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Kombinatorik

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Aufgaben

Lottoprobleme Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Beim Schweizer Zahlenlotto werden aus den Zahlen 1, ... , 45 sechs Zahlen gezogen.

  1. Mit welcher Wahrscheinlichkeit erzielt man einen Sechser, wenn man auf alle möglichen Kombinationen bestehend aus lauter geraden Zahlen setzt?
  2. Herr Kluge hat auf die Zahlen 1,2,3,4,5,6 und Frau Kluge auf die Zahlen 7,8,9,10,11,12 gesetzt. In der Tagesschau hören die beiden gerade noch, dass bei der Lottoziehung nur Zahlen im ersten Dutzend gezogen wurden. Mit welcher Wahrscheinlichkeit hat Familie Kluge einen Sechser?
 
Examen Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

In einem Examen müssen genau 12 von 15 Fragen beantwortet werden. Wie viele Auswahlmöglichkeiten gibt es, wenn mindestens 3 der ersten 5 Fragen beantworten werden müssen?

 
ADRIANA Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Wie viele unterschiedliche Wörter (auch sinnlose) mit genau 3 der 7 Buchstaben von ADRIANA können gebildet werden?

 
Mut zur Lücke Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Für eine Abschlussprüfung müssen die Kandidaten 120 Themen lernen. Nach dem Prinzip ’Mut zur Lücke’ hat Thomas nur 70 Themen vorbereitet. Für die Prüfung werden 3 der 120 Themen ausgelost. In wie vielen dieser Auslosungen befinden sich mindestens 2 von den von Thomas vorbereiteten Themen?

 
Ziegelsteine Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Für eine Gartenmauer total 42 Ziegelsteine benötigt. Im Baumarkt stehen drei verschiedene Sorten zur Verfügung. Auf wie viele verschiedene Arten kann beim Kauf die Auswahl der Steine getroffen werden?

 
Binomialkoeffizienten Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen
  1. Wie lautet die ausmultiplizierte Form von (     )
 x+ x15  ?
  2. Was lässt sich für die untenstehende Summe vermuten?
    ( )   ( )   (  )     (  )
 n  -  n  +   n ...±  n
 0     1      2       n
  3. Wie lautet der Koeffizient von p8  in der ausmultiplizierten Darstellung von (p - 2)17  .
 
Binomialkoeffizienten Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen
  1. Der untenstehende Ausdruck ist soweit als möglich zu vereinfachen:
    ---2---   --3----
(n + 1)! + (n - 1)!
  2. Es soll gezeigt werden:
    ( )     (     )
 n  = n- n - 1
 k    k  k - 1
    Diese Beziehung kann vom Taschenrechner benutzt werden, um Binomialkoeffizienten effizient zu berechnen. Wie könnte ein auf dieser Beziehung basierendes Verfahren zur Berechnung von Binomialkoeffizienten aussehen?
 
Pascal's Dreieck Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Durch Überlegungen im Pascal-Dreieck soll gezeigt werden, dass die folgende Beziehung gilt:

(  )   (    )   (     )       (     )   (        )
  n     n +1      n+ 2          n+ k     n + k+ 1
  0  +    1   +    2    + ...+    k    =      k
 
Zufallswanderung Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Ein Teilchen bewegt sich auf der Zahlenachse wie folgt: Es startet im Nullpunkt und springt in jeder Sekunde mit Wahrscheinlichkeit 0.9 entweder um eine Einheit nach links in die negative oder mit Wahrscheinlichkeit 0.1 nach rechts in die positive Richtung. Mit welcher Wahrscheinlichkeit befindet sich das Teilchen nach 10 Sekunden bei der Marke +6  ?

 
Eindimensionale Irrfahrten Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Ein Teilchen bewegt sich auf der Zahlenachse wie folgt: Es startet im Nullpunkt und springt jede Sekunde mit Wahrscheinlichkeit 0.92 eine Einheit nach rechts bzw. mit der Wahrscheinlichkeit 0.08 eine Einheit nach links.

  1. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Teilchen nach n  Sekunden bei der Marke n - 2  ist? Für welchen Wert von n  ist diese Wahrscheinlichkeit am grössten?
  2. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Teilchen nach n  Sekunden bei der Marke n - 4  ist? Für welchen Wert von n  ist diese Wahrscheinlichkeit am grössten?
 
