Faktorielle einer natürlichen Zahl

 

Die Faktorielle ist das Produkt aller n Faktoren einer Zahlenreihe, die von n bis 1 reicht. Die Faktorielle einer Zahl wird durch n! gekennzeichnet.

 

n!=n\cdot (n-1)\cdot (n-2)\cdot (n-3)\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1

 

0!=1

 

Als Variationen ohne Wiederholung von m Elementen aus einer Reihe von n mit n (m\geq n) werden die verschiedenen durch n Elemente gebildeten Gruppen bezeichnet. Dabei gilt:

 

Nicht alle Elemente sind enthalten

 

Die Reihenfolge ist wichtig

 

Die Elemente wiederholen sich nicht

 

\textrm{V}_{m}^{n}=m(m-1)(m-2)(m-3)...(m-n+1)

 

Die Variationen können auch anhand von Faktoriellen berechnet werden:

 

\textrm{V}_{m}^{n}=\cfrac{m!}{(m-n)!}

 

Variationen werden durch \textrm{V}_{m}^{n}\; \textup{o}\; \textrm{V}_{m,n} gekennzeichnet

 

Variationen mit Wiederholungen

 

Als Variationen mit Wiederholungen von m Elementen aus einer Reihe von n mit n werden die verschiedenen durch n Elemente gebildeten Gruppen bezeichnet. Dabei gilt:

 

Nicht alle Elemente enthalten, wenn m> n. Alle Elemente enthalten können, wenn m\leq n

 

Die Reihenfolge ist wichtig

 

Die Elemente wiederholen sich

 

\textup{VR}^{n}_{m}=m^{n}

 

Permutationen

 

Alle Elemente sind enthalten

 

Die Reihenfolge ist wichtig

 

Die Elemente wiederholen sich nicht

 

\textup{P}_{n}=n!

 

Zirkuläre Permutationen

 

Diese werden verwendet, wenn die Elemente "kreisförmig" angeordnet werden müssen (z.B. bei den Gästen an einem Tisch), sodass das erste Element, das zur Berechnung herangezogen wird gleichzeitig das letzte ist und somit Anfang und Ende der Berechnung festlegt.

 

\textup{PC}_{n}=\textup{P}_{n-1}=(n-1)!

 

Permutationen mit Wiederholungen

 

Als Permutationen mit Wiederholungen bezeichnet man die Gruppen, die man aus n Elementen so bilden kann, dass sich das erste Element a Mal, das zweite b Mal, das dritte c Mal, etc. wiederholt, sodass (n=a+b+c+...). Dabei gilt:

 

Alle Elemente sind enthalten

 

Die Reihenfolge ist wichtig

 

Die Elemente wiederholen sich

 

\textup{PR}_{n}^{a,b,c,...}=\cfrac{\textup{P}_{n}}{a!\cdot b!\cdot c!\cdot ...}

 

Kombinationen

 

Als Kombinationen werden alle möglichen Gruppierungen bezeichnet, die aus den m Elementen so mit m Elementen aus einer Reihe von n mit n (m\geq n) gebildet werden können. Dabei gilt:

 

Nicht alle Elemente sind enthalten

 

Die Reihenfolge ist nicht wichtig

 

Die Elemente wiederholen sich nicht

 

\textup{C}_{m}^{n}=\cfrac{\textup{V}^{n}_{m}}{P_{n}}

 

Die Kombinationen können auch anhand von Faktoriellen berechnet werden:

 

\textup{C}_{m}^{n}=\cfrac{m!}{n!(m-n)!}

 

Kombinationen mit Wiederholungen

 

Als Kombinationen mit Wiederholungen aus m Elementen einer Zahlenreihe von n mit n (m\geq n), werden die verschiedenen Gruppen bezeichnet, die durch n Elemente gebildet werden:

 

Nicht alle Elemente sind enthalten

 

Die Reihenfolge ist nicht wichtig

 

Die Elemente wiederholen sich

 

\textup{CR}=\begin{pmatrix} m+n-1\\ n \end{pmatrix} =\cfrac{(m+n-1)!}{n!(m-1)!}

 

 

Kombinatorische Zahlen

 

Die Zahl  \textup{C}_{m}^{n} wird auch als kombinatorische Zahl bezeichnet. Sie wird durch

 

\begin{pmatrix} m\\ n \end{pmatrix} bestimmt

 

und als "m über n" gelesen.

 

\begin{pmatrix} m\\ n \end{pmatrix} =\cfrac{m!}{n!(m-n)!}

 

Eigenschaften von kombinatorischen Zahlen

 

1 \begin{pmatrix} m\\ 0 \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} m\\ m \end{pmatrix} =1

 

2 \begin{pmatrix} m\\ n \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} m\\ m-n \end{pmatrix}

 

3 \begin{pmatrix} m\\ n-1 \end{pmatrix} +\begin{pmatrix} m\\ n \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} m+1\\ n \end{pmatrix}

 

Binomische Formeln

 

Die Formel, mithilfe derer wir die Potenzen eines Binoms ermitteln können, wird als binomische Formel bezeichnet.

 

(a\pm b)^{n}=\begin{pmatrix} n\\ 0 \end{pmatrix} a^n \pm \begin{pmatrix} n\\ 1 \end{pmatrix} a^{n-1}b+\begin{pmatrix} n\\ 2 \end{pmatrix} a^{n-2}b^{2}\pm ...\pm \begin{pmatrix} n\\ n \end{pmatrix} b^{n}

 

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Melanie S

Melanie

Als begeistertes Fremdsprachentalent und Mathe-Fan bringe ich die Lernartikel von echten Mathe-Profis logisch und verständlich ins Deutsche, damit du als Mathelerner bei Superprof deine Kenntnisse verbessern und neu Gelerntes praktisch anwenden kannst.