NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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COMPTER – Combinatoire

 

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COMPTER

 

 

INDEX

 

Combinatoire

Nombres en général

Nombres en arrangements

Divisible par 2

Pairs non placés

Nombre à k chiffres différents

Divisible par 5

Terminale

 

Sommaire de cette page

>>> Approche avec cas simples – 4 nombres

>>> Consolidation avec cas à 6 nombres

>>> Cas général

>>> Programmation

 

 

 

 

 

Nombres pairs non bien placés

 

Compter de combien de façons on peut arranger la suite  [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] de façon que les nombres pairs ne soient pas à leur place d'origine.

La réponse est 2 170 680. Mais comment s'y prendre?

Anglais: How many ways can the digits 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9 be arranged so that no even digit is in its original position?

There are 10! ways to arrange those digits. There are 9! arrangements in which 0 retains its position.

Voir Pannumérique

 

 

Approche avec cas simples – 4 nombres

Avec la suite [0, 1]

Une seule configuration convient: [1, 0].

Avec la suite [0, 1, 2, 3]

On va montrer qu'il y a Q = 14 configurations valides et on va les dénombrer.

Ex: [1, 0, 3, 2]

 

Ce tableau montre toutes les possibilités (colonne de gauche). Il y en a 4! = 24.

 

On compte d'abord les cas où les nombres pairs sont bien placés:

 

*       Le 0 est bien placé dans 3! = 6 cas (2e colonne, en marron);

*       Le 1 est bien placé dans 3! = 6 cas (3e colonne, en marron); et

*       nous devons compter les retraits en doublons (4e colonne en bleu): 2 cas.

 

Nous voyons s'amorcer une formule (ligne du bas) :

*       3! = 6 cas avec le 0 placé.
En effet, il y a 3! possibilités pour arranger les trois autres nombres;

*       3! = 6 cas avec le 2 placé.
=> 2 x 3! pour bon placement de ces deux nombres; auxquels, il faut retirer les doublons.

*       2 cas avec le 0 et le 2 placés
Parmi les 6 cas du 0 placé, il reste trois nombres (1, 2 et 3) à placer; Le 2 sera deux fois en tête, deux fois au milieu et 2 fois en queue. Soit deux cas avec le 2 bien placé.

 

 

 

Consolidation avec cas à 6 nombres

Pas question de lister tous les cas.

 

Liste [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]

 

Il y a 6! = 720 (factorielle 6) permutations de ces six nombres.

dont 426 cas sans nombres pairs bien placés.

 

Le principe est le même que ci-dessus avec une petite complication concernant les cas d'exclusion et inclusion.

L'illustration permet de suivre le raisonnement.

 

*       Bulle de gauche: pour un nombre bien placé (0, 2, 4), il y a trois fois 5! possibilités;

*       Oui, mais, il y a des doublons (bulle du milieu). Ils sont présents trois fois en quantité égale à 4!;

*       Et les "triplons"? (Bulle de droite): En éliminant les doublons, on élimine trop de monde; il faut restituer les triplons. Il y en a une fois 3!

 

Recensement des cas où les nombres pairs sont bien placés

Exemple de lecture: à droite avec le 0, le 2 et le 4 bien placé: une seule possibilité de placement, mais, avec les trois nombres restants (1, 3 et 5), il y a factorielle 3 possibilités. Soit le produit: 1 x 3!

 

Quantité de cas avec les nombres pairs non à leur place

 

Voir Factorielles – Arrangement, Permutations et Combinaisons

 

 

Cas général

 

Tableau donnant la quantité de nombres pairs bien placés selon la quantité de nombres dans la liste

 

Formule générale pout  toute quantité de nombres dans la liste (paire ou impaire)

Avec k la quantité de nombres et h = plafond (k/2) la quantité de nombre pairs

Voir Coefficient du binôme

 

 

Programmation Maple

 

 

Programmation Maple pour une valeur de k donnée

 

Programmation alternative: sans boucle; avec l'instruction somme  cumulée (sum)

Voir ProgrammationIndex

 

 

Liste des valeurs pour k de 3 à 20

Voir Factorielle

 

 

 

 

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