Mathématiques discrètes : exercices et sujets d’examen

Les mathématiques de l’informatique et de toute démonstration : logique propositionnelle et quantificateurs, ensembles, relations et fonctions, graphes avec plus courts chemins et arbres couvrants, et théorie des nombres jusqu’au RSA. Les questions d’examen demandent des réponses exactes : un tableau ou un schéma soigné compte plus qu’une calculatrice.

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Pack de révision (PDF)Formulaires, étapes de méthode et exercices avec corrigés complets, prêts à imprimer.

Thèmes de ce cours

  1. Logique propositionnelle et preuvestables de vérité · équivalences et méthodes de preuve · quantificateurs et raisonnementscalculs
  2. Ensembles, relations et fonctionsdiagrammes de Venn et sous-ensembles · inclusion-exclusion et relations · fonctions et dénombrementcalculs
  3. Théorie des graphesdegrés et arêtes · chemins eulériens et arbres · plus courts chemins et arbres couvrantscalculs
  4. Théorie des nombres et arithmétique modulairepgcd et restes · inverses et congruences · puissances modulaires et RSAcalculs

Conseils pour l’examen de Mathématiques discrètes

  • Écrivez la table de vérité ou le diagramme de Venn : la plupart des erreurs viennent d’une ligne ou d’une région oubliée.
  • Pour réfuter une affirmation, un seul contre-exemple suffit ; pour la démontrer, vérifiez tous les cas ou donnez un argument général.
  • En arithmétique modulaire, réduisez après chaque étape et gardez des restes compris entre 0 et n − 1.

Exemples corrigés

Logique propositionnelle et preuvesFacile
pq¬(p ∨ q) → q11100100

Une seule ligne de la table de vérité rend ¬(p ∨ q) → q fausse. Cliquez sur cette ligne.

¬(p ∨ q) → q
  1. 1p = 1, q = 1
  2. 2p = 1, q = 0
  3. 3p = 0, q = 1
  4. 4p = 0, q = 0
Afficher les indices
  1. a → b vaut 0 seulement quand a = 1 et b = 0. ¬a inverse la valeur. a ∨ b vaut 0 seulement quand les deux valent 0.
  2. Déterminez d’abord le connecteur principal : que doivent valoir ses deux côtés pour que la formule entière soit 0 ?
  3. Donnez à chaque partie sa propre colonne : p ∨ q; ¬(p ∨ q); ¬(p ∨ q) → q.
Afficher la réponse et l’explication

Tables de vérité : une formule à n variables distinctes a 2ⁿ lignes, une pour chaque combinaison de valeurs de vérité (1 = vrai, 0 = faux). Travaillez de l’intérieur vers l’extérieur et donnez à chaque sous-formule sa propre colonne. ¬a inverse la valeur ; a ∧ b vaut 1 seulement quand les deux valent 1 ; a ∨ b vaut 0 seulement quand les deux valent 0 ; a → b vaut 0 seulement quand a = 1 et b = 0 ; a ↔ b vaut 1 quand les deux côtés sont égaux.

Table de vérité ligne par ligne

p = 1, q = 1: p ∨ q = 1, ¬(p ∨ q) = 0, ¬(p ∨ q) → q = 1
p = 1, q = 0: p ∨ q = 1, ¬(p ∨ q) = 0, ¬(p ∨ q) → q = 1
p = 0, q = 1: p ∨ q = 1, ¬(p ∨ q) = 0, ¬(p ∨ q) → q = 1
p = 0, q = 0: p ∨ q = 0, ¬(p ∨ q) = 1, ¬(p ∨ q) → q = 0

La ligne

p = 0, q = 0 → ¬(p ∨ q) → q = 0

Réponse

p = 0, q = 0
Ensembles, relations et fonctionsMoyen
UMPC

Sur 53 étudiants de première année, 35 ont réussi les mathématiques (M), 28 ont réussi la physique (P) et 29 ont réussi la chimie (C). 20 ont réussi M et P, 18 ont réussi M et C, 10 ont réussi P et C, et 6 ont réussi les trois. Combien sont dans aucun des trois ensembles ?

|U| = 53

Calculer |(M ∪ P ∪ C)′|

Afficher les indices
  1. Remplissez le diagramme de Venn du centre vers l’extérieur : d’abord les trois, puis les paires, puis les ensembles seuls.
  2. Seulement M et P (pas C) : 20 − 6 = 14. Seulement M : 35 − 14 − 12 − 6 = 3.
  3. Au moins un ensemble : 35 + 28 + 29 − 20 − 18 − 10 + 6 = 50.
Afficher la réponse et la solution pas à pas

Ensembles et diagrammes de Venn : A ∪ B contient les éléments de A ou de B (ou des deux), A ∩ B les éléments des deux, A − B les éléments de A qui ne sont pas dans B, et le complémentaire A′ tout ce qui est dans U sans être dans A. Dans un diagramme de Venn, toute expression ensembliste est une réunion de régions, donc dénombre-la région par région. Inclusion-exclusion : |A ∪ B| = |A| + |B| − |A ∩ B|, et |A ∪ B ∪ C| = |A| + |B| + |C| − |A ∩ B| − |A ∩ C| − |B ∩ C| + |A ∩ B ∩ C|.

Centre et paires

M ∩ P ∩ C: 6
M ∩ P uniquement: 20 − 6 = 14
M ∩ C uniquement: 18 − 6 = 12
P ∩ C uniquement: 10 − 6 = 4

Ensembles seuls

M uniquement: 35 − 14 − 12 − 6 = 3
P uniquement: 28 − 14 − 4 − 6 = 4
C uniquement: 29 − 12 − 4 − 6 = 7

Réponse

|M ∪ P ∪ C| = 50
|(M ∪ P ∪ C)′| = 53 − 50 = 3

Réponse

|(M ∪ P ∪ C)′| = 3

Comment fonctionne l’entraînement

  • « S’entraîner sur ce cours » mélange des exercices de tous ses thèmes, comme un vrai examen.
  • Chaque exercice a de nouvelles valeurs : vous apprenez la méthode, pas une réponse.
  • Bloqué ? Ouvrez d’abord un petit indice, et l’explication complète seulement si vous en avez besoin.
  • Les examens blancs sont chronométrés et sans indices ; vous obtenez votre score et une correction complète à la fin.

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