Terminale Spé Maths / Chapitre 9 : Dénombrement
Fiche 2 : les combinaisons
Dix exercices pour maîtriser les combinaisons :
- calculs de coefficients ;
- tirages simultanés ;
- mains de cartes ;
- comités avec contraintes ;
- chemins sur un quadrillage ;
- anagrammes ;
- suites de lancers ;
- parties d'un ensemble ;
- équations et vrai/faux.
Toutes les corrections sont rédigées comme on l'attend au bac :
- le modèle est justifié (« tirage simultané, sans ordre, sans remise ») ;
- les cas sont séparés proprement ;
- chaque facteur est expliqué ;
- le complémentaire est utilisé pour « au moins un » ;
- le résultat est conclu par une phrase.
💡 Le modèle de rédaction avec des combinaisons
« Une main est un tirage simultané de cartes parmi .
L'ordre ne compte pas et il n'y a pas de répétition.
Il y a donc mains.
Pour avoir exactement cœurs : on choisit cœurs parmi , puis cartes parmi les non-cœurs. mains. »
- Précise « sans ordre, sans remise » pour justifier la combinaison.
- Pour une composition (« cœurs et autres »), choisis séparément chaque groupe puis multiplie.
- Pour « au moins un », passe au complémentaire.
⚠️ Les pièges classiques
- Prendre un nombre de -uplets d'éléments distincts quand l'ordre ne compte pas (résultat trop grand d'un facteur ).
- Séparer « au moins deux » en cas qui se chevauchent.
- Oublier de multiplier les choix de groupes différents.
- Confondre avec .
😄 Une combinaison, c'est un comité : personne ne se soucie de savoir qui est arrivé en premier à la réunion.
Exercice 1 (★) : calculs de coefficients
Calculer :
✏️ Correction de l'exercice 1
Méthode
On utilise et la symétrie .
Calculs
✅
✅
✅
✅
✅
✅
Exercice 2 (★) : tirages simultanés
Question 1. Une urne contient boules numérotées. On en tire simultanément. Combien de tirages ?
Question 2. Combien de comités de personnes parmi ?
Question 3. Au loto, on choisit numéros parmi et numéro chance parmi . Combien de grilles ?
✏️ Correction de l'exercice 2
Question 1
Un tirage simultané de boules parmi est une partie à éléments (sans ordre, sans répétition). .
✅ Il y a tirages.
Question 2
Un comité est une partie de personnes parmi . .
✅ Il y a comités.
Question 3
On choisit les numéros : façons (sans ordre). Puis le numéro chance : choix. .
✅ Il y a grilles.
Exercice 3 (★★) : les mains de cartes
On tire simultanément cartes dans un jeu de cartes. Le jeu contient valeurs et couleurs, dont cœurs et rois.
Combien de mains :
1. au total ?
2. avec exactement cœurs ?
3. avec au moins un as ?
4. avec exactement rois ?
5. formées de cartes de même valeur (un carré) ?
✏️ Correction de l'exercice 3
Question 1
Une main est une partie de cartes parmi . .
✅ Il y a mains.
Question 2
On choisit cœurs parmi : façons. Puis cartes parmi les cartes non-cœurs : . .
✅ Il y a mains.
Question 3
On passe au complémentaire.
Les mains sans as sont des parties de cartes parmi les cartes qui ne sont pas des as : .
Les mains avec au moins un as sont donc au nombre de .
✅ Il y a mains.
Question 4
On choisit rois parmi : . Puis cartes parmi les cartes non-rois : . .
✅ Il y a mains.
Question 5
On choisit la valeur du carré : façons. Les cartes de cette valeur sont alors fixées : façon. Puis la cinquième carte parmi les restantes. .
✅ Il y a mains.
Exercice 4 (★★) : les comités avec contraintes
Une classe compte filles et garçons. On forme un comité de élèves.
Combien de comités :
1. au total ?
2. avec exactement filles ?
3. avec au moins un garçon ?
4. avec au moins filles ?
✏️ Correction de l'exercice 4
Question 1
✅ Il y a comités.
Question 2
Deux filles parmi : . Deux garçons parmi : . .
✅ Il y a comités.
Question 3
On passe au complémentaire. Les comités sans garçon ( filles) sont au nombre de . .
✅ Il y a comités.
Question 4
« Au moins filles » se partage en deux cas disjoints.
Exactement filles (et garçon) : .
Exactement filles : .
✅ Il y a comités.
Exercice 5 (★★) : les chemins sur un quadrillage
On se déplace dans un quadrillage de à . Les pas sont d'une unité, vers la droite ou vers le haut.
Combien de chemins :
1. au total ?
2. passant par le point ?
✏️ Correction de l'exercice 5
Question 1
Un chemin est une suite de pas, dont vers la droite et vers le haut. Il est déterminé par le choix des positions des pas « haut » parmi les . .
✅ Il y a chemins.
Question 2
Un chemin passant par se décompose en deux parties.
De à : pas dont vers le haut. façons.
De à : pas dont vers le haut. façons.
D'après le principe multiplicatif : .
✅ Il y a chemins.
Exercice 6 (★★★) : les anagrammes
Combien d'anagrammes (avec ou sans sens) ont les mots :
1. MATHS ?
2. ANANAS ?
3. MISSISSIPPI ?
✏️ Correction de l'exercice 6
Question 1
Les lettres de MATHS sont distinctes. .
