Ce cours présente les principes, structures et techniques fondamentaux de la combinatoire énumérative et structurale. Il aborde le raisonnement bijectif, les fonctions génératrices, les ensembles partiellement ordonnés, les graphes et les arbres, les structures catalanes, les permutations, les partitions, les tableaux de Young et les correspondances combinatoires classiques. Le cours vise également à développer la capacité des étudiants à construire des raisonnements combinatoires rigoureux et à identifier les structures communes à des problèmes de dénombrement apparemment différents.
Ce cours propose une introduction à la combinatoire par l'étude des ensembles finis et des applications finies, des principes de dénombrement, des fonctions génératrices, des relations et des graphes, des ensembles partiellement ordonnés et des treillis, des arbres, des permutations, des partitions et des tableaux. Les familles énumératives classiques, telles que les configurations catalanes, les arbres binaires, les triangulations polygonales et les partitions d'entiers, sont étudiées conjointement avec les bijections qui les relient. Le cours se conclut par l'étude des tableaux de Young et de la correspondance de Robinson-Schensted-Knuth, illustrant l'interaction entre énumération, structure algébrique et algorithmes combinatoires.
À la fin de ce cours, les étudiants sont capables d'appliquer les principes fondamentaux d'énumération; de construire et d'analyser des bijections combinatoires ; d'énumérer et de relier les familles catalanes standard. Les étudiants sont également être capables de présenter des raisonnements combinatoires de manière claire et rigoureuse.
Ce cours comprendra des exposés avec des exemples concrets et des démonstrations combinatoires. À la fin du cours, les étudiants présenteront des exposés sur des sujets choisis, dans le but de développer leur autonomie mathématique et leur capacité à communiquer efficacement des concepts combinatoires.
Introduction `a la combinatoire
Notes de cours
Professeur : Fran¸cois Bergeron
| Semaine | Intitulés des Sujets |
|---|---|
| 1 | Rappel sur les ensembles, fonctions, bijections |
| 2 | Cardinals des ensembles, principe des tiroirs, d'inclusion-exclusion, suite et séries génératrices |
| 3 | Relations, graphes, isomorphismes, équivalences, partitions |
| 4 | Ordres, treillis, chemins dans un graphe orienté |
| 5 | Arbres, endofonctions |
| 6 | Arbres binaires, triangulations d'un polygone |
| 7 | Examen |
| 8 | Solutions d'examen |
| 9 | Configurations de Catalan et bijections |
| 10 | Permutations, inversions, partages |
| 11 | Diagrammes de Ferres, théorème pentagonal d'Euler |
| 12 | Tableaux de Young, correspondance de Robinson-Schensted-Knuth |
| 13 | Exposés par les étudiants |
| 14 | Exposés par les étudiants |
| Activités | Numéro | Contribution |
|---|---|---|
| Contribution du contrôle continu à la note finale | 2 | 60 |
| Contribution de l'examen final à la note finale | 1 | 40 |
| Total | 3 | 100 |
| Activités | Numéro | Contribution |
|---|---|---|
| Devoir | 0 | 0 |
| Présentation | 1 | 30 |
| Examen partiel (temps de préparation inclu) | 1 | 30 |
| Projet | 0 | 0 |
| Travail de laboratoire | 0 | 0 |
| Autres travaux pratiques | 0 | 0 |
| Quiz | 0 | 0 |
| Devoir/projet de session | 0 | 0 |
| Portefeuille | 0 | 0 |
| Rapport | 0 | 0 |
| Journal d'apprentissage | 0 | 0 |
| Mémoire/projet de fin d'études | 0 | 0 |
| Séminaire | 0 | 0 |
| Autre | 0 | 0 |
| Make-up | 0 | 0 |
| Total | 2 | 60 |
| No | Objectifs Pédagogiques du Programme | Contribiton | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | comprend les principes de la méthode hypothético-déductive; s'est interrogé systématiquement sur la pertinence et la justesse des énoncés mathématique qu'il a rencontré ou produit; | X | ||||
| 2 | sait énoncer et utiliser judicieusement les concepts et les résultats des mathématiques de base; | X | ||||
| 3 | maîtrise les techniques de calcul et les algorithmes courants; possède une bonne intelligence de calcul pour les mettre en œuvre; est capable d'identifier les outils pertinents, parmi ceux qu'il connaît, pour la résolution d'un problème, et est capable de juger s’il ne possède pas ces outils; | X | ||||
| 4 | est capable d'exprimer de manière organisée, tant à l'écrit qu'à l'oral, ses idées mathématiques; | X | ||||
| 5 | a réalisé les relations essentielles qui lient entre eux ces concepts et résultats; est capable de passer de l'un à l'autre de divers mode de représentation des objets mathématiques (dessins, formules, énoncés précis, heuristiques, collection d'exemples,...); | X | ||||
| 6 | a poursuivi, en autonomie, une stratégie d'apprentissage guidée; s'est engagé dans des stratégies de résolution d'un problème complexe; | X | ||||
| 7 | a les bases théoriques et pratiques suffisantes en informatique pour pouvoir poursuivre l'apprentissage d'un langage de programmation; | X | ||||
| 8 | s'est interrogé sur la pertinence de la modélisation mathématique et l'usage des outils mathématiques dans les sciences naturelles et dans le monde professionnel; a été sensibilisé à l'évolution historique des concepts mathématiques; | X | ||||
| 9 | a eu l'opportunité de choisir librement certains de ses cours (de mathématiques ou d'autres disciplines) et a, à l'occasion, appris à prendre ses responsabilités et à organiser son projet éducatif par lui-même; | X | ||||
| 10 | a une maîtrise de la langue française et d'une autre langue étrangère suffisante pour pouvoir poursuivre des études ou travailler à l'étranger. | X | ||||
| Activités | Nombre | Durée | Charge totale de Travail |
|---|---|---|---|
| Durée du cours | 14 | 3 | 42 |
| Préparation pour le cours | 14 | 3 | 42 |
| Devoir | 0 | 0 | 0 |
| Présentation | 1 | 14 | 14 |
| Examen partiel (temps de préparation inclu) | 1 | 8 | 8 |
| Projet | 0 | 0 | 0 |
| Laboratoire | 0 | 0 | 0 |
| Autres travaux pratiques | 0 | 0 | 0 |
| Examen final (temps de préparation inclu) | 1 | 10 | 10 |
| Quiz | 0 | 0 | 0 |
| Devoir/projet de session | 0 | 0 | 0 |
| Portefeuille | 0 | 0 | 0 |
| Rapport | 0 | 0 | 0 |
| Journal d'apprentissage | 0 | 0 | 0 |
| Mémoire/projet de fin d'études | 0 | 0 | 0 |
| Séminaire | 0 | 0 | 0 |
| Autre | 0 | 0 | 0 |
| baclé | 0 | 0 | 0 |
| Yil | 0 | 0 | 0 |
| Yil | 0 | 0 | 0 |
| Yil | 0 | 0 | 0 |
| Charge totale de Travail | 116 | ||
| Charge totale de Travail / 25 | 4.64 | ||
| Crédits ECTS | 5 | ||