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Spécialité Mathématiques Terminale

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Combinatoire et dénombrement

Principes additif et multiplicatif, k-uplets, factorielle et permutations, k-uplets d’éléments distincts, combinaisons, coefficients binomiaux, triangle de Pascal, mots et chemins.

À propos de cette page
Un QCM de dénombrement en trois niveaux de douze questions : factorielle, nombre de parties et relation de Pascal, puis mots de passe, chemins, mains de cartes et anagrammes, enfin les pièges de l’ordre et du double comptage. Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions
  1. Que vaut 0! ?

    • A. 1
    • B. 0
    • C. −1
    • D. elle n'est pas définie
    Réponse

    A. 1 — Par convention, 0! = 1 ; c'est ce qui rend la formule n!/(k!(n − k)!) valable pour k = 0 et k = n.

  2. Combien de parties possède un ensemble à 6 éléments ?

    • A. 12
    • B. 36
    • C. 64
    • D. 720
    Réponse

    C. 64 — Un ensemble à n éléments possède 2ⁿ parties : 2⁶ = 64.

  3. Pour tout entier n ≥ 1, « 1 parmi n » est égal à :

    • A. 1
    • B. n
    • C. n − 1
    • D. n!
    Réponse

    B. n — Il y a exactement n parties à un élément : les singletons.

  4. On tire simultanément 3 cartes d'un jeu. Un tirage se modélise par :

    • A. un 3-uplet de cartes quelconques
    • B. une permutation du jeu entier
    • C. un 3-uplet de cartes distinctes
    • D. une partie à 3 cartes
    Réponse

    D. une partie à 3 cartes — « Simultanément » : pas d'ordre, pas de répétition. C'est une combinaison de 3 cartes.

  5. Nombre de 4-uplets d'un ensemble à 5 éléments (répétitions permises) :

    • A. 5⁴ = 625
    • B. 4⁵ = 1 024
    • C. 5 × 4 × 3 × 2 = 120
    • D. « 4 parmi 5 » = 5
    Réponse

    A. 5⁴ = 625 — 5 choix pour chacun des 4 termes : 5⁴ = 625.

  6. Par symétrie, « 15 parmi 17 » est égal à :

    • A. « 2 parmi 15 »
    • B. « 2 parmi 17 »
    • C. « 13 parmi 17 »
    • D. « 15 parmi 32 »
    Réponse

    B. « 2 parmi 17 » — « k parmi n » = « n − k parmi n » avec 17 − 15 = 2 ; cela vaut 17 × 16 / 2 = 136.

  7. Pour 0 ≤ k ≤ n − 1, « k parmi n » + « k + 1 parmi n » est égal à :

    • A. « k parmi n + 1 »
    • B. « 2k + 1 parmi 2n »
    • C. « k + 1 parmi 2n + 1 »
    • D. « k + 1 parmi n + 1 »
    Réponse

    D. « k + 1 parmi n + 1 » — C'est la relation de Pascal : on additionne deux voisins de la ligne n et on obtient le coefficient placé sous le second, ligne n + 1.

  8. Six coureurs arrivent sans ex æquo. Nombre d'ordres d'arrivée possibles :

    • A. 36
    • B. 6
    • C. 720
    • D. 120
    Réponse

    C. 720 — Un ordre d'arrivée est une permutation des 6 coureurs : 6! = 720.

  9. Un cadenas a 3 molettes portant chacune les chiffres de 0 à 9. Nombre de codes :

    • A. 3 × 10 = 30
    • B. 10³ = 1 000
    • C. 9³ = 729
    • D. « 3 parmi 10 » = 120
    Réponse

    B. 10³ = 1 000 — Chaque molette offre 10 choix, répétitions permises : 10³ = 1 000.

  10. Le nombre de 3-uplets d'éléments distincts d'un ensemble à 7 éléments est :

    • A. 7³
    • B. « 3 parmi 7 »
    • C. 7!
    • D. 7 × 6 × 5
    Réponse

    D. 7 × 6 × 5 — 7 choix pour le premier terme, 6 pour le deuxième, 5 pour le troisième : 210.

  11. A et B sont disjoints, avec card(A) = 12 et card(B) = 9. Alors card(A ∪ B) vaut :

    • A. 21
    • B. 108
    • C. 3
    • D. on ne peut pas le savoir
    Réponse

    A. 21 — Ensembles disjoints : principe additif, 12 + 9 = 21.

  12. Pour tout entier n ≥ 2, « 2 parmi n » est égal à :

    • A. n(n − 1)
    • B. n²/2
    • C. n(n − 1)/2
    • D. 2n
    Réponse

    C. n(n − 1)/2 — « 2 parmi n » = n!/(2!(n − 2)!) = n(n − 1)/2 ; n(n − 1) compte les couples ordonnés.

Niveau moyen ★★ — 12 questions
  1. Mots de passe de 4 lettres distinctes, choisies parmi les 26 lettres de l'alphabet :

