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Étude 67 – Combinaisons 10 Études en quatre étapes des partitions avec comme
exemple le nombre 67. Dénombrement des sommes de un à quatre termes avec des
nombres de 1 à 100. Sur cette page, étape 1, nous allons simplement compter
les sommes distinctes quel que soit le résultat. Les trois premières étapes
ne sont pas strictement nécessaires. Elles permettent de se familiariser avec
le problème et, surtout, de pratiquer des exercices de dénombrement. Compter les sommes avec quatre termes distincts (1 + 2 + 3 + 4, 1 + 2 + 3 + 5 …) est
un exercice classique de calculs de combinaisons.
Le dénombrement est plus compliqué pour les sommes avec termes doublonnés comme 1 + 1 + 2 + 3, 1 + 1 + 1 + 2 …) |
Voir Nombre
67
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Au départ, il s'agit de
trouver toutes les partitions à quatre nombres de 67. Quelles sont toutes les possibilités d'obtenir 67 en ajoutant quatre
nombres compris entre 1 et 100?
Un logiciel de calcul donne
immédiatement la solution. D'accord mais comment calculer ce résultat?
Démarrons doucement avec
deux termes jusqu'à 10. |
1 + 2 + 3 + 61 = 67 1 + 22 + 22 + 22 = 67 etc. Il y a 2 586 partitions dont 2 178 sans 0 (ou quatre termes non-nuls). |
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Commençons par compter
toutes les possibilités d'additionner deux nombres de 1 à 10. Comme 1 + 1, 1
+ 2, 1+ 3, …2 + 1 …
La table de toutes les
possibilités montre que:
il ya 10 x 10 = 100
possibilités,
certaines sont identiques pour l'addition, comme 1 +
2 = 3 et 2 + 1 = 3,
d'autres affichent des
termes répétés comme1 + 1 ou 2 + 2.
en bleu les combinaisons de deux nombres
distincts;
en jaune clair, à
nouveau, toutes les combinaisons de deux nombres distincts, symétrique du
précédent; et
en jaune foncé, les sommes
à deux chiffres identiques. |
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Quantité d'arrangements de deux fois dix nombres (tout le
tableau).
Quantité de combinaisons (zone bleu ou zone jaune claire).
Quantité de somme à chiffres
répétés (zone en jaune foncé).
Quantité de sommes distinctes avec deux nombres de 1 à 10
(zone jaune foncé et jaune clair). |
A = 102 =
100 R = 10 S = 100 – 45 = 45 + 10
= 55 |
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Il s'agit de compter toutes
les possibilités d'additionner trois nombres de 1 à 10. Comme 1 + 1+1, 1 + 1
+ 2, 1+ 1 + 3, …2 + 2 + 3 …
en jaune, les sommes uniques à trois termes;
en marron, les sommes identiques à celles dans la colonne
correspondante, les termes étant commutés;
en bleu, toutes les sommes éliminées du fait de leur existence dans les
cellules déjà e jaune; et
en chiffres rouges, les sommes avec répétitions de termes. |
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Quantité d'arrangements de trois fois dix nombres (tout
le tableau).
Quantité de combinaisons (choix de trois nombres distincts
parmi 10).
Quantité de sommes avec termes répétés (chiffres en rouge).
Remarquez qu'ils sont disposés en une équerre de 10 sommes.
Quantité de sommes
distinctes de trois termes avec des nombres de 1 à 10. |
A = 103 =
1000 R = 10 x 10 S = 120 + 100 = 220 |
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Avec quatre termes, les
configurations se multiplient:
quatre termes tous
identiques ou tous différents;
quatre termes égaux deux à
deux;
trois termes identiques,
différents du quatrième; et
deux termes identiques et
les deux autres différents. Voici le tableau récapitulatif avec le décompte des possibilités: |
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Quantité d'arrangements de trois fois dix nombres.
Quantité de combinaisons (choix de quatre nombres distincts
parmi 10).
Quantité de sommes avec termes répétés:
de type xxxx (1111, 2222 … 10 fois)
de type xxxy
(1112,
1113 … 10 fois 9)
de type xxyy
(tirage de deux blocs distincts parmi 10)
de type xxyz
(tirage de deux termes distincts parmi 10 et
retrait des doublons en xxy))
Quantité de sommes
distinctes de quatre termes avec des nombres de 1 à 10. |
A = 104 =
10 000 Rxxxx = 10 Rxxxy = 10 x 9 = 90 Rxxyy = = 45
Rxxyz =10 x =
450 – 90 = 360 S =210 + 10 + 90 +
45+360 = 715 |
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Quantité de sommes
distinctes avec n termes de 1 à 10: n = 1 1 n = 2
55 n = 3 220 n = 4 715 Total: 991 |
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