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Cours : Dénombrement › Erreurs fréquentes
Prépa · MPSI / MP2I

Erreurs fréquentes : Dénombrement (Prépa, 1re année)

Dénombrer, c'est compter les éléments d'un ensemble fini sans les énumérer un par un, en le découpant, en le mettant en bijection avec un ensemble connu ou en le comptant de deux façons. Ces techniques servent en probabilités, en algèbre (formule du binôme, polynômes) et en informatique (complexité, structures de données).

Erreur

Écrire $\operatorname{Card}(A\cup B)=\operatorname{Card}A+\operatorname{Card}B$ sans vérifier que $A$ et $B$ sont disjoints.

Ce qu'il faut écrire

En général $\operatorname{Card}(A\cup B)=\operatorname{Card}A+\operatorname{Card}B-\operatorname{Card}(A\cap B)$. Le principe additif seul ne s'applique qu'à des cas deux à deux disjoints.

Erreur

Compter $\operatorname{Card}\llbracket a,b\rrbracket=b-a$.

Ce qu'il faut écrire

$\operatorname{Card}\llbracket a,b\rrbracket=b-a+1$ pour $a\le b$. Contrôle sur $\llbracket1,3\rrbracket$, qui a $3$ éléments.

Erreur

Compter les mains contenant au moins un as par $4\binom{31}{4}$ (on choisit un as, puis $4$ cartes quelconques).

Ce qu'il faut écrire

Une main avec deux as est comptée deux fois, selon l'as choisi en premier. On passe au complémentaire : $\binom{32}{5}-\binom{28}{5}$.

Erreur

Confondre $n^p$ et $p^n$ pour le nombre d'applications d'un ensemble à $p$ éléments dans un ensemble à $n$ éléments.

Ce qu'il faut écrire

Chaque élément de départ reçoit une image parmi les éléments d'arrivée : $(\operatorname{Card}F)^{\operatorname{Card}E}=n^p$.

Erreur

Calculer $10\times9\times8$ pour le nombre de façons de choisir $3$ personnes parmi $10$ sans rôle distinct.

Ce qu'il faut écrire

Ce produit compte des listes ordonnées. Chaque groupe de $3$ est compté $3!=6$ fois : le bon résultat est $\binom{10}{3}=120$.

Erreur

Conclure qu'une application injective est bijective sans vérifier que les ensembles sont finis et de même cardinal.

Ce qu'il faut écrire

L'équivalence injective, surjective, bijective exige deux ensembles finis de même cardinal. Contre-exemple : $n\mapsto n+1$ sur $\mathbb{N}$.

Erreur

Appliquer le lemme des bergers alors que les éléments n'ont pas tous le même nombre d'antécédents (par exemple diviser par $3!$ pour les anagrammes d'un mot ayant des lettres répétées de façons différentes).

Ce qu'il faut écrire

On vérifie que chaque fibre a exactement $k$ éléments. Pour ANANAS, chaque mot provient de $3!\times2!$ ordonnements, pas de $3!$ seulement.

Erreur

Dans une preuve combinatoire, découper l'ensemble en cas qui se recouvrent ou qui ne couvrent pas tout.

Ce qu'il faut écrire

On justifie explicitement que les cas sont deux à deux disjoints et que leur réunion est l'ensemble entier, par exemple en découpant selon un paramètre qui prend une seule valeur pour chaque objet (cardinal d'une intersection, plus grand élément).