Série 1 — Paires, produits et rôles

Sur elev, cette leçon vient avec des exercices corrigés sur le moment, un indice quand votre enfant bloque et le suivi de ses progrès.

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Dix questions au format de l'examen. Lancez le chrono : dix minutes pour la série, une minute par question, le rythme du jour J. Cochez vos dix réponses avant d'ouvrir le moindre corrigé, puis corrigez d'un bloc et comptez vos points sur dix.

Huit ou plus : la série est acquise, passez à la suivante. Six ou sept : relisez le corrigé de chaque erreur et nommez le piège qui vous a eu. Cinq ou moins : revenez au cours du chapitre (règle du produit, ordre, choix) avant de continuer.

Avant de multiplier, faites le test de l'échange : si j'échange deux des éléments choisis, est-ce que j'obtiens autre chose ? Oui (une présidente et une trésorière, un code) : le produit est la réponse. Non (une partie d'échecs, une droite) : chaque objet a été compté deux fois, divisez par deux.

Exercices

Exercice 1

Un club d'échecs compte 9 membres. Au cours de la saison, chaque membre joue exactement une partie contre chacun des autres membres. Combien de parties sont jouées en tout ?

  1. 7272
  2. 8181
  3. 4545
  4. 3636
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Réponse : D 3636

Corrigé :

9×8=729 \times 8 = 72

chaque membre affronte les 8 autres

722=36\tfrac{72}{2} = 36

chaque partie a été comptée deux fois, une fois depuis chacun des deux joueurs

La bonne réponse : « 3636 ». « 7272 » compte chaque partie deux fois : la partie de Noa contre Yoni et celle de Yoni contre Noa sont la même partie. « 8181 » multiplie 9 par 9 : chaque membre jouerait aussi contre lui-même, et chaque partie serait comptée deux fois. « 4545 » calcule 9×102\frac{9 \times 10}{2} : le bon geste, mais avec un adversaire de trop pour chaque membre.

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Exercice 2

Pour un dîner de fête, un traiteur propose 5 entrées et 7 plats principaux. Chaque invité compose son menu d'une entrée et d'un plat principal. Combien de menus différents peut-on composer ?

  1. 7070
  2. 6666
  3. 1212
  4. 3535
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Réponse : D 3535

Corrigé :

5×7=355 \times 7 = 35

pour chacune des 5 entrées, 7 plats possibles

La bonne réponse : « 3535 ». « 1212 » additionne les entrées et les plats : 5+75 + 7. On additionne des cas séparés, jamais deux étapes d'un même menu. « 6666 » compte toutes les paires parmi les 12 mets, 12×112\frac{12 \times 11}{2}, y compris deux entrées ou deux plats ensemble : il faut un mets de chaque groupe. « 7070 » compte chaque menu deux fois, comme si « l'entrée puis le plat » et « le plat puis l'entrée » étaient deux menus différents.

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Exercice 3

On marque 8 points dans le plan. Quel est le nombre maximal de droites différentes qui passent chacune par au moins deux de ces points ?

  1. 5656
  2. 77
  3. 2828
  4. 6464
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : C 2828

Corrigé :

le maximum est atteint quand trois des points ne sont jamais alignés : chaque paire de points donne alors sa propre droite

8×72=28\tfrac{8 \times 7}{2} = 28

le nombre de paires de points

La bonne réponse : « 2828 ». « 5656 » compte des paires ordonnées : la droite (AB)(AB) et la droite (BA)(BA) sont la même droite. « 6464 » multiplie 8 par 8 : chaque point serait relié à lui-même, et chaque droite comptée deux fois. « 77 » ne compte que les droites qui passent par un même point, une par autre point.

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Exercice 4

Cinq candidates se présentent au bureau d'une association. On élit une présidente et une trésorière, deux personnes différentes ; les trois autres candidates n'ont pas de poste. Combien de bureaux différents sont possibles ?

  1. 1010
  2. 2020
  3. 2525
  4. 120120
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Réponse : B 2020

Corrigé :

5×4=205 \times 4 = 20

la présidente : 5 choix ; la trésorière : 4 choix parmi les autres

échanger les deux élues change le bureau : l'ordre compte, on ne divise pas

La bonne réponse : « 2020 ». « 1010 » divise par 2 comme pour une paire sans rôle : mais une présidente et une trésorière ne sont pas interchangeables. « 2525 » multiplie 5 par 5 : la même candidate pourrait occuper les deux postes. « 120120 » calcule 5!5! : cela donnerait un rôle distinct à chacune des cinq candidates, alors que trois restent sans poste.

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Exercice 5

Dans une papeterie, sept articles coûtent 13, 16, 19, 23, 27, 30 et 33 shekels. Tamar veut acheter deux articles différents pour exactement 46 shekels. Combien de paires d'articles lui conviennent ?

