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Niveau Licence Maths 1e ann
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Nombre de parties disjointes

Posté par
toureissa
01-07-18 à 11:45

Bonjour,

Je suis bloqué  sur  la deuxième question .

Soit E un ensemble  de cardinal  n.

1. Combien y a-t-il  de couples de parties disjointes  de E ?

2. Combien y a-t-il de couples de parties de  E telles que  l'intersection  est un singleton ?


Pour 1)

Soit X une partie  de E à  p éléments  il ya  (_{\; \; q}^{n-p}) parties  de E à q éléments  en disjonction  avec X, soit  le nombre  de couples  de parties  de E en disjonction  est:

N=2\sum_{p=1}^{n-1}{\sum_{q=1}^{n-p}{(\; _{p}^{n})(_{\; \; q}^{n-p})}}

Après calcul j'ai eu :

N=2\sum_{p=1}^{n-1}{\sum_{q=1}^{n-p}{(\; _{p}^{n})(_{\; \; q}^{n-p})}}=2*3^n-2^{n+2}+2

Est-ce  bon ?

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 11:57

Les ensembles  à  q éléments  qui sont  en disjonction avec un ensemble  à  p éléments  sont les ensembles  dont les q éléments  sont  choisis  parmis les (n-p)  éléments  de E et il sont  au nombre  de  C(n-p,q) .

Posté par
verdurin
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:03

Bonjour,
as-tu quelque chose contre l'ensemble vide et E ?

Avec l'énoncé que tu donnes les couples (E,) et (,E) conviennent.

D'autre part je ne vois pas d'où vient la multiplication par 2.

Je dirais N=\sum_{p=0}^{n}{\sum_{q=0}^{n-p}{\binom{n}{p}\binom{n-p}{q}}

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:05

Je n'ai pas compté  le  vide,  et Et lui-meme car ils contient  tous  les parties.

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:06

Comme on dit les couples je crois  que (X, Y)  et (Y, X)  sont différents.

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:08

toureissa @ 01-07-2018 à 12:05

Je n'ai pas compté  le  vide,  et Et lui-meme car ils contient  tous  les parties.


C'est E seul qui contient  tous les parties.

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:13

toureissa @ 01-07-2018 à 12:06

Comme on dit les couples je crois  que (X, Y)  et (Y, X)  sont différents.


C'est pour cela  que j'ai mis le facteur  2.

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:17

verdurin @ 01-07-2018 à 12:03

Bonjour,
as-tu quelque chose contre l'ensemble vide et E ?

Avec l'énoncé que tu donnes les couples (E,) et (,E) conviennent.

D'autre part je ne vois pas d'où vient la multiplication par 2.

Je dirais N=\sum_{p=0}^{n}{\sum_{q=0}^{n-p}{\binom{n}{p}\binom{n-p}{q}}


Merci c'est compris !

Pouvez-vous me donner  une idée  pour la 2)

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:26

J'ai eu une idée pour 2)

N=N=\sum_{p=0}^{n}{\sum_{q=0}^{n-q+1}{(_{p}^{n})(_{\; \; \; q}^{n-p+1}) }}

C'est bon ?

Posté par
verdurin
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:28

Sauf si c'est précisé dans l'énoncé, il faut compter l'ensemble vide.

En ce qui concerne le fait que (X,Y) et (Y,X) sont différents, il faut voir qu'ils sont tous les deux compté dans ta somme, avant que tu ne multiplies par 2.

Pour prendre un exemple très simple E={a,b}
On classe les parties de E par taille
,{a},{b},{a,b}
À chaque partie on associe son complémentaire et on donne la liste des sous-ensembles du complémentaire.
On obtient les couples
(,) ; (,{a}) ; (,{b}) ; (,{a,b})
({a},) ; ({a},{b})
({b},) ; ({b},{a})
({a,b},)

Ici on voit bien que l'on obtient les couples ({a},{b}) et ({b},{a}).
Or la somme fonctionne sur ce mécanisme.

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:32

Je vois maintenant.

Et pour la 2) ?

Posté par
verdurin
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:37

Nos messages se sont croisés.

Pour la 2) as-tu une justification ?
Si oui c'est bon si non c'est mauvais.

Personnellement je remarque qu'un couple (X,Y) de parties de E tel que XY={a} correspond de façon unique à un couple (X',Y') de parties de E\{a} tel que X'Y'=.

Ce qui permet d'utiliser le résultat de la question 1).

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:44

Voici  ma justification.

Soit X une partie à  p éléments  et Y une partie  à  q éléments  tels que X\cap Y=\empty alors les éléments  de Y sont choisi parmi  les n-(p-1)=n-p+1.

verdurin @ 01-07-2018 à 12:37


Personnellement je remarque qu'un couple (X,Y) de parties de E tel que XY={a} correspond de façon unique à un couple (X',Y') de parties de E\{a} tel que X'Y'=.

