{"id":34070,"date":"2021-03-26T00:00:09","date_gmt":"2021-03-26T00:00:09","guid":{"rendered":"https:\/\/toposuranos.com\/material\/?p=34070"},"modified":"2025-08-15T08:57:19","modified_gmt":"2025-08-15T08:57:19","slug":"zaehltechniken-permutation-variation-und-kombination","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/toposuranos.com\/material\/de\/zaehltechniken-permutation-variation-und-kombination\/","title":{"rendered":"Z\u00e4hltechniken: Permutation, Variation und Kombination"},"content":{"rendered":"<div style=\"background-color:#F3F3F3; padding:20px;\">\n<center><\/p>\n<h1>Z\u00e4hltechniken: Permutation, Variation und Kombination<\/h1>\n<p><\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><strong>Zusammenfassung<\/strong><br \/><em>In der Wahrscheinlichkeitslehre sind Z\u00e4hltechniken grundlegende Werkzeuge zur Bestimmung der Kardinalit\u00e4t des Stichprobenraums und des zu messenden Ereignisses. In diesem Zusammenhang werden die Techniken der Kombination, Variation und Permutation am h\u00e4ufigsten verwendet, da sie einfach anzuwenden sind und sich f\u00fcr Experimente mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen eignen. Durch das Konzept der Wahrscheinlichkeit als Grenzwert relativer H\u00e4ufigkeiten wird die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses als Quotient von Kardinalit\u00e4ten definiert. Daher reduziert sich die Berechnung von Wahrscheinlichkeiten auf die Bestimmung der Kardinalit\u00e4t des Stichprobenraums und des zu messenden Ereignisses. In diesem Sinne ist die Herleitung der Z\u00e4hltechniken aus Experimenten mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen entscheidend f\u00fcr das Studium der Wahrscheinlichkeiten. Durch die Definition von Variationen, Kombinationen und Permutationen l\u00e4sst sich die Gr\u00f6\u00dfe von Mengen effizient und pr\u00e4zise bestimmen. In dieser Lektion werden verschiedene Experimente mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen vorgestellt und deren Stichprobenr\u00e4ume analysiert, um die Z\u00e4hltechniken einzuf\u00fchren. Mit diesen Werkzeugen kann die Gr\u00f6\u00dfe einer Vielzahl von Mengen bestimmt und die Wahrscheinlichkeit von Ereignissen in Experimenten mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen berechnet werden.<\/em><\/p>\n<p><\/center><br \/>\n<\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><strong>LERNZIELE:<\/strong><br \/>\nNach Abschluss dieser Lektion wird der Studierende in der Lage sein:\n<\/p>\n<ol>\n<strong>Erinnern<\/strong> der Formel der g\u00fcnstigen F\u00e4lle \u00fcber die m\u00f6glichen F\u00e4lle als Methode zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses.<br \/>\n<strong>Verstehen<\/strong> der Konzepte von Permutation, Variation und Kombination sowie deren Verwendung bei der Wahrscheinlichkeitsberechnung.<br \/>\n<strong>Analysieren<\/strong> und Erkl\u00e4ren des Zusammenhangs zwischen der Gr\u00f6\u00dfe des Stichprobenraums und der Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses in einem Experiment mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen.<br \/>\n<strong>Identifizieren<\/strong> von Situationen, in denen Z\u00e4hltechniken wie Kombination, Variation und Permutation im Alltag angewendet werden k\u00f6nnen, z. B. bei Gl\u00fccksspielen und Organisationsproblemen.\n<\/ol>\n<p style=\"text-align:center;\"><strong>INHALTSVERZEICHNIS<\/strong><br \/>\n<a href=\"#1\"><strong>Z\u00c4HLTECHNIKEN UND WAHRSCHEINLICHKEITEN<\/strong><\/a><br \/>\n<a href=\"#2\"><strong>HERLEITUNG DER Z\u00c4HLTECHNIKEN<\/strong><\/a><br \/>\n<a href=\"#3\">EXPERIMENT 1 (AORM): AUSL\u00d6SEN \u2013 IN REIHENFOLGE NOTIEREN \u2013 ZUR\u00dcCKSETZEN, M-MAL WIEDERHOLEN<\/a><br \/>\n<a href=\"#4\">EXPERIMENT 2 (AOK): AUSL\u00d6SEN \u2013 IN REIHENFOLGE NOTIEREN, K-MAL WIEDERHOLEN<\/a><br \/>\n<a href=\"#5\">EXPERIMENT 3 (ADK): AUSL\u00d6SEN \u2013 UNGEORDNET NOTIEREN, K-MAL WIEDERHOLEN<\/a><\/p>\n<p><center><br \/>\n<iframe class=\"lazyload\" width=\"560\" height=\"315\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/72LBcZP7Fv4\" title=\"YouTube video player\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/center>\n<\/div>\n<p><a name=\"1\"><\/a><br \/>\n<\/br><\/br><\/p>\n<h2>Z\u00e4hltechniken und