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LernenMathematikSekundarstufe IIStochastikBinomialkoeffizient

Themenübersicht

Binomialkoeffizient

Der Binomialkoeffizient zählt, auf wie viele Arten eine bestimmte Anzahl von Erfolgen angeordnet werden kann.

MathematikSekundarstufe II

Lernweg

Theorie
verstehen
Beispiele
nachvollziehen
Selbst
rechnen

Lernschritt

Theorie verstehen

nk=n!k! · (n−k)!
Illustration zu Binomialkoeffizient

Auswahlen mit dem Binomialkoeffizienten zählen

Der Binomialkoeffizient zählt, auf wie viele Arten k Positionen aus n Positionen ohne Beachtung der Reihenfolge gewählt werden können.

(kn​)=k!(n−k)!n!​

Wegen der Symmetrie ist die Wahl der k ausgewählten Positionen gleichwertig zur Wahl der n − k übrigen.

Merke

Es gilt n über k=n über n − k; ausserhalb 0 ≤ k ≤ n ist keine solche Auswahl möglich.

Das lernst du

  • •Berechne Binomialkoeffizienten mit Fakultäten.
  • •Nutze Symmetrie und Pascalsche Rekursion.
  • •Deute n über k als Anzahl von k-Auswahlen.

Lernschritt

Beispiele nachvollziehen

Musteraufgabe 1

Einfach

Vier aus zehn

Berechne (410​).

  1. 1Formel

    (410​)=4!6!10!​
  2. 2Kürzen

    4⋅3⋅2⋅110⋅9⋅8⋅7​
  3. 3Resultat

    (410​)=210

Ergebnis

210

Musteraufgabe 2

Mittel

Drei aus neun auswählen

Aus neun verschiedenen Projekten werden drei ohne Reihenfolge ausgewählt. Wie viele Auswahlen gibt es?

nk=n!k! · (n−k)!
Visualisierung zur Aufgabenstruktur
  1. 1Modellwahl

    Die Reihenfolge spielt keine Rolle und jedes Projekt kann höchstens einmal gewählt werden.

    (39​)
  2. 2Berechnen

    Kürze 9! gegen 6!.

    (39​)=3⋅2⋅19⋅8⋅7​=84

Ergebnis

Es gibt 84 verschiedene Dreierauswahlen.

Lernschritt

Selbst rechnen

Aufgabe 1

Einfach

Berechnen

Berechne (27​).

Aufgabe 2

Einfach

Randwert

Berechne (09​).

Aufgabe 3

Einfach

Symmetrie

Berechne (58​) mithilfe der Symmetrie.

Aufgabe 4

Einfach

Deutung

Was zählt (312​)?

Aufgabe 5

Mittel

Zwei aus zwölf

Berechne den Binomialkoeffizienten 12 über 2.

(212​)

Aufgabe 6

Mittel

Symmetrie nutzen

Berechne 15 über 13möglichst ohne große Fakultäten.

(1315​)

Aufgabe 7

Anspruchsvoll

Halbe Binomialzeile summieren

Berechne die Summe der Binomialkoeffizienten von 10 über 0 bis 10 über 4, ohne jeden Summanden einzeln auszufalten.

k=0∑4​(k10​)

Aufgabe 8

Anspruchsvoll

n aus einer Koeffizientengleichung

Bestimme die natürliche Zahl n≥3, für die die folgende Gleichung gilt.

(2n​)+(3n​)=120