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Généralisation : combinaisons linéaire de variables Dans ce cas le calcul de la probabilité d'un événement peut donc être ramené `a un dénombrement
Comment calculer la combinaison en probabilité ?
On peut simplifier la formule du nombre de combinaisons sans remise à l'aide de la notation factorielle. Nombre de combinaisonssans remise=nk (n?k) Nombre de combinaisons sans remise = n kComment calculer les combinaisons possibles ?
Le nombre de combinaisons des n éléments d'un ensemble E pris k à la fois est donné par la relation suivante : Ckn=nk (n?k)Comment calculer la somme d'une combinaison ?
Identité : Somme de combinaisons
De plus, comme C ? ? = 1 , on peut remarquer que la somme des C ? ? pour un donné est une puissance de deux : elle est égale à 2 ? .La formule pour calculer la probabilité d'un événement est la suivante.
1Probabilité = Nombre de cas favorables / Nombre de cas possibles.2Solution :3Réponse : La probabilité d'obtenir un nombre inférieur à 5 est de 2/3.4Solution :5Réponse : La probabilité d'obtenir une somme de 9 est donc de 1/9.
Analyse combinatoire
Mathematiques Generales B
Universite de Geneve
Sylvain Sardy
6 mars 2008
1 Le but de l'analyse combinatoire (techniques de denombrement) est d'ap- prendre a compter le nombre d'elements d'un ensemble ni de grande cardinalite.Notation : la cardinalite d'un ensemble
, noteecard( ) =j j= # , est le nombre d'elements contenus dans l'ensemble .Analyse combinatoire 21. Principe de multiplication
Permet de compter le nombre de resultats d'experiences qui peuvent se decomposer en une succession de sous-experiences. Principe : suppose qu'une experience est la succession demsous-experiences. Si laieme experience aniresultats possibles pouri= 1;:::;n, alors le nombre total de resultats possibles de l'experience globale est n= mi=1ni=n1n2:::nm:Analyse combinatoire 3 Exemple : Vous achetez une valise a code 4 chires. Combien de possibilites avez-vous de choisir un code? Reponse :m= 4avecn1= 10,n2= 10,n3= 10,n4= 10, donc le nombre total de code possible est10101010 = 104. Exemple : les plaques mineralogiques aux U.S.A. sont formees de 3 lettres, suivies de 3 chires. Quel est le nomb rede plaques m ineralogiquesp ossibles? Quel est le nomb rede plaques qui commencent pa rla lettre U ?Analyse combinatoire 42. Permutations
Denition : une
p ermutation de nelementsdistincts e1;:::;enest un rearrangement o rdonne sans r epetition de ces nelements. Exemple : "a", "b" et "c" sont trois elements. Les arrangements possibles sont abc;acb;bac;bca;cab;cba:Le nombre d'arrangements est donc 6.
Notation : La fonction `factorielle' est la fonction de domaineN=f0;1;2;:::g qui a toutn2 Nassocien! =n(n1):::321. Ainsi0! = 1,1! = 1,2! = 2,3! = 6,:::,10! = 306280800.Analyse combinatoire 5 Le nombre de permutations denelementsdistincts est n!. Demonstration : par application du principe de multiplication a une experience anetapes :1 ere etape: n1=nchoix possibles.
2 eme etape: n2= (n1)choix possibles.
{nieme etape :nn= 1choix possible. Exemple : 4 Americains, 5 Suisses et 7 japonais doivent s'asseoir sur un m^eme banc, et doivent rester groupes par nationalite. Combien y a-t-il de dispositions possibles?Reponse :3!4!5!7!.Analyse combinatoire
6Denition : Un
a rrangement est une p ermutationde kelements pris parmi nelementsdistincts ( k6n). Les elements sont prissans r epetitionet sont ordonnes Notation : le nombre de permutations dekparminest noteAn;k. Exemple : les arrangements de 2 elements pris dansf1;2;3;4gsontIl y en a 12.
Peut-on trouver une formule pour compter le nombre d'arrangements?Analyse combinatoire 7 Il s'agit encore du principe de multiplication a une experience aketapes :1 ere etape: n1=nchoix possibles.
2 eme etape: n2= (n1)choix possibles.
