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Inklusion-Exklusion

Tags: Inklusion-Exklusion

 
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bafana

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09:39 Uhr, 15.12.2021

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a) Bestimmen Sie begründet die Anzahl der Permutationen von [6] mit höchstens drei Fixpunkten.

(b) Bestimmen Sie begründet die Anzahl der 9-Derangements von [9], so dass sich jede gerade Zahl an einer geraden Position befindet.

Kann mir da jemand helfen. Vielen Dank im voraus

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

DrBoogie aktiv_icon

10:33 Uhr, 15.12.2021

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UPDATE.

a) Es ist rechnerisch einfacher, Permutationen mit genau 4,5 und 6 Fixpunkten zu zählen und dann von der Gesamtanzahl der Permutationen abzuziehen.
Mit 6 Fixpunkten gibt's natürlich nur eine Permutation. Mit genau 5 Fixpunkten gibt's gar keine. Und mit 4 Fixpunkten gibt's 64=15 Permutation, denn so eine Permutation ist eindeutig durch die Wahl der 4 Fixpunkte bestimmt.
Also ist die Antwort 720-15-1=704.

Alternativ und mit mehr Aufwand, kann man Permutationen ohne Fixpunkte, mit genau einem Fixpunkt, mit genau 2 Fixpunkten und mit genau 3 Fixpunkten zählen.
Ohne Fixpunkte sind es Derangments, also 265 Stück ( en.wikipedia.org/wiki/Derangement).
Mit genau einem Fixpunkt sind es 644=264 (6 Varianten den Fixpunkt zu wählen und 44 5-Derangments auf den restlichen Zahlen).
Mit genau 2 Fixpunkten sind es 629=135 (62 Varianten 2 Fixpunkte zu wählen und 9 4-Derangments auf den restlichen Zahlen).
Mit genau 3 Fixpunkten sind es 632=40 (63 Varianten 3 Fixpunkte zu wählen und 2 3-Derangments auf den restlichen Zahlen).
Insgesamt also 265+264+135+40=704.

b).
Da gerade Zahlen auf gerade gehen, müssen zwangsläufig ungerade Zahlen auf ungerade gehen.
Also haben wir unabhängig voneinander Derangements auf der Menge {2,4,6,8} und auf der Menge {1,3,5,7,9}. Laut
en.wikipedia.org/wiki/Derangement
gibt's 9 Derangements auf der Menge {2,4,6,8} und 44 auf der Menge {1,3,5,7,9}.
Also ist die Antwort in b): 944=396.
Frage beantwortet
bafana

bafana aktiv_icon

11:03 Uhr, 15.12.2021

Antworten
Vielen Dank!