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Ch. 07 Mathématiques · Terminale Commerciale (TBG)

Dénombrement

Objectif Général 3 — Algèbre linéaire et dénombrement. Principes additif et multiplicatif, permutations, arrangements et combinaisons.

1. Principes fondamentaux du dénombrement

Définitions

Principe additif : si une situation offre le choix entre deux possibilités qui s'excluent mutuellement, l'une réalisable de p₁ façons et l'autre de p₂ façons, le nombre total de façons est p₁ + p₂.

Principe multiplicatif : si une situation se décompose en k étapes successives et indépendantes offrant respectivement n₁, n₂, …, nₖ possibilités, le nombre total de façons de réaliser la situation complète est n₁ × n₂ × … × nₖ.

Exemple résolu

Un client d'un restaurant choisit soit une entrée parmi 4, soit une salade parmi 3 (choix exclusif) : principe additif, 4 + 3 = 7 possibilités pour commencer.

Puis, pour composer un menu complet, il choisit une entrée (5 choix), puis un plat (4 choix), puis un dessert (3 choix) : principe multiplicatif, 5 × 4 × 3 = 60 menus possibles.

2. Permutations et factorielle

Définition

Pour tout entier naturel n ≥ 1, la factorielle de n est n! = n × (n−1) × … × 2 × 1, avec par convention 0! = 1. Le nombre de façons d'ordonner (permuter) n objets distincts est égal à n!.

Exemple résolu

Un commerçant doit disposer 5 produits différents, en ligne, dans une vitrine. Le nombre de dispositions possibles est 5! = 5×4×3×2×1 = 120.

3. Arrangements

Définition

Un arrangement de p éléments choisis parmi n (p ≤ n), où l'ordre compte et sans répétition, se note A(n, p) et vaut :

A(n, p) = n! / (n−p)! = n × (n−1) × … × (n−p+1)
Exemple résolu

On souhaite attribuer 3 postes différents (directeur, secrétaire, caissier) parmi 8 candidats. Comme les postes sont distincts, l'ordre d'attribution compte : A(8, 3) = 8 × 7 × 6 = 336 répartitions possibles.

4. Combinaisons

Définition

Une combinaison de p éléments choisis parmi n (p ≤ n), où l'ordre ne compte pas, se note C(n, p) et vaut :

C(n, p) = n! / (p! × (n−p)!) = A(n, p) / p!
Exemple résolu

Une entreprise doit choisir 3 représentants parmi 10 employés pour un salon commercial (les 3 postes sont équivalents, l'ordre est indifférent) :

C(10, 3) = (10 × 9 × 8) / (3 × 2 × 1) = 720 / 6 = 120

🧠 À retenir absolument

  • Principe additif : choix exclusif → on additionne. Principe multiplicatif : étapes successives → on multiplie
  • n! = n×(n−1)×…×1, avec 0! = 1 ; nombre de permutations de n objets distincts
  • Arrangement A(n,p) = n!/(n−p)! : l'ordre compte (rôles ou places distincts)
  • Combinaison C(n,p) = n!/(p!(n−p)!) : l'ordre ne compte pas (groupe, comité)
  • Relation entre les deux : A(n,p) = C(n,p) × p!
1

Principe multiplicatif et permutations

● Facile
  1. Un restaurant propose 6 entrées et 4 plats principaux. Combien de menus différents (une entrée + un plat) peut-on composer ?
  2. Combien de façons existe-t-il de classer 4 vendeurs par ordre de performance (classement complet, sans ex æquo) ?
✅ Correction
  1. Principe multiplicatif (2 choix successifs indépendants) : 6 × 4 = 24 menus.
  2. Classer 4 vendeurs distincts, c'est les permuter : 4! = 4×3×2×1 = 24 classements possibles.
2

Calculs d'arrangements et de combinaisons

● Facile
  1. Calculer A(5, 2).
  2. Calculer C(5, 2).
  3. Vérifier que A(5,2) = C(5,2) × 2!.
✅ Correction
  1. A(5,2) = 5 × 4 = 20.
  2. C(5,2) = (5×4)/(2×1) = 20/2 = 10.
  3. C(5,2) × 2! = 10 × 2 = 20 = A(5,2). La relation est vérifiée.
3

Constitution d'un jury

● Moyen

Un jury de 4 personnes, sans rôle distinct, doit être formé parmi 12 candidats.

  1. Combien de jurys différents peut-on former ?
  2. Une fois le jury constitué, il faut en outre désigner un président parmi les 4 membres. Combien de façons au total (constitution du jury + désignation du président) existe-t-il ?
✅ Correction
  1. L'ordre ne compte pas dans un jury : c'est une combinaison. C(12,4) = (12×11×10×9)/(4×3×2×1) = 11880/24 = 495 jurys possibles.
  2. Pour chacun des 495 jurys, il y a 4 façons de choisir le président (principe multiplicatif) : 495 × 4 = 1980 façons au total.
4

Code d'accès numérique

● Moyen

Un code d'accès à un coffre est composé de 4 chiffres distincts pris parmi les 10 chiffres 0 à 9, l'ordre étant important.

  1. Combien de codes différents peut-on composer ?
  2. Combien de ces codes commencent par le chiffre 7 ?
✅ Correction
  1. L'ordre compte, sans répétition : c'est un arrangement. A(10,4) = 10×9×8×7 = 5040 codes possibles.
  2. Le premier chiffre est fixé (7), il reste à ranger 3 chiffres distincts parmi les 9 chiffres restants : A(9,3) = 9×8×7 = 504 codes.
5

Problème de synthèse : équipe commerciale mixte

● Difficile

Une entreprise dispose de 8 hommes et 6 femmes (14 personnes au total) pour constituer une équipe commerciale de 5 personnes.

  1. Combien de façons de choisir 3 hommes parmi les 8 disponibles ?
  2. Combien de façons de choisir 2 femmes parmi les 6 disponibles ?
  3. En déduire le nombre d'équipes de 5 personnes comportant exactement 3 hommes et 2 femmes.
  4. Combien d'équipes de 5 personnes peut-on former parmi les 14 personnes, sans aucune contrainte sur la répartition hommes/femmes ?
✅ Correction
  1. C(8,3) = (8×7×6)/(3×2×1) = 336/6 = 56.
  2. C(6,2) = (6×5)/(2×1) = 30/2 = 15.
  3. Choisir les hommes et les femmes sont deux étapes indépendantes (principe multiplicatif) : C(8,3) × C(6,2) = 56 × 15 = 840 équipes.
  4. Sans contrainte, on choisit simplement 5 personnes parmi 14 : C(14,5) = (14×13×12×11×10)/(5×4×3×2×1) = 240240/120 = 2002 équipes possibles.

QCM — Auto-évaluation

10 questions · Une seule bonne réponse · Correction immédiate

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0/10Répondues
Question 1 / 10

Le principe multiplicatif s'applique lorsqu'une situation se décompose en étapes :

Question 2 / 10

0! est égal à :

Question 3 / 10

Le nombre de permutations de 4 objets distincts est :

Question 4 / 10

La formule de l'arrangement A(n, p) est :

Question 5 / 10

La formule de la combinaison C(n, p) est :

Question 6 / 10

Dans un arrangement, contrairement à une combinaison :

Question 7 / 10

A(6, 2) est égal à :

Question 8 / 10

C(6, 2) est égal à :

Question 9 / 10

Pour choisir 2 délégués parmi 5 élèves (rôles identiques, ordre indifférent), on utilise :

Question 10 / 10

Pour choisir un président ET un secrétaire (rôles distincts) parmi 5 candidats, on utilise :