

Posté par
Coriolis01
re : Ensembles finis 28-11-07 à 21:21

J'ai essayé de démontrer la formule qui donne 3^n, mais je n'y arrive pas...

De plus je n'arrive pas à voir d'où vient le 2^{n-k}... aussi d'habitude je marque \(n\\p\) pour les calculs de dénombrement mais là je vois que vous marqué \(k\\n\)   , est-ce la mm chose?

Posté par
plumemeteore
re : Ensembles finis 28-11-07 à 21:30

bonjour Coriolis
démonstration par récurrence
si l'ensemble est vide, le couple unique est (vide, vide) : 30 = 1
si l'ensemble n'a qu'un élément A, les trois couples sont (vide, vide), (vide, A) et (A, A) : 31 = 3
supposons que pour n éléments, il y ait 3n couples; pour n+1 éléments, il y en a trois fois plus
soit G le nouvel élément
les couples pour n+1 éléments peuvent se répartir en trois groupes de même cardinal
les couples existants pour n éléments
ces mêmes couples où la première partie est inchangée et où on a ajouté G à la deuxième partie
ces mêmes couples où on a ajouté G aux deux parites
donc à chaque couple pour n éléments, correspond trois couples pour n+1 éléments
les dénombrements pour zéro et pour 1 élément en est un exemple

Posté par
Coriolis01
re : Ensembles finis 29-11-07 à 19:38

Bonsoir plumemeteore,

Ok, il faut une démonstration par récurrence pour démontrer le 3^n,

mais ce que je n'arrive pas à comprendre c'est d'où vient ce 3^n, dans les messages plus haut, on démontre cela à l'aide des cardinals et on trouve aussi un 2^{n-k}, et je ne comprend pas du tout comment on trouve le 3^n.

Posté par
plumemeteore
re : Ensembles finis 29-11-07 à 20:21

bonsoir
le nombre de couples est multiplié par 3 chaque fois qu'on ajoute un élément
quand il y a un élément, il y a 30 couple = 1 (vide,vide)
pour le résultat à n éléments, il a fallu multiplier n fois par 3 et on obtient 1 * 3n

Posté par
plumemeteore
re : Ensembles finis 29-11-07 à 20:23

erratum
avant-dernière ligne : quand il y a zéro élément (au lieu de un élément

Posté par
Coriolis01
re : Ensembles finis 29-11-07 à 20:42

ok, mais dans l'énoncé on dit que n \in N* donc on peut pas dire qu'il ya 0 élément? ou je me trompe? Au minimum il y a 1 élément?



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