Rechner · Klasse 9 bis Studium
Kombinatorik-Rechner: Permutation, Variation, Kombination
Wie viele Möglichkeiten gibt es? Der Rechner beantwortet die vier Grundfragen der Kombinatorik, ob mit oder ohne Reihenfolge und mit oder ohne Wiederholung, und rechnet exakt auch mit riesigen Zahlen. Dazu kommen Anordnungen mit gleichen Elementen und das Pascalsche Dreieck.
So benutzt du den Kombinatorik-Rechner
Gib die Anzahl n der Elemente ein, aus denen ausgewählt wird, und die Anzahl k der ausgewählten. Wenn du nicht weißt, welcher Fall zu deiner Aufgabe passt, lass „zeige alle Fälle“ stehen: Der Rechner listet alle Ergebnisse mit einem typischen Beispiel auf. So findest du den passenden Fall über das Beispiel.
Die vier Grundfälle
Zwei Fragen entscheiden über die Formel: Spielt die Reihenfolge eine Rolle? Und: Darf sich etwas wiederholen?
| ohne Wiederholung | mit Wiederholung | |
|---|---|---|
| mit Reihenfolge | n! : (n − k)! Siegerpodest | nᵏ Zahlenschloss |
| ohne Reihenfolge | (n über k) Lotto | (n + k − 1 über k) Eiskugeln |
Fakultät und Binomialkoeffizient
Die Fakultät n! = 1 · 2 · 3 · … · n zählt die Anordnungen von n verschiedenen Dingen. Schon 10 Bücher lassen sich auf 3 628 800 Arten ins Regal stellen, 52 Spielkarten auf mehr als 8 · 1067 Arten mischen. Der Binomialkoeffizient (n über k) = n! : (k! · (n − k)!) zählt die Möglichkeiten, k Elemente ohne Beachtung der Reihenfolge auszuwählen. Die Binomialkoeffizienten bilden das Pascalsche Dreieck, benannt nach Blaise Pascal, das aber schon Jahrhunderte vorher in China und Persien bekannt war.
Erweitert: Anordnungen mit gleichen Elementen
Wie viele verschiedene Wörter lassen sich aus den Buchstaben von MISSISSIPPI bilden? Es sind 11 Buchstaben, aber S und I kommen je viermal, P zweimal vor. Vertauscht man gleiche Buchstaben, entsteht kein neues Wort. Deshalb teilt man durch die Fakultäten der Gruppengrößen: 11! : (1! · 4! · 4! · 2!) = 34 650. Trag dafür im Erweitert-Bereich 1, 4, 4, 2 ein.
Häufige Fragen
Woran erkenne ich, ob die Reihenfolge zählt?
Frag dich, ob ein Vertauschen ein anderes Ergebnis ergibt. Beim Lotto ist 1, 2, 3, 4, 5, 6 derselbe Tipp wie 6, 5, 4, 3, 2, 1: ohne Reihenfolge. Bei einer PIN ist 1234 etwas anderes als 4321: mit Reihenfolge.
Warum ist 0! = 1?
Es gibt genau eine Möglichkeit, nichts anzuordnen. Außerdem passt es zur Regel n! = n · (n − 1)!: Aus 1! = 1 · 0! folgt 0! = 1.
Wie hängt Kombinatorik mit Wahrscheinlichkeit zusammen?
Bei gleich wahrscheinlichen Ergebnissen ist die Wahrscheinlichkeit die Anzahl der günstigen geteilt durch die Anzahl aller Möglichkeiten. Die Chance auf sechs Richtige im Lotto ist deshalb 1 : 13 983 816. Mehr dazu im Kapitel Wahrscheinlichkeitsrechnung.
