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Édition du: 01/04/2023

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Eugène Catalan

Nombres de Catalan

Constante de Catalan

Conjecture de Catalan

 

 

NOMBRES DE CATALAN

& Polygones

 

Les nombres de Catalan sont présents dans la triangulation des polygones convexes.

Combien peut-on dessiner de triangles dans un pentagone ?

 

La quantité de triangles dans un polygone convexe

à n+2 côtés et n–1 diagonales non concourantes

est égale au nombre de Catalan de rang n.

  

 

Sommaire de cette page

>>> Triangulation du polygone convexe

>>> Partage des POLYGONES

>>> Euler et les polygones

 

Débutants

Dénombrement

 

Glossaire

Combinatoire

 Anglais : Catalan Numbers

 

 

T3 = 1 = C1    T4 = 2 = C2    T5 = 5 = C3    T6 = 14 = C4

Tn+2 =  Cn

Voir Brève 49-971

 

 

Partage des POLYGONES

haut

 

Combien de manières y a t'il de couper un polygone en triangles ?

 

Carré

On compte toutes les possibilités pour le carré:
Deux façons de couper le carré en triangles.

 

cata12

 

Pentagone

 

Cinq façons de couper le  pentagone convexe en triangles.
Présentation sous la jolie forme d'une étoile.

 

cata13

 

Hexagone

 

Deux en triangle,
Six en éventails, et
Six en zigzag

 

Soit 14 façons de couper un hexagone convexe en triangles.

 

cata14cata15

cata16

   

 

Heptagone

 

Il ya 42 = 6 × 7 façons de couper un heptagone convexe en triangles.

 

 

Chacune des six configurations de base produisent sept motifs par rotation.

 

Pour les quatre en bas, celle de gauche est la réflexion miroir de celle de droite (symétrique).

 

Les 42 triangulations de l'heptagone

   

 

 

Euler et les polygones

haut

 

Euler découvre les nombres de Catalan en répondant à question suivante: combien de façons de découper un polygone convexe en triangles en dessinant des diagonales qui ne se coupent pas ?

Le nombre de diagonales est  n – 3 et le nombre de triangles n – 2

Le  nombre de triangulations des polygones sont les nombres de Catalan

 

Euler prétend avoir eu du mal à trouver cette formule, avec n la quantité de côtés:

 

Exemple pour l'hexagone

 

 

Triangulation du polygone et arbre binaire

 

Polygone, ici, à 13 côtés. Un des triangles est pris comme origine ou racine.

Un point rouge identifie chacun des triangles (un point interne quelconque).

À partir de la racine, les paires de sommets connexes sont reliés.

  

La figure de gauche reprend l'arbre de gauche en le rectifiant.

 

Source images: Stanley

 

 

 

 

 

Suite

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*       Catalan et parenthèses

*       Catalan et triangle de Pascal

*       Nombres de Motzkin

*       Nombres de Genocchi

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*       Billard

*       Coefficient du binôme

*       Conjecture de Catalan

*       Constante de Catalan

*       Dénombrer Index

*       Eugène Catalan

*       Factorielle

*       Méandres

*       Nombres de Bell

*       Premier

*       Sous-factorielles

Livre

*       Time travel and other mathematical bewilderments – Martin Gardner – 1988 – pages 253 à 266: Catalan numbers

Sites

*        Voir Références

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http://villemin.gerard.free.fr/aNombre/TYPDENOM/Catalan/CataPoly.htm