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COURS
PROBABILITÉ
DénombrementC’est le la détermination du nombre d'éléments d'un ensemble. Il s'obtient en général par un comptage ou par un calcul de son cardinal à l'aide de techniques combinatoires
Théorème 1
Soit A une partie d'un ensemble fini E.
Alors A est elle-même finie et card(A) ≤ card(E).
Si en outre card(A) = card(E)lors A=E.Corollaire
Soit f une application injective d'un ensemble E dans un ensemble F.
Si f(E) est fini, alors E est fini et card(E) ≤ card(f(E))Théorème 2
Soit E et F deux ensembles finis tels que card(E) = card(F) Si f est une application de E dans F on a :
Arbre
C’est un schéma permettant de résumer une expérience aléatoire connaissant des probabilités conditionnelles.
Produit cartésienne
Soient X et Y deux ensembles. On appelle produit cartésienne l'ensemble de tous les couples dont la première composante appartient à X et la seconde à Y.
On généralise facilement cette notion, valable pour deux ensembles, à celle de produit cartésien fini, qui est un ensemble de n-uplets dont les composantes appartiennent à n ensembles. La généralisation à un produit cartésien infini nécessite, quant à elle, la notion de fonction.
Les deux ensembles X et Y sont appelés ensemble-produit
P-listes
Une p-liste de p éléments pris dans un ensemble à n éléments est une suite constituée de p éléments distincts ou non de cet ensemble.
Arrangement
Arrangement sans répétition
On désigne donc par « arrangement » les choix successifs de k objets parmi n objets. Si les objets choisis sont les mêmes mais que l’ordre dans lequel ils sont choisis est différent, les arrangements sont considérés comme différents. Ici on considérera les arrangements sans répétition (ou « sans remise »), ce qui signifie que les k objets choisis sont différents.
Démarche intuitive
Soit le choix de k objets successifs parmi n. Combien y-a-t-il de choix possibles ?
\( \rightarrow \)Tout d’abord choisissons le premier objet. Il y a exactement n possibilités.
\( \rightarrow \) À l'étape deux, on a (n - 1) possibilités car on ne peut plus choisir le premier objet.
\( \rightarrow \)À l'étape trois, on a (n - 2) possibilités car on ne peut plus choisir les deux premiers objets.
\( \rightarrow \) De manière générale, à l'étape p, on a (n - p + 1) choix possibles.
\( \rightarrow \) À la dernière étape correspondent donc (n - k + 1) possibilités.
Comme dans l'exemple, le nombre d'arrangements final est le produit des choix possibles pour chaque étape.
On a donc :
Nombre d’arrangements = n×(n-1)×(n-2)×…….×(n-k+3)×(n-k+2)×(n-k+1)
Arrangement avec répétition
Pour tout n, k ∈ ℕ tel que k ≤ n, on désigne par le nombre de manières de choisir k objets parmi n objets, chaque objet ne pouvant être choisi qu'une fois et l’ordre du choix étant pris en compte, et on a
Permutation
La notion de permutation exprime l'idée de réarrangement d'objets discernables. Une permutation d'objets distincts rangés dans un certain ordre correspond à un changement de l'ordre de succession de ces objets.
Définition
Soit E un ensemble fini de cardinal k (k ∈ ℕ∗), E={x1, x2, ..., xk}.
Soient n ∈ ℕ tel que k ≤ n et n1, n2, ..., nk des entiers naturels tels que n1+n2 + ... + nk=n.
Une permutation de n éléments de E avec n1, n2, ..., nk répétitions, est un n-uplet d'éléments de E dans lequel chacun des éléments x1, x2, ..., xk de E apparaît n1, n2, ..., nk fois.