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Prépa, 1re année › Dénombrement › Réunion de deux ensembles finis

Réunion de deux ensembles finis : énoncé (MPSI)

Théorème

Réunion de deux ensembles finis

Pour $A$ et $B$ finis : $$\operatorname{Card}(A\cup B)=\operatorname{Card}A+\operatorname{Card}B-\operatorname{Card}(A\cap B).$$

Démonstration : Réunion de deux ensembles finis
Démonstration

Preuve

On écrit $A\cup B=A\cup(B\setminus A)$, réunion disjointe. Donc $$\operatorname{Card}(A\cup B)=\operatorname{Card}A+\operatorname{Card}(B\setminus A)=\operatorname{Card}A+\operatorname{Card}B-\operatorname{Card}(A\cap B),$$ en utilisant la propriété précédente pour $\operatorname{Card}(B\setminus A)$.

Exemple

Entiers divisibles par 2 ou par 3

Dans $E=\llbracket 1,100\rrbracket$, soit $A$ l'ensemble des multiples de $2$ et $B$ celui des multiples de $3$.

  • $\operatorname{Card}A=50$ ;
  • $\operatorname{Card}B=33$ (car $3\times 33=99\le 100<102$) ;
  • $A\cap B$ est l'ensemble des multiples de $6$ : $\operatorname{Card}(A\cap B)=16$ (car $6\times16=96$).

Donc $\operatorname{Card}(A\cup B)=50+33-16=67$. Il y a $100-67=33$ entiers de $E$ divisibles ni par $2$ ni par $3$.

Remarque

Formule du crible (hors programme)

Pour trois ensembles finis : $$|A\cup B\cup C|=|A|+|B|+|C|-|A\cap B|-|A\cap C|-|B\cap C|+|A\cap B\cap C|.$$ La formule générale de Poincaré pour $m$ ensembles est hors programme ; elle se redémontre si un énoncé la demande (par récurrence ou avec les fonctions indicatrices).

S’entraîner

Dans le cours

Dénombrement : Réunion de deux ensembles finis