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Niveau Maths sup
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Nombre d'applications strictement croissantes

Posté par Profil Ramanujan 27-06-18 à 03:36

Bonsoir,

Le but de l'exercice est de déterminer le nombre d'application strictement croissance de [|1,p|] dans [|1,n|].

* L'application doit être nécessairement injective . j'ai compris
* Pour construire f donnons nous une injection. Il y a A_n ^p choix d'injections. j'ai compris
* On s'intéresse à l'ensemble image de ces injections qu'on note f(X) où f(X)=(f(1),...,f(p)). f(X) est inclus dans [|1,n|]. Quitte à permuter les éléments de X, il y a p! injections qui auront la même image f(X). j'ai compris
* Parmi ces p! injections, une seule est strictement croissante. j'ai compris

Je comprends pas le passage de la partie précédente à la conclusion

Il y a donc : \frac{A_n ^p}{p!} application strictement croissance de [|1,p|] dans [|1,n|].

Posté par
etniopal
re : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 08:14

Soit E l'ensemble des injections de  [|1,p|] dans [|1,n|]  

Si f et g sont dans E on écrit  f R g au lieu de f( [|1,p|] ) = g ( [|1,p|] ) .
C'est une équivalence .
Le nombre de classes modulo R est exactement le nombre d'applications strictement croissantes de  [|1,p|] dans [|1,n|].
Soit  Sp   le groupe des bijections de  [|1,p|] sur [|1,p|] .
   Si f et g   de E   vérifient f R g  et si s Sp  il est clair qu'on a :  f o s R g o s
….

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 20:27

J'ai rien compris. J'ai pas encore vu les classes et les groupes de bijection, je suis au 1er chapitre.

Je demandais par rapport à la démonstration que j'ai écrite comment on obtient la dernière ligne ?

Si je pars dans une autre démo compliquée je vais tout mélanger.

Posté par
carpediem
re : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 20:49

salut

tu n'as jamais vu les groupes ?

ce que dit etniopal :

soit I = [1, p], J = [1, n] et K une partie de J à p éléments

pour tout couples f et g d'injections (et donc de bijections) de I dans K il existe une bijection s telle que g = s o f

et parmi toutes les injections de I dans K il y en a une seule qui soit croissante ...

et il y a p! injections de I dans K

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 21:06

Pas encore vu les groupes je suis au chapitre 1.

Toujours rien compris au couple d'injections f et g. et à la composée qui sort de nulle part. C'est du chinois.

Je reste sur la démo de mon livre qui est plus claire et compréhensible :
Il y a A_n ^p choix d'injections.
Il y a p! injection qui ont la même image et 1 qui est strictement croissante.

Je vois pas comment en déduire le nombre d'application croissantes.

Posté par
verdurin
re : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 21:19

Bonsoir,
j'imagine que, quelque part dans l'énoncé, il y a écrit pn.
Si ce n'est pas le cas, il faut dire qu'il n'y a aucune injection de I=[|1 ; p|] dans K=[|1 ; n|] quand p>n.

Ensuite on choisit une partie L de K à p éléments, et il n'y a qu'une injection strictement croissante de I dans L. C'est d'ailleurs une bijection de I dans L.

Et ce qu'écrivit carpediem, que je salue, est faux.

Posté par
ThierryPoma
re : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 21:25

Bonjour,

Aurais-tu lu ce document-ci ?

Posté par
verdurin
re : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 21:48

@ThierryPoma.
Je suis sans doute un peu vieux.
Mais ton lien me semble un bon exemple de démonstration prétentieuse.
C'est à dire que l'on met plein de circonvolutions pseudo-rigoureuses pour faire semblant de démontrer une évidence.

Posté par
carpediem
re : Nombre d'applications strictement croissantes 27-06-18 à 23:37

verdurin : où est-ce faux ?

Posté par
ThierryPoma
re : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 08:18

Bonjour,

Rapidement de mon boulot :

@Carpi : Tu choisis une partie K de J constituée de p éléments mutuellement distincts. Cette partie est totalement ordonnée (et même bien ordonnée) par l'ordre usuel sur \N induit sur toutes ses parties (y compris la partir vide !). Il existe donc p! bijections de I sur K, dont une seule est strictement croissante. Où en est-on ?

Posté par
ThierryPoma
re : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 08:20

Tu auras soin de remarquer que ce n'est pas la même chose que de considérer l'ensemble de toutes les injections de I dans J et dont on connait le cardinal.

