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Terminale Spé Maths / Chapitre 9 : Dénombrement

Guide de rédaction : dénombrement

Ce guide complète le Guide de rédaction général.

Il rassemble, pour le chapitre Dénombrement, les quatorze situations qui reviennent au bac et, pour chacune, la rédaction modèle.

Dans ce chapitre, un résultat numérique seul ne vaut presque rien.

Le correcteur note surtout le raisonnement expliqué en français : le modèle, les choix successifs, les cas.

🎯 Le principe du chapitre

Avec le dénombrement, un correcteur regarde surtout cinq choses :

  • le modèle nommé (avec ou sans ordre, avec ou sans répétition) ;
  • la justification de chaque facteur d'un produit ;
  • les cas disjoints bien séparés ;
  • l'usage du complémentaire pour « au moins un » ;
  • en probabilités, la description de Ω\Omega et de l'équiprobabilité.

1. Les quatorze situations et leur rédaction modèle

Situation 1 : le principe multiplicatif.

« On choisit successivement :

  • l'entrée (33 possibilités) ;
  • le plat (44) ;
  • le dessert (22).

Chaque choix ne dépend pas des précédents. D'après le principe multiplicatif, il y a 3×4×2=243\times4\times2=24 menus. »

💡 Nomme le principe et écris « successivement ».

Situation 2 : le principe additif (cas disjoints).

« On sépare deux cas disjoints :

  • exactement 33 filles ;
  • exactement 44 filles.

Le nombre de comités est la somme : (183)×(121)+(184)=9 792+3 060=12 852\dbinom{18}3\times\dbinom{12}1+\dbinom{18}4=9\,792+3\,060=12\,852. »

⚠️ Vérifie que les cas sont disjoints et qu'ils couvrent tout.

Situation 3 : les kk-uplets (avec répétition).

« Un code est une suite ordonnée de 44 chiffres pouvant se répéter. C'est un 44-uplet d'éléments d'un ensemble à 1010 éléments. Il y a 104=10 00010^4=10\,000 codes. »

Situation 4 : les kk-uplets d'éléments distincts.

« Un podium est une suite ordonnée de 33 coureurs distincts parmi 88. Il y a 88 choix pour le premier, 77 pour le deuxième, 66 pour le troisième. 8×7×6=3368\times7\times6=336 podiums. »

Situation 5 : les permutations.

« Une file est un ordre sur 66 personnes distinctes : il y en a 6!=7206!=720.

Pour AA et BB côte à côte, on forme un bloc.

On permute 55 objets : 5!5! façons.

Dans le bloc, il y a 22 ordres. 5!×2=2405!\times2=240. »

Situation 6 : les combinaisons.

« On tire simultanément 44 boules parmi 1212 :

  • l'ordre ne compte pas ;
  • il n'y a pas de répétition.

Un tirage est une partie à 44 éléments d'un ensemble à 1212 éléments. Il y en a (124)=495\dbinom{12}4=495. »

💡 Écris « sans ordre, sans répétition » pour justifier la combinaison.

Situation 7 : une composition imposée.

« Pour avoir exactement 22 boules rouges :

  • on choisit 22 boules rouges parmi 44 : (42)=6\dbinom42=6 façons ;
  • puis 22 boules parmi les 88 non rouges : (82)=28\dbinom82=28 façons.

D'après le principe multiplicatif, il y a 6×28=1686\times28=168 tirages. »

Situation 8 : « au moins un » (complémentaire).

« L'événement contraire de « au moins une jaune » est « aucune jaune ».

Ce sont 44 boules parmi les 77 non jaunes : (74)=35\dbinom74=35 tirages.

Donc il y a 495−35=460495-35=460 tirages avec au moins une jaune. »

⚠️ Écris bien l'événement contraire avec ses mots.

Situation 9 : former un nombre avec des contraintes.

« Le premier chiffre est non nul : 99 choix.

Le deuxième diffère du premier (00 est possible) : 99 choix.

Le troisième diffère des deux premiers : 88 choix.

Il y a 9×9×8=6489\times9\times8=648 nombres. »

💡 Commence par la contrainte la plus forte (premier chiffre, dernier chiffre pair…).

Situation 10 : les chemins sur un quadrillage.

« Un chemin de (0,0)(0{,}0) à (5,3)(5{,}3) est une suite de 88 pas, dont 55 vers la droite et 33 vers le haut. Il est déterminé par le choix des 33 positions des pas « haut » parmi les 88. (83)=56\dbinom83=56. »

Situation 11 : les anagrammes.

« ANANAS a 66 lettres : 33 A, 22 N, 11 S.

On choisit les 33 places des A parmi 66 : (63)=20\dbinom63=20.