  1. 2121
  2. 33
  3. 66
  4. 44
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Réponse : B 33

Corrigé :

46=13+33=16+30=19+27\begin{aligned}46 &= 13 + 33 \\ &= 16 + 30 \\ &= 19 + 27\end{aligned}

trois paires

23+23=4623 + 23 = 46

mais il n'y a qu'un article à 23 shekels : cette paire n'existe pas

La bonne réponse : « 33 ». « 44 » compte l'article à 23 shekels deux fois, comme si Tamar pouvait l'acheter avec lui-même. « 66 » compte chaque paire deux fois : 13 + 33 et 33 + 13 désignent le même achat. « 2121 » compte toutes les paires d'articles, 7×62\frac{7 \times 6}{2}, sans tenir compte du prix.

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Exercice 6

Un décagone convexe a 10 sommets. Une diagonale relie deux sommets qui ne sont pas voisins. Combien de diagonales ce décagone a-t-il ?

  1. 7070
  2. 4545
  3. 3535
  4. 9090
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Réponse : C 3535

Corrigé :

10×92=45\tfrac{10 \times 9}{2} = 45

les segments qui relient deux sommets

45−10=3545 - 10 = 35

on retire les 10 côtés

La bonne réponse : « 3535 ». « 4545 » compte aussi les 10 côtés : ce sont des segments entre deux sommets, mais pas des diagonales. « 7070 » multiplie 10 par 7 (chaque sommet a 7 sommets non voisins) sans diviser : chaque diagonale est comptée depuis ses deux bouts. « 9090 » compte les paires ordonnées de sommets, côtés compris : 10×910 \times 9.

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Exercice 7

Le code d'un coffre a 3 chiffres, chacun choisi parmi 1, 2, 3, 4, 5 et 6. Deux chiffres voisins dans le code doivent être différents ; le premier et le troisième chiffre peuvent être égaux. Combien de codes sont possibles ?

  1. 150150
  2. 125125
  3. 216216
  4. 120120
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Réponse : A 150150

Corrigé :

6×5×5=1506 \times 5 \times 5 = 150

le premier chiffre : 6 choix ; chacun des deux suivants : tout sauf le chiffre qui le précède

La bonne réponse : « 150150 ». « 216216 » calcule 636^3 et oublie la contrainte des voisins. « 120120 » calcule 6×5×46 \times 5 \times 4 : il exige trois chiffres tous différents, et interdit à tort un code comme 1 2 1. « 125125 » calcule 535^3 : il retire un chiffre dès la première case, qui n'a pourtant pas de voisin avant elle.

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Exercice 8

Un identifiant est formé soit de 2 lettres choisies parmi A, B et C (une lettre peut se répéter), soit de 3 chiffres différents choisis parmi 1, 2, 3 et 4. Combien d'identifiants différents existe-t-il ?

  1. 7373
  2. 3030
  3. 216216
  4. 3333
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : D 3333

Corrigé :

3×3=93 \times 3 = 9

les identifiants en lettres

4×3×2=244 \times 3 \times 2 = 24

les identifiants en chiffres

9+24=339 + 24 = 33

deux familles séparées : on additionne

La bonne réponse : « 3333 ». « 216216 » multiplie les deux familles, 9×249 \times 24, comme si un identifiant portait à la fois des lettres et des chiffres. « 3030 » interdit la répétition des lettres : 3×2+243 \times 2 + 24. « 7373 » permet la répétition des chiffres : 9+439 + 4^3.

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Exercice 9

Que vaut 12!10!\frac{12!}{10!} ?

  1. 120120
  2. 132132
  3. 22
  4. 144144
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : B 132132

Corrigé :

12!10!=12×11×10!10!\frac{12!}{10!} = \frac{12 \times 11 \times 10!}{10!}

on déroule la grande factorielle jusqu'à la petite

12×11=13212 \times 11 = 132

La bonne réponse : « 132132 ». « 22 » divise les nombres avant la factorielle : 12−10=212 - 10 = 2 ou 2!2!. Une factorielle ne se simplifie pas ainsi. « 120120 » multiplie 12 par 10 : les deux nombres de l'écriture, au lieu des deux facteurs qui restent. « 144144 » multiplie 12 par 12 : le second facteur doit descendre d'une unité.

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Exercice 10

Combien de nombres de trois chiffres s'écrivent avec les seuls chiffres 1, 2, 3, 4 et 5 (un chiffre peut se répéter) et contiennent au moins un 5 ?

  1. 4848
  2. 7575
  3. 6464
  4. 6161
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Réponse : D 6161

Corrigé :

53=1255^3 = 125

tous les nombres écrits avec ces cinq chiffres

43=644^3 = 64

ceux qui ne contiennent aucun 5

125−64=61125 - 64 = 61

le contraire de « au moins un 5 »

La bonne réponse : « 6161 ». « 7575 » place un 5 dans l'une des trois cases puis remplit les deux autres librement, 3×253 \times 25 : un nombre comme 155 est compté deux fois, et 555 trois fois. « 4848 » compte les nombres qui contiennent exactement un 5, 3×4×43 \times 4 \times 4. « 6464 » compte les nombres sans aucun 5, le contraire de la question.

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