Die Kombinatorik zählt Möglichkeiten, ohne jede einzeln aufzulisten. Bei mehreren aufeinanderfolgenden Entscheidungen multiplizierst du die Anzahlen der Wahlmöglichkeiten.
n1⋅n2⋅…⋅nk
Die Fakultät n! zählt, auf wie viele Arten du n verschiedene Objekte vollständig anordnen kannst. Für den ersten Platz gibt es n Möglichkeiten, danach n−1 und so weiter. Beispiel: 4!=4⋅3⋅2⋅1=24 Reihenfolgen.
n!=n⋅(n−1)⋅…⋅2⋅1
Der Binomialkoeffizient (kn) (gesprochen: «n über k» oder «n tief k») zählt, wie viele verschiedene Gruppen mit k Objekten du aus n Objekten auswählen kannst, wenn die Reihenfolge egal ist. Die Division entfernt die Doppelzählungen: Die k ausgewählten Objekte können untereinander k!-mal und die übrigen n−k Objekte (n−k)!-mal angeordnet werden. Beispiel: (24)=2!⋅2!4!=6 Zweiergruppen.
(kn)=k!(n−k)!n!
Das lernst du
•Nutze die Produktregel für aufeinanderfolgende unabhängige Wahlmöglichkeiten.
•Zähle Anordnungen verschiedener Objekte mit der Fakultät.
•Unterscheide Auswahl mit Reihenfolge von Auswahl ohne Reihenfolge und korrigiere Doppelzählungen.
Lernschritt
Beispiele nachvollziehen
Musteraufgabe 1
Einfach
Outfits zusammenstellen
Es stehen 3T-Shirts, 4 Hosen und 2 Paar Schuhe zur Wahl. Wie viele Outfits sind möglich?
1Entscheidungsstufen
Für jedes T-Shirt gibt es 4 Hosen und zu jeder Kombination 2 Paar Schuhe.
2Produktregel
3⋅4⋅2=24
3Bedeutung
Jedes Outfit wird durch genau eine Wahl auf jeder Stufe beschrieben.
Ergebnis
Es gibt 24 verschiedene Outfits.
Musteraufgabe 2
Mittel
Podestplätze
Acht Personen laufen ein Rennen. Auf wie viele Arten können Gold, Silber und Bronze vergeben werden?
1Gold
Für den ersten Platz gibt es 8Möglichkeiten.
2Silber und Bronze
Danach bleiben 7 beziehungsweise 6 Personen.
3Reihenfolge zählt
8⋅7⋅6=336
Ergebnis
Das Podest kann auf 336 Arten besetzt werden.
Lernschritt
Selbst rechnen
Aufgabe 1
Einfach
Outfits zusammenstellen
Es stehen 4 verschiedene T-Shirts und 3 verschiedene Hosen zur Auswahl. Wie viele Outfits aus je einem T-Shirt und einer Hose sind möglich?
Aufgabe 2
Einfach
Menü mit mehreren Einschränkungen
Ein Menü besteht aus einer von 4 Vorspeisen, einem von 5 Hauptgerichten und einem von 3 Desserts. Vorspeise V₁ passt nur zu H₃, H₄ oder H₅. Dessert D₂ gibt es nur mit V₄. Wie viele verschiedene Menüs sind möglich?
Aufgabe 3
Einfach
Bücher anordnen
Fünf verschiedene Bücher werden in einer Reihe aufgestellt. Wie viele Reihenfolgen sind möglich?
Aufgabe 4
Einfach
Zweierteam wählen
Aus sieben Personen wird ein Zweierteam ohne feste Rollen gewählt. Wie viele Teams sind möglich?
Aufgabe 5
Mittel
PIN mit Wiederholung
Eine sechsstellige PIN besteht aus Ziffern von 0 bis 9. Ziffern dürfen sich wiederholen, die erste Ziffer darf aber nicht 0 sein. Genau zweimal kommt die Ziffer 7 vor. Wie viele PINs sind möglich?
Aufgabe 6
Mittel
PIN mit Bedingungen
Eine fünfstellige PIN besteht aus verschiedenen Ziffern. Die erste Ziffer darf nicht 0 sein. Genau eine der Ziffern 2 oder 7 kommt vor. Wie viele PINs sind möglich?
Aufgabe 7
Anspruchsvoll
Zugangscode mit mehreren Bedingungen
Ein Zugangscode besteht aus sechs verschiedenen Zeichen: genau drei Buchstaben aus A bis F und drei Ziffern aus 0 bis 9. Der Code beginnt mit einem Buchstaben und endet nicht mit 0. Wie viele solche Zugangscodes sind möglich?
Aufgabe 8
Anspruchsvoll
Bücher mit Bedingungen anordnen
Sechs verschiedene Bücher A bis F werden in einer Reihe angeordnet. A und B müssen nebeneinander stehen, C darf aber nicht am ersten oder letzten Platz stehen. Wie viele Reihenfolgen sind möglich?