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Geschrieben von Spitschka Christian am 06.12.2009 um 06:31:
Diskussion zu "Bunte Adventskränze"
Diskussion zum Rätsel Bunte AdventskränzeHier kann über dieses Rätsel diskutiert werden.
Frage
| Zitat: |
Julia konnte sich nicht entscheiden und hat für den diesjährigen Adventskranz gleich 40 Kerzen gekauft, insgesamt jeweils 4 Kerzen für jede der 10 angebotenen Farben (weinrot, anthrazitgrau, violett, königsblau, pink, beige, orange, schwarz, silbern, golden). Daheim fragt sie sich nun, wieviele verschiedene Adventskränze man damit wohl produzieren könnte. Ein solcher besteht bekanntermaßen aus 4 im Kreis angeordneten Kerzen, wobei zwei Kränze gleich aussehen, wenn sie bis auf Drehen die selbe Farbanordnung haben. Könnt ihr Julia die richtige Anzahl verraten? |
Viel Spaß beim Diskutieren!
Geschrieben von Kirchleitner Sabrina am 06.12.2009 um 06:51:
Ist ein spiegelverkehrter Kranz ein anderer Kranz?
Geschrieben von Koutny Joshua am 06.12.2009 um 08:51:
Wenn Du mit spiegelverkehrt das meinst:
abcd -> dcba
dann nicht. Wenn Du die Reihe fortsetzt (= Kranz drehen),
dann sehen die beiden so aus:
cdabcdabcdab
cbadcbadbcad
was eindeutig nicht dasselbe ist.
Geschrieben von dornier severin am 07.12.2009 um 17:42:
Nur des Verständnis wegen: es geht darum, wie viele unterschiedliche Möglichkeiten es für
einen Kranz (mit immer nur 4 Kerzen!) gibt und nicht wie viele Kränze Julia

konkret mit ihren Kerzen produzieren kann?!
Geschrieben von Klein Tobias Gerhard am 07.12.2009 um 18:13:
Ich meine: Julia kauft zwar nur insgesamt 40 Kerzen, aber es geht um die theoretische Möglichkeit. das sind dann vel mehr als 10 Adventskränze!
Oder doch nur 10, weil sie nur 40 Kerzen hat?
Geschrieben von Schmiddunser Jonas am 07.12.2009 um 18:50:
Sie will nur einen Kranz machen, vermute ich mal stark
Und sie überlegt wie viele unterschiedliche Möglichkeiten es gibt.
Geschrieben von Uth Bernadette am 07.12.2009 um 20:32:
wäre logisch...
das andere wäre doch etwas sehr leicht, nicht?
Geschrieben von Spitschka Christian am 08.12.2009 um 07:31:
Lösung zu "Bunte Adventskränze"
Lösung verfügbar!Mitlerweile ist die Lösung auch verfügbar.
Lösung
| Zitat: |
Es gibt insgesamt 2530 verschiedene Adventskränze. Man kann diese zählen, indem man z.B. zuerst nach der Zahl der verschiedenen Farben auf dem Kranz und dann nach deren Anordnung sortiert. Wir schrieben hier "WXYZ" um die Anordnung auf dem Kranz darzustellen (die Buchstaben W, X, Y, Z stellen reihum die Kerzen dar), die Kränze XYZW, YZWX und ZWXY sehen dann gleich aus. 4 versch. Farben "ABCD": Wir wählen die Farben der Reihe nach aus. Für die erste Farbe A gibt es 10, für die nächste nur noch 9 Möglichkeiten, da die Farbe A nicht mehr zur Wahl steht. Analog gibt es für die dritte Farbe noch 8 und für die vierte noch 7 Möglichkeiten, insgesamt können wir unsere Farben also auf 10·9·8·7 Weisen wählen. Aber Achtung: wir haben jeden Kranz vierfach gezählt, da wir mit ABCD auch BCDA, CDAB und DABC jeweils neu gezählt haben, diese vier aber garnicht verschieden aussehen! Wir müssen unser Ergebnis also noch durch 4 teilen und erhalten 10·9·8·7/4 = 1260 vierfarbige Kränze. 3 versch. Farben: Hier kommt nun eine Farbe doppelt vor. Unser Kranz ist also vom Typ AABC oder vom Typ ABAC, je nach dem, ob die beiden gleichfarbigen Kerzen benachbart sind oder nicht. Wir betrachten zuerst den ersten Fall, also die Anordnung AABC: Wir können A auf 10, B dann auf 9 und C auf 8 Weisen wählen. Anders als bei den 4 Farben zählen wir dabei keinen Kranz mehrfach, so dass es 10·9·8 = 720 dieser Kränze gibt. Im anderen Fall der Anordnung ABAC hingegen zählen wir den Kranz ABAC auch noch als ACAB und dadurch doppelt, hier haben wir also in Wahrheit nur 10·9·8/2 = 360 Kränze gefunden. Insgesamt gibt es nach obigem 720+360 = 1080 dreifarbige Kränze. 2 versch. Farben: Die Möglichkeiten hierfür sind AAAB, AABB und ABAB. Ersteres liefert uns 10·9 = 90, die beiden anderen Fälle steuern jeweils 10·9/2 = 45 Kränze bei. Zusammenfassend gibt es also 90+45+45 = 180 zweifarbige Kränze. Eine Farbe: Hier gibt es natürlich nur genau die 10 verschiedenen Farben als Möglichkeiten. Addieren wir nun alles auf, so erhalten wir 1260+1080+180+10 = 2530 verschiedene Adventskränze. Kleine Anmerkung: Würden wir einen Adventskranz aus n Kerzen, für welche jeweils a Farben zur Verfügung stehen, bilden, so gäbe es genau (a^ggT(1,n) + a^ggT(2,n) + a^ggT(3,n) + ... + a^ggT(n,n))/n verschiedene Adventskränze. In der Tat liefert uns diese Formel für n=4 Kerzen mit a=10 Farben die oben gefundenen (10^ggT(1,4) + 10^ggT(2,4) + 10^ggT(3,4) + 10^ggT(4,4))/4 = (10^1 + 10^2 + 10^1 + 10^4)/4 = 10120/4 =2530 Adventskränze. |
Viel Spaß beim Diskutieren!
