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Niveau Maths sup
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Petit exercice de dénombrement

Posté par Lagrange (invité) 21-01-07 à 13:08

Bonjour,

Je suis tombé par hasard sur un exercice qui me semblait simple à première vue, mais en réalité je ne vois pas comment bien l'aborder.

Exercice :
Quel est le nombre de couples (A,B) d'éléments de P(E) tels que A B = E où E est un ensemble à n éléments? Même question pour des triplets (A,B,C) d'éléments de P(E) tels que A B C = E. Généralisation à k - uplets.

Je cherchais d'abord à voir s'il n'était pas possible de compter cela directement : lorsque card(A) = n, on a n possibilités pour B, ensuite pour card(A) = n-1, on a n-1 possibilités, etc. Mais je doute qu'il soit bien judicieux de commencer ainsi... (et je ne saurai pas trop comment compter toutes ces possibilités)
Je pensais aussi partir de 2n parties de E possibles et ensuite enlever toutes les parties qui ne correspondent pas, mais je ne vois pas comment faire.

Merci de votre aide

Pour la généralisation, j'imagine qu'il faudra passer par la récurrence.

Posté par
Justin
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 13:33

Si A=E alors il y a n+1 possibilités pour B.
Si A=E moins un élément alors il y a (n+1)-1 possibilités pour B.
Si A=E moins deux éléments alors il y a (n+1)-3 possibilités pour B.
Si A=E moins trois éléments alors il y a (n+1)-7 possibilités pour B.
...
Si A=ensemble vide il y a (n+1)-n possibilité pour B.

Justin.

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:05


Choix de A : 2^n possibilités.

Une fois que A est choisi, il n'y a plus le choix pour B, c'est le complémentaire de A.

Donc la réponse est 2^n.

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:10


Pour les triplets A,B,C :

Disons qu'on a choisi A.

BuC est le complémentaire de A.

Notons k le cardinal de A. On cherche le nombre de parties B et C telles que BuC=complémentaire de A, qui a n-k éléments.

D'après la question précédente : 2^{n-k} possibilités pour les couples (B,C)

Comme il y a C(n,k) parties A de cardinal k, le résultat est :

\sum_{k=0}^n C_n^k 2^k = 3^n

Posté par
Justin
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:13

stokastik, je ne sais pas si je suis d'accord avec toi.

Prenons l'exemple E={1,2,3,4}. Si A={1,2} alors B peut être {3,4}, {2,3,4}, {1,3,4} ou E donc B n'est pas forcément le complémenatire de A.

Posté par Lagrange (invité)re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:15

Justin : ah oui, en effet, j'oubliais la possibilité de l'ensemble vide !
Mais alors, comment compte-t-on le total des possibilités?

Stokastik : B n'est pas forcément le complémentaire de A il me semble, ce peut être le complémentaire de A + une partie de A. Ce qui ferait plus que 2n posssibilités...

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:15


Ah en effet j'avais en tête une union disjointe...

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:18


Alors fixons k entre 0 et n.

Choix d'une partie A à k éléments : C(n,k)

Choix de B qui contient complémentaire de A : on choisit les éléments de B qui sont aussi dans A, autrement dit on choisit une partie de A : 2^{k} choix possibles

Donc on trouve \sum_{k=0}^nC_n^k2^k=3^n

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:20


Pour les triplets (A,B,C) on fait le même raisonnement que quand je me suis trompé et on trouve 4^n.

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:21


ah non pardon pas sûr pour (A,B,C)

Je vous laisse y réfélchir

Posté par Lagrange (invité)re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 14:58

Stokastik, je n'arrive pas à passer de la somme que tu as écrite au résultat 3n !
Je ne vois pas quelle formule utiliser en particulier pour y parvenir.

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 15:02


Binôme de Newton (2+1)^n

Posté par Lagrange (invité)re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 15:32

Et le Ckn il est passé où? Désolé de ne pas comprendre ce calcul, mais je dois avoir un sacré problème avec la manipulation de ces expressions.

Posté par
stokastik
re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 15:45


Binôme de Newton  : (a+b)^n=...?

Posté par Lagrange (invité)re : Petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 15:48

Ah, tu vas rire, mais j'avais complétement oublié que le Ckn se trouvait dans la somme du binôme !
Je fus un boulet sur ce coup là XD.
Désolé, mais vraiment désolé pour ma question TRES stupide...

Posté par
veleda
re:petit exercice de dénombrement 21-01-07 à 21:55

bonsoir,
on cherche un triplet (A,B,C) de parties de E tel que ABC=E
a) on choisit A une partie de E de cardinal p   0pn (il y en a Cnp)
si A' est le complémentaire de A dans E card(A')=n-p d'aprés la question précédente il y a 3n-pcouples (B,C) de parties de A' telles que BC=A'
si(B,C) est un couple 'favorable' tout couple (XB,YC) avec Xet Y parties de A est encore 'favorable'or il y a 2pchoix pour X et2p por Y
donc sauf erreur de ma part pour A de cardinal p il y a 22p3n-pcouples (B,C) 'favorables'
le nombre de triplets répondant à la question serait donc(de p=0àn)Cnp22p3n-p=3n(1+4/3)n=7n
??????



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