    • A. 104
    • B. 358 800
    • C. 14 950
    • D. 456 976
    Réponse

    B. 358 800 — 4-uplets d'éléments distincts : 26 × 25 × 24 × 23 = 358 800. 456 976 = 26⁴ autorise les répétitions.

  2. Dans une classe de 31 élèves, nombre de façons de choisir 2 délégués (sans rôle distinct) :

    • A. 930
    • B. 62
    • C. 961
    • D. 465
    Réponse

    D. 465 — « 2 parmi 31 » = 31 × 30 / 2 = 465 ; 930 compterait les choix ordonnés.

  3. Nombre de chemins de (0 ; 0) à (5 ; 6) par pas unitaires vers la droite ou vers le haut :

    • A. 30
    • B. 2 048
    • C. 462
    • D. 924
    Réponse

    C. 462 — Un chemin est un mot de 11 pas dont 5 vers la droite : « 5 parmi 11 » = 462.

  4. Un jeu de 40 cartes contient 4 as. Nombre de mains de 3 cartes contenant exactement un as :

    • A. 2 520
    • B. 7 140
    • C. 9 880
    • D. 630
    Réponse

    A. 2 520 — 1 as parmi 4, puis 2 cartes parmi les 36 autres : 4 × 630 = 2 520.

  5. Nombre d'anagrammes du mot ANANAS :

    • A. 720
    • B. 120
    • C. 60
    • D. 360
    Réponse

    C. 60 — Places des 3 A : « 3 parmi 6 » = 20 ; places des 2 N parmi les 3 restantes : 3 ; le S prend la dernière. 20 × 3 = 60.

  6. Nombre de parties non vides d'un ensemble à 8 éléments :

    • A. 255
    • B. 256
    • C. 8
    • D. 247
    Réponse

    A. 255 — 2⁸ = 256 parties, dont une seule est vide : 256 − 1 = 255.

  7. Sans calcul, « 3 parmi 15 » + « 4 parmi 15 » est égal à :

    • A. « 7 parmi 15 »
    • B. « 4 parmi 16 »
    • C. « 7 parmi 30 »
    • D. « 3 parmi 16 »
    Réponse

    B. « 4 parmi 16 » — Relation de Pascal avec n = 15 et k = 3 : « 4 parmi 16 » = 1 820.

  8. 5 personnes s'assoient sur un banc de 5 places ; Léa et Tom veulent être côte à côte. Nombre de placements :

    • A. 24
    • B. 120
    • C. 12
    • D. 48
    Réponse

    D. 48 — Le bloc Léa-Tom et les 3 autres : 4! = 24 rangements ; le bloc s'ordonne de 2 façons : 48.

  9. Nombre d'entiers de 3 chiffres (premier chiffre non nul) dont les chiffres sont deux à deux distincts :

    • A. 720
    • B. 648
    • C. 900
    • D. 504
    Réponse

    B. 648 — Premier chiffre : 9 choix (pas 0) ; deuxième : 9 (0 permis, pas le premier) ; troisième : 8. 9 × 9 × 8 = 648.

  10. On lance 5 fois une pièce. Nombre de suites de résultats avec exactement 2 « pile » :

    • A. 10
    • B. 20
    • C. 32
    • D. 25
    Réponse

    A. 10 — Mot de 5 lettres avec 2 lettres P : « 2 parmi 5 » = 10.

  11. Entre 1 et 100, combien d'entiers sont divisibles par 2 ou par 5 ?

    • A. 70
    • B. 10
    • C. 60
    • D. 50
    Réponse

    C. 60 — 50 pairs, 20 multiples de 5, dont 10 multiples de 10 comptés deux fois : 50 + 20 − 10 = 60.

  12. Un comité de 3 personnes est choisi parmi 10 ; il doit contenir Inès. Nombre de comités :

    • A. 120
    • B. 84
    • C. 45
    • D. 36
    Réponse

    D. 36 — Inès est imposée : on choisit les 2 autres parmi les 9 restants, « 2 parmi 9 » = 36.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions
  1. On tire successivement et sans remise 3 boules dans une urne de 9 boules numérotées. Nombre de tirages :

    • A. 84
    • B. 729
    • C. 504
    • D. 27
    Réponse

    C. 504 — L'ordre compte, sans répétition : 9 × 8 × 7 = 504. 84 oublie l'ordre, 729 = 9³ suppose la remise.

  2. Pour tout entier n ≥ 2, laquelle de ces égalités est fausse ?

    • A. « 2 parmi 2n » = 2 × « 2 parmi n »
    • B. « n parmi n » = 1
    • C. « 1 parmi n » = « n − 1 parmi n »
    • D. « 2 parmi n » = n(n − 1)/2
    Réponse

    A. « 2 parmi 2n » = 2 × « 2 parmi n » — « 2 parmi 2n » = n(2n − 1), alors que 2 × « 2 parmi n » = n(n − 1) : ces nombres diffèrent dès n ≥ 1.

