Kurze und einfache Frage: 4 Leute wichteln, wie viele Kombinationen gibt es?

OP #5214576
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Hi und gleichzeitig sorry wegen dieser blöden Frage,

wenn 4 Leute wichteln, und zwar so, das sich niemand selber beschenkt, 
wie viele Möglichkeiten gibt es?

Ich bin nicht gebildet genug um das zu lösen. Jetzt müsst Ihr mir helfen 
:D

Irgendwie ist mein Denkmuster für solche simplen aufgaben nicht 
geeignet...

Sorry nochmal für den sinnlosen Threat. Und ja, es sind meine 
Hausaufgaben aus der 7. Klasse die ich zur Zeit besuche, falls sich wer 
wundert.

Schönes WE allen.
OP #5214648
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Mike B. schrieb:
> n*n-n hätte ich gedacht...

So war auch mein Denkansatz, aber irgendwie... da gibts nen englischen 
Spruch:

I can't wrap my head around this.

Der erklärt das besser, als wie ich das jemals könnte.

Die Lösung von Johann scheint aber auch sehr plausibel aufzugehen 
(zumindest für mich).

Und Johann schrieb ja auch "Näherung". Und mit e in der Formel gibts eh 
immer ein krummes Ergebnis.

Man könnte eine Tabelle mit allen Möglichkeiten aufstellen oder Excel 
ein wenig rechnen lassen. Ich bin aber faul und Excel ist noch nicht so 
mein Gebiet.
Persönliche Seite #5214733
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Mike B. schrieb:
> So mit 8,88 Möglichkeiten kann man da nix anfangen

NACK.  Du denkst zu klein.

Für gerade n aufrunden, für ungerade n abrunden:

n = 2: 2! / e ~ 0.736 => 1
n = 3: 3! / e ~ 2.207 => 2
n = 4: 4! / e ~ 8.829 => 9
n = 5: 5! / e ~ 44.146 => 44
n = 6: 6! / e ~ 264.873 => 265
n = 7: 7! / e ~ 1854.112 => 1854
n = 8: 8! / e ~ 14832.899 => 14833
n = 9: 9! / e ~ 133496.092 => 133496
n = 10: 10! / e ~ 1334960.916 => 1334961
n = 11: 11! / e ~ 14684570.077 => 14684570
n = 12: 12! / e ~ 176214840.928 => 176214841
n = 13: 13! / e ~ 2290792932.067 => 2290792932
n = 14: 14! / e ~ 32071101048.937 => 32071101049
n = 15: 15! / e ~ 481066515734.059 => 481066515734
n = 16: 16! / e ~ 7697064251744.944 => 7697064251745
n = 17: 17! / e ~ 130850092279664.062 => 130850092279664

Und jetzt vergleichen mit den Werten aus OEIS :-))

http://oeis.org/A000166

Ab n >= 18 reicht die Genauigkeit der von mir verwendete 
double-Arithmetik nicht mehr aus.

Und Wiki kennt natürlich auch die explizite Formel, aus der man z.B. 
auch die o.g. Rundung bei der Näherung ableiten kann sowie auch den 
gemachten Fehler betragsmäßig nach oben abschätzen.
Persönliche Seite #5215244
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Johann L. schrieb:
> Teo D. schrieb:
>> Mike B. schrieb:
>>> Das ist auch die Lösung für
>>
>> Hände schütteln, Gläser anstoßen...
>
> Nein, dafür gibt es n·(n-1)/2 Möglichkeiten, das wächst aber nur
> quadratisch und nicht wie n!.

n*(n-1)/2 ist die Berechnung für ein Turnier, jede Mannschaft spielt 
einmal gegen jede Mannschaft, d.h. ohne Rückrunde
ich schrieb extra mit Hin- und Rückrunde,
Weil im vom TE ja auch Schenken in beide Richtungen gefordert wurde.
Und dann darf man das nicht halbieren.

Eine andere Begründung/Berechnung für n+n-n=n*(n-1) in diesem Fall ist:
Wenn jeder von den 4 Leuten jedem anderen etwas schenken soll, dann 
gibt es 4 Personen, die jeweils 3 anderen Personen was schenken sollen.
Also 4*3=12 Geschenke/Möglichkeiten.
=n*n-n

Damit ist die vorgeschlagene Lösung n! / e = 4! / e = 8.88 ~ 9 falsch.
Persönliche Seite #5215416
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Johann L. .. schrieb Datum: 19.11.2017 14:02:
> Es gibt 4 Personen, und jede schenkt einer anderen Person etwas.  Und
> zwar so, dass es 4 Schenker und 4 Beschenkte gibt, und niemand sich
> selbst etwas schenkt.

