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Questions sur l'énoncé

Bonjour, comme l'année dernière, je suis hésitante avec les énoncés en cours de combinatoire et j'aimerais savoir si je l'ai bien compris avant de commencer l'exercice.

L'énoncé est le suivant : soit $F \subseteq [\![ 20 ]\!]$ et le cardinal de $F$ est $|F|=7$. On considère un couple $(A,B)$ ordonné tel que $(A,B) \in \mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F)$.

Voilà ce que je comprends. Pourriez-vous me dire si c'est correct ?

1) $[\![ 20 ]\!]$ c'est la même chose que l'ensemble ${1,2,3,4,\ldots,20}$. On tire sans remise 7 nombres dans cet ensemble qui vont composer $F$. Bref, je peux avoir ${1,2,3,4,5,6,7}$ mais pas ${1,1,1,1,1,2,2}$. Mais le signe $\subseteq$ me gène, parce que $F \neq [\![ 20 ]\!]$ étant donné le cardinal de $F$. Est-ce correct ?

2) Comme on compose $F$ de 7 éléments tirés parmi 20, il y a $\frac{20!}{13!7!}=3\times 5 \times 16 \times 17 = 4080$ possibilités pour construire $F$.

3) Soit $\mathcal{P}_1(F)$ la partition de $F$, de même que $\mathcal{P}_2(F)$ : $|\mathcal{P}_2(F)|=|\mathcal{P}_1(F)|=|\mathcal{P}(F)| = 2^7$. Du coup $|\mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F)| = 2^{14}$.

4) L'écriture $(A,B) \in \mathcal{P}_1(F) \times \mathcal{P}_2(F)$ : $A$ est un élément de l'ensemble des parties $\mathcal{P}_1$, c'est-à-dire un élément choisi parmi $2^7$ éléments composant l'ensemble. Pareil pour $B$ : est un élément de $\mathcal{P}_2$. Ils composent notre couple ordonné. Est-ce que le nombre de tous les couples $(A,B)$ possibles est un arrangement de $2$ parmi $2^{14}$ : $\dfrac{(2^{14})!}{(2^{14}-2)!}$ ?
Merci beaucoup à l'avance.

Réponses

  • Pourquoi le symbole $\subseteq$ te gêne-t-il ? Ça te gênerait d'écrire $1 \leq 2$ sous prétexte que $1 \neq 2$ ?

    1) Correct.
    2) Correct modulo le calcul.
    3) Je n'ai rien compris. Que sont $\mathcal{P_1}(F)$ et $\mathcal{P_2}(F)$ ? J'ai l'impression que tu confonds "partition" et "partie". $\mathcal P(F)$ désigne l'ensemble des parties de $F$, c'est-à-dire des ensembles inclus dans $F$, il possède $2^7$ éléments, et donc effectivement $|\mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F)| = 2^{14}$.
    4) Non, tu l'as écrit toi-même, $|\mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F)| = 2^{14}$ donc le nombre de couples $(A, B) \in \mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F)$ est tout simplement $|\mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F)| = 2^{14}$.
  • C'est un énoncé où il n'y a pas de question ?

    1) Le symbole $\subseteq$ est une sorte de néologisme destiné à insister sur le fait que l'ensemble de gauche peut être égal à la partie de droite. Pas intéressant et ici, hors sujet. Bien sûr, $7<20$ mais il est aussi vrai que $7\le20$, n'est-ce pas ?

    2) Le calcul du coefficient binomial est faux : comment le $19$ qui apparaît dans la factorielle du numérateur pourrait-il être simplifié ?

    3) Que désigne cette notation $\mathcal{P}_1(F)$ ? et $\mathcal{P}_2(F)$ ? Quand tu choisis un couple de réels, est-ce qu'ils n'appartiennent pas tous les deux au même ensemble $\R$ ? Est-ce que tu écris : « Soit $(x,y)\in\R_1\times\R_2$ » ?

    4) Un arrangement de deux choses, c'est un couple de deux choses différentes. Ici, est-ce que tu supposes que $A\ne B$ ? Si oui, c'est un arrangement de deux parties choisies toutes les deux parmi les $2^7$ parties de $F$ – les éléments de $\mathcal{P}(F)$, quoi – et pas les $2^{14}$ couples de parties de $F$. Sinon, le couple $(A,B)$ est un élément de $\mathcal{P}(F)\times\mathcal{P}(F)$, ensemble dont le cardinal est $2^7\times2^7=2^{14}$.