  3. Un ensemble E possède 65 536 parties. Combien de parties de E ont 3 éléments ?

    • A. 3 360
    • B. 560
    • C. 4 096
    • D. 21 845
    Réponse

    B. 560 — 65 536 = 2¹⁶ : E a 16 éléments, et « 3 parmi 16 » = 560. 3 360 compte les choix ordonnés.

  4. Dans un lycée, 40 élèves étudient le latin, 25 le grec et 9 les deux. Combien étudient au moins l'une des deux langues ?

    • A. 65
    • B. 47
    • C. 74
    • D. 56
    Réponse

    D. 56 — Les deux groupes ne sont pas disjoints : 40 + 25 − 9 = 56. L'addition seule donnerait 65, à tort.

  5. Nombre de façons de répartir 6 personnes en 3 binômes non numérotés :

    • A. 90
    • B. 15
    • C. 20
    • D. 45
    Réponse

    B. 15 — Binômes numérotés : 15 × 6 × 1 = 90 ; sans numéro, on divise par 3! = 6 : 15.

  6. Le nombre de mots de 7 caractères formés de cinq « 0 » et de deux « 1 » est :

    • A. 21
    • B. 42
    • C. 128
    • D. 35
    Réponse

    A. 21 — Le mot est déterminé par les 2 positions des « 1 » : « 2 parmi 7 » = 21. 42 = 7 × 6 distingue à tort les deux « 1 ».

  7. Un questionnaire compte 6 questions vrai/faux. Nombre de façons d'y répondre avec exactement 4 réponses justes :

    • A. 64
    • B. 24
    • C. 15
    • D. 360
    Réponse

    C. 15 — On choisit les 4 questions réussies parmi 6 : « 4 parmi 6 » = 15 ; les réponses sont alors imposées.

  8. Combien d'entiers de 4 chiffres (premier chiffre non nul) ont au moins deux chiffres égaux ?

    • A. 4 536
    • B. 5 040
    • C. 3 960
    • D. 4 464
    Réponse

    D. 4 464 — 9 000 entiers en tout, dont 9 × 9 × 8 × 7 = 4 536 à chiffres distincts : 9 000 − 4 536 = 4 464.

  9. Pour 2 ≤ k ≤ n, nombre de parties à k éléments d’un ensemble à n éléments qui contiennent deux éléments a et b fixés :

    • A. « k parmi n − 2 »
    • B. « k − 1 parmi n − 2 »
    • C. « k − 2 parmi n − 2 »
    • D. « k − 2 parmi n − 1 »
    Réponse

    C. « k − 2 parmi n − 2 » — a et b sont imposés : on choisit les k − 2 autres éléments parmi les n − 2 restants.

  10. La somme « 0 parmi 10 » + « 1 parmi 10 » + … + « 10 parmi 10 » vaut :

    • A. 100
    • B. 512
    • C. 1 024
    • D. 3 628 800
    Réponse

    C. 1 024 — C'est le nombre total de parties d'un ensemble à 10 éléments, rangées selon leur nombre d'éléments : 2¹⁰ = 1 024.

  11. Mains de 5 cartes d'un jeu de 32 cartes (4 as) contenant au moins un as :

    • A. 103 096
    • B. 125 860
    • C. 98 280
    • D. 201 376
    Réponse

    A. 103 096 — « 5 parmi 32 » = 201 376 mains, dont « 5 parmi 28 » = 98 280 sans as : 103 096. 125 860 = 4 × « 4 parmi 31 » compte deux fois les mains à plusieurs as.

  12. Nombre de chemins de (0 ; 0) à (4 ; 4), par pas vers la droite ou vers le haut, qui passent par (2 ; 2) :

    • A. 70
    • B. 12
    • C. 6
    • D. 36
    Réponse

    D. 36 — « 2 parmi 4 » = 6 chemins jusqu'à (2 ; 2), puis 6 de (2 ; 2) à (4 ; 4) : 6 × 6 = 36.

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