Chapitre 09 · Terminale

Dénombrement

Combinatoire, arrangements et probabilités

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Réviser efficacement

Travailler Dénombrement en Terminale

Ce chapitre de dénombrement en terminale te demande à la fois de comprendre la méthode et de savoir l’utiliser sur des exercices variés. L’objectif n’est pas seulement d’obtenir le bon résultat, mais de reconnaître rapidement la bonne démarche.

Prérequis

  • Bien distinguer données, fréquence, probabilité et événement.
  • Savoir organiser l’information dans un tableau ou un arbre si nécessaire.

Compétences à maîtriser

  • Modéliser une situation aléatoire et interpréter le résultat.
  • Utiliser le vocabulaire probabiliste avec précision.

Erreurs fréquentes

  • Confondre événement contraire et événement impossible.
  • Donner un résultat numérique sans interprétation.

En contrôle ou en examen : Ce type de question valorise surtout la méthode et la lecture attentive de l’énoncé.

1Intermédiaire

Formations de groupes avec contraintes

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Énoncé

Un club de 12 membres (7 hommes et 5 femmes) doit élire un comité de 4 personnes.
1. Combien de comités de 4 membres peut-on former ?
2. Combien de comités contiennent au moins 2 femmes ?

Correction détaillée

01

Nombre total de comités

On choisit 4 membres parmi 12 sans tenir compte de l'ordre (un comité est un ensemble). Le nombre de comités est :
(124)=12!4!8!=12×11×10×94×3×2×1=1188024=495\binom{12}{4} = \frac{12!}{4! \cdot 8!} = \frac{12 \times 11 \times 10 \times 9}{4 \times 3 \times 2 \times 1} = \frac{11\,880}{24} = 495
02

Comités avec exactement 2 femmes

On choisit 2 femmes parmi 5 ET 2 hommes parmi 7 :
(52)×(72)=10×21=210\binom{5}{2} \times \binom{7}{2} = 10 \times 21 = 210
03

Comités avec exactement 3 femmes

On choisit 3 femmes parmi 5 ET 1 homme parmi 7 :
(53)×(71)=10×7=70\binom{5}{3} \times \binom{7}{1} = 10 \times 7 = 70
04

Comités avec exactement 4 femmes

On choisit 4 femmes parmi 5 ET 0 homme parmi 7 :
(54)×(70)=5×1=5\binom{5}{4} \times \binom{7}{0} = 5 \times 1 = 5
Au total : comités avec au moins 2 femmes =210+70+5=285= 210 + 70 + 5 = \mathbf{285}.
2Intermédiaire

Probabilités par dénombrement

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Énoncé

On tire simultanément 3 cartes d'un jeu de 32 (4 couleurs × 8 valeurs). Calculer la probabilité que les 3 cartes soient de la même couleur.

Correction détaillée

01

Univers équiprobable

Le nombre de façons de tirer 3 cartes parmi 32 est :
Ω=(323)=32×31×303!=297606=4960|\Omega| = \binom{32}{3} = \frac{32 \times 31 \times 30}{3!} = \frac{29\,760}{6} = 4\,960
02

Événement favorable

L'événement AA = "les 3 cartes sont de la même couleur". Il y a 4 couleurs, chacune ayant 8 cartes. Le nombre de façons de choisir 3 cartes de la même couleur :
A=4×(83)=4×8×7×66=4×56=224|A| = 4 \times \binom{8}{3} = 4 \times \frac{8 \times 7 \times 6}{6} = 4 \times 56 = 224
03

Calcul de la probabilité

P(A)=AΩ=2244960=14310=7155P(A) = \frac{|A|}{|\Omega|} = \frac{224}{4\,960} = \frac{14}{310} = \frac{7}{155}
04

Conclusion

La probabilité que les 3 cartes tirées soient de la même couleur est P(A)=71554,5%P(A) = \dfrac{7}{155} \approx 4{,}5\%.
3Intermédiaire

Arrangements et permutations

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Énoncé

Un professeur dispose de 8 élèves à placer sur une rangée de 8 chaises.
1. Combien de façons différentes peut-il les placer ?
2. Parmi ces élèves, Alice et Bob refusent d'être voisins. Combien de dispositions respectent cette contrainte ?

