OffresSe connecter
Prépa, 1re année › Sommes et produits › Relation de Pascal

Relation de Pascal : énoncé (MPSI)

Théorème

Relation de Pascal

Pour tout $n\in\mathbb{N}$ et tout $k\in\mathbb{Z}$ : $$\binom{n}{k} + \binom{n}{k+1} = \binom{n+1}{k+1}.$$

Démonstration : Relation de Pascal
Démonstration

Preuve de la relation de Pascal

Cas $0\leqslant k\leqslant n-1$. On réduit au dénominateur commun $(k+1)!\,(n-k)!$ : $$\binom{n}{k} + \binom{n}{k+1} = \frac{n!}{k!\,(n-k)!} + \frac{n!}{(k+1)!\,(n-k-1)!} = \frac{n!\,\big[(k+1) + (n-k)\big]}{(k+1)!\,(n-k)!} = \frac{(n+1)!}{(k+1)!\,(n-k)!}.$$ Comme $(n+1)-(k+1) = n-k$, c'est $\binom{n+1}{k+1}$.

Cas $k=n$. $\binom{n}{n}+\binom{n}{n+1} = 1 + 0 = 1 = \binom{n+1}{n+1}$.

Cas $k=-1$. $\binom{n}{-1}+\binom{n}{0} = 0+1 = 1 = \binom{n+1}{0}$.

Cas $k\leqslant -2$ ou $k\geqslant n+1$. Les trois coefficients sont nuls.

Remarque

Triangle de Pascal

La relation de Pascal permet de calculer les coefficients de proche en proche : chaque coefficient est la somme de celui situé au-dessus et de celui situé au-dessus à gauche.

$n \backslash k$ 0 1 2 3 4 5
0 1
1 1 1
2 1 2 1
3 1 3 3 1
4 1 4 6 4 1
5 1 5 10 10 5 1

Une récurrence sur $n$ fondée sur cette relation montre que les $\binom{n}{k}$ sont des entiers naturels, ce qui ne se voit pas sur la formule avec factorielles.

L'interprétation combinatoire ($\binom{n}{k}$ est le nombre de parties à $k$ éléments d'un ensemble à $n$ éléments) sera établie dans le chapitre de dénombrement.

S’entraîner

Dans le cours

Sommes et produits : Relation de Pascal