✅ Il y a anagrammes.
Question 2
ANANAS a lettres : A, N, S.
On choisit les places des A parmi : .
Puis les places des N parmi les places restantes : .
Le S prend la dernière place. .
✅ Il y a anagrammes.
On retrouve .
Question 3
MISSISSIPPI a lettres : M, I, S, P.
On place les I : .
Puis les S parmi les places restantes : .
Puis les P parmi les restantes : .
Le M prend la dernière place. .
✅ Il y a anagrammes.
Exercice 7 (★★) : les suites de lancers
On lance une pièce fois de suite.
Combien de séries de résultats :
1. au total ?
2. avec exactement « pile » ?
3. avec au moins un « pile » ?
4. avec au plus « pile » ?
✏️ Correction de l'exercice 7
Question 1
Une série est un -uplet de . .
✅ Il y a séries.
Question 2
Une série avec exactement « pile » est déterminée par le choix des positions des « pile » parmi les . .
✅ Il y a séries.
Question 3
Par complémentaire : une seule série n'a aucun « pile » (que des « face »). .
✅ Il y a séries.
Question 4
« Au plus pile » se partage en trois cas disjoints : , ou « pile ». .
✅ Il y a séries.
Exercice 8 (★★) : les parties d'un ensemble
Soit un ensemble à éléments. Deux de ses éléments sont distingués : et .
Combien de parties de :
1. au total ?
2. de cardinal pair ?
3. contenant ?
4. contenant et ?
5. non vides ?
✏️ Correction de l'exercice 8
Question 1
✅ a parties.
Question 2
Les cardinaux pairs possibles sont , , . .
✅ Il y a parties de cardinal pair.
C'est la moitié des parties, comme prévu.
Question 3
Une partie contenant est déterminée par le choix, pour chacun des autres éléments, d'être dedans ou non. .
✅ Il y a parties contenant .
Question 4
Avec et dans la partie, il reste éléments libres. .
✅ Il y a parties contenant et .
Question 5
Toutes les parties sauf la partie vide. .
✅ Il y a parties non vides.
Exercice 9 (★★) : équations avec des combinaisons
Déterminer l'entier tel que :
1.
2.
3.
✏️ Correction de l'exercice 9
Question 1
équivaut à , soit , c'est-à-dire . Comme :
✅
Question 2
équivaut à , soit , c'est-à-dire .
✅
Question 3
équivaut à . La fonction est strictement croissante pour . Et .
✅
Exercice 10 (★★) : vrai ou faux
Justifier chaque réponse :
1. .
2. .
3. .
4. .
5. Pour fixé, est croissant en .
6. .
✏️ Correction de l'exercice 10
Affirmation 1
Choisir éléments à garder revient à choisir les éléments à écarter.
✅ Vrai.
Affirmation 2
Il y a -uplets d'éléments distincts. Chaque combinaison correspond à de ces -uplets.
✅ Vrai.
Affirmation 3
Pour : et .
❌ Faux.
Affirmation 4
La somme des est le nombre de parties d'un ensemble à éléments : . .
✅ Vrai.
Affirmation 5
Par exemple pour : , , , , . La suite croît puis décroît (symétrie).
❌ Faux.
Affirmation 6
C'est la relation de Pascal.
✅ Vrai.
🎯 Ce qui peut tomber au bac
- Des tirages simultanés, des mains et des comités avec composition imposée (exercices 2, 3, 4).
- Le complémentaire pour « au moins un » (exercices 3, 4, 7).
- Les chemins sur un quadrillage, avec ou sans passage obligé (exercice 5).
- Les anagrammes par choix de positions (exercice 6).
- Les parties d'un ensemble (exercice 8).
QCM : vérifie tes acquis
10 questions, une seule bonne réponse chacune. Choisis une réponse : la correction s'affiche tout de suite. Ton score est enregistré dans Mon espace.
Question 1 sur 10
Que vaut ?
.
Question 2 sur 10
Combien de comités de personnes peut-on former parmi ?
L'ordre ne compte pas : .
Question 3 sur 10
Que vaut ?
.
Question 4 sur 10
Combien de tirages simultanés de cartes parmi ?
.
Question 5 sur 10
On choisit filles parmi et garçons parmi . Combien de groupes possibles ?
(principe multiplicatif).
Question 6 sur 10
Dans l'exercice 2, au loto (5 numéros parmi 49 et 1 numéro chance parmi 10), combien de grilles différentes existe-t-il ?
.
Question 7 sur 10
Dans l'exercice 4 (classe de filles et garçons, comité de ), combien de comités contiennent au moins un garçon ?
Événement contraire : « aucun garçon », soit comités ; donc au moins un garçon : .
Question 8 sur 10
Dans l'exercice 5 (chemins sur un quadrillage de à ), combien de chemins existe-t-il au total ?
Un chemin est une suite de pas « droite » et pas « haut » : .
Question 9 sur 10
Dans l'exercice 6, combien d'anagrammes le mot ANANAS possède-t-il (3 A, 2 N, 1 S) ?
.
Question 10 sur 10
Dans l'exercice 9, quel entier vérifie ?
.
Un doute sur ce chapitre ? On en parle ensemble, sans engagement.
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