La super factorielle ?

Bonjour

Soit $A=\{1,\ldots,n\}$, combien y a-t-il d’ensemble de ce type $E\subset A^2$ tel que pour tout $(x_1,x_2),(y_1,y_2) \in E$, $x_1=y_1$ équivaut $y_2=x_2$ et $card(E)=n$ ?
Réponse : $n!$

Combien y a-t-il d'ensemble de ce type : $E\subset A^3$ tel que pour tout $(x_1,x_2,x_3),(y_1,y_2,y_3) \in E$, $x_1=y_1$ ssi $y_2=x_2$ ssi $y_3=x_3$ et $card(E)=n$ ?
Réponse : une super factorielle de $n$ ?

Bonne journée.

Réponses

  • J'aurais besoin de savoir le plus entier par lequel il faut remplacer $3$ (dans $A^3$) pour être plus grand que $2^{1000}$, lorsque l'on prend $n=10$.

    Merci.
  • Le dénombrement du premier message est faux tel quel. Par exemple, $E=\emptyset$ satisfait aux contraintes et il n'est pas de la forme $E_\sigma=\bigl\{(x,\sigma(x)),\ x\in\{1,\dots,n\}\bigr\}$ pour $\sigma$ permutation donnée.
  • Ça ne serait pas $n!^2$ ta super factorielle ?
  • @Jer
    j'ai imposé que $card(E)=n$.
    @Siméon
    C'est possible, ce qui pourrait laisser penser que pour $A^k$ on ait $(n!)^{k-1}$, si c'est bien le cas, alors j'aurais ma réponse.

    Merci.
  • Attention, encore une imprécision: $A\iff B\iff C$ peut signifier, au choix:

    1) $(A\iff B)$ et $(B\iff C)$ (pour bcp de matheux)

    2) $(A\iff B)\iff C$ (qui est équivalent à $A\iff (B\iff C)$.

    Ton post ne précise pas lequel des deux tu prends et ils sont loin d'être équivalents.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • salut.

    @contrexemple, je comprends plus ta question, lorsque tu ajoutes'' et Card (E) = n (...blablabla..et card(E) = n ?)
  • S'il vous plait,est ce qu'il serait possible de calculer la combinaison d'un nombre negatif ou d'un nombre deccimal dans un nombre entier naturel.
    Par exemple:1.La combinaison de 0,25 dans 2 ?
    2.La Combinaison de -2 dans 4 ?

    C'est un camarade qui me le dit,je lui prouve le contraire,mais veut pas entendre raison....
  • En définissant
    \[\binom{a}{k}=\frac{a(a-1)(a-2)\cdots(a-k+1)}{k!},\]
    qui est une fonction polynomiale de degré $k$ en $a$, on peut l'évaluer en n'importe quel réel $a$. L'intérêt, c'est que pour $|x|<1$, on a :
    \[(1+x)^a=\sum_{k=0}^{+\infty}\binom{a}{k}x^k.\]
    (Pour $a$ entier naturel, on a $\binom{a}{k}=0$ pour $k\ge a+1$, on retombe sur la formule de Newton.)

    [Edit : Rectification d'une coquille signalée par noixdetotos plus bas.]
  • Donc en fait,la on ne parle plus de combinaison n'est ce pas?
    C'est juste une fonction polynomiale...
  • En effet, je ne connais pas d'interprétation combinatoire pour ces polynômes s'ils ne sont pas calculés en un entier positif.
  • @Jer : tu voulais sans doute dire $k \geqslant a+1$ dans la dernière phrase de ton précédent message, non ?
  • Jer anonyme a écrit:
    En effet, je ne connais pas d'interprétation combinatoire pour ces polynômes s'ils ne sont pas calculés en un entier positif.

    Mais si ! que compte $\displaystyle(-1)^k \binom{-n}{k}$ ?
  • En matière de coefficient binomial, la formule préférée des élèves est : $(_{p}^{n})=\frac{n!}{p!(n-p)!}$, qui n'est pas sans intérêt, mais qui n'est valable que pour $n$ et $p$ entiers tels que : $0\leq p\leq n$.
    La vraie bonne formule est : $(_{p}^{n})=\frac{n(n-1)...(n-p+1)}{p!}$, qui, elle, est vraie pour tout $n \in \mathbb{N}$ et tout $p \in \mathbb{N}$, car si $p>n$ elle donne 0.
    Trop de professeurs sont encore frileux à ce sujet et n'osent énoncer que $(_{p}^{n})=0$ si $p>n$ et pourtant quoi de plus naturel ? Pour $n \in \mathbb{N}$ et $p \in \mathbb{N}$ on désigne par $(_{p}^{n})$ le nombre de $p$-parties d'un $n$-ensemble, et si $p>n$, de telles $p$-parties, il n'y en a pas, et quand il n'y a pas de quelque chose, c'est qu'il y en a $0$.
    Cette remarque n'est pas une convention mais une observation de bon sens. Ainsi, le triangle de Pascal est un tableau carré dont une petite moitié des cases sont nulles.
    Avec cette remarque, l'identité de convolution de Vandermonde : $ \displaystyle (_{~~~p}^{m+n})=\underset{k=0}{\overset{p}{\sum }}(_{k}^{m})(_{p-k}^{~~n})$ est vraie quels que soient $m \in \mathbb{N}$, $n \in \mathbb{N}$ et $p \in \mathbb{N}$. Alors que si vous ne définissez $(_{p}^{n})$ que pour $0\leq p\leq n$, bonjour pour l'énonciation et la démonstration de cette identité.
    On continue tout à l'heure...
    F. Ch.
  • Siméon a écrit:
    Mais si ! que compte $\displaystyle(-1)^k \binom{-n}{k}$ ?
    Non : je ne sais pas mais (pour une fois) je peux réfléchir : à quelque chose près, pour $k,n\in\N$,
    \[(-1)^k\binom{-n}{k}=\binom{n+k-1}k,\] c'est le nombre de monômes de degré $k$ en $n$ variables.

