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Kombinatorik: Korrektur, Tipp
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:41 So 20.01.2013
Autor: Neongelb

Aufgabe
1.1
Sei M = {1, ...., 99, 100}
(a) Wieviele 4-elementigen Teilmengen gibt es?
(b) Wieviele Möglichkeiten gibt es, 4 Elemente aus M auszuwählen, wenn es nicht auf die Reihenfolge ankommt und Wiederholungen möglich sind?
(c) Wieviele 3-elementigen Teilmengen {a, b, c} von M gibt es, wenn a+b+c gerade sein soll.
(d) Wieviele Teilmengen von  gibt es mit genau 17 ungeraden Zahlen?
(e) Wieviele 4-Tupel gibt es in [mm] M^{4}? [/mm]
(f) Wieviele 3-Tupel (a, b, c) [mm] \in M^{3} [/mm] gibt es, wenn a+b+c gerade sein soll?
(g) Wieviele 5-Tupel [mm] (x_{1}, x_{2}, x_{3}, x_{4}, x_{5}) \in M^{5} [/mm] gibt es, wenn [mm] \summe_{i=1}^{5} x_{i}= [/mm] 30 gelten soll?


1.2
Sei A = {1, 2, 3, 4}.
(a) Wieviele Permutationen auf A gibt es?
(b) Wieviele Permutationen auf A gibt es, die die 3 festlassen?
(c) Wieviele Permutationen auf A gibt es, die kein Element von A festlassen?


Hi,
weil ich mir bei manchen Lösungen doch sehr unsicher bin bitte ich darum, diese auf Richtigkeit zu überprüfen und mir bei den ungelösten Aufgaben einen kleinen Tipp zu geben. :P

1.1
(a) [mm] \vektor{100 \\ 4} [/mm] Teilmengen.
(b) [mm] \vektor{103 \\ 4} [/mm] Teilmengen.
(c) [mm] \vektor{50 \\ 3} [/mm] + [mm] \vektor{50 \\ 2} \* [/mm] 50 Teilmengen, weil es entweder 2 ungerade und eine gerade Zahl, oder 3 gerade Zahlen sein müssen und es jeweils 50 gerade und 50 ungerade Zahlen [mm] \in [/mm] M gibt.
(d) Hier weiß ich nicht wirklich wie sie zu lösen ist. Kann mit da jemand einen Tipp geben?
(e) [mm] (100)_{4} [/mm]
(f) [mm] (50)_{3} [/mm] + [mm] (50)_{2} \* [/mm] 50
(g) Auch hier fehlt mir der Ansatz.

1.2
(a) 4! = 4 [mm] \* [/mm] 3 [mm] \* [/mm] 2 [mm] \* [/mm] 1 Permutationen.
(b) 3! Permutationen
(c) 8 Permutationen, indem ich durchprobiert habe. Stimmt das und wie lässt sich die Aufgabe anders lösen?


Vielen Dank :),
Grüße

        
Bezug
Kombinatorik: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:58 Mo 21.01.2013
Autor: reverend

Hallo Neongelb,

offenbar hat sonst niemand Lust, einen ganzen Aufgabenzettel zu bearbeiten...

Es ist besser, Du stellst nur die Aufgaben, bei denen du unsicher bist, jeweils einzeln ein.