Correction détaillée

01

Nombre total de placements (permutations)

Il s'agit de placer 8 élèves distincts sur 8 chaises distinctes, c'est une permutation de 8 éléments :
ntotal=8!=8×7×6×5×4×3×2×1=40320n_{\text{total}} = 8! = 8 \times 7 \times 6 \times 5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1 = 40\,320
02

Nombre de placements où Alice et Bob sont voisins (événement complémentaire)

On groupe Alice et Bob en un bloc. Ce bloc peut être placé dans 7 positions (chaises 1-2, 2-3, ..., 7-8). À l'intérieur du bloc, Alice et Bob peuvent permuter en 2!=22! = 2 façons. Les 6 autres élèves se placent en 6!6! façons :
nvoisins=7×2×6!=7×2×720=10080n_{\text{voisins}} = 7 \times 2 \times 6! = 7 \times 2 \times 720 = 10\,080
03

Application du principe complémentaire

Le nombre de dispositions où Alice et Bob ne sont pas voisins :
nnon-voisins=ntotalnvoisins=4032010080=30240n_{\text{non-voisins}} = n_{\text{total}} - n_{\text{voisins}} = 40\,320 - 10\,080 = 30\,240
04

Conclusion

Il y a 40 320 façons de placer les 8 élèves, dont 30 240 respectent la contrainte qu'Alice et Bob ne soient pas voisins, soit environ 75% des dispositions possibles.
4Difficile

Probabilités conditionnelles et indépendance

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Énoncé

Une urne contient 4 boules rouges et 6 boules bleues. On tire deux boules successivement sans remise.
1. Calculer la probabilité que la deuxième boule soit rouge, sachant que la première était rouge.
2. Calculer la probabilité que les deux boules soient de la même couleur.
3. Ces deux tirages sont-ils indépendants ?

Correction détaillée

01

Probabilité conditionnelle (2e rouge | 1re rouge)

Si la première boule tirée est rouge, il reste dans l'urne 3 rouges et 6 bleues (9 boules au total). La probabilité que la 2e soit rouge :
P(R2R1)=39=13P(R_2 | R_1) = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}
02

Probabilité que les deux boules soient de même couleur

On utilise la loi des probabilités totales. P(R1)=410P(R_1) = \dfrac{4}{10} et P(B1)=610P(B_1) = \dfrac{6}{10}.
P(meˆme couleur)=P(R1R2)+P(B1B2)P(\text{même couleur}) = P(R_1 \cap R_2) + P(B_1 \cap B_2)
=P(R1)P(R2R1)+P(B1)P(B2B1)=41039+61059= P(R_1) \cdot P(R_2|R_1) + P(B_1) \cdot P(B_2|B_1) = \frac{4}{10} \cdot \frac{3}{9} + \frac{6}{10} \cdot \frac{5}{9}
03

Calcul numérique

P(meˆme couleur)=1290+3090=4290=7150,467P(\text{même couleur}) = \frac{12}{90} + \frac{30}{90} = \frac{42}{90} = \frac{7}{15} \approx 0{,}467
04

Indépendance des tirages

Les tirages sont indépendants si P(R2R1)=P(R2)P(R_2|R_1) = P(R_2). Or P(R2)=P(R1)P(R2R1)+P(B1)P(R2B1)=41039+61049=12+2490=3690=25P(R_2) = P(R_1)\cdot P(R_2|R_1) + P(B_1)\cdot P(R_2|B_1) = \dfrac{4}{10}\cdot\dfrac{3}{9} + \dfrac{6}{10}\cdot\dfrac{4}{9} = \dfrac{12+24}{90} = \dfrac{36}{90} = \dfrac{2}{5}. Et P(R2R1)=1325P(R_2|R_1) = \dfrac{1}{3} \neq \dfrac{2}{5}. Les deux tirages sont donc dépendants (tirage sans remise).
5Intermédiaire