Wahrscheinlichkeiten<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=72LBcZP7Fv4&amp;t=7s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong><span style=\"color: #ff0000;\">Kombination, Variation und Permutation sind die am h\u00e4ufigsten verwendeten Z\u00e4hltechniken in der Wahrscheinlichkeitslehre<\/span><\/strong><\/a>, da sie das Studium von Experimenten mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen erleichtern. Eines der bekanntesten Beispiele f\u00fcr solche Experimente stammt aus Gl\u00fccksspielen. Diese sind im Allgemeinen nicht-deterministische Prozesse \u00fcber einem Stichprobenraum <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega = \\{\\omega_1, \\omega_2, \\cdots, \\omega_N\\}<\/span>. Diese Experimente haben die gemeinsame Eigenschaft, dass alle Ereignisse der Form <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\{\\omega_i\\}\\in\\mathcal{A}_\\Omega<\/span>, mit <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">i\\in\\{1,2,\\cdots, n\\}<\/span>, die gleiche Eintrittswahrscheinlichkeit haben.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ausgehend von der <strong><a href=\"https:\/\/toposuranos.com\/el-espacio-de-probabilidades-medida-de-probabilidad\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Wahrscheinlichkeitsma\u00df-Definition als Grenzwert relativer H\u00e4ufigkeiten<\/a><\/strong> k\u00f6nnen wir die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses als Quotient von Kardinalit\u00e4ten festlegen. Wie wir bereits gesehen haben, geschieht dies durch die Beziehung:<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">P(E) = \\displaystyle \\lim_{N\\to\\infty}g_N(E) = \\lim_{N\\to\\infty}\\frac{f_N(E)}{N}= \\frac{\\# E}{\\# \\Omega}<\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\">Hier bezieht sich das Symbol \u00ab#\u00bb auf die Kardinalit\u00e4t der Menge. Dies ist als die <strong>Formel der g\u00fcnstigen F\u00e4lle \u00fcber die m\u00f6glichen F\u00e4lle<\/strong> bekannt.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">In diesen Situationen reduziert sich die Wahrscheinlichkeitsberechnung auf die Bestimmung der Kardinalit\u00e4t des Stichprobenraums und des zu messenden Ereignisses. Deshalb ist es sehr n\u00fctzlich, zun\u00e4chst einige <strong>Z\u00e4hltechniken<\/strong> zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n<p><a name=\"2\"><\/a><br \/>\n<\/br><\/br><\/p>\n<h2>Herleitung der Z\u00e4hltechniken<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=72LBcZP7Fv4&amp;t=260s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"color: #ff0000;\"><strong>Um Kombinationen, Variationen und Permutationen einzuf\u00fchren,<\/strong><\/span><\/a> entwerfen wir einige Experimente mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen und leiten daraus die Z\u00e4hltechniken ab.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Angenommen, wir haben eine \u201eperfekte Zufallsmaschine\u201c, die aus einer Blackbox, einem Speicher, einer Aktionstaste und einer Reset-Taste besteht. Die Maschine hat die folgenden Eigenschaften:<\/p>\n<ol>\n<li style=\"text-align: justify;\">Die Maschine hat nur eine einstellbare Konfiguration: die Kardinalit\u00e4t ihres Stichprobenraums <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_N = \\{\\omega_1,\\cdots,\\omega_N\\}<\/span><\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Beim Dr\u00fccken der Aktionstaste zeigt sie auf dem Bildschirm eines der Elemente aus <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_N<\/span> an.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Wenn ein Ergebnis angezeigt wird, wird es im Speicher gespeichert und erscheint nicht erneut, solange es dort gespeichert ist.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Wenn die Maschine bereits alle m\u00f6glichen Ergebnisse angezeigt hat, friert sie ein und zeigt nichts mehr an.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Die Reset-Taste l\u00f6scht den Speicher und die Anzeige auf dem Bildschirm.<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mit dieser Maschine werden wir einige gedachte Experimente entwerfen und ihre Stichprobenr\u00e4ume analysieren.