> 1.1
>  Sei M = {1, ...., 99, 100}
>  (a) Wieviele 4-elementigen Teilmengen gibt es?
>  (b) Wieviele Möglichkeiten gibt es, 4 Elemente aus M
> auszuwählen, wenn es nicht auf die Reihenfolge ankommt und
> Wiederholungen möglich sind?
>  (c) Wieviele 3-elementigen Teilmengen {a, b, c} von M gibt
> es, wenn a+b+c gerade sein soll.
>  (d) Wieviele Teilmengen von  gibt es mit genau 17
> ungeraden Zahlen?
>  (e) Wieviele 4-Tupel gibt es in [mm]M^{4}?[/mm]
>  (f) Wieviele 3-Tupel (a, b, c) [mm]\in M^{3}[/mm] gibt es, wenn
> a+b+c gerade sein soll?
>  (g) Wieviele 5-Tupel [mm](x_{1}, x_{2}, x_{3}, x_{4}, x_{5}) \in M^{5}[/mm]
> gibt es, wenn [mm]\summe_{i=1}^{5} x_{i}=[/mm] 30 gelten soll?
>  
>
> 1.2
>  Sei A = {1, 2, 3, 4}.
>  (a) Wieviele Permutationen auf A gibt es?
>  (b) Wieviele Permutationen auf A gibt es, die die 3
> festlassen?
>  (c) Wieviele Permutationen auf A gibt es, die kein Element
> von A festlassen?
>  
> Hi,
>  weil ich mir bei manchen Lösungen doch sehr unsicher bin
> bitte ich darum, diese auf Richtigkeit zu überprüfen und
> mir bei den ungelösten Aufgaben einen kleinen Tipp zu
> geben. :P
>  
> 1.1
>  (a) [mm]\vektor{100 \\ 4}[/mm] Teilmengen. [ok]
>  (b) [mm]\vektor{103 \\ 4}[/mm] Teilmengen.

Kannst Du das begründen? Ich habe da etwas anderes heraus.

>  (c) [mm]\vektor{50 \\ 3}[/mm] + [mm]\vektor{50 \\ 2} \*[/mm] 50 Teilmengen,
> weil es entweder 2 ungerade und eine gerade Zahl, oder 3
> gerade Zahlen sein müssen und es jeweils 50 gerade und 50
> ungerade Zahlen [mm]\in[/mm] M gibt.

Gut überlegt und richtig.

>  (d) Hier weiß ich nicht wirklich wie sie zu lösen ist.
> Kann mit da jemand einen Tipp geben?

[mm] \vektor{50\\17}*2^{50}, [/mm] der erste Faktor für die Auswahl der ungeraden Elemente, der zweite für die geraden Elemente, von denen jedes zwei Möglichkeiten hat: es ist enthalten oder eben nicht.

>  (e) [mm](100)_{4}[/mm]

Wenn das [mm] 100^4 [/mm] heißen soll, ist es richtig.

>  (f) [mm](50)_{3}[/mm] + [mm](50)_{2} \*[/mm] 50

Im zweiten Summanden fehlt noch ein Faktor für die Anordnung (hier: Position der geraden Zahl).

>  (g) Auch hier fehlt mir der Ansatz.

Auf wieviele Arten kann man 30 in fünf Summanden zerlegen, wenn die Reihenfolge mit berücksichtigt wird und jeder Summand mindestens 1 sein soll?
Antwort: [mm] \vektor{29\\4} [/mm]

Wenn auch 0 als Summand zugelassen wäre, gäbe es [mm] \vektor{34\\4} [/mm] Möglichkeiten.

> 1.2
>  (a) 4! = 4 [mm]\*[/mm] 3 [mm]\*[/mm] 2 [mm]\*[/mm] 1 Permutationen. [ok]
>  (b) 3! Permutationen [ok]
>  (c) 8 Permutationen, indem ich durchprobiert habe. Stimmt
> das und wie lässt sich die Aufgabe anders lösen?

2143
2341
2413
3142
3412
3421
4123
4312
4321

Das sieht eher nach 9 aus, finde ich. ;-)

Rechnung: [mm] \vektor{4\\4}*(4!-1)-\vektor{4\\3}*0-\vektor{4\\2}*(2!-1)-\vektor{4\\1}*\blue{2}=1*(24-1)-4*0-6*1-4*2=23-14=9 [/mm]

Die blaue 2 ist dabei das einzige Problem. Sie gibt an, wieviele Permutationen von 3 Elementen es gibt, so dass keins seine Stelle behält. Man könnte obige Formel also recht leicht rekursiv erweitern.