{kieme etape :nk= (nk+ 1)choix possible.Donc :
A n;k=n(n1)(nk+ 1) =n(n1)(nk+ 1)(nk)(nk1)21(nk)(nk1)21:Le nombre d'arrangements est :
A n;k=n!(nk)!:Analyse combinatoire 8Exemple : Combien de mots de 3 lettres
distinct es p euvent^ etrefo rmesdans un alphabet de 26 lettres?Reponse :A26;3= (26)(25)(24) = 150600.
Exemple : Combien de mots de 3 lettres peuvent ^etre formes dans un alphabet de 26 lettres? Reponse :263= 170576, naturellement plus de possibilite qu'avec les arrange- ments.Analyse combinatoire 93. Combinaisons et coecients binomiaux
Denition : Un
combinaison de kelements pris dans un ensemble anelements distincts est un sous-ensemble akelements de cet ensemble. Les elements sont pris san sr epetition et ne sont pas o rdonnes Notation : le nombre de combinaisons dekparminest noteCn;koun k qui est appele coecient binomial. Exemple : les combinaisons de 2 elements pris dansf1;2;3;4gsont f1;2g;f1;3g;f1;4g;f2;3g;f2;4g;f3;4g:Il y en a 6.
Peut-on trouver une formule pour compter le nombre de combinaisons?Analyse combinatoire 10 Dans un sous-ensemble, les elements ne sont pas ordonnes, au contraire d'un arrangement. Par consequence, a chaque sous-ensemble correspondk!arrangements, donc : C n;k=An;kk! n!k!(nk)!: Exemple : on a 15 medicaments et on veut tester leur compatibilite en groupe de 4. Combien y a-t-il de groupes possibles?Reponse :C15;4=15!4!11!
= 10365possibilites.Analyse combinatoire 11Proprietes :
{Cn;k=Cn;nkF ormulede r ecurrenceCn;k=Cn1;k1+Cn1;k.
Demonstration : Soit
=fw1;:::;wng. Le nombreCn;kest le nombre de sous-ensembles de de cardinalitek. Soit kcet ensemble de sous- ensembles; il se decompose en l'union de deux ensembles disjoints : k= k;w1=a[ k;w16=a Orj kj=j k;w1=aj+j k;w16=aj j k;w1=aT k;w16=aj. Doncj kj=Cn1;k1+Cn1;k0. Le tr ianglede P ascalest une cons equencede la f ormulede r ecurrence: Analyse combinatoire 12 0 0 1 0 1 1 2 0 2 1 2 2 3 0 3 1 3 2 3 3 etc... 1 1 1 1 2 11 3 3 1
1 4 6 4 1.........Analyse combinatoire
13 Combien y a-t-il de sous-ensembles d'un ensemble de ca rdinaliten? fe1,e2,:::,engoui non oui non :::oui non soit un total de2nsous-ensembles.Le b in^omede Newton : (x1+x2)n=Pn
k=0n k x k1xnk2.Analyse combinatoire 144. Coecients multinomiaux
Le but est de decouper un ensemble denelements enrsous-ensembles de taillesn1;n2;:::;nr, tels quen1+n2+:::+nr=n, et de determiner le nombre de decoupages possibles. Exemple : L'ensemblef1;2;3;4gen 3 sous-ensembles de tailles 2, 1 et 1.Il y en a 12.
Peut-on trouver une formule pour compter le nombre de decoupage?Analyse combinatoire 15On applique le principe de multiplication :
il y a Cn;n1choix pour le premier sous-ensemble il y a Cnn1;n2choix pour le deuxieme sous-ensemble il y a Cnn1:::nr1;nrchoix pour lerieme sous-ensembleSoit au total :
C n;n1Cnn1;n2Cnn1:::nr1;nr n!n1!(nn1)!(nn1)!n
2!(nn1n2)!(n(n1 nr1))!n
r!(n(n1 nr))! n!n1!n2!nr!=:n
n1;n2;;nr
:Analyse combinatoire 16Proprietes :
Quand r= 2, on retrouve le coecient binomial puisque n k;nk =n k =n nkTh eorememultinomial
(x1++xr)n=X n1;:::;nr:Pri=1ni=n
n n1;n2;;nr
x n11xn22xnrr:Analyse combinatoire 17 Exemple : Quatre joueurs Georges, Jacques, Tony et Angela recoivent 13quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35[PDF] calcul de puissance exercice
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