<\/p>\n<p><a name=\"3\"><\/a><br \/>\n<\/br><\/br><\/p>\n<h3>Experiment 1 (AORm): Ausl\u00f6sen \u2013 In Reihenfolge notieren \u2013 Zur\u00fccksetzen, m-mal wiederholen<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=72LBcZP7Fv4&amp;t=406s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong><span style=\"color: #ff0000;\">Die Maschine wird konfiguriert mit<\/span><\/strong><\/a> <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\#\\Omega = N<\/span> und die folgende Abfolge von Schritten wird <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">m\\leq N<\/span>-mal wiederholt:<\/p>\n<ol>\n<li style=\"text-align: justify;\">Die Aktionstaste dr\u00fccken<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Das Ergebnis in eine geordnete Liste eintragen<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Zur\u00fccksetzen<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">Am Ende erhalten wir eine geordnete Liste mit <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">m<\/span> Elementen aus <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_N = \\{\\omega_1,\\cdots,\\omega_N\\}<\/span>. Diese Liste kann als m-Tupel von <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_N<\/span> interpretiert werden. Mit anderen Worten: Der Stichprobenraum dieses Experiments <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_{AORm}<\/span> hat die Form<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_{AORm}=\\Omega_N \\times \\cdots \\times \\Omega_N = \\Omega_N^m<\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\">Daraus folgt, dass <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\#\\Omega_{AORm}=\\#\\Omega_N^m = N^m<\/span>.<\/p>\n<p><a name=\"4\"><\/a><br \/>\n<\/br><\/br><\/p>\n<h3>Experiment 2 (AOk): Ausl\u00f6sen \u2013 In Reihenfolge notieren, k-mal wiederholen<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=72LBcZP7Fv4&amp;t=542s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong><span style=\"color: #ff0000;\">Wir konfigurieren die Maschine erneut mit<\/span><\/strong><\/a> <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\#\\Omega = N<\/span> und wiederholen <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">k<\/span>-mal (<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">k\\leq N<\/span>) die folgende Abfolge von Schritten:<\/p>\n<ol>\n<li style=\"text-align: justify;\">Die Aktionstaste dr\u00fccken.<\/li>\n<li style=\"text-align: justify;\">Das Ergebnis in eine geordnete Liste eintragen.<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">Am Ende erhalten wir eine geordnete Liste mit <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">k<\/span> Elementen aus <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_N = \\{\\omega_1,\\cdots,\\omega_N\\}<\/span>, wobei kein Element mit einem der vorhergehenden identisch ist.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Da die Maschine grunds\u00e4tzlich kein m\u00f6gliches Ergebnis bevorzugt (weil sie vollkommen zuf\u00e4llig ist), kann man ohne Beschr\u00e4nkung der Allgemeinheit annehmen, dass beim ersten Ausl\u00f6sen das Ereignis <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\{\\omega_1\\}<\/span> eintritt, sodass der Stichprobenraum der n\u00e4chsten Aktion <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_N\\setminus\\{\\omega_1\\}<\/span> ist. Analog kann man annehmen, dass beim zweiten Ausl\u00f6sen das Ereignis <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\{\\omega_2\\}<\/span> eintritt; folglich ist der Stichprobenraum der n\u00e4chsten Aktion von der Form <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">(\\Omega_N\\setminus\\{\\omega_1\\})\\setminus\\{\\omega_2\\}<\/span>. Setzen wir dieses Verfahren fort, so hat die k-te Aktion einen Stichprobenraum der Form<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">(\\cdots(\\Omega_N\\setminus\\{\\omega_1\\})\\setminus\\{\\omega_2\\}\\cdots)\\setminus\\{\\omega_{k-1}\\}<\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\">Daraus folgt, dass der Stichprobenraum der m\u00f6glichen Ergebnisse dieses Experiments die Form hat<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_{AOk}= \\Omega \\times (\\Omega_N\\setminus\\{\\omega_1\\}) \\times ((\\Omega_N\\setminus\\{\\omega_1\\})\\setminus\\{\\omega_2\\}) \\times \\cdots \\times ((\\cdots(\\Omega_N\\setminus\\{\\omega_1\\})\\setminus\\{\\omega_2\\}\\cdots)\\setminus\\{\\omega_{k-1}\\}) <\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wenn wir die Kardinalit\u00e4t dieser Menge berechnen, erhalten wir<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\#\\Omega_{AOk}= N \\cdot (N-1) \\cdot (N-2) \\cdots [N-(k-1)]=\\displaystyle \\frac{N!