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Kombination oder Variation?

Universität / Fachhochschule

Binomialkoeffizienten

Tags: Grundaufgaben, Kombinatorik, zufällige Ereignisse

 
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milkaschokolade

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20:05 Uhr, 18.01.2018

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Guten Abend,

in Vorbeitung auf unsere Klausur benötigen wir Hilfe bei folgender Aufgabe.

Auf wieviel verschiedene Weisen können 16 Geschenke auf 10 (unterscheidbare) Kinder verteilt sein, wenn
a) es sich um gleiche (d.h. nicht unterscheidbare) Geschenke handelt und die Aufteilung der Geschenke ganz beliebig sein darf.
b) die Geschenke gleich sind und jedes Kind mindestens ein Geschenk erhalten soll,
c) die Geschenke verschieden (d.h. unterscheidbar) sind und die Aufteilung der Geschenke ganz beliebig sein darf.
d) die Geschenke verschieden sind und sich der Erste, der Zweite und der Dritte eines Mathematikwettbewerbs unter den Kindern befinden, die entsprechend ihrer Platzierung vier, drei bzw. zwei Geschenke erhalten sollen, während alle anderen Kinder je ein Geschenk erhalten sollen?

Also zum Lösen der Aufgabe verwendet man eine der vier Grundaufgaben der Kombinatorik, wobei n=16 (Geschenke) und k=10 (Kinder) ist.

zu a) Nutzen wir Kombination mit Wiederholung, da alle Geschenke gleich sind (es gibt also Wiederholungen). C=(k+n-1k)
C=(10+16-110)=(2510)=25!10!(25-10)!=3268760

zu b)Nutzen wir Variation mit Wiederholung und rechnen
V=16151413121110987=29059430400

zu c) Nutzen wir Kombination ohne Wiederholungen
C=(nk)=n!k!(n-k)!=16!10!(16-10)!=8008

zu d)Nutzen wir Variation ohne Wiederholung
161297654321=8709120

Also bei c) und d) sind wir uns ziemlich sicher, dass wir da richig herangegangen sind. Unklar ist uns a) und b). Geht man davon aus, dass gleiche, d.h. nicht unterscheidbare Geschenke bedeutet, dass man von "mit Wiederholung" ausgeht? Ist es überhaupt möglich innerhalb einer Aufgabe verschiedene Grundaufgaben anzuwenden oder muss man entweder bei Variation oder bei Kombination bleiben?

Da wir leider keine Lösungen von unserem Prof erhalten, würden wir uns sehr über eure Antworten freuen!!!



Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Antwort
Roman-22

Roman-22

20:38 Uhr, 18.01.2018

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Bei a) kannst du gedanklich so rangehen, dass du aus n=10 Kindern k=16 Mal eines wählst, dem du dann ein Geschenk in die Hand drückst. Danach stellt es sich wieder zu den anderen Kindern (d.h. "mit Zurücklegen" oder "mit Wiederholung").
Bei eurem Ansatz würde man 10 Kinder aus 16 wählen oder 10 Geschenke aus den 16 vorhandenem. In Wahrheit sollen aber alle 16 Geschenke verteilt werden und theoretisch ist es auch möglich, dass ein Kind alle 16 Geschenke einheimst.

Bei b) drückst du zuerst einmal jedem Kind ein Geschenk in die Hand und dann wählst du dir ähnlich wie bei a) noch 6 Mal ein Kind aus den 10 Kindern aus.

Auch c) und d) solltet ihr nochmals überdenken. Versucht nicht, irgendeine Formel out-of-box verwenden zu können, sondern stellt euch ganz konkret vor, wie ihr vorgehen könntet, wenn ihr die Geschenke zu verteilen habt und wie viele Möglichkeiten ihr bei jedem Schritt habt.
Bei d) könnte man zB damit beginnen, die vier Geschenke für den Wettbewerbssieger auszuwählen und zu überreichen. dafür hat man wohl (164) Möglichkeiten (Kombination ohne Whg). Dann wählt man aus den verbliebenen 12 Geschenken die drei Geschenke für den Zweitplatzierten, dann die beiden Geschenke für den Dritten und anschließend muss man die verbleibenden 7 Geschenke auf die verbleibenden 7 Kinder so verteilen, dass jedes Kind genau ein Geschenk bekommt. Da sollte man dann eher an Permutationen denken.

Bei c) denkst du besser umgekehrt jedes der 16 Geschenke wählt sich beliebig eins von den 10 Kindern aus ;-)

Zu eurer Kontrolle die Ergebnisse:

a) 2042975
b) 5005
c) 10000000000000000
d) 72648576000
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