Geschrieben von Klein Tobias Gerhard am 10.12.2009 um 14:05:
Ich habe eine Frage an Herrn Daniel Harrer von der LMU.
Ich habe zuerst abgeschätzt wie viele Kränze es überhaupt nur sein können und habe gerechnet: 10x10x10x10 / 4 = 2500.
An dieser Überlegung muss aber etwas falsch sein, weil Sie ja 2530 Kränze heraus kriegen. Aber ich finde den Fehler nicht.
Vielleicht können Sie ausnahmsweise etwas dazu sagen, weil es mir sonst auch keiner sagen kann.
Geschrieben von Koutny Joshua am 10.12.2009 um 14:47:
Was genau soll das "/4" bedeuten?
10*10*10*10 wären alle Möglichkeiten, wenn doppelte mitgezählt würden.
An jeden der vier Plätze musst du eine Kerze stecken, wobei du bei jedem jede Farbe zur Auswahl hast, da es 4 von jeder der 10 verschiedenen gibt.
Geschrieben von Streppel Barbara am 10.12.2009 um 15:59:
Genau das war auch mein Lösungsweg
Das "/4" heißt "geteilt durch 4".
Wie du gasagt hast wenn du 10*10*10*10 rechnest, dann kommen alle Möglichkeiten heraus, wenn man sagen würde es ist etwas anderes wenn du von vorne oder von der Seite draufschaust.
Da dies ja nich der Fall ist (siehe Anmerkung des Rätseleinstellers im Rätsel) muss man durch 4 teilen um die jeweils 4 gleich aussehenden Kränze zu eliminieren. Doch da kommen 30 zu wenig heraus. Warum?
Geschrieben von Klein Tobias Gerhard am 10.12.2009 um 20:02:
ja ich meinte, in den höchstens 2500 sind auch noch doppelte Muster vorhanden. Insgesamt kam ich deswegne nur auf 2458 Kränze. Der Unterschied zur Musterlösung liegt bei den dreifarbigen Kränzen. Ich habe da nur 1008. Aber die Musterlösung hat 1080.
Mich interessiert aber, woran es liegt, dass die Musterlösung bei 2530 Kränzen mehr als die Abschätzung mit den 2500 Kränzen ergeben kann. Warum? Wer kann das erklären?
Geschrieben von Koutny Joshua am 10.12.2009 um 20:04:
Weil das /4 einfach falsch ist.
Geschrieben von Streppel Barbara am 10.12.2009 um 21:26:
Tut mir Leid, wenn ichs grade nich verstehe, aber WARUM is das durch 4 falsch?
Wo is da der Denkfehler?
Geschrieben von Koutny Joshua am 10.12.2009 um 21:31:
Ich muss ehrlich sein, ich weiß nicht was genau daran falsch ist und kann auch kein passendes Beispiel finden.
Nur weiß ich, dass 2530 sicher richtig ist. Und das nicht nur weil der Rätselsteller das als Lösung gegeben hat.
Geschrieben von Brüggemann Astrid am 10.12.2009 um 22:59:
Ich glaube, der Denkfehler liegt darin, dass nicht alle Lösungen in der Gesamtzahl der Lösungen viermal vorkommen. Zum Beispiel bleibt bei den einfarbigen Kränze ja die Kerzenfolge beim Drehen gleich. Deshalb kommt sie in der Gesamtzahl der Lösungen nur einmal vor. Du (ich übrigens auch) teilst diese Anzahl von zehn einfarbigen Kränze aber ebenfalls durch vier, also hast du dabei schonmal "7,5" Möglichkeiten unberücksichtigt gelassen.
Wenn man alle so unberücksichtigten Möglichkeiten zusammenzählt, müsste man also auf die 30 kommen, die uns fehlen. (Sorry, bin grad zu faul, das nachzurechnen)
Ist das einigermaßen verständlich?
Geschrieben von Brüggemann Astrid am 10.12.2009 um 23:48:
Okay, habs doch ausgerechnet.
Es gibt zwei Möglichkeiten, bei denen die Anordung auf dem Adventskranz, egal wo man anfängt zu benennen, öfter als ein mal die gleiche Reihe ergibt.
1. a-a-a-a, also viermal die gleiche Farbe ergibt vier mal die gleiche Reihe
10 Möglichkeiten insgesamt, nur 10/4=2,5 Möglichkeiten berücksichtigt, also fehlen 7,5
2. a-b-a-b, also zwei sich abwechselnde Farben ergeben zwei mal die gleiche Reihe
10*9=90 Möglichkeiten insgesamt, 90/4=22,5 berücksichtigt, 45 "echte"
Möglichkeiten, also fehlen 22,5
7,5+22,5=30
Geschrieben von Klein Tobias Gerhard am 11.12.2009 um 06:28:
aha!
vielen Dank, Astrid
Geschrieben von Harrer Daniel am 12.12.2009 um 13:18:
Genau, es ist so wie Astrid schon sehr gut erläutert hat.
Entschuldigt bitte, dass ich ab Montag Abend nicht mehr dazu gekommen war, hier rechtzeitig reinzuschauen. Die von anderen Teilnehmern gegeben Antworten auf Nachfragen waren aber alle korrekt :-)
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