📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Le dénombrement permet de compter le nombre d'éléments d'un ensemble fini.
- Principe multiplicatif : Si une expérience se déroule en $k$ étapes, avec $n_1$ choix pour la 1ère, $n_2$ pour la 2ème, ..., $n_k$ pour la $k$-ième, le nombre total de possibilités est $n_1 \times n_2 \times \dots \times n_k$.
- $n$-uplets (Arrangements avec répétition) : Nombre de façons de choisir $p$ éléments parmi $n$ avec ordre et répétition autorisée : $n^p$.
- Arrangements (sans répétition) : Nombre de façons de choisir $p$ éléments parmi $n$ avec ordre, sans répétition : $A_n^p = \frac{n!}{(n-p)!}$.
- Permutations : Nombre de façons d'ordonner $n$ éléments : $n!$.
- Combinaisons : Nombre de façons de choisir $p$ éléments parmi $n$ sans ordre et sans répétition : $C_n^p = \binom{n}{p} = \frac{n!}{p!(n-p)!}$.
- Propriétés : $\binom{n}{0}=1$, $\binom{n}{n}=1$, $\binom{n}{1}=n$, $\binom{n}{p} = \binom{n}{n-p}$.
Méthodes à maîtriser
- Identifier le type de tirage :
- Tirage simultané (ou sans remise) : On utilise les combinaisons $C_n^p$.
- Tirage successif avec remise : On utilise $n^p$.
- Tirage successif sans remise : On utilise les arrangements $A_n^p$.
- La règle de l'ordre : Si l'ordre des éléments choisis importe, on utilise les arrangements ou le principe multiplicatif. Sinon, on utilise les combinaisons.
Exemples corrigés
- Tirage simultané : Dans une urne de 10 boules, tirer 3 boules simultanément. Nombre de cas : $C_{10}^3 = \frac{10 \times 9 \times 8}{3 \times 2 \times 1} = 120$.
- Tirage successif avec remise : Tirer 3 boules successivement avec remise. Nombre de cas : $10^3 = 1000$.
Erreurs fréquentes
- Confondre "simultané" (combinaison) et "successif avec remise" (puissance).
- Oublier que $C_n^p$ est utilisé quand l'ordre ne compte pas.
- Calculer $A_n^p$ au lieu de $C_n^p$ dans des exercices de tirage simultané.