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Kombinatorik: die Multiplikations- und Additionsprinzipien
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Daniel und seine Freunde veranstalten heute einen Filmabend. Daniel hat 7 Filme auf DVD, sein bester Freund 5 und sein zweitbester Freund 3 Filme. Zwischen wie vielen verschiedenen Filmen können die drei Freunde wählen?
Mikael möchte auf eine Party gehen. Aber was zieht er an? Er hat 2 Anzüge, 4 Hemden und 3 Krawatten. Von wie vielen Kombinationen kann er wählen? Er kann einen der beiden Anzüge wählen, das sind also 2 Wahlmöglichkeiten.
Und er hat 4 Wahlmöglichkeiten bei den Hemden. Und dazu eine der 3 Krawatten. 3 weitere Wahlmöglichkeiten. Wir können Mikaels Entscheidungsprozess als ein Baumdiagramm darstellen, etwa so: Wähle zuerst einen der Anzüge. Danach suchst du ihm ein Hemd aus.
Anzug: Check! Hemd: Fertig! Nun wähle eine der 3 Krawatten. Du erhältst die Gesamtzahl der Kombinationen, indem du die Wahlmöglichkeiten bei jedem Schritt multiplizierst: 2 (Anzüge) ⋅ 4 (Hemden) ⋅ 3 (Krawatten) Das ergibt 24 mögliche Kombinationen. Kein Wunder, dass die Wahl so schwer fällt!
Lina geht auch zur Party, und auch sie hat die Qual der Kleiderwahl. Sie kann entweder eines der 3 Kleider in ihrem Schrank nehmen. Oder sie leiht sich eines der 5 Kleider aus, die Maria ihr versprochen hatte. Oder sie kauft eines der 4 Kleider aus dem Secondhand-Laden um die Ecke. Wie viele Wahlmöglichkeiten hat sie?
Dieses Mal multiplizieren wir nicht. Wir addieren. 3 im Kleiderschrank + 5 bei Maria + 4 im Laden. Lina kann zwischen 12 Kleidern wählen. Es gibt also 12 Kombinationen. Moment mal! Warum multiplizierten wir bei Mikael aber addieren nun bei Lina? (Eine Verschwörung?) Nee, Mikael musste einen Anzug, ein Hemd und eine Krawatte wählen.
Lina hingegen musste nur zwischen Kleidern wählen – im Schrank oder bei Maria oder im Laden. Treffen wir mehrere aufeinander folgende Entscheidungen, multiplizieren sich die Alternativen. Treffen wir Entscheidungen zwischen einer Gruppe oder einer anderen, addieren sich die Alternativen. Wir nennen es das Multiplikationsprinzip und das Additionsprinzip. Alles klar soweit?
Dann lass uns mit etwas schwierigeren Aufgaben fortfahren. Mikael kann nun wählen zwischen einem Anzug und dem geliehenen Smoking von Leon. Also hat er nach dem Multiplikationsprinzip seine ursprünglichen 24 Wahlmöglichkeiten, oder Leons Smoking. Das ist 24 + 1 oder 25 Wahlmöglichkeiten. Das ist noch mal gut ausgegangen.
Die Entscheidungen sind getroffen worden, und die Party kann steigen!