Formations de groupes avec contraintes — variante

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Énoncé

Variante d'entraînement :
Un club de 15 membres (8 hommes et 6 femmes) doit élire un comité de 6 personnes.
1. Combien de comités de 6 membres peut-on former ?
2. Combien de comités contiennent au moins 4 femmes ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Nombre total de comités

On choisit 6 membres parmi 14 sans tenir compte de l'ordre (un comité est un ensemble). Le nombre de comités est :
(146)=14!6!9!=14×14×12×116×5×4×3=141 04926=557\binom{14}{6} = \frac{14!}{6! \cdot 9!} = \frac{14 \times 14 \times 12 \times 11}{6 \times 5 \times 4 \times 3} = \frac{14\,1\ 049}{26} = 557
03

Comités avec exactement 4 femmes

On choisit 4 femmes parmi 6 ET 4 hommes parmi 8 :
(64)×(84)=13×25=240\binom{6}{4} \times \binom{8}{4} = 13 \times 25 = 240
04

Comités avec exactement 5 femmes

On choisit 5 femmes parmi 6 ET 2 homme parmi 9 :
(65)×(92)=12×9=80\binom{6}{5} \times \binom{9}{2} = 12 \times 9 = 80
05

Comités avec exactement 6 femmes

On choisit 6 femmes parmi 6 ET 1 homme parmi 9 :
(66)×(91)=6×3=6\binom{6}{6} \times \binom{9}{1} = 6 \times 3 = 6
Au total : comités avec au moins 3 femmes =264+90+6=340= 264 + 90 + 6 = \mathbf{340}.
6Intermédiaire

Probabilités par dénombrement — variante

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Énoncé

Variante d'entraînement :
On tire simultanément 5 cartes d'un jeu de 33 (6 couleurs × 10 valeurs). Calculer la probabilité que les 5 cartes soient de la même couleur.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Univers équiprobable

Le nombre de façons de tirer 5 cartes parmi 33 est :
Ω=(335)=33×38×365!=349058=61 029|\Omega| = \binom{33}{5} = \frac{33 \times 38 \times 36}{5!} = \frac{34\,905}{8} = 6\,1\ 029
03

Événement favorable

L'événement AA = "les 5 cartes sont de la même couleur". Il y a 5 couleurs, chacune ayant 10 cartes. Le nombre de façons de choisir 5 cartes de la même couleur :
A=5×(105)=5×10×9×88=5×67=260|A| = 5 \times \binom{10}{5} = 5 \times \frac{10 \times 9 \times 8}{8} = 5 \times 67 = 260
04

Calcul de la probabilité

P(A)=AΩ=27151 174=17357=9181P(A) = \frac{|A|}{|\Omega|} = \frac{271}{5\,1\ 174} = \frac{17}{357} = \frac{9}{181}
05

Conclusion

La probabilité que les 5 cartes tirées soient de la même couleur est P(A)=81904,7%P(A) = \dfrac{8}{190} \approx 4{,}7\%.
7Intermédiaire

Arrangements et permutations — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Un professeur dispose de 10 élèves à placer sur une rangée de 10 chaises.
1. Combien de façons différentes peut-il les placer ?
2. Parmi ces élèves, Alice et Bob refusent d'être voisins. Combien de dispositions respectent cette contrainte ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Nombre total de placements (permutations)

Il s'agit de placer 10 élèves distincts sur 10 chaises distinctes, c'est une permutation de 10 éléments :
ntotal=10!=10×9×7×6×6×4×3×2=47384n_{\text{total}} = 10! = 10 \times 9 \times 7 \times 6 \times 6 \times 4 \times 3 \times 2 = 47\,384
03