Internet-Provider Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Ein Internet-Provider hat grosse Probleme mit dem Support, den er seinen Kunden anbietet. Es wäre schon ein gewaltiger Fortschritt, wenn im Schnitt jede zweite Kundenanfrage befriedigend beantwortet werden könnte. Angenommen, dieses hochgesteckte Ziel könnte erreicht werden. Wie gross wäre dann die Wahrscheinlichkeit, dass

  1. von 10 Anfragen acht
  2. von 20 Anfragen mindestens drei
  3. von 50 Anfragen genau die Hälfte

korrekt beantwortet werden könnten?

 
Fehlererkennende Codes Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Bei der seriellen Übertragung von digitalen Daten wird über einen Datenkanal pro Zeiteinheit ein Bit (0 oder 1) übertragen. Aufgrund verschiedener Störfaktoren muss damit gerechnet werden, dass ein Bit mit einer gewissen Fehlerwahrscheinlichkeit p  falsch übertragen wird. Durch Hinzufügen von Redundanz versucht man solche Fehler in der Übertragung nach Möglichkeit zu erkennen. Bei der folgenden Codierung handelt es sich um einen sog. One-Error-Detecting-Code, d. h. einen Code, welcher erkennt, wenn von einem übertragenen Byte (=  8 Bits) ein Bit falsch übertragen wurde:

Je 7 Bits werden durch ein sog. Prüfbit oder Parity Bit so ergänzt, dass die Anzahl der übertragenen 1 gerade ist.

Beispiel: Die 7 Bits 1011011 werden durch das Prüfbit 1 ergänzt und das Byte 10110111 übertragen. Die 7 Bits 1011010 werden durch das Prüfbit 0 ergänzt und das Byte 10110100 übertragen. Wird nun eines der acht Bits falsch übertragen, ist die Anzahl der vorkommenden 1 nicht mehr gerade und man weiss aufgrund des Parity Checks, dass ein Übertragungsfehler vorliegt. In diesem Fall kann die Übertragung der Daten nochmals erfolgen.

Dieser fehlererkennende Code hat aber Grenzen. Beispielsweise werden zwei falsch übertragene Bits in einem Byte nicht erkannt und das Byte als richtig eingestuft. Für kleine Fehlerwahrscheinlichkeiten p  handelt es sich aber durchwegs um einen effizienten Code. Im folgenden gehen wir von p = 0.001  aus, ein Wert der für PTT-Leitungen etc. realistisch ist.

  1. Mit welcher Wahrscheinlichkeit wird ein Byte richtig übertragen?
  2. Mit welcher Wahrscheinlichkeit werden 5 oder mehr Bits eines Bytes falsch übertragen?
  3. Der Parity Check sagt für ein übertragenes Byte “ok”. Mit welcher Wahrscheinlichkeit wurde das Byte tatsächlich richtig übertragen?
  4. Wird bei der Übertragung eines Bytes ein Fehler bemerkt, muss das Byte nochmals übertragen werden. Wieviele Male muss im Durchschnitt ein Byte übertragen werden, bis die Übertragung als fehlerfrei deklariert wird?
 
Blumenvasen Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

12 verschiedene Blumen müssen auf drei verschiedene Vasen verteilt werden. Auf wie viele Arten ist das möglich, wenn...

  1. ...eine oder zwei der Vasen leer bleiben dürfen?
  2. ...in jeder der Vase genau 4 Blumen sein sollen?
 
Anzahl Teiler einer Zahl Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Wieviele gerade und wieviele ungerade Teiler hat die Zahl 2880?

 
Mastermind mini Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Eine einfache Version von Mastermind verlangt eine Farbkombination der Länge 4. Es stehen 6 Farben zur Verfügung.

  1. Wieviele Farbkombinationen existieren, wenn die gleiche Farbe nicht mehrmals vorkommen darf?
  2. Wieviele Farbkombinationen existieren, wenn die gleiche Farbe mehrmals wiederholt werden darf?
 
