Mo Logo [Home] [Lexikon] [Aufgaben] [Tests] [Kurse] [Begleitmaterial] [Hinweise] [Mitwirkende] [Publikationen]

Mathematik-Online-Lexikon:

Ungeordnete Auswahl ohne Wiederholung


A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Übersicht

Seien $ \mbox{$k$}$ und $ \mbox{$n$}$ natürliche Zahlen. Wie viele Möglichkeiten gibt es, $ \mbox{$k$}$ Zahlen aus $ \mbox{$\{1,\dots,n\}$}$ auszuwählen, wenn Wiederholungen zugelassen sind, und wenn die Reihenfolge der ausgewählten Zahlen nicht berücksichtigt werden soll.

(Formal: wie viele Abbildungen von $ \mbox{$\{1,\dots,n\}$}$ nach $ \mbox{$\mathbb{N}$}$ gibt es, deren Funktionswerte sich zu $ \mbox{$k$}$ addieren? Die Funktionswerte geben die Vielfachheit an, mit der eine Zahl ausgewählt wurde.)

Lösung.

Wir betrachten $ \mbox{$k+n-1$}$ Felder, auf die wir beliebig $ \mbox{$n-1$}$ Trennklötze $ \mbox{$T$}$ setzen. Vor dem ersten Trennklotz sortieren wir die ausgewählten $ \mbox{$1$}$en ein, zwischen dem ersten und zweiten Trennklotz sortieren wir die ausgewählten $ \mbox{$2$}$en ein, und so fort, bis schließlich nach dem $ \mbox{$(n-1)$}$sten Trennklotz die ausgewählten $ \mbox{$n$}$en einsortiert werden. Zum Beispiel repräsentiert für $ \mbox{$n = 5$}$ und $ \mbox{$k = 4$}$ die Belegung

$ \mbox{$\displaystyle
1\; 1\; T\; T\; 3\; T\; T\; 5
$}$
die Auswahl: $ \mbox{$2$}$mal die $ \mbox{$1$}$, $ \mbox{$0$}$mal die $ \mbox{$2$}$, $ \mbox{$1$}$mal die $ \mbox{$3$}$, $ \mbox{$0$}$mal die $ \mbox{$4$}$, $ \mbox{$1$}$mal die $ \mbox{$5$}$ (oder formal, die Funktion $ \mbox{$f(1) = 2$}$, $ \mbox{$f(2) = 0$}$, $ \mbox{$f(3) = 1$}$, $ \mbox{$f(4) = 0$}$, $ \mbox{$f(5) = 1$}$.)

Für die Verteilung der $ \mbox{$n-1$}$ Trennklötze $ \mbox{$T$}$ in die $ \mbox{$k+n-1$}$ Felder gibt es $ \mbox{${k+n-1\choose n-1} = {k+n-1\choose k}$}$ Möglichkeiten. Dies ist auch die Anzahl der möglichen Auswahlen der angegebenen Art.

(Autoren: Künzer/Martin/Nebe)

[Verweise]

  automatisch erstellt am 25.  1. 2006