Calculateur Permutations et Combinaisons : P(n,k), C(n,k)
Calculez les permutations P(n,k) = n!/(n-k)!, combinaisons C(n,k) = n!/(k!(n-k)!) avec et sans répétition. Quatre modes avec factorielle et approximation.
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Permutations et combinaisons
Les permutations et combinaisons sont au cœur de la combinatoire : elles comptent les façons d'arranger ou de sélectionner des objets. Distinction clé : permutations → l'ordre compte ; combinaisons → non. Avec ou sans répétition : quatre cas principaux.
Permutations sans répétition
P(n, k) = n!/(n−k)! = n·(n−1)·...·(n−k+1). Pour k = n : P(n, n) = n!. Ex. : podium à 10 athlètes → P(10, 3) = 720.
Combinaisons sans répétition
C(n, k) = n!/(k!·(n−k)!) — coefficient binomial. Poker : C(52, 5) = 2 598 960. Loto 6/90 : C(90, 6) ≈ 622 millions.
Permutations avec répétition
n^k. Code PIN 4 chiffres : 10⁴ = 10 000. Mot de passe 8 caractères ASCII : 95⁸ ≈ 6,6·10¹⁵.
Combinaisons avec répétition
C(n+k−1, k) (stars and bars). 3 boules de glace parmi 10 parfums : C(12, 3) = 220.
Factorielle
n! = n·(n−1)·...·1, 0! = 1. Croît très vite : 20! ≈ 2,4·10¹⁸. Stirling : n! ≈ √(2πn)·(n/e)ⁿ.
Identités
- Symétrie : C(n, k) = C(n, n−k).
- Pascal : C(n, k) = C(n−1, k−1) + C(n−1, k).
- Binôme : (x+y)ⁿ = Σ C(n, k)·xᵏ·yⁿ⁻ᵏ.
- Somme : Σ C(n, k) = 2ⁿ.
- Multinôme (anagrammes) : n!/(k₁!·k₂!·...).
Applications pratiques
Probabilités et statistique : la probabilité d'un événement est souvent un rapport de combinaisons (poker, loterie, échantillonnage). Cryptographie : force d'un mot de passe = entropie log₂(N^k). Informatique : algorithmes de recherche et hachage, indexation, codes de Huffman. Biologie : arbres phylogénétiques, séquences génétiques. Chimie : nombre d'isomères possibles d'une molécule. Jeux et paris : poker, bridge, loteries. Sociologie : tirages, sélection aléatoire de jurés. Tout problème commençant par "de combien de façons" est combinatoire.
Utilisation
Modes : permutations s.r., combinaisons s.r., permutations a.r., combinaisons a.r.. n et k entiers ≥ 0. Au-delà de 170! on utilise Stirling.
Permutations et combinaisons : quand l'ordre compte
La distinction fondamentale de la combinatoire est de savoir si l'ordre compte. Dans les permutations l'ordre est pertinent : choisir un président, un vice-président et un secrétaire dans un groupe donne des cas distincts selon qui occupe chaque poste, et se comptent par P(n,k) = n!/(n−k)!. Dans les combinaisons l'ordre est sans importance : choisir trois personnes pour un comité sans rôles attribués donne le même ensemble quel que soit l'ordre, et se comptent par C(n,k) = n!/(k!·(n−k)!). Il existe aussi les variantes avec répétition : si un élément peut se répéter, les permutations sont n^k et les combinaisons C(n+k−1, k), formule dite « étoiles et barres ». Une propriété élégante est la symétrie C(n,k) = C(n,n−k) : choisir les k qui entrent équivaut à choisir les n−k qui restent dehors. Ces quatre cas couvrent tous les problèmes de dénombrement.
Applications : de la loterie à la génétique
La combinatoire gouverne les probabilités du hasard. Dans une loterie où l'on choisit 6 numéros sur 90, il y a C(90,6) ≈ 622 millions de combinaisons possibles, d'où l'infime probabilité de gagner. Au poker, les mains de 5 cartes sont C(52,5) = 2 598 960. Un résultat surprenant est le paradoxe des anniversaires : il suffit de 23 personnes pour que la probabilité que deux partagent leur anniversaire dépasse 50%. Les nombres C(n,k) sont les coefficients binomiaux du triangle de Pascal et apparaissent dans le développement de (a+b)ⁿ. La combinatoire est essentielle dans le calcul des probabilités, en cryptographie (nombre de clés possibles), en génétique (combinaisons d'allèles), en optimisation combinatoire et dans la conception d'expériences. Sans elle, il serait impossible de quantifier l'incertitude.
Mis à jour en juillet 2026
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