Eidgenössische Arbeitsgruppe Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

In einer Arbeitsgruppe sind 5 Obwaldner, 10 Luzerner und 6 Urner Vertreter. Aus dieser Arbeitsgruppe soll nun ein Ausschuss von 2 Personen gebildet werden, wobei die beiden Personen aus verschiedenen Kantonen stammen sollen. Auf wie viele Arten ist dies möglich?

 
Münzwurfserie Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Mit einer 1 Euro-Münze wird eine 10er Serie geworfen (d.h. die Münze wird 10 Mal geworfen und die Resultate der Reihe nach aufgeschrieben).

  1. Wie viele verschieden 10er Serien sind möglich?
  2. Wie viele 10er Serien gibt es, bei denen ’Zahl’ mindestens 8 Mal vorkommt?
 
Gruppenbild mit Zwillingen Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Die Familie Burch hat 6 Kinder, darunter 2 Paare eineiiger Zwillinge (nicht unterscheidbar). Wie viele Möglichkeiten hat die Familie (Eltern und Kinder) sich für ein Familienfoto in einer Reihe aufzustellen?

 
Ururur.... Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Wie viele Ururgrosseltern haben insgesamt alle Ururgrosseltern eines Menschen?

 
Beleuchtung Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Für die Beleuchtung einer Bühne stehen 8 Scheinwerfer zur Verfügung, die alle unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden können.

  1. Wie viele Beleuchtungsarten mit genau 4 Scheinwerfern gibt es?
  2. Wie viele Beleuchtungsarten mit höchstens 6 Scheinwerfern gibt es?
 
Die Klasse 4f Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Die Klasse 4f besteht aus 11 Schülerinnen und 7 Schülern. Auf wie viele Arten kann ein 3-köpfiger Ausschuss aus der Klasse gebildet werden, wenn...

  1. ...keine weiteren Vorgaben existieren?
  2. ...die Klassensprecherin Gaby im Ausschuss sein muss?
  3. ...mindestens eine Schülerin im Ausschuss sein muss?
 
Aquarium Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Ein grosses Aquarium mit 28 verschiedenen Fischen soll vollständig in 3 kleinere Aquarien aufgeteilt werden. Die neuen Aquarien fassen 4, 10 und 14 Fische.

  1. Auf wie viele verschiedene Arten können die Fische aufgeteilt werden ?
  2. Auf wie viele verschiedene Arten können die Fische aufgeteilt werden, wenn es sich um 28 Clownfische handelt, die voneinander nicht zu unterscheiden sind?
 
Intercityzug Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Ein Intercity-Zug besteht aus 5 Wagen 1. Klasse, aus 7 Wagen 2. Klasse, aus einem Bistro-Wagen und zwei Gepäckwagen. Beachte: Jeder Bahnwagen hat eine eindeutige Identifikationsnummer.
Auf wie viele verschiedene Arten kann der Zug zusammengestellt werden, wenn...

  1. ...die Wagen beliebig angeordnet sein dürfen?
  2. ...die Wagen der gleichen Klasse einen Block bilden müssen, der Bistrowagen sich zwischen den 1. und den 2. Klassewagen befinden muss und die Gepäckwagen (nebeneinander) den Anfang oder das Ende des Zuges bilden?
 
Froschhüpfen Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Ein Frosch muss entlang einer Strecke von 12 Feldern hüpfen. Er startet auf dem ersten Feld und hüpft zufällig jeweils ein oder 2 Felder weiter. Auf wie viele (Hüpf-)Arten kann er auf das Feld 12 gelangen?

 
Computer zusammenbauen Aufgabe dem Aufgabenblatt hinzufügen

Ein Computerhändler baut seine Computer selber zusammen. In jeden Computer muss er einen Prozesser, eine Festplatte und ein CD-Laufwerk einbauen. Es stehen ihm fünf verschiedene Prozessortypen, drei verschieden grosse Festplatten und zwei Arten von CD-Laufwerken zur Verfügung. In seinem Verkaufslokal hatte er von jeder möglichen Konfiguration einen PC aufgestellt. Leider wurden ihm vergangene Nacht eine Anzahl der Computer gestohlen. Am Morgen findet er noch 20 Computer im Ladenlokal. Wie viele Computer wurden ihm gestohlen?