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Mögliche Kreise durch 3 der vorgegebenen Punkte

Universität / Fachhochschule

Kombinatorische Optimierung

Tags: Kombinatorische Optimierung

 
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JankAle

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13:35 Uhr, 13.10.2013

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In einer Ebene sind 20 Punkte gegeben, man berechne die Anzahl der Kreise, die sich
durch jeweils 3 Punkte der Ebene legen lassen, wenn auf einem der Kreise ausnahmsweise
8 Punkte liegen.

Ich habe leider keine Ahnung, wie man das macht bzw. wo ich anfangen sollte. Wir haben das auf der Uni nicht durchgenommen, aber trotzdem als HÜ bekommen.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Ma-Ma

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17:09 Uhr, 13.10.2013

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Kann ich mir vorstellen, dass Ihr das nicht an der Uni durchgenommen habt, ist ja auch Schulstoff ...

Ich finde die Fragestellung mit dem "wenn" etwas unglücklich formuliert.Verstehe sie so, dass die Anzahl der Kreise durch 3 Punkte und die Anzahl der Kreise durch 8 Punkte gefragt sind.

Beginnen wir mit dem ersten Teilsatz:
"In einer Ebene sind 20 Punkte gegeben, man berechne die Anzahl der Kreise, die sich
durch jeweils 3 Punkte der Ebene legen lassen "

Stichwort: Binomialkoeffizient
JankAle

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07:20 Uhr, 14.10.2013

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Das wäre sozusagen 3 aus 20, also: (203)=20!3!*17!=1140
Richtig?
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Bummerang

Bummerang

09:43 Uhr, 14.10.2013

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Hallo,

auch wenn die Formulierung der Aufgabenstellung nicht gerade glücklich ist, ist sie doch verständlich, wenn auch noch nicht ganz eindeutig. Durch 3 Punkte in einer Ebene gibt es immer genau einen Kreis, denn die drei Punkte bilden ein Dreieck und das hat genau einen Umkreis, auf dem alle drei Punkte liegen. Jetzt kann es aber bei 20 Punkten passieren, dass auf einem Kreis, der von drei Punkten gebildet wird, noch mehr der gegebenen Punkte liegen. So ist hier festgelegt worden, dass es einen solöchen Kreis gibt, auf dem genau 8 Punkte liegen. Soweit zum verständlichen Teil. Was die letzendlich fehlende Eindeutigkeit angeht, so fehlt der Hinweis, dass auf allen anderen Kreisen immer nur genau 3 Punkte liegen. Die hier benutzte Formulierung schließt so etwas nicht aus, denn das Nichterwähnen schließt nicht aus, dass es trotzdem so ist. Entweder ist das ungewollt, dann muss man zur Lösung der Aufgabe annehmen, dass es keinen weiteren Kreis mit mehr als 3 Punkten gibt. Oder die Formulierung ist gewollt und es wird erwartet, dass man am Ende sagt, dass die Anzahl der Kreise nicht exakt berechenbar ist, man aber eine obere Grenze für die Anzahl der Kreise angeben kann. Diese obere Anzahl ist gleich der Anzahl, die man erhält, wenn auf keinem anderen Kreise mehr als drei Punkte liegen, denn mit jedem Punkt auf einem Kreis aus drei anderen Punkten, reduziert sich die Anzahl der möglichen Kreise. Also rechnen wir mal los und sagen, dass es keinen weiteren Kreis mehr gibt, auf dem mehr als 3 Punkte liegen.

Es gibt einen Kreis, auf dem 8 Punkte liegen.

Es gibt (20-81)(82)=(121)(82)=128712=336 Kreise, auf denen zwei der 8 Punkte und einer der restlichen Punkte liegen.

Es gibt (20-82)(81)=(122)(81)=1211128=528 Kreise, auf denen einer der 8 Punkte und zwei der restlichen Punkte liegen.

Es gibt (20-83)=(123)=121110123=220 Kreise, auf denen drei der restlichen Punkte liegen.

Zusammen gibt es also

1+336+528+220=1085

Kreise.

Man könnte auch so rechnen, dass die 20 Punkte maximal (203)=1140 Kreise ergeben, aber da bei genau 8 Punkten in jeder Auswahl von 3 Punkten immer der selbe Kreis gebildet wird, werden (83)=56 dieser 1140 Kreise auf genau einen Kreis abgebildet. Als Edergebnis ergeben sich damit

1140-(56-1)=1140-55=1085

Kreise.
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