Puis les 22 places des N parmi les 33 restantes : (32)=3\dbinom32=3.

Le S occupe la dernière place.

Il y a 20×3=6020\times3=60 anagrammes. »

Situation 12 : une probabilité par dénombrement.

« Ω\Omega est l'ensemble des parties à 55 éléments d'un ensemble de 3232 cartes. ∣Ω∣=(325)=201 376|\Omega|=\dbinom{32}5=201\,376.

Le tirage est fait au hasard : les issues sont équiprobables.

Soit AA : « exactement 22 cœurs ». ∣A∣=(82)×(243)=56 672|A|=\dbinom82\times\dbinom{24}3=56\,672. P(A)=56 672201 376=253899≈0,281P(A)=\dfrac{56\,672}{201\,376}=\dfrac{253}{899}\approx0{,}281. »

Situation 13 : une identité par double comptage.

« Comptons de deux façons l'ensemble des comités munis d'un président parmi nn personnes.

Première façon : on choisit le comité de kk membres, puis son président : ∑k(nk)\displaystyle\sum k\binom nk.

Seconde façon : on choisit d'abord le président (nn façons). Puis on décide pour chacun des n−1n-1 autres s'il est dans le comité (2n−12^{n-1} façons).

Donc ∑k(nk)=n×2n−1\displaystyle\sum k\binom nk=n\times2^{n-1}. »

💡 Commence par définir l'ensemble que tu comptes.

Situation 14 : vérifier avec Python.

« Le script parcourt les 10310^3 triplets avec itertools.product. Il compte ceux qui ont trois chiffres distincts. Il affiche 720720, ce qui coïncide avec 10×9×810\times9\times8. »

⚠️ Un test vérifie un résultat, il ne le démontre pas.

2. Avant / après sur le dénombrement

a) Un dénombrement de tirage.

❌ « (124)=495\dbinom{12}4=495. »

✅ « On tire 44 boules simultanément parmi 1212 : sans ordre, sans répétition. Il y a (124)=495\dbinom{12}4=495 tirages. »

La première ne dit pas pourquoi une combinaison.

b) « Au moins un ».

❌ « 495−35=460495-35=460. »

✅ « Le contraire de « au moins une jaune » est « aucune jaune » : (74)=35\dbinom74=35 tirages. Donc 495−35=460495-35=460 tirages ont au moins une jaune. »

c) Une probabilité.

❌ « P=168495P=\dfrac{168}{495}. »

✅ « Les boules étant indiscernables au toucher, les 495495 tirages sont équiprobables. ∣A∣=(42)×(82)=168|A|=\dbinom42\times\dbinom82=168. P(A)=168495=56165≈0,339P(A)=\dfrac{168}{495}=\dfrac{56}{165}\approx0{,}339. »

d) Une composition.

❌ « (83)+(242)\dbinom83+\dbinom{24}2. »

✅ « On choisit 33 cœurs ((83)\dbinom83 façons) puis 22 autres cartes ((242)\dbinom{24}2 façons). On multiplie : (83)×(242)\dbinom83\times\dbinom{24}2. »

La première a additionné deux choix successifs : « et » se traduit par ×\times.

3. Les erreurs de rédaction propres à ce chapitre

  • Donner un résultat sans modèle (avec ou sans ordre, avec ou sans répétition).
  • Additionner au lieu de multiplier deux choix successifs, ou l'inverse.
  • Séparer des cas qui ne sont pas disjoints.
  • Oublier une contrainte (premier chiffre non nul, lettres distinctes).
  • Ne pas écrire l'événement contraire avec ses mots.
  • Dénombrer Ω\Omega et AA avec des modèles différents.
  • Ne pas justifier l'équiprobabilité.
  • Une preuve par dénombrement sans définir l'ensemble compté.

4. La check-list du chapitre Dénombrement

  • J'ai écrit le modèle : ordre ? répétition ? simultané ou successif ?
  • Chaque facteur de mon produit est justifié par un choix.
  • Mes cas sont disjoints et je n'en ai oublié aucun.
  • Pour « au moins un », j'ai écrit l'événement contraire.
  • J'ai pensé à toutes les contraintes de l'énoncé.
  • Pour une probabilité, j'ai décrit Ω\Omega, justifié l'équiprobabilité, et gardé le même modèle partout.
  • Ma fraction est simplifiée et j'ai donné une valeur approchée.
  • J'ai vérifié avec un petit cas ou Python, si le temps le permet.

😄 Un dénombrement sans explication, c'est un chèque sans signature : la somme est peut-être bonne, mais la banque ne l'accepte pas.

Un doute sur ce chapitre ? On en parle ensemble, sans engagement.

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