Posté par
pedestre
re : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 10:31

On pourrait, peut-être faire simple ... :

Si f est strictement croissante de [\![1,p]\!] dans [\![1,n]\!], l'image de f  est une partie de [\![1,n]\!]  à   p éléments  (ben oui, les f(x) pour x\in[\![1,n]\!] sont 2 à 2 différents).

Si H est une partie de [\![1,n]\!] à p éléments, il y a une et une seule application strictement croissante f de [\![1,p]\!] dans H:   f(1) est nécessairement l'élément d'indice minimum de H, f(2) le suivant et ainsi de suite jusqu'à f(p).

Il y a donc autant d'appplications strictement croissantes de [\![1,p]\!] dans [\![1,n]\!] que de sous-ensembles à p éléments de l'ensemble à n éléments [\![1,n]\!], c'est-à-dire \begin{pmatrix}n\\p\end{pmatrix}      (c'est naturellement 0 si n<p)

Mais pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ?

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 11:22

ThierryPoma @ 27-06-2018 à 21:25

Bonjour,

Aurais-tu lu ce document-ci ?


Oui c'est la même démo que dans mon livre de Costantini je comprends tout sauf le dernier passage comme j'ai expliqué dans mon post.

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 11:29

On a regroupé les injections de [|1,p|] vers [|1,n|] en paquets disjoints de cardinal n! suivant leur Image Im(f).

Et là je comprends pas comment il en déduit la phrase suivante :

Il y a donc \frac{A_n ^p}{p!} tels paquets.

Dans chaque paquet il y a une seule application croissante donc il y a \frac{A_n ^p}{p!} telles applications en tout.

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 11:30

On a regroupé les injections de [|1,p|] vers [|1,n|] en paquets disjoints de cardinal n! suivant leur Image Im(f).

Et là je comprends pas comment il en déduit la phrase suivante :

Il y a donc \frac{A_n ^p}{p!} tels paquets.

Dans chaque paquet il y a une seule application croissante donc il y a \frac{A_n ^p}{p!} telles applications en tout.

pedestre @ 28-06-2018 à 10:31

On pourrait, peut-être faire simple ... :

Si f est strictement croissante de [\![1,p]\!] dans [\![1,n]\!], l'image de f  est une partie de [\![1,n]\!]  à   p éléments  (ben oui, les f(x) pour x\in[\![1,n]\!] sont 2 à 2 différents).

Si H est une partie de [\![1,n]\!] à p éléments, il y a une et une seule application strictement croissante f de [\![1,p]\!] dans H:   f(1) est nécessairement l'élément d'indice minimum de H, f(2) le suivant et ainsi de suite jusqu'à f(p).

Il y a donc autant d'appplications strictement croissantes de [\![1,p]\!] dans [\![1,n]\!] que de sous-ensembles à p éléments de l'ensemble à n éléments [\![1,n]\!], c'est-à-dire \begin{pmatrix}n\\p\end{pmatrix}      (c'est naturellement 0 si n<p)

Mais pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ?


Totalement, j'ai compris votre preuve

J'aimerais juste comprendre celle qui est dans mon livre.

Posté par
etniopal
re : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 11:55

Tu ne t'es pas aperçu qu'il n'y a aucune preuve dans  ce que tu nous a sorti de " ton livre " ?

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 12:44

Bah c'est une démonstration non ?

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 13:17

Je cite :

{n}\choose{p} représente le nombre d'applications strictement croissantes de l'ensemble [|1,p|] dans l'ensemble [|1,n|].

Démonstration :

Un telle application f est nécessairement injective (si 2 éléments distincts avaient la même image, f ne pourrait être strictement croissante).
Pour construire f, il faut se donner déjà une telle injection : il y a A_n ^p choix.
Regroupons toutes ces injections selon leur ensemble image f(X).  Il y aura toujours p! injections qui auront le même ensemble image f(X), une seule est strictement croissante. (il n'y a qu'une seule façon de trier dans l'ordre croissant une série de nombre donnés).

Le nombre d'applications strictement croissantes de  [|1,p|] dans l'ensemble [|1,n|] est :   ?

Et là je voix pas comment trouver ce nombre d'applications croissantes

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 13:18

Pourquoi on divise A_n ^p par p! pour obtenir le nombre d'applications strictement croissantes ?

Posté par
toureissa
re : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 14:22

Bonjour,

Tu peux ce schéma.