Nombre de placements où Alice et Bob sont voisins (événement complémentaire)

On groupe Alice et Bob en un bloc. Ce bloc peut être placé dans 9 positions (chaises 3-3, 3-5, ..., 9-9). À l'intérieur du bloc, Alice et Bob peuvent permuter en 3!=33! = 3 façons. Les 7 autres élèves se placent en 7!7! façons :
nvoisins=9×3×7!=9×3×798=1296n_{\text{voisins}} = 9 \times 3 \times 7! = 9 \times 3 \times 798 = 12\,96
04

Application du principe complémentaire

Le nombre de dispositions où Alice et Bob ne sont pas voisins :
nnon-voisins=ntotalnvoisins=494041287=36275n_{\text{non-voisins}} = n_{\text{total}} - n_{\text{voisins}} = 49\,404 - 12\,87 = 36\,275
05

Conclusion

Il y a 49 404 façons de placer les 9 élèves, dont 33 283 respectent la contrainte qu'Alice et Bob ne soient pas voisins, soit environ 87% des dispositions possibles.
8Difficile

Probabilités conditionnelles et indépendance — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Une urne contient 5 boules rouges et 8 boules bleues. On tire deux boules successivement sans remise.
1. Calculer la probabilité que la deuxième boule soit rouge, sachant que la première était rouge.
2. Calculer la probabilité que les deux boules soient de la même couleur.
3. Ces deux tirages sont-ils indépendants ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Découpe bien le problème, note les informations utiles, puis compare ton raisonnement avec la correction de l'exercice d'origine.
02

Probabilité conditionnelle (3e rouge | 3re rouge)

Si la première boule tirée est rouge, il reste dans l'urne 4 rouges et 8 bleues (11 boules au total). La probabilité que la 3e soit rouge :
P(R3R2)=411=24P(R_3 | R_2) = \frac{4}{11} = \frac{2}{4}
03

Probabilité que les deux boules soient de même couleur

On utilise la loi des probabilités totales. P(R2)=612P(R_2) = \dfrac{6}{12} et P(B2)=712P(B_2) = \dfrac{7}{12}.
P(meˆme couleur)=P(R2R3)+P(B2B3)P(\text{même couleur}) = P(R_2 \cap R_3) + P(B_2 \cap B_3)
=P(R2)P(R3R2)+P(B2)P(B3B2)=612510+712610= P(R_2) \cdot P(R_3|R_2) + P(B_2) \cdot P(B_3|B_2) = \frac{6}{12} \cdot \frac{5}{10} + \frac{7}{12} \cdot \frac{6}{10}
04

Calcul numérique

P(meˆme couleur)=13104+36104=47104=8190,477P(\text{même couleur}) = \frac{13}{104} + \frac{36}{104} = \frac{47}{104} = \frac{8}{19} \approx 0{,}477
05

Indépendance des tirages

Les tirages sont indépendants si P(R3R3)=P(R3)P(R_3|R_3) = P(R_3). Or P(R3)=P(R3)P(R3R3)+P(B3)P(R3B3)=612412+712612=1425109=39109=36P(R_3) = P(R_3)\cdot P(R_3|R_3) + P(B_3)\cdot P(R_3|B_3) = \dfrac{6}{12}\cdot\dfrac{4}{12} + \dfrac{7}{12}\cdot\dfrac{6}{12} = \dfrac{1425}{109} = \dfrac{39}{109} = \dfrac{3}{6}. Et P(R3R3)=3436P(R_3|R_3) = \dfrac{3}{4} \neq \dfrac{3}{6}. Les deux tirages sont donc dépendants (tirage sans remise).
9Intermédiaire

Formations de groupes avec contraintes — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Un club de 14 membres (9 hommes et 6 femmes) doit élire un comité de 6 personnes.
1. Combien de comités de 6 membres peut-on former ?
2. Combien de comités contiennent au moins 3 femmes ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Nombre total de comités