Grüße
reverend


Bezug
                
Bezug
Kombinatorik: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:38 Mo 21.01.2013
Autor: Neongelb

Okay, ich werde mich daran halten. Um so mehr bedanke ich mich jetzt bei dir, dass du dir diese Zeit genommen hast. :)
Jedoch habe ich noch ein paar Fragen:

zu (b): Für die Möglichkeiten 4 Elemente aus M auszuwählen ohne die Reihenfolge zu berücksichtigen und Wiederholungen möglich sind habe ich eine Formel aus dem Skript angewandt: [mm] \vektor{n+k-1 \\ k} [/mm]
Habe ich diese Falsch verstanden?

zu (f): $ [mm] (50)_{3} [/mm] $ + $ [mm] (50)_{2} [/mm] * $ 50
Mir ist nicht klar, wieso ich nur beim zweiten Summanden auf die Anordnung Rücksicht nehmen muss, wo doch auch bei den 3 geraden Zahlen verschiedene Anornungen möglich sind. Außerdem wird doch durch die [mm] (50)_{3} [/mm] und [mm] (50)_{2} [/mm] die Anordnung berücksichtigt oder was verstehe ich falsch?

zu (g): Kannst du das vielleicht noch ein wenig ausführern, ich kann nicht wirklich nachvollziehen, wie du auf dieses Ergebnis gekommen bist.

vielen Dank :),
Grüße

Bezug
                        
Bezug
Kombinatorik: 1.2(c) allg.Lösung, n.rekursiv
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 01:57 Di 22.01.2013
Autor: reverend

Hallo Neongelb,

2. edit

ich habe meine Vorlesungsaufzeichnungen irgendwann entsorgt, hatte aber noch im Kopf, dass es eine recht einfache Formel gab für die Anzahl $m$ der Permutationen, die kein Element an seiner ursprünglichen Stelle lassen.

In den vorigen Versionen dieser Mitteilung hatte ich eine Formel angegeben, die aber falsch ist. Ich habe den Fehler in meiner Herleitung gefunden. Es lohnt aber nicht, diesen jetzt hier zu erklären, da ja auch die Herleitung noch gar nicht hier stand.

In Wikipedia findet man mehr zur []fixpunktfreien Permutation. Da stehen sogar verschiedene Herleitungen. So auch unter dem Stichwort []Subfakultät.


Grüße
reverend


Bezug
                        
Bezug
Kombinatorik: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:32 Di 22.01.2013
Autor: reverend

Hallo nochmal,

meine Mitteilung habe ich editiert, da sie falsch war.

> zu (b): Für die Möglichkeiten 4 Elemente aus M
> auszuwählen ohne die Reihenfolge zu berücksichtigen und
> Wiederholungen möglich sind habe ich eine Formel aus dem
> Skript angewandt: [mm]\vektor{n+k-1 \\ k}[/mm]
>  Habe ich diese
> Falsch verstanden?

Nein, völlig richtig. Ich hatte doch die Reihenfolge berücksichtigt, da bekommt man natürlich mehr Möglichkeiten.

> zu (f): [mm](50)_{3}[/mm] + [mm](50)_{2} *[/mm] 50
>  Mir ist nicht klar, wieso ich nur beim zweiten Summanden
> auf die Anordnung Rücksicht nehmen muss, wo doch auch bei
> den 3 geraden Zahlen verschiedene Anornungen möglich sind.
> Außerdem wird doch durch die [mm](50)_{3}[/mm] und [mm](50)_{2}[/mm] die
> Anordnung berücksichtigt oder was verstehe ich falsch?

Ich frage mich immer noch, was das für eine Notation ist.

Bei 3 geraden Zahlen wird die Berücksichtigung der Anordnung dadurch gewährleistet, dass die drei Stellen des 3-Tupels einfach getrennt voneinander betrachtet werden. An jeder Stelle gibt es 50 Möglichkeiten, also insgesamt [mm] 50^3. [/mm]

Ist nur 1 Zahl gerade, so kann diese an der Stelle a, an b oder an c stehen.
Für a gerade und b,c ungerade gibt es [mm] 50*50*50=50^3 [/mm] Möglichkeiten,
für b gerade und a,c ungerade ebenso,
für c gerade und a,b ungerade noch einmal.

Insgesamt also [mm] 4*50^3 [/mm] mögliche Tupel.

> zu (g): Kannst du das vielleicht noch ein wenig
> ausführern, ich kann nicht wirklich nachvollziehen, wie du
> auf dieses Ergebnis gekommen bist.

Verfolge lieber die Herleitungen, die ich Dir in der editierten Mitteilung verlinkt habe.

Grüße
reverend


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