Ce qui permet d'utiliser le résultat de la question 1).


Vous parlez de bijection ?

Posté par
verdurin
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 12:58

Je ne trouve pas la justification très convaincante.

Et, oui, je parle de bijection.

Pour compter des objets, il est judicieux de bien les ranger.
L'idée ici est de classer les couples suivant le singleton qui forme leur intersection, on obtient bien une partition de l'ensemble de ces couples.
Puis on remarque que chaque classe est en bijection avec les couples d'intersection vide d'un certain ensemble.

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 13:31

L'ensemble  des ensembles dont l'intersection  est le {a} est une classe.cette classe est en bijection  avec les couples de quel ensemble ?  Je ne vois pas très  bien.

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 13:32

L'ensemble des  parties  de E au lieu de l'ensemble  des ensembles.

Posté par
carpediem
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 13:39

salut

on obtient assez facilement 2/ à partir de 1/ si on remarque que à tout couple de parties X et Y distinctes alors l'intersection de X et Y est un singleton en ajoutant un élément quelconque de X à Y ...

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 13:42

J'ai compris  . Ça correspond  à mon n-(p-1)=n-p+1 ?

Posté par
Jezebeth
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 14:11

Bonjour

Non parce que vous perdez de l'information en ne faisant qu'abaisser le cardinal de l'ensemble de choix. Vous perdez en particulier le nombre de choix possibles pour le singleton…

En suivant l'indication de carpediem qui permet de plier l'exercice, il vous suffit de tenir compte de ce choix : vous formez X comme lors de la Q1), puis vous choisissez un e1 dans X que vous mettez dans Y, puis vous formez Y, toujours en faisant une partie de E\X (car alors X\{e1} et Y doivent être disjoints).

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 15:21

Bonjour,
J'arrive après la bataille pour la question 1) ; mais je voudrais savoir si mon raisonnement est correct :
A étant une partie de E de cardinal p , on peut définir C le complémentaire de A dans E .
Le couple (A,B) est un couple de parties disjointes de E si et seulement si la partie B est incluse dans C .
Il y a 2n-p parties B incluses dans C .

D'où \sum_{p=0}^{n}{(\; \binom{n}{p}\times 2^{n-p}\;)}

Posté par
verdurin
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 17:12

Salut Sylvieg.
Je crois qu'il est correct, c'est celui que j'ai fait et c'est une simplification directe de celui de toureissa.

\sum_{p=0}^{n}{\sum_{q=0}^{n-p}{\binom{n}{p}\binom{n-p}{q}}=\sum_{p=0}^{n}\binom{n}{p}{\sum_{q=0}^{n-p}{\binom{n-p}{q}}=\sum_{p=0}^{n}\binom{n}{p}2^{n-p}

Posté par
Jezebeth
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 21:16

Je vote pour correct aussi.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 21:44

Merci
Pour 2), peut-on dire que l'on peut choisir d'abord l'élément x qui formera le singleton , puis des parties disjointes de E\{x} ?
Si le résultat de 1) est Sn , le résultat de 2) serait nSn-1 .

Posté par
Jezebeth
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 21:45

Oui aussi, l'ordre de choix n'intervient pas ici

Posté par
Zrun
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 22:39

Pour le 1) sans calculs :
On voit (et on le prouve facilement) qu'il y a une bijection entre l'ensemble des solutions et l'ensemble des fonctions de E dans {0,1,2} . A (A,B) , on associe la fonction qui vaut 1 sur A, 0 sur B et 2 ailleurs , ce qui donne le résultat immédiatement ...

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 22:41

Bonsoir à  tous !

Je pense que j'ai compris  ce que dit Sylvieg ,
Le nombre   de parties  dont leurs intersections  est {x} est égal  au nombre  de parties  disjointes  de E\{x} (par ce que si on enlève  x dans tous ces parties  on trouve des disjonctions)

E\{x} est de cardinal  n-1 et aussi il ya  n singleton  donc S_2=n*S_{n-1}
Où  S2 est la deuxième  somme.

Est-ce que  j'ai compris  ?

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 22:50

verdurin @ 01-07-2018 à 12:37

Nos messages se sont croisés.

Pour la 2) as-tu une justification ?
Si oui c'est bon si non c'est mauvais.

Personnellement je remarque qu'un couple (X,Y) de parties de E tel que XY={a} correspond de façon unique à un couple (X',Y') de parties de E\{a} tel que X'Y'=.

Ce qui permet d'utiliser le résultat de la question 1).


Je pense c'est la même  chose  que vous m'avez  dit ici ?

Posté par
verdurin
re : Nombre de parties disjointes 01-07-18 à 23:37

Oui

Posté par
toureissa
re : Nombre de parties disjointes 02-07-18 à 10:25

Merci à  vous  tous.
Je vous souhaite une bonne journée !



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