Factorielle

Maths Terminale

Définition

La factorielle d'un entier naturel $n$, notée $n!$, est le produit de tous les entiers strictement positifs inférieurs ou égaux à $n$. Par convention, $0! = 1$. Elle compte le nombre de permutations (rangements ordonnés) de $n$ objets distincts et apparaît dans les coefficients binomiaux.

Formule

$$n! = 1 \times 2 \times 3 \times \cdots \times n, \qquad 0! = 1, \qquad n! = n \times (n-1)!$$

Exemple corrigé

Énoncé

De combien de façons différentes peut-on ranger 5 livres distincts sur une étagère ? Calculer $5!$.

Solution

Ranger 5 livres distincts dans un ordre revient à compter les permutations de 5 objets, soit $5!$.

$$5! = 5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1.$$
On calcule de proche en proche :
$$5 \times 4 = 20,\quad 20 \times 3 = 60,\quad 60 \times 2 = 120,\quad 120 \times 1 = 120.$$

Il y a donc $\boxed{5! = 120}$ rangements possibles.

Erreurs classiques

  • Croire que $0! = 0$ : par convention $0! = 1$.
  • Confondre $n!$ avec $n^2$ ou avec une somme : la factorielle est un produit d'entiers consécutifs, pas une somme.

Pour aller plus loin : le chapitre « Combinatoire et dénombrement » (cours et exercices corrigés).

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