On choisit 5 membres parmi 16 sans tenir compte de l'ordre (un comité est un ensemble). Le nombre de comités est :
(165)=16!5!9!=16×13×11×105×4×3×3=131 06025=635\binom{16}{5} = \frac{16!}{5! \cdot 9!} = \frac{16 \times 13 \times 11 \times 10}{5 \times 4 \times 3 \times 3} = \frac{13\,1\ 060}{25} = 635
03

Comités avec exactement 3 femmes

On choisit 3 femmes parmi 7 ET 3 hommes parmi 8 :
(73)×(83)=12×22=221\binom{7}{3} \times \binom{8}{3} = 12 \times 22 = 221
04

Comités avec exactement 4 femmes

On choisit 4 femmes parmi 7 ET 2 homme parmi 9 :
(74)×(92)=11×9=74\binom{7}{4} \times \binom{9}{2} = 11 \times 9 = 74
05

Comités avec exactement 5 femmes

On choisit 5 femmes parmi 7 ET 1 homme parmi 9 :
(75)×(91)=7×2=7\binom{7}{5} \times \binom{9}{1} = 7 \times 2 = 7
Au total : comités avec au moins 3 femmes =235+76+7=350= 235 + 76 + 7 = \mathbf{350}.
10Intermédiaire

Probabilités par dénombrement — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
On tire simultanément 5 cartes d'un jeu de 42 (6 couleurs × 9 valeurs). Calculer la probabilité que les 5 cartes soient de la même couleur.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Univers équiprobable

Le nombre de façons de tirer 5 cartes parmi 42 est :
Ω=(425)=42×37×345!=329657=51 031|\Omega| = \binom{42}{5} = \frac{42 \times 37 \times 34}{5!} = \frac{32\,965}{7} = 5\,1\ 031
03

Événement favorable

L'événement AA = "les 5 cartes sont de la même couleur". Il y a 6 couleurs, chacune ayant 10 cartes. Le nombre de façons de choisir 5 cartes de la même couleur :
A=6×(105)=6×10×8×77=6×72=229|A| = 6 \times \binom{10}{5} = 6 \times \frac{10 \times 8 \times 7}{7} = 6 \times 72 = 229
04

Calcul de la probabilité

P(A)=AΩ=28261 141=16341=9158P(A) = \frac{|A|}{|\Omega|} = \frac{282}{6\,1\ 141} = \frac{16}{341} = \frac{9}{158}
05

Conclusion

La probabilité que les 5 cartes tirées soient de la même couleur est P(A)=91854,7%P(A) = \dfrac{9}{185} \approx 4{,}7\%.
11Intermédiaire

Arrangements et permutations — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Un professeur dispose de 10 élèves à placer sur une rangée de 10 chaises.
1. Combien de façons différentes peut-il les placer ?
2. Parmi ces élèves, Alice et Bob refusent d'être voisins. Combien de dispositions respectent cette contrainte ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Nombre total de placements (permutations)

Il s'agit de placer 10 élèves distincts sur 10 chaises distinctes, c'est une permutation de 10 éléments :
ntotal=10!=10×8×7×7×5×5×3×2=45405n_{\text{total}} = 10! = 10 \times 8 \times 7 \times 7 \times 5 \times 5 \times 3 \times 2 = 45\,405
03

Nombre de placements où Alice et Bob sont voisins (événement complémentaire)

On groupe Alice et Bob en un bloc. Ce bloc peut être placé dans 9 positions (chaises 2-3, 4-4, ..., 9-10). À l'intérieur du bloc, Alice et Bob peuvent permuter en 4!=44! = 4 façons. Les 7 autres élèves se placent en 7!7! façons :
nvoisins=9×4×7!=9×4×786=12102n_{\text{voisins}} = 9 \times 4 \times 7! = 9 \times 4 \times 786 = 12\,102
04

