Najah.
Mon plan de révision⚡ Défi flash

Mathématiques · 2 Bac Sciences Physiques

Dénombrement

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Le dénombrement permet de compter le nombre d'éléments d'un ensemble fini.

  1. 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 $n_1 \times n_2 \times \dots \times n_k$.
  2. $n$-uplets (Arrangements avec répétition) : Nombre de façons de choisir $p$ éléments parmi $n$ avec ordre et répétition autorisée : $n^p$.
  3. Arrangements (sans répétition) : Nombre de façons de choisir $p$ éléments parmi $n$ avec ordre, sans répétition : $A_n^p = \frac{n!}{(n-p)!}$.
  4. Permutations : Nombre de façons d'ordonner $n$ éléments : $n!$.
  5. 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

  1. Tirage simultané : Dans une urne de 10 boules, tirer 3 boules simultanément. Nombre de cas : $C_{10}^3 = \frac{10 \times 9 \times 8}{3 \times 2 \times 1} = 120$.
  2. 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.

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Dénombrement

1/4

Combien de façons de choisir 2 élèves parmi 10 pour un groupe ?

❓ Questions fréquentes

Est-ce que l'ordre compte toujours dans les exercices de dénombrement ?

Non, l'ordre ne compte pas toujours.

  1. Si tu tires des objets simultanément ou si tu formes un groupe (ex: un comité), l'ordre n'a pas d'importance : on utilise les combinaisons $C_n^p$.
  2. Si tu tires des objets successivement ou si tu formes un nombre (ex: code secret), l'ordre est crucial : on utilise les arrangements $A_n^p$ ou le principe multiplicatif.

💡 À retenir : Pose-toi toujours la question : "Si j'inverse deux éléments, est-ce que le résultat change ?" Si oui, l'ordre compte.

Kifach n3ref wach nst3mel Cn^p wla An^p ?

C'est la question la plus importante :

  1. $C_n^p$ (Combinaison) : Quand tu tires sans remise et que l'ordre ne compte pas (ex: tirage simultané).
  2. $A_n^p$ (Arrangement) : Quand tu tires sans remise et que l'ordre compte (ex: tirage successif sans remise).

💡 À retenir : $C_n^p$ est pour les "groupes", $A_n^p$ est pour les "listes ordonnées".

C'est quoi la différence entre "tirage avec remise" et "sans remise" ?
  1. Avec remise : Après avoir tiré une boule, tu la remets dans l'urne. Le nombre de boules reste constant à chaque tirage. On utilise $n^p$.
  2. Sans remise : Après avoir tiré une boule, tu ne la remets pas. Le nombre de boules diminue de 1 à chaque tirage. On utilise $A_n^p$ ou $C_n^p$.

💡 À retenir : "Avec remise" = puissance, "Sans remise" = factorielle/combinaison.

Wach n! kat3ni dima n times (n-1) times dots times 1 ?

Oui, exactement. C'est la factorielle d'un entier naturel $n$.

  1. $n! = n \times (n-1) \times (n-2) \times \dots \times 1$.
  2. Par convention, $0! = 1$.
  3. C'est très utile pour calculer les permutations de $n$ objets.

💡 À retenir : La factorielle sert à compter toutes les façons de ranger $n$ objets dans un ordre précis.

Comment calculer Cn^p rapidement sans calculatrice ?

Utilise la formule simplifiée : $C_n^p = \frac{n \times (n-1) \times \dots \times (n-p+1)}{p!}$.

  1. Exemple : $C_7^3 = \frac{7 \times 6 \times 5}{3 \times 2 \times 1} = 35$.
  2. Simplifie toujours les fractions avant de multiplier.

💡 À retenir : Ne développe pas tout le factoriel, simplifie les termes au maximum.

Chno hiya "l'univers" f had l-chapiitre ?

L'univers (noté $\Omega$) est l'ensemble de tous les résultats possibles d'une expérience aléatoire.

  1. Pour calculer le nombre de cas possibles, tu dois bien identifier le type de tirage.
  2. C'est la base pour calculer les probabilités plus tard.

💡 À retenir : Le cardinal de l'univers, noté $Card(\Omega)$, est le dénominateur de tes probabilités.

Si on me demande de tirer des boules de couleurs différentes, comment je fais ?

Tu utilises le principe multiplicatif pour chaque couleur.

  1. Si tu veux 2 boules rouges parmi 5 et 1 boule noire parmi 3 :
  2. Tu calcules $C_5^2 \times C_3^1$.
  3. Tu multiplies les résultats entre eux.

💡 À retenir : "Et" signifie multiplication, "Ou" signifie addition.

Est-ce que Cn^p peut être égal à Cn^{n-p} ?

Oui, c'est une propriété fondamentale appelée la symétrie des combinaisons.

  1. Choisir $p$ objets à garder revient au même que choisir $(n-p)$ objets à laisser de côté.
  2. Exemple : $C_{10}^8 = C_{10}^2$. C'est beaucoup plus facile à calculer !

💡 À retenir : Utilise cette propriété pour simplifier tes calculs quand $p > n/2$.

Est-ce que je peux utiliser An^p pour des tirages simultanés ?

Non, c'est une erreur grave.

  1. Le tirage simultané signifie que l'ordre n'a pas d'importance.
  2. $A_n^p$ compte l'ordre. Si tu l'utilises, tu vas obtenir un résultat trop grand.

💡 À retenir : Simultané = Combinaison ($C_n^p$).

Wach n khassha tkon dima kber men p ?

Oui, dans les formules $C_n^p$ et $A_n^p$, on doit avoir $n \geq p$.

  1. Tu ne peux pas choisir 5 boules dans une urne qui n'en contient que 3.
  2. Si $p > n$, alors $C_n^p = 0$.

💡 À retenir : Le nombre d'objets choisis ne peut jamais dépasser le nombre total d'objets disponibles.

Pourquoi on utilise n^p pour les tirages avec remise ?

Parce qu'à chaque tirage, tu as $n$ choix possibles.

  1. Pour le 1er tirage : $n$ choix.
  2. Pour le 2ème tirage : $n$ choix (car la boule est remise).
  3. Pour le $p$-ième tirage : $n$ choix.
  4. Donc $n \times n \times \dots \times n$ ($p$ fois) = $n^p$.

💡 À retenir : Avec remise, le nombre de choix reste identique à chaque étape.

Comment savoir si je dois additionner ou multiplier les résultats ?
  1. Multiplie quand les étapes sont successives (choisir A ET choisir B).
  2. Additionne quand les cas sont disjoints (choisir le cas A OU choisir le cas B).

💡 À retenir : "Et" = $\times$, "Ou" = $+$.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

On dispose de 6 chiffres : {1, 2, 3, 4, 5, 6}. On veut former un code secret de 4 chiffres.

  1. Combien de codes peut-on former si les répétitions sont autorisées ?
  2. Combien de codes peut-on former si les répétitions sont interdites ?
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Exercice 2

Une urne contient 8 boules : 5 rouges et 3 vertes. On tire simultanément 3 boules de l'urne.

  1. Quel est le nombre de tirages possibles ?
  2. Quel est le nombre de tirages contenant exactement 2 boules rouges ?
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Exercice 3

Un club compte 12 membres : 7 hommes et 5 femmes. On veut former un bureau de 4 personnes.

  1. Combien de bureaux peut-on former au total ?
  2. Combien de bureaux peut-on former contenant au moins une femme ?
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