Le cas où  p=2 et n=3(ça ne sert à rien de définir n ici)

Prenons par le paquet d'applications  qui ont pour  image {1,2} , ce paquet  contient deux applications   f1 et f2 soit p ! =2!  applications  , dont seule f1 est croissante et c'est évident  que chaque  paquet contient 2 applications dont une seule est croissante.
Comme dans chaque  paquet  on choisit  1 et que chaque paquet contient  2!,  alors  pour trouver  le total on fait la somme divisé  par 2!  au lieu de divisé  chaque  paquet par 2!  Et faire la somme  ensuite.

Pour p=3 aussi remarquer que chaque paquet contient  6=3! Applicationns.

Nombre d\'applications strictement croissantes

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 15:05

"Comme dans chaque  paquet  on choisit  1 et que chaque paquet contient  2!,  alors  pour trouver  le total on fait la somme divisé  par 2!"

J'ai pas compris pourquoi on doit diviser par 2! ...

Posté par
etniopal
re : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 15:07

Une façon de faire :
n et p étant des entiers tels que 0 < p   n on désigne par
      .   l'ensemble des applications  strictement croissantes de [|1,p|] dans [|1,n|]
     .  J   l'ensemble des injections de [|1,p|] dans [|1,n|]
    .  S l'ensemble des injections de [|1,p|] dans [|1,p|]

Si s S et f      on pose U(s , f) = f o s  . C' est , clairemen t ,  un élément de J  et on définit ainsi une application  de S   vers J .
Si on montre que U est bijective on aura le résultat annoncé , càd  p!.Card()  = Card(J) .

... Pour la surjectivité de U :
  Soit   g J .
{g(1),....,g(p)} est un ensemble de p éléments de [|1,n|]  .
Si on les range par ordre croissant on va avoir {g(1),....,g(p)} = {g(t1) , …., g(tp)}  où l'application t  : k sk est injective donc est un élément de S  .On voit alors  que f := g o t est croissante et que g = f o t-1 = U(f , t-1)  .
...Pour  l'injectivité de U .
Si f , g sont dans , t et t ' dans S et f o t = g o t ' alors g o s = f si s := t ' o t-1 .
s est dans S et , comme g et f sont croissantes ,  s ne peut âtre que Id[|1,p|] de sorte que t = t ' et f = g .

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 15:26

Ca a l'air joli etnopial mais je laisse ça aux plus aguéris. J'ai pas encore le niveau, je préfère rester sur des choses simples sinon je vais me décourager.

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 16:15

@Toureissa

Je crois que j'ai compris grâce à votre exemple.

Posté par
toureissa
re : Nombre d'applications strictement croissantes 28-06-18 à 16:33

Ramanujan @ 28-06-2018 à 15:05

"Comme dans chaque  paquet  on choisit  1 et que chaque paquet contient  2!,  alors  pour trouver  le total on fait la somme divisé  par 2!"

J'ai pas compris pourquoi on doit diviser par 2! ...


Une autre manière  de comprendre  :
Comme dans chaque paquet on a une application   strictement  croissante, il y'a  donc autant  d'applications  strictement  croissante que  de paquets.

Combien  vaut le nombre de paquets ?

Chaque  paquet correspond  à un ensemble  d'applications  qui ont pour image  un sous-ensemble à  p éléments  de [|1,n|],donc il y'a autant  de paquets que de parties de [|1,n|] à  p éléments  .

Il y'a  combien  de parties de [|1,n|] à  p éléments.

Bien-sûr  tu connais  la réponse  : C(n,p)=A(n,p)/p !.

Donc en fin il y'a A(n,p)/p !  applications strictement croissante  de [|1,p|] vers [|1,n|].

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 29-06-18 à 02:18

@Toureissa en effet vous avez raison mais j'ai réussi finalement à comprendre la démonstration que j'ai posté grâce à votre exemple.

J'ai enfin compris grâce à cet exemple !

Il y a A_n ^p applications injectives et parmi elles p! applications qui ont la même image.

Notons k le nombre d'applications qui ont la même image. Ainsi :

A_n ^p = p! + ... + p! = k p!

Or il y a 1 seule application strictement croissante tout les p! il y a donc k applications strictement croissantes en tout. Finalement :

k = \frac{A_n ^p }{p!}

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 29-06-18 à 02:28

etniopal @ 28-06-2018 à 15:07

Une façon de faire :
n et p étant des entiers tels que 0 < p   n on désigne par
      .   l'ensemble des applications  strictement croissantes de [|1,p|] dans [|1,n|]
     .  J   l'ensemble des injections de [|1,p|] dans [|1,n|]
    .  S l'ensemble des injections de [|1,p|] dans [|1,p|]

Si s S et f      on pose U(s , f) = f o s  . C' est , clairemen t ,  un élément de J  et on définit ainsi une application  de S   vers J .
Si on montre que U est bijective on aura le résultat annoncé , càd  p!.Card()  = Card(J) .