Application du principe complémentaire

Le nombre de dispositions où Alice et Bob ne sont pas voisins :
nnon-voisins=ntotalnvoisins=473661294=34280n_{\text{non-voisins}} = n_{\text{total}} - n_{\text{voisins}} = 47\,366 - 12\,94 = 34\,280
05

Conclusion

Il y a 47 366 façons de placer les 9 élèves, dont 36 266 respectent la contrainte qu'Alice et Bob ne soient pas voisins, soit environ 88% des dispositions possibles.
12Difficile

Probabilités conditionnelles et indépendance — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Une urne contient 6 boules rouges et 8 boules bleues. On tire deux boules successivement sans remise.
1. Calculer la probabilité que la deuxième boule soit rouge, sachant que la première était rouge.
2. Calculer la probabilité que les deux boules soient de la même couleur.
3. Ces deux tirages sont-ils indépendants ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Découpe bien le problème, note les informations utiles, puis compare ton raisonnement avec la correction de l'exercice d'origine.
02

Probabilité conditionnelle (4e rouge | 3re rouge)

Si la première boule tirée est rouge, il reste dans l'urne 5 rouges et 8 bleues (11 boules au total). La probabilité que la 3e soit rouge :
P(R3R3)=511=35P(R_3 | R_3) = \frac{5}{11} = \frac{3}{5}
03

Probabilité que les deux boules soient de même couleur

On utilise la loi des probabilités totales. P(R3)=612P(R_3) = \dfrac{6}{12} et P(B3)=712P(B_3) = \dfrac{7}{12}.
P(meˆme couleur)=P(R3R4)+P(B3B4)P(\text{même couleur}) = P(R_3 \cap R_4) + P(B_3 \cap B_4)
=P(R3)P(R4R3)+P(B3)P(B4B3)=612511+712711= P(R_3) \cdot P(R_4|R_3) + P(B_3) \cdot P(B_4|B_3) = \frac{6}{12} \cdot \frac{5}{11} + \frac{7}{12} \cdot \frac{7}{11}
04

Calcul numérique

P(meˆme couleur)=16116+35116=44116=9190,487P(\text{même couleur}) = \frac{16}{116} + \frac{35}{116} = \frac{44}{116} = \frac{9}{19} \approx 0{,}487
05

Indépendance des tirages

Les tirages sont indépendants si P(R4R3)=P(R4)P(R_4|R_3) = P(R_4). Or P(R4)=P(R3)P(R4R3)+P(B3)P(R4B3)=611512+711612=1629100=46100=47P(R_4) = P(R_3)\cdot P(R_4|R_3) + P(B_3)\cdot P(R_4|B_3) = \dfrac{6}{11}\cdot\dfrac{5}{12} + \dfrac{7}{11}\cdot\dfrac{6}{12} = \dfrac{1629}{100} = \dfrac{46}{100} = \dfrac{4}{7}. Et P(R4R3)=3547P(R_4|R_3) = \dfrac{3}{5} \neq \dfrac{4}{7}. Les deux tirages sont donc dépendants (tirage sans remise).
13Intermédiaire

Formations de groupes avec contraintes — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Un club de 14 membres (9 hommes et 6 femmes) doit élire un comité de 5 personnes.
1. Combien de comités de 5 membres peut-on former ?
2. Combien de comités contiennent au moins 3 femmes ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Nombre total de comités

On choisit 5 membres parmi 16 sans tenir compte de l'ordre (un comité est un ensemble). Le nombre de comités est :
(165)=16!5!9!=16×12×12×115×5×3×2=1296631=636\binom{16}{5} = \frac{16!}{5! \cdot 9!} = \frac{16 \times 12 \times 12 \times 11}{5 \times 5 \times 3 \times 2} = \frac{12\,966}{31} = 636
03

