Teneriffa Süd Abflug
B. 2 aus 3 oder 6 aus 49; das wären Variationen (wenn es auf die Reihenfolge ankommt) bzw. Kombinationen (wenn die Reihenfolge egal ist wie beim Lotto)). Permutation mit / ohne Wiederholung Permutation ohne Wiederholung In dem obigen Beispiel waren alle 3 Kugeln durch die Nummerierung eindeutig unterscheidbar und dieses Modell wird als "Permutation ohne Wiederholung" bezeichnet und wie oben als Fakultät der Anzahl der Elemente berechnet. Permutation mit Wiederholung Beispiel: Permutation mit Wiederholung Wären die Kugeln in dem obigen Beispiel nicht eindeutig unterscheidbar, sondern wären z. 2 Kugeln schwarz und eine Kugel weiß, bezeichnet man dieses Modell als "Permutation mit Wiederholung". Wie viele Möglichkeiten gibt es, diese anzuordnen? Man kann die Möglichkeiten wieder abzählen: schwarz schwarz weiß schwarz weiß schwarz weiß schwarz schwarz Als Formel: 3! / (2! × 1! ) = 6 / 2 = 3 (Möglichkeiten der Anordnung). Dabei ist 3 die Anzahl der Kugeln, 2 die Anzahl der schwarzen Kugeln und 1 die Anzahl der weißen Kugeln.
Die Kombinatorik hilft bei der Bestimmung der Anzahl möglicher Anordnungen (Permutationen) oder Auswahlen (Variationen oder Kombinationen) von Objekten. In diesem Kapitel schauen wir uns die Permutation mit Wiederholung an, die folgende Frage beantwortet: Wie viele Möglichkeiten gibt es, nicht voneinander unterscheidbare Kugeln in einer Reihe anzuordnen? Definition Formel Herleitung Im Kapitel zur Permutation ohne Wiederholung haben wir gelernt, dass es $n! $ Möglichkeiten gibt, um $n$ unterscheidbare (! ) Objekte auf $n$ Plätze zu verteilen. Sind jedoch $k$ Objekte identisch, dann sind diese auf ihren Plätzen vertauschbar, ohne dass sich dabei eine neue Reihenfolge ergibt. Folglich sind genau $k! $ Anordnungen gleich. Die Anzahl der Permutationen von $n$ Objekten, von denen $k$ identisch sind, berechnet sich zu $$ \frac{n! }{k! } $$ Gibt es nicht nur eine, sondern $s$ Gruppen mit jeweils $k_1, \dots, k_s$ identischen Objekten so lautet die Formel $$ \frac{n! }{k_1! \cdot k_2! \cdot \dots \cdot k_s! }
Permutation mit Wiederholung: Permutation ohne Wiederholung werden mittels Multinomialkoeffizienten berechnet. (n, k ∈ ℕ*) n = Anzahl von unterscheidbaren Objekten k 1, k 2,.. = Anzahl von jeweils identischen Objekten! = Fakultät In einer Urne befinden sich vier rote und drei grüne Kugeln. Wie viele Möglichkeiten gibt es, die Kugeln in einer Reihe anzuordnen? Anmerkung: rote Kugeln = 4! und grüne Kugeln = 3! 7! = 7 * 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1 4! * 3! 4 * 3 * 2 * 1 * 3 * 2 * 1 d. f. 7 * 5 = 35 Möglichkeiten A: Es gibt 35 Möglichkeiten die Kugeln anzuordnen.
Die Aufgabe besteht nun darin, stets alle Elemente aus der Urne zu entnehmen, deren Reihenfolge zu registrieren und Abbildung 21 Abbildung 21: Permutationen bei Ziehung (Urnenmodell) anschließend wieder in die Urne zurück zu legen. Dies wird sooft wiederholt, bis alle möglichen unterscheidbaren Kombinationen gefunden worden sind. Zwischenbetrachtung – das Baummodell Die Baumstruktur für 3 Elemente, von denen zwei Elemente doppelt vorkommen: Abbildung 22 Abbildung 22: Baumstruktur mit doppelten Elementen Beispiel 1: Würde die ehemals sehr beliebte Pop-Gruppe ABBA ihren Namen als Grundlage für eine Komposition nehmen, wobei jedem Buchstaben der entsprechende Tonwert zuzuordnen ist, so ist die Frage wie viele unterschiedliche Klangfolgen sind aus den Buchstaben A (2x) und B (2x) ableitbar? P=4! /(2! ·2! ) = 6 verschiedene Klangfolgen können aus A B B A erzeugt werden: ABBA, BAAB, AABB, BBAA, ABAB, BABA Aus diesem Beispiel wird klar, warum es sich hier um eine Permutation mit Wiederholung handelt: die Buchstaben A und B kommen wiederholt vor.
Was ist Permutation Permutation ist die Gesamtheit der möglichen Kombinationen von Elementen einer gegebenen Menge Formel der Permutation lautet Pn= n! / (n1! · n2! ·…· nk! ) Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen bei der Permutation Alle Elemente der Ausgangsmenge unterscheiden sich voneinander. Es müssen alle Elemente ausgewählt werden. Ein Element kann nicht mehrmals ausgewählt werden. Merke Dir: Permutationen mit und ohne Wiederholung (Anzahl der Reihenfolgen für eine bestimmte Ziehung): Pn= n! / (n1! · n2! ·…· nk! ) ⇒Wenn alle Kugeln verschieden sind (Permutationen ohne Wiederholung), gilt: Pn= n! Kombinationen ohne Wiederholung (Die Reihenfolge spielt hier keine Rolle. ): ⇒Anzahl der Möglichkeiten bei der Ziehung von k Kugeln (ohne Zurücklegen) bei n unterscheidbaren Kugeln: Cn, k= (nk) = n! / (k! ·(n–k)! ) Kombinationen mit Wiederholung (Die Reihenfolge spielt hier keine Rolle. Die Möglichkeiten sind aber nicht gleichwahrscheinlich! ): ⇒Anzahl der Möglichkeiten bei der Ziehung von k Kugeln (mit Zurücklegen) bei n unterscheidbaren Kugeln: Cn, k= (n–1+kk) = (n–1+k)!
Autor:, Letzte Aktualisierung: 29. September 2021