... Pour la surjectivité de U :
  Soit   g J .
{g(1),....,g(p)} est un ensemble de p éléments de [|1,n|]  .
Si on les range par ordre croissant on va avoir {g(1),....,g(p)} = {g(t1) , …., g(tp)}  où l'application t  : k sk est injective donc est un élément de S  .On voit alors  que f := g o t est croissante et que g = f o t-1 = U(f , t-1)  .
...Pour  l'injectivité de U .
Si f , g sont dans , t et t ' dans S et f o t = g o t ' alors g o s = f si s := t ' o t-1 .
s est dans S et , comme g et f sont croissantes ,  s ne peut âtre que Id[|1,p|] de sorte que t = t ' et f = g .


Honnêtement c'est incompréhensible, y a des t1 ,..., tp qui sortent de nulle part on sait même pas c'est quoi.
Le t on comprend rien il correspond à quoi.

Vous appliquer t^{-1} sans prouver que t est bijective.

U dépend de 2 applications, la façon dont vous montrez la surjectivité est bizarre : dans le cours ça dépend que d'une variable.

Bref, c'est pas  du tout niveau maths sup ou je suis très nul.

Posté par
ThierryPoma
re : Nombre d'applications strictement croissantes 29-06-18 à 10:21

Bonjour,

Rapidement de mon boulot :

Citation :
Il y a A_n ^p applications injectives et parmi elles p! applications qui ont la même image.

Notons k le nombre d'applications qui ont la même image. Ainsi :


Es-tu certain d'avoir bien compris ?

Posté par
etniopal
re : Nombre d'applications strictement croissantes 29-06-18 à 11:25

C'est incompréhensible pour ceux qui ne veulent pas comprendre et ne font aucun effort pour comprendre .

   Concernant les tj :
{g(1),....,g(p)} est un ensemble de p éléments de [|1,n|]  .  les g(k) sont distincts .
    Soit m1 son plus petit  élément   .  
         { k [|1,p|]  │ g(k) = m1 } est un singleton ( faut te le prouver ? ) . Je le note { t1 }  . Donc  m1 = g(t1) .
   Soit      m2 le  plus petit  élément  de  {g(1),....,g(p)} \ { m1}
     { k [|1,p|]  │ g(k) = m2 } est un singleton . Je le note { t2 } . Donc  m2 = g(t2) . De plus on a  t1 t12 .(Pas clair ? faut te le prouver ? )
etc

Les tj ainsi fabriqués étant  distincts l'application k tk (que je note bien sûr t ) qui part de [|1,p|]   pour arriver dans [|1,p|]  est donc bijective .(faut te le prouver ? ) .C'est donc  un élément de S .

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 29-06-18 à 11:26

ThierryPoma @ 29-06-2018 à 10:21

Bonjour,

Rapidement de mon boulot :

Citation :
Il y a A_n ^p applications injectives et parmi elles p! applications qui ont la même image.

Notons k le nombre d'applications qui ont la même image. Ainsi :


Es-tu certain d'avoir bien compris ?


Mon raisonnement est faux ?

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 29-06-18 à 11:29

etniopal @ 29-06-2018 à 11:25

C'est incompréhensible pour ceux qui ne veulent pas comprendre et ne font aucun effort pour comprendre .

   Concernant les tj :
{g(1),....,g(p)} est un ensemble de p éléments de [|1,n|]  .  les g(k) sont distincts .
    Soit m1 son plus petit  élément   .  
         { k [|1,p|]  │ g(k) = m1 } est un singleton ( faut te le prouver ? ) . Je le note { t1 }  . Donc  m1 = g(t1) .
   Soit      m2 le  plus petit  élément  de  {g(1),....,g(p)} \ { m1}
     { k [|1,p|]  │ g(k) = m2 } est un singleton . Je le note { t2 } . Donc  m2 = g(t2) . De plus on a  t1 t12 .(Pas clair ? faut te le prouver ? )
etc

Les tj ainsi fabriqués étant  distincts l'application k tk (que je note bien sûr t ) qui part de [|1,p|]   pour arriver dans [|1,p|]  est donc bijective .(faut te le prouver ? ) .C'est donc  un élément de S .


Ah là c'est beaucoup plus clair

Posté par Profil Ramanujanre : Nombre d'applications strictement croissantes 29-06-18 à 11:31

@ThierryPoma

En effet, j'ai fait une petite erreur mon k est le nombre d'image différentes.



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