    PS : grillé !
    PPS : ah non, Poirot n'a pas fait attention au calcul de $\binom{20}{7}$.
  • Merci beaucoup à vous deux ! Oups pour 2). Pour 3) c'est juste pour me faciliter la vie. $\mathcal{P}(F)$ - bien sûr l'ensemble des parties, je me suis trompée. Oui j'ai écrit $(x,y) \in \mathbb{R} \times \mathbb{R}$. Mais vos explications sont claires, c'est ok.

    4) L'énoncé dit :
    Attention : Les couples $(A,C) \in \mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F)$ sont ordonnés : si $A \neq B$, alors $(A,B) \neq (B,A)$.
    J'en déduis que si j'ai un ensemble $E=\{a,b,c\}$, l'ensemble des parties est $\{\{a\},\{b\},\{c\},\{a,b\},\{a,c\},\{c,b\},\{a,b,c\},\{\varnothing \}\}$. Je peux prendre $A=\{a,b\}$ et $B=\{a,b\}$. Et mon couple sera $(A,B) = \{\{a,b\},\{a,b\}\}$. Cela s'appelle un arrangement avec répétition ou je me trompe?

    @Math Coss, c'est une partie de l'énoncé. Si, il y a des questions.. Je les trouve faciles et j'essaye de faire le maximum en autonomie. Et de toute façon je ne peux vous embêter pour tout et rien. (:P)

    Nous avons 3 ensembles sous forme :
    \[ \mathcal{S}_{F} = \{ (A,B) \in \mathcal{P}(F) \times \mathcal{P}(F) : \; \; condition(s) \}\]
    Après il faut prouver certaines assertions et calculer les cardinaux des ensembles.
  • Je vais en profiter pour poser une question en lien.

    Nous avons un exercice :
    Soit $\mathcal{S} = \{\mathcal{S}_k , \dots , \mathcal{S}_k \} \subset \mathcal{P}_4 ([\![ 8 ]\!])$ un ensemble de parties de cardinal $4$ de $[\![ 8 ]\!]$ avec la propriété que pour tout $x \in [\![ 8 ]\!]$ il y a exactement $3$ éléments de $\mathcal{S}$ qui contiennent $x$.
    $(a)$ Quelle est la valeur de $k$?

    Le corrigé dit que :
    On compte les paires $(x_i,\mathcal{S}_i )$ ou $i \in \mathcal{S}_i$ de deux façons distinctes :
    1) chaque $x \in [\![ 8 ]\!]$ appartient à $3$ parties, d'où il y a $3\cdot 8 = 24$ paires.
    2) chaque $\mathcal{S}_i$ contient $4$ éléments, d'où le nombre de paires est $k \cdot 4$.
    Donc $k=6$.
    Je n'arrive pas à comprendre le 1). Je vois d'où viennent $3$ et $8$, mais pourquoi cette opération et pas une autre?
    Je sais que $|{P}_4 |=70$ et il y a : 35 parties qui contiennent $1$, 15 parties qui contiennent à la fois $1$ et $2$ etc. En multipliant $3$ et $8$, quel théorème, propriété, axiome on utilise ici?
  • Conventions d'écriture :
    • $(a,b)$ est un couple : l'ordre importe ; que $a$ et $b$ soient égaux ou pas, $(a,b)\ne (a)$ ; de plus, $(a,b)=(b,a)$ SSI $a=b$ ;
    • $\{a,b\}$ est une paire : l'ordre n'importe pas ; si $a=b$, alors $\{a,b\}=\{a\}$.
    Autrement dit, l'écriture $\bigl\{\{a,b\},\{a,b\}\bigr\}$ n'exprime pas ce que tu veux dire.

    Je ne suis pas fan de l'appellation « arrangement avec répétition » ; je préfère « couple » (quand il y en a deux), « triplet » (quand il y en a trois), etc., ou « $p$-liste » (quand il y en a $p$) ; on peut aussi parler d'application.

    [Pour le message suivant il faudrait réfléchir...]
  • Bonjour
    En lisant ce sujet, je me pose la question : est-ce que n comprend 0 ou bien commence à 1?
    Je me demande car on voit aussi 1,n.
  • Vorobichek a l'air de dire dans son premier message que n est l'ensemble des entiers $k$ tels que $1 \le k \le n$.
  • Oui, mais indépendamment de cet exercice, j'imagine qu'il y a une convention. Je ne vois pas pourquoi 0 ne serait pas compris si on ne met pas de borne à gauche.
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