}{(N-k)!}<\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aus diesem Ergebnis ergibt sich die folgende Definition:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td style=\"text-align: justify; color: #800000; background-color: #dddddd;\"><strong>DEFINITION<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: justify; background-color: #ffffff;\">Es wird die <strong>Anzahl der Variationen<\/strong> von <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">N<\/span> Elementen in Gruppen zu <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">k<\/span> (mit <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">N\\leq k<\/span>) definiert als die durch folgende Zahl gegebene:<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">(N)_k = \\displaystyle \\frac{N!}{(N-k)!}<\/span>\n<p>Ausgehend hiervon und von der Tatsache, dass <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">0! =1<\/span>, wird die <strong>Anzahl der Permutationen<\/strong> unter <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">N<\/span> Elementen berechnet durch<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">(N)_N = N!<\/span>.<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p><a name=\"5\"><\/a><br \/>\n<\/br><\/br><\/p>\n<h3>Experiment 3 (ADk): Ausl\u00f6sen \u2013 Ungeordnet notieren, k-mal wiederholen<\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=72LBcZP7Fv4&amp;t=1204s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong><span style=\"color: #ff0000;\">Dieses Experiment ist genau wie das vorherige,<\/span><\/strong><\/a> nur dass nun die Reihenfolge, in der die Elemente von <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\Omega_N<\/span> erscheinen, nicht erfasst wird. Das hei\u00dft, zwei k-Tupel mit denselben Elementen, aber in unterschiedlicher Reihenfolge, werden jetzt als dasselbe betrachtet. Auf diese Weise, unter Ausnutzung der Tatsache, dass jedes im Experiment AOk erhaltene k-Tupel auf <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">(k)_k=k!<\/span> verschiedene Weisen geschrieben werden kann, ergibt sich, dass die Kardinalit\u00e4t des Stichprobenraums dieses Experiments die Form hat<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\#\\Omega_{ADk} = \\displaystyle \\frac{\\#\\Omega_{AOk}}{(k)_k} = \\frac{(N)_k}{k!} = \\frac{N!}{k!(N-k)!} <\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\">Daraus kann folgende Definition aufgestellt werden:<\/p>\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td style=\"text-align: justify; color: #800000; background-color: #dddddd;\"><strong>DEFINITION<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td style=\"text-align: justify; background-color: #ffffff;\">Es wird die <strong>Anzahl der Kombinationen<\/strong> von <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">N<\/span> Elementen in Gruppen zu <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">k<\/span> (mit <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">k\\leq N<\/span>) definiert als die durch folgende Zahl gegebene<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">\\displaystyle {{N}\\choose{k}}= \\frac{N!}{k!(N-k)!} <\/span>\n<p>Dies stellt die Anzahl der m\u00f6glichen Teilmengen dar, die mit k Elementen aus einer anderen Menge mit N Elementen gebildet werden k\u00f6nnen.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mit den Z\u00e4hltechniken der Permutation, Variation und Kombination k\u00f6nnen wir nun die Gr\u00f6\u00dfe einer gro\u00dfen Vielfalt von Mengen bestimmen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Z\u00e4hltechniken: Permutation, Variation und Kombination ZusammenfassungIn der Wahrscheinlichkeitslehre sind Z\u00e4hltechniken grundlegende Werkzeuge zur Bestimmung der Kardinalit\u00e4t des Stichprobenraums und des zu messenden Ereignisses. In diesem Zusammenhang werden die Techniken der Kombination, Variation und Permutation am h\u00e4ufigsten verwendet, da sie einfach anzuwenden sind und sich f\u00fcr Experimente mit gleichwahrscheinlichen Ergebnissen eignen. 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