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Ich benötige Hilfe bei folgender Aufgabenstellung:

Angabe:

Sei \(M_{n} = \{m_{1}, m_{2}, ..., m_{2n}\} \) die Menge an Schachspieler, die an einem Turnier teilnehmen. M enthält 2n Elemente.

Es sollen nun alle Schachspieler gleichzeitig spielen. Geben Sie die Anzahl der Möglichkeiten an, nennen wir diese \(D_{n}\), wie viele verschiedene Konstellationen gebildet werden können, d.h. auf wie viele verschiedene Arten kann die Menge M in Teilmengen der Größe 2 unterteilt werden.
Hinweis: Überlegen Sie sich, der erste Spieler hat ??? Möglichkeiten einen Spielpartner zu finden, der nächste "freie" Spieler hat ??? Möglichkeiten, . . .

Mir ist nicht klar, wie ich dies aurechnen soll. Ich habe schon von viele verschiedene Ansätzen gehört, die aber eben alle verschieden sind und nicht übereinstimmen.

Anfangs war mein Lösungsansatz \((\frac{2n} {2})! = n!\). Ich habe hier die Menge einfach durch 2 geteilt und dann die verschiedenen Kombinationen der beiden Teilmengen angegeben. So sind aber keine Konstellationen innerhalb dieser Mengen möglich. Diese Formel kann desshalb auch offensichtlich nicht stimmen, wenn man es mit einer Menge von 4 Personen probiert.

Ist \(M_4 = \{P_{1}, P_{2}, P_{3}, P_{4}\}\), so sind folgende Matches möglich:

P1 vs. P2 und P3 vs. P4
P1 vs. P3 und P2 vs. P4
P1 vs. P4 und P2 vs. P3

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Der erste Spieler kann aus 2n-1 Spielern wählen, der Spieler danach hat dann nur noch 2n-2, der Spieler danach dann nur noch 2n-3 usw. Man multipliziert alle diese Möglichkeiten miteinandern:
\( (2n-1) \cdot (2n-2) \cdot (2n-3) \cdot ... \cdot 2 \cdot 1 = \prod_{i=1}^{2n-1} 2n-i\). Hilft dir das erstmal weiter?
  ─   linearealgebruh 26.02.2020 um 16:34

Aber das stimmt ja z.B. für die Menge \(M_{4}\) wieder nicht, oder? Das würde ja einfach \((2n-1)!\) entsprechen...
(4 - 1) * (4 - 2) * (4 - 3) = 3 * 2 * 1 = 6
Wie aber das Beispiel zeigt würde es nur 3 Möglichkeiten geben.
  ─   manuelluca.waibel 26.02.2020 um 17:18

Ja stimmt du hast recht. Hmm, wie wäre es damit: \( \prod_{i=1}^{n} 2i-1 \)   ─   linearealgebruh 26.02.2020 um 19:03

Für \(M_{4}\) und für \(M_{6}\) scheint diese Formel zu stimmen. Ich hoffe jetzt einfach mal, dass das für Mengen mit mehr Elementen auch stimmig ist. Danke!
Könntest du mir aber vielleicht noch erklären, wie du zu diesem Ansatz gekommen bist bzw. was sich hinter dieser Formel verbirgt?
  ─   manuelluca.waibel 27.02.2020 um 08:49
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Der erste Spieler hat \(2n-1\) Möglichkeiten, einen Gegner zu finden. Danach sind noch \(2n-2\) Spieler übrig. Wenn wir einen beliebigen davon auswählen, hat dieser \(2n-3\) mögliche Gegner. So geht es immer weiter, als nächstes sind \(2n-4\) Spieler übrig und es gibt \(2n-5\) Möglichkeiten, für den nächsten einen Gegner auszuwählen. Macht man das, bis alle Spieler einen Gegner haben, gibt es tatsächlich \(\prod_{i=1}^n (2n-(2i-1)) = \prod_{i=1}^n (2i-1)\) viele Möglichkeiten, Paare zu bilden. Dieses Produkt der ersten \(n\) ungeraden Zahlen wird oft auch mit \((2n-1)!!\) abgekürzt, wobei das doppelte Fakultätszeichen bedeuten soll, dass nur jede zweite Zahl multipliziert wird. Wenn du einen Ausdruck ohne Doppelfakultät willst, kannst du auch \(\frac {(2n)!}{2^nn! }\) schreiben, das ist das Gleiche.

Man könnte dieses Argument natürlich formalisieren und z.B. mit vollständiger Induktion recht einfach beweisen, aber ich hoffe, ich konnte erklären, wie man auf die Formel kommt.

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