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Beweis von n über k

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Tags: Induktionsbeweis

 
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ebruse

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16:01 Uhr, 25.11.2009

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Hallo,
ich habe mal wieder eine Aufgabe vor mir, wo ich nicht weiterkomme..


Die Aufgabe:

Man zeige mittels vollständiger Induktion: (nk) ist die Anzahl der k-elementigen Teilmengen von (1,2,....,n)



Ich komme schon mit der Aufgabenstellung nicht klar, da ich nicht weiß, was "die Anzahl der k-elementigen Teilmengen" sein soll..

Es wäre toll, wenn mir jmd helfen könnte..


Danke, ebruse
Online-Nachhilfe in Mathematik
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OmegaPirat

OmegaPirat

17:21 Uhr, 25.11.2009

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Gemeint ist damit, dass man ausrechnen möchte wie viele Teilmenge es gibt, die k-elemente enthalten
ein beispiel wäre die menge

{1,2,3}

die menge enthält n=3 elemente
jetzt frage ich mich wie viele teilmengen es mit k=2 elementen gibt

die teilmengen sind {1,2},{1,3} und {2,3}
es sind 3 teilmengen. das kann man auch über den binomialkoeffizienten berechnen
es ist nämlich 3 über 2=3

jetzt nachdem du evt. die aufgabenstellung verstanden hast, könntest du es ganz allgemein beweisen, wie gesagt geht das üebr vollständige induktion.

ebruse

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17:54 Uhr, 25.11.2009

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hi..
danke erstmal für die erklärung..

aber jetzt habe ich das problem, dass ich nciht weiß, wie genau ich es allgemein mit vollständiger induktion beweisen kann..

ich bin jetzt so weit, dass ich gesagt habe,

sei n=1, dann folgt k=0 oder k=1..

dann folgt ja (10) oder (11)

dann sage ich ja, die Teilmenge von (10) ist die leere menge und die teilmenge von (11) ist die menge 1..

wenn ich das jetzt aber für n=n+1 versuche weiterzumachen, klappt es nicht..

könntest du mir da weiterhelfen?


ebruse

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17:58 Uhr, 25.11.2009

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ach so, noch eine ergänzung:


sei n,keN mit n1 und kn
ebruse

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17:58 Uhr, 25.11.2009

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ach so, noch eine ergänzung:


sei n,keN mit n1 und kn
Antwort
hagman

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17:59 Uhr, 25.11.2009

Antworten
Du möchtest die Teilmengen von {1,2,...,n+1} untersuchen und kennst für {1,2,...,n} bereits die Antwort.
Beachte: Eine k-elementige Teilmenge A von {1,2,...,n+1} ist
- entweder bereits eine k-elementige Teilmenge von {1,2,...,n}, weil n+1A gilt
- oder es gilt n+1A und es ist dann A\{n+1} eine (k-1)-elementige Teilmenge von {1,...,n}

Wenn f(n,k) die Anzahl der k-elementigen Teilmengen ist, folgere aus obiger Überlegung, dass f(n,k)=f(n-1,k)+f(n-1,k-1) gilt.
Da diese Rekursion entsprechend auch für (nk) gilt, foglt per Induktion f(n,k)=(nk), sofern du auch den Induktionsanfang hast.
Antwort
OmegaPirat

OmegaPirat

18:10 Uhr, 25.11.2009

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ok den induktionsanfang hast du ja schonmal gemacht

jetzt behauptet man einfach, dass diese aussage für eine n-elementige menge gilt

nun betrachtest du eine menge mit n+1 elementen und betrachtest alle teilmengen, die nicht das erste element enthalten. Das ist dann sowas wie die anzahl k-elementiger teilmengen aus einer n-elementigen menge.
das ist nach voraussetzung n über k
jetzt betrachtest du alle teilmengen, die das erste element der menge beinhalten
jede dieser teilmengen hat k elemente, aber nur k-1 elemente werden "variiert", das erste element fixiert man ja, also ist das die anzahl von k-1-elementigen teilmengen einer n-elementigen menge. das ist nach voraussetzung n über k-1
insgesamt ergibt sich
n über k+n über (k-1)=(n+1) über (k+1)

ebruse

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18:21 Uhr, 25.11.2009

Antworten
hi,
was ich noch nicht verstehe ist der satz:

"jetzt betrachtest du alle teilmengen, die das erste element der menge beinhalten
jede dieser teilmengen hat k elemente, aber nur k-1 elemente werden "variiert"..."


was meinst du mit k-1 elemente werden variiert?
Antwort
OmegaPirat

OmegaPirat

18:23 Uhr, 25.11.2009

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es ist so, dass du ein element fixierst. Um andere teilmengen zu erhalten tauscht du halt irgendwelche elemente durch andere elemente aus, nur das eine fixierte element muss für den betrachteten fall immer in der menge enthalten sein. und wenn du k-elemente hast, aber eines davon fixiert ist, kannst du nur k-1 elemente davon durch andere ersetzen.
Frage beantwortet
ebruse

ebruse aktiv_icon

19:01 Uhr, 25.11.2009

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jetzt hab ich den beweis..

danke.. :-)