Dénombrement : exercice corrigé – MPSI

William Mievre - Mis à jour le 30/03/2022
dénombrement

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Exercice d’application sur le dénombrement

⏰ Durée : 15 min

💪 Difficulté : 1/3

Soit E un ensemble à n éléments. Dénombrer le nombre de couples (A,B)\in\mathcal{P}(E)^2 tels que A\cap B=\O.

Corrigé de l’exercice d’application

Soit G={(A,B)\in\mathcal{P}(E)^2, A\cap B=\O}. Pour k\in\mathsbb[\![0;n]\!]}, on pose G_k = {(A,B)\in\mathcal{P}(E)^2, A\cap B=\O et card(A)=k}.
  • Soit (k,k')\in\mathsbb[\![0;n]\!]^2} avec k\ne k'. On suppose qu’il existe (A,B)\in\mathsbb{G_k}\cap G_{k'}. On aurait card(A) = k = k', ce qui est impossible. Ainsi, si k\ne k', {G_k}\cap G_{k'} = \O.
  • Montrons que \bigcup_{k=0}^n G_k = G. L’inclusion \bigcup_{k=0}^n G_k \subset G est évidente.
  • Soit (A,B)\in\mathsbb{G_k}, on commence par choisir une partie A de E à k éléments, ce que l’on peut faire de \binom{n}{k} façons, puis on choisit B\in\mathcal{P}(E\backslash A), ce que l’on peut faire de 2^{n-k} façons car card(E\backslash A)=n-k. Par la formule du binôme, on a :

        \[    $card(G) = \sum_{k=0}^n \binom{n}{k} 2^{n-k} = \sum_{k=0}^n \binom{n}{k} 2^{n-k}\times 1^k = (1+2)^n = 3^n$. \]

    livre maths mpsi vuibert

    Cet article est extrait de l’ouvrage Maths MPSI-MP2I. Tout-en-un : cours, méthodes, entraînement et corrigés (éditions Vuibert, juin 2021) écrit par E. Thomas, S. Bellec, G. Boutard. ISBN n°9782311408720

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    William Mievre
    Co-fondateur des Sherpas
    Passé par une Prépa HEC puis l'ESCP, j'ai donné des centaines d'heures de cours particuliers avant de créer Les Sherpas avec Étienne. Passionné d'éducation, je te partage désormais mes meilleurs conseils afin de t'aider à réussir et t'épanouir dans tes études. Cheers ✌️💖 !

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