Un guide complet sur les formules nCr et nPr — leur différence, leur relation avec les factorielles, et leurs versions avec répétition — avec des exemples concrets.
Les combinaisons et permutations sont les deux concepts fondamentaux de combinatoire qui comptent de combien de façons différentes vous pouvez sélectionner un certain nombre d'éléments dans un ensemble. La seule différence entre elles est de savoir si l'ordre des éléments sélectionnés compte. Ce calculateur calcule les deux valeurs à la fois, montre le développement factoriel étape par étape, et — même pour des nombres astronomiquement grands au-delà de 170! — renvoie un résultat exact grâce à BigInt.
Qu'est-ce qu'une permutation (nPr) ?
Réponse rapideUne permutation (nPr) est le nombre de façons de choisir et d'arranger r éléments parmi un ensemble de n, où l'ordre compte. Formule : nPr = n! / (n−r)!. Par exemple, de combien de façons peut-on classer les 3 premiers (or-argent-bronze) parmi 5 coureurs ? C'est une permutation : 5P3 = 60.
Qu'est-ce qu'une combinaison (nCr), et comment la calcule-t-on ?
Réponse rapideUne combinaison (nCr) est le nombre de façons de choisir r éléments parmi un ensemble de n, où l'ordre n'a pas d'importance. Formule : nCr = n! / (r! × (n−r)!). Par exemple, combien d'équipes de projet différentes de 3 personnes peuvent être formées parmi 10 personnes (si aucun rôle ne compte) ? La réponse est 10C3 = 120.
Quelle est la différence entre une permutation et une combinaison ?
Réponse rapideLa différence se résume à un mot : l'ordre. Dans une permutation, l'arrangement/l'ordre compte (rôles distincts comme président-vice-président-secrétaire) ; dans une combinaison, seul le groupe/la sélection compte (un comité où aucun rôle n'est distingué). Pour les mêmes n et r, nPr est toujours r! fois plus grand que nCr : nPr = nCr × r!. Exemple : une équipe dirigeante ordonnée de 3 personnes (président/vice-président/secrétaire) choisie parmi 10 personnes peut être formée de 10P3 = 720 façons, tandis qu'un comité non ordonné de 3 personnes parmi les mêmes 10 personnes peut être formé de 10C3 = 120 façons — un facteur de 720/120 = 6 = 3!.
Quelle est la formule de la factorielle (n!) ?
Réponse rapiden! (factorielle de n) est le produit de tous les entiers positifs de 1 à n : n! = n×(n−1)×...×2×1, avec 0! défini comme 1. Les formules nPr et nCr reposent toutes deux sur les factorielles. Les factorielles croissent étonnamment vite : 10! = 3 628 800, tandis que 20! a déjà 19 chiffres.
Qu'est-ce qu'une permutation avec répétition ?
Réponse rapideUne permutation avec répétition trouve le nombre d'ordres distincts d'une séquence contenant des éléments identiques (répétés). Si n éléments consistent en n₁, n₂, ..., nₖ copies de chaque élément distinct, le nombre d'arrangements distincts est n! / (n₁!·n₂!·...·nₖ!). Exemple : le mot « BANANA » (6 lettres : 3 A, 2 N, 1 B) a 6!/(3!·2!·1!) = 60 arrangements distincts — essayez votre propre mot dans l'onglet « Perm. répétée ».
Qu'est-ce que la combinaison avec répétition ?
Réponse rapideLa combinaison avec répétition est le nombre de façons de choisir r éléments parmi n types, où l'ordre n'a pas d'importance et les répétitions sont autorisées : C(n+r−1, r). Exemple : choisir 5 fruits au total parmi 3 types (pomme, poire, banane), où vous pouvez prendre plus d'un du même fruit, donne C(3+5−1,5) = C(7,5) = 21 sélections différentes.
Qu'est-ce qu'une permutation circulaire (table ronde) ?
Réponse rapideUne permutation circulaire est le nombre de façons dont n éléments peuvent être disposés autour d'un cercle (une table ronde). Comme faire pivoter tout l'arrangement produit la même disposition, le compte linéaire n! est divisé par n, donnant (n−1)!. Exemple : 6 personnes peuvent être assises autour d'une table ronde de (6−1)! = 5! = 120 façons différentes. Pour les arrangements qui peuvent aussi être reflétés — comme un collier ou un bracelet, où les images miroir comptent comme identiques — divisez aussi par 2 : (n−1)!/2 ; par exemple, un collier de 6 perles peut être arrangé de 5!/2 = 60 façons. Essayez votre propre n dans l'onglet « Circulaire ».
Quelle formule utilisent les questions « combien de façons différentes » ?
Réponse rapideLes questions formulées comme « de combien de façons différentes X peut-il être sélectionné/formé » sont généralement des questions de combinaison (nCr), puisque l'ordre est généralement sans importance ; « de combien de façons différentes X peut-il être arrangé/ordonné » signale une permutation (nPr). En cas de doute, demandez-vous : si deux sélections contiennent les mêmes éléments mais dans un ordre différent, comptent-elles comme « différentes » ? Si oui, utilisez nPr ; sinon, utilisez nCr.
Prenons un exemple classique : de combien de façons une équipe de 3 personnes peut-elle être formée parmi 10 personnes ? S'il n'y a pas de rôles distincts (tout le monde est un membre égal), c'est une combinaison : 10C3 = 120. Mais si l'équipe a un capitaine, un vice-capitaine, et un gardien désigné (rôles distincts), c'est une permutation : 10P3 = 720. Saisissez n=10, r=3 dans le calculateur ci-dessus pour voir les deux résultats à la fois, avec la décomposition étape par étape.