Urnes et suites — dénombrement combiné et binôme

Difficile Inspiré BAC France
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Exercice inspiré d'un BAC France
Source-style : BAC France Spé Maths 2024
Inspiré du style BAC France Spé Maths 2024
Énoncé et solution adaptés au programme marocain. Voir crédits.

Énoncé

On dispose de deux urnes :

  • Urne A contient 6 boules numérotées de 1 à 6.
  • Urne B contient 8 boules numérotées de 1 à 8.
  1. Partie A — Tirages
    a. On tire simultanément 3 boules de l'urne A et 2 boules de l'urne B. Combien de résultats distincts sont possibles ?
    b. Parmi ces résultats, combien contiennent au moins une boule portant un numéro pair dans le lot de 3 boules tirées de l'urne A ?
  2. Partie B — Suites croissantes
    On appelle suite strictement croissante de longueur tirée de toute suite avec et .
    a. Justifier que le nombre de telles suites est .
    b. Combien de suites strictement croissantes de longueur 3 peut-on former à partir de ?
  3. Partie C — Développement binomial
    En utilisant le binôme de Newton, démontrer que pour tout entier :

    Indication : dériver l'identité en considérant la dérivée en , ou raisonner par une identité algébrique sur les coefficients.

Indices

— clique pour révéler
1 Indice 1
Pour la partie A, les deux tirages (urne A et urne B) sont indépendants : multiplie les nombres de combinaisons $C_6^3$ et $C_8^2$.
2 Indice 2
Pour 'au moins une paire', pense au complémentaire : calcule d'abord le nombre de tirages où toutes les boules de A sont impaires.
3 Indice 3
Pour la partie C, dérive l'identité $(1+x)^n = \sum_{k=0}^n C_n^k x^k$ par rapport à $x$ puis évalue en $x=1$, ou utilise directement $k\,C_n^k = n\,C_{n-1}^{k-1}$.

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La méthode — par où commencer

Pour la partie A, les deux tirages (urne A et urne B) sont indépendants : multiplie les nombres de combinaisons et .

Pour 'au moins une paire', pense au complémentaire : calcule d'abord le nombre de tirages où toutes les boules de A sont impaires.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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