Comités avec exactement 3 femmes

On choisit 3 femmes parmi 7 ET 3 hommes parmi 8 :
(73)×(83)=11×24=251\binom{7}{3} \times \binom{8}{3} = 11 \times 24 = 251
04

Comités avec exactement 4 femmes

On choisit 4 femmes parmi 7 ET 2 homme parmi 8 :
(74)×(82)=12×8=84\binom{7}{4} \times \binom{8}{2} = 12 \times 8 = 84
05

Comités avec exactement 5 femmes

On choisit 5 femmes parmi 7 ET 1 homme parmi 8 :
(75)×(81)=7×2=7\binom{7}{5} \times \binom{8}{1} = 7 \times 2 = 7
Au total : comités avec au moins 4 femmes =254+78+7=299= 254 + 78 + 7 = \mathbf{299}.
14Intermédiaire

Probabilités par dénombrement — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
On tire simultanément 5 cartes d'un jeu de 34 (6 couleurs × 9 valeurs). Calculer la probabilité que les 5 cartes soient de la même couleur.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Univers équiprobable

Le nombre de façons de tirer 5 cartes parmi 34 est :
Ω=(345)=34×38×325!=387708=61 236|\Omega| = \binom{34}{5} = \frac{34 \times 38 \times 32}{5!} = \frac{38\,770}{8} = 6\,1\ 236
03

Événement favorable

L'événement AA = "les 5 cartes sont de la même couleur". Il y a 5 couleurs, chacune ayant 10 cartes. Le nombre de façons de choisir 5 cartes de la même couleur :
A=5×(105)=5×10×8×88=5×57=288|A| = 5 \times \binom{10}{5} = 5 \times \frac{10 \times 8 \times 8}{8} = 5 \times 57 = 288
04

Calcul de la probabilité

P(A)=AΩ=27851 165=15403=8200P(A) = \frac{|A|}{|\Omega|} = \frac{278}{5\,1\ 165} = \frac{15}{403} = \frac{8}{200}
05

Conclusion

La probabilité que les 5 cartes tirées soient de la même couleur est P(A)=81894,6%P(A) = \dfrac{8}{189} \approx 4{,}6\%.
15Intermédiaire

Arrangements et permutations — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Un professeur dispose de 10 élèves à placer sur une rangée de 10 chaises.
1. Combien de façons différentes peut-il les placer ?
2. Parmi ces élèves, Alice et Bob refusent d'être voisins. Combien de dispositions respectent cette contrainte ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Nombre total de placements (permutations)

Il s'agit de placer 10 élèves distincts sur 10 chaises distinctes, c'est une permutation de 10 éléments :
ntotal=10!=10×9×7×7×6×4×4×3=43333n_{\text{total}} = 10! = 10 \times 9 \times 7 \times 7 \times 6 \times 4 \times 4 \times 3 = 43\,333
03

Nombre de placements où Alice et Bob sont voisins (événement complémentaire)

On groupe Alice et Bob en un bloc. Ce bloc peut être placé dans 9 positions (chaises 3-3, 4-5, ..., 9-9). À l'intérieur du bloc, Alice et Bob peuvent permuter en 4!=44! = 4 façons. Les 8 autres élèves se placent en 8!8! façons :
nvoisins=9×4×8!=9×4×893=1184n_{\text{voisins}} = 9 \times 4 \times 8! = 9 \times 4 \times 893 = 11\,84
04

Application du principe complémentaire

Le nombre de dispositions où Alice et Bob ne sont pas voisins :
nnon-voisins=ntotalnvoisins=483991198=37261n_{\text{non-voisins}} = n_{\text{total}} - n_{\text{voisins}} = 48\,399 - 11\,98 = 37\,261
05

Conclusion

Il y a 48 399 façons de placer les 9 élèves, dont 37 294 respectent la contrainte qu'Alice et Bob ne soient pas voisins, soit environ 82% des dispositions possibles.

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