Definition von Permutationen

 

Unter einer Permutation versteht man das Anordnen von Elementen an verschiedenen Stellen.

Permutationen von \displaystyle m Elementen in \displaystyle n Positionen sind die verschiedenen Möglichkeiten, wie die \displaystyle m Elemente geordnet werden können, indem nur die \displaystyle n Positionen besetzt werden. Vorausgesetzt, dass \displaystyle m\geq n.

Dabei muss Folgendes beachtet werden:

 

  • Die Reihenfolge spielt eine Rolle, da der Austausch zwischen zwei verschiedenen Elementen eine neue Permutation ergibt.
  • Die Elemente werden nicht wiederholt, denn wenn sie sich wiederholen oder gleich sind, führt ihr Austausch nicht zu einer neuen Permutation.

 

Die folgende Formel wird verwendet, um die Gesamtzahl der Möglichkeiten zu ermitteln mit denen die m Elemente in n Positionen platziert werden können:

 

\displaystyle P_{n}^{m}= \frac{m!}{(m-n)!}

 

Wenn in einem gegebenen Fall \displaystyle m=n ist, wird die folgende Formel verwendet, um die Gesamtzahl der Permutationen zu berechnen:

 

\displaystyle P_{n}= n!

 

Analysiere nun die folgenden Beispiele anhand der oben genannten Angaben.

 

 

1Berechne die Permutationen von \displaystyle 6 Elementen in \displaystyle 6 Positionen.

 

Lösung:

 

\displaystyle P_{6}= 6!= 6\cdot 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1=  720

 

2Wie viele Zahlen mit \displaystyle 5 verschiedenen Ziffern lassen sich mit den Ziffern: \displaystyle 1,2,3,4,5 bilden?

 

Lösung:

 

 \displaystyle m=5    und    \displaystyle n=5

  • Alle Elemente passen, da wir dieselbe Anzahl von Elementen wie Positionen haben
  • Die Reihenfolge spielt eine Rolle
  • Die Elemente werden nicht wiederholt. Laut Erläuterung müssen die Zahlen unterschiedlich sein

 

\displaystyle P_{5}= 5!= 5\cdot 4\cdot 3\cdot 2\cdot 1=  120

 

3Auf wie viele verschiedene Arten können acht Personen in einer Reihe mit acht Sitzen sitzen?

 

Lösung:

 

  • Alle Elemente passen. Alle \displaystyle 8 Personen müssen sich hinsetzen können
  • Die Reihenfolge spielt eine Rolle
  • Die Elemente werden nicht wiederholt. Eine Person kommt nicht mehrmals vor

 

 \displaystyle P_{8}= 8!=  40320

 

4Wie viele Möglichkeiten gibt es, die Buchstaben \displaystyle A,B,C an drei Stellen zu platzieren?

 

Lösung:

 

\displaystyle P_{3}= 3\cdot 2\cdot 1=  6

 

Hier werden die \displaystyle 6 Formen bei der Berechnung herangezogen:

 

\displaystyle ABC, ACB,BAC,BCA,CAB,CBA

 

5Wir haben \displaystyle 3 Elemente und möchten diese auf \displaystyle 2 Positionen verteilen. Auf wie viele Arten können wir das tun?

 

Lösung:

 

\displaystyle P_{2}^{3}= \frac{3!}{(3-2)!}= 3!=6

 

Drei Elemente \displaystyle ABC auf zwei Positionen:

 

\displaystyle AB,BA,AC,CA,BC,CB

 

Es gibt viele Anwendungen von Permutationen, weil es sehr komplexe Zählungen gibt, die auf diese Weise vereinfacht werden können. Bei Permutationen muss darauf geachtet werden, dass es auf die Reihenfolge ankommt, in der die Elemente angeordnet sind.

 

 

Wendest du im Alltag auch manchmal Permutationen an?

 

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Katrin

Ich bin staatlich geprüfte Übersetzerin & Dolmetscherin mit den Arbeitssprachen Englisch, Spanisch, Deutsch. Meine Ausbildung habe ich am SDI München mit dem Fachgebiet Technik abvsolviert und übersetze hauptsächlich im technischen sowie mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Bei Superprof darf ich die Mathe-Expert*innen unterstützen, indem ich ihre Artikel ins Deutsche übersetze.