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combinaisons - MathsGalaxie

combinaisons

Définition : Une combinaison de $p$ éléments pris parmi $n$ éléments d'un ensemble $E$ à $n$ éléments est un sous ensembles de $p$ éléments pris parmi les $n$ éléments de $E$.
Soit $E$ un ensemble à $n$ éléments >
$E = \{ x_1 ; x_2; x_3 ; x_4 ;\cdots; x_n \}$

Exemples de combinaisons de $p$ éléments :
$\{x_1 ; x_2; x_3 ; x_4;\cdots; x_p\}$
$\{x_2 ; x_3; x_4 ; x_5;\cdots ; x_{p+1}\}$

Remarque : $\{ x_1 ; x_2; x_3 ; x_4 ;\cdots; x_p \}$ et $\{ x_2 ; x_1; x_3 ; x_4 ;\cdots; x_n \}$ représente la même combinaison, ce qui fait la différence avec un arrangement.

Nombre de combinaison :
Le nombre de combinaisons de $p$ élément pris dans un ensemble à $n$ éléments est égal au coefficient binomial :
$\mathrm{C}_n^p=\dfrac{n!}{p!(n-p)!}=\dfrac{\mathrm{A}_n^p}{p!} $

( on divise le nombre d'arrangements des p-éléments pris parmi $n$ par le nombre de permutations de ces $p$ éléments)
Notation :

$\displaystyle\binom{n}{p}=\mathrm{C}_n^p$

est le coefficient binomial de paramètre $n$ et $k$.
Propriétés des coefficients binomiaux :
$\mathrm{C}_n^p=\mathrm{C}_{n-1}^p+\mathrm{C}_{n-1}^{p-1}$

$\displaystyle\binom{n}{p}=\displaystyle\binom{n-1}{p}+\displaystyle\binom{n-1}{p-1}$

Preuve :
$\displaystyle\binom{n-1}{p}+\displaystyle\binom{n-1}{p-1}=$

$\dfrac{(n-1)!}{p!(n-1-p)!}+\dfrac{(n-1)!}{(p-1)!(n-p)!}=$

$\dfrac{(n-1)!}{(p-1)!(n-1-p)!}\left[\dfrac{1}{p}+\dfrac{1}{(n-p)}\right]=$

$\dfrac{(n-1)!}{p!(n-1-p)!}\left[\dfrac{n-p}{p(n-p)}+\dfrac{p}{p(n-p)}\right]=$

$\dfrac{(n-1)!}{p!(n-1-p)!}\times \dfrac{n}{p(n-p)}=\dfrac{n!}{p!(n-p)!}=\displaystyle\binom{n}{p}$

pour $n =$ et $p =$ , $C_{n}^{p} =$
mode de calcul itératif , récursif

Dans l'exemple ci-dessous on a dénombré à l'aide d'un arbre le nombre de combinaisons de 3 éléments pris dans l'ensemble
$E =\{\color{#0000FF}{a}, \color{#FF0000}{b}, \color{#008080}{c}, \color{#FF00FF}{d} \}$.
Le nombre de combinaisons est :
$C_{4}^{3}=\dfrac{4!}{3!(4-3)!}=\dfrac{4!}{3!}=4$


L'ensemble de ces combinaisons est $\{ \{a,b,c\} ;\{a,c,d\} ............\}$
Attention ! $\{a,b,c\}=\{a,c,b\}$



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