    D'ailleurs, voici une explication simple. Partant de l'égalité (de séries formelles en $t$ à coefficients polynômes en les $x_i$)
    \[\prod_{i=1}^n\frac{1}{1-tx_i}=\prod_{i=1}^n\sum_{k_i\ge0}x_i^{k_i}t^{k_i}=\sum_{k_1\ge0,\dots,k_n\ge0}\prod_{i=1}^nx_i^{k_i}t^{k_i}=\sum_{k\ge0}\sum_{k_1+\cdots+k_n=k}\prod_{i=1}^nx_i^{k_i}t^k,\]le nombre de ces monômes est le coefficient de $t^k$ dans la somme obtenue en remplaçant tous les $x_i$ par $1$, qui est donc le coefficient de $t^k$ dans $(1-t)^{-n}$. Finalement, c'est relativement familier...
  • Je continue dans la foulée de mon précédent message.
    La formule : $(_{p}^{n})=\frac{n(n-1)...(n-p+1)}{p!}$, avec bien sûr $(_{0}^{n})=1$, reste définie lorsque $n$ n'est plus un entier naturel, mais est un réel ou même un complexe quelconque. Pour $x \in \mathbb{R}$ (ou même $x \in \mathbb{C}$), et $p \in \mathbb{N}$, on pose : $(_{p}^{x})=\frac{x(x-1)...(x-p+1)}{p!}$, avec bien sûr $(_{0}^{x})=1$. C'est un coefficient binomial généralisé, qui bien sûr ne dénombre rien, c'est juste une notation qui satisfait à certaines propriétés et qui se révèle utile.

    Il en est de même pour la généralisation de l'exposant. Si vous écrivez $2^5$, vous savez que c'est le produit de $5$ facteurs égaux à $2$. Mais si vous écrivez $2^{-4}$, $2^{\frac{5}{6}}$ ou $2^{\sqrt{3}}$, vous n'avez pas un certain nombre de facteurs égaux à $2$, ça ne vous empêche pas de désigner ces réels par : " $2$ puissance quelque chose". De même si vous désignez oralement le nombre $(_{~~4}^{-\frac{3}{5}})$ par "4 parmi $-\frac{3}{5}$" vous saurez bien qu'il ne s'agit plus d'un nombre de parties d'un ensemble fini, ce sera juste pour mettre un mot sur un nombre, à l'oral.

    Ce coefficient binomial généralisé est très intéressant, utile et important, en dépit de sa simplicité. D'abord, comme l'a noté Jer anonyme, il permet d'exprimer le développement en série entière, ou bien le développement limité de $(1+x)^{\alpha }$ par une formule qui est celle du binôme, généralisé et adapté. Ensuite, il vérifie plusieurs propriétés du coefficient binomial proprement dit. Par exemple la relation de récurrence de Pascal : $(_{p}^{x})=(_{~~p}^{x-1})+(_{p-1}^{x-1})$, pour $x \in \mathbb{R}$ ( ou $x \in \mathbb{C}$), et $p \in \mathbb{N}^*$, ou bien l'identité de convolution de Vandermonde : $\displaystyle (_{~~~p}^{x+y})=\underset{k=0}{\overset{p}{\sum }}(_{k}^{x})(_{p-k}^{~~y})$ pour $x \in \mathbb{R}$ , $y \in \mathbb{R}$ , $p \in \mathbb{N}$ ( ou bien sûr $x \in \mathbb{C}$, etc.).

    Il serait opportun que les professeurs se décident à utiliser cette notation. Ceux qui s'y refusent donnent généralement comme argument que les élèves ne comprendraient pas, mais je me suis souvent demandé si ce n'est pas plutôt eux qui ont peur d'une notation nouvelle pour eux...

    Bonne soirée.
    F. Ch.
  • Soit $A$ un anneau commutatif dont $\Q$ est un sous anneau, $B$ un sous-anneau de $A$.
    1) pour tout $P \in A[X]$ de degré $d$ il existe $a_0,...a_d \in A$ uniques tels que $P(X) = \sum_{k=0}^d a_k \binom {X}{k}$.
    2) Si $\Delta(Q)=Q(X+1)-Q(X)$ alors $\Delta$ a une expression commode dans la base $\left ( \binom{X}{p} \right ) _{p \in \N}$ (voir posts plus haut)
    3) Soit $P(X) = \sum_{k=0}^d a_k \binom {X}{k}$.Les énoncés suivants sont équivalents:
    i) pour tout $n\in \Z$, $P(n) \in B$
    ii) il existe $m \in \Z$ tel que $\forall n \geq m$, $P(n) \in B$
    iii) $a_k \in B$ pour tout $k \in \{0,..,d\}$

    (NB: ii) $\implies$ i) serait pénible sans les considérations du présent sujet)
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Les coefficients binomiaux généralisés forment une base de l'anneau des polynômes à valeurs entières sur les entiers, en tant que $\Z$-module libre.

    (Edit : c'est en gros ce qu'a déjà écrit Foys)
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