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Terminale › Combinatoire et dénombrement › Somme d'une ligne du triangle de Pascal

Somme d'une ligne du triangle de Pascal : énoncé (Terminale spé)

Propriété

Somme d'une ligne du triangle de Pascal

Pour tout entier naturel $n$ : $$\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}=\binom{n}{0}+\binom{n}{1}+\cdots+\binom{n}{n}=2^n.$$

Démonstration : Somme d'une ligne du triangle de Pascal
Démonstration

Somme d'une ligne du triangle de Pascal

Soit $E$ un ensemble à $n$ éléments. Pour $0\leqslant k\leqslant n$, on note $\mathcal{P}_k$ l'ensemble des parties de $E$ à $k$ éléments ; $\mathrm{card}(\mathcal{P}_k)=\binom{n}{k}$.

Toute partie de $E$ a un nombre d'éléments compris entre $0$ et $n$, et un seul : les ensembles $\mathcal{P}_0,\ldots,\mathcal{P}_n$ sont deux à deux disjoints et leur réunion est $\mathcal{P}(E)$. Par le principe additif : $$\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k}=\mathrm{card}\big(\mathcal{P}(E)\big)=2^n.$$

Exemple

Garnitures d'une pizza

Une pizzeria propose 10 garnitures. Un client compose sa pizza avec une ou plusieurs garnitures, toutes différentes. Une composition est une partie non vide de l'ensemble des 10 garnitures : il y en a $2^{10}-1=1024-1=1023$.

Vérification sur la ligne 4 du triangle : $1+4+6+4+1=16=2^4$.

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Dans le cours

Combinatoire et dénombrement : Somme d'une ligne du triangle de Pascal