Das wären dann 4 Geschenke, da muss man nix rechnen...

IncreasingVoltage .. schrieb:
> Hi und gleichzeitig sorry wegen dieser blöden Frage,
>
> wenn 4 Leute wichteln, und zwar so, das sich niemand selber beschenkt,
> wie viele Möglichkeiten gibt es?

So wie ich das verstanden hab schenkt jeder jedem etwas aber natürlich 
nicht sich selbst.
Persönliche Seite #5215446
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Mike B. schrieb:
> Johann L. .. schrieb Datum: 19.11.2017 14:02:
>> Es gibt 4 Personen, und jede schenkt einer anderen Person etwas.  Und
>> zwar so, dass es 4 Schenker und 4 Beschenkte gibt, und niemand sich
>> selbst etwas schenkt.
>
> Das wären dann 4 Geschenke, da muss man nix rechnen...

Es geht um die Anzahl der Beschenkungsmöglichkeiten für alle.

Bei 3 Leuten A, B, C gibt es z.B. nur 2 Möglichketen:

A -> B -> C -> A
A -> C -> B -> A

Bei 4 Leuten sind der wie gesagt 9. Wenn du da nix rechnen musst - 
schön.
Moderator #5215447
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IncreasingVoltage .. schrieb:
> Man könnte eine Tabelle mit allen Möglichkeiten aufstellen oder Excel
> ein wenig rechnen lassen. Ich bin aber faul und Excel ist noch nicht so
> mein Gebiet.

Für Excel wäre ich auch zu faul, dann noch lieber von Hand ;-)

Hab's stattdessen mal in Haskell programmiert:

1
import Data.List
2
import Control.Monad
3
import System.Environment
4

5
wichtel xs = wichtel' xs xs
6
  where wichtel' [] [] = [[]]
7
        wichtel' bs xs = do
8
          x <- xs
9
          guard $ x /= head bs
10
          ys <- wichtel' (tail bs) (delete x xs)
11
          return $ x : ys
12

13
main = do
14
  n <- liftM (read . head) getArgs
15
  putStrLn $ "wichtel " ++ show n ++ ":"
16
  mapM print $ wichtel [1..n]


Das Programm wird mit der Anzahl der Teilnehmer als Argument aufgerufen.

Beispielaufruf:

1
$ wichtel 4
2
wichtel 4:
3
[2,1,4,3]
4
[2,3,4,1]
5
[2,4,1,3]
6
[3,1,4,2]
7
[3,4,1,2]
8
[3,4,2,1]
9
[4,1,2,3]
10
[4,3,1,2]
11
[4,3,2,1]

Bei 4 Teilnehmern gibt es also 9 Möglichkeiten, wie die Geschenke ihre
Besitzer wechseln können, ohne dass einer der Teilnehmer sein eigenes
Geschenk zurückerhält.

Die Datei im Anhang enthält die Ausgaben des Programms für 2 bis 7
Teilnehmer.
Angehängte Dateien:
Persönliche Seite #5215476
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Die Originalfrage war:

IncreasingVoltage .. schrieb:
> Hi und gleichzeitig sorry wegen dieser blöden Frage,
>
> wenn 4 Leute wichteln, und zwar so, das sich niemand selber beschenkt,
> wie viele Möglichkeiten gibt es?

Wieviele Möglichkeiten für was?
Das ich ein bestimmtes Geschenk bekomme?
Oder für was?
*Die Aufgabenstellung ist unklar.*

- Beim Wichteln laut Wiki gibt jeder genau ein Geschenk ab. Das wird 
hingestellt und dann wird ausgelost, wer welches Geschenk bekommt.
4 Geschenke werden an 4 Beschenkte verteilt.
- jeder schenkt jedem etwas n*n, jeder gibt 4 und jeder bekommt 4 also 
16 Geschenke
- jeder schenkt jedem ausser sich selbst etwas n*n-n=n*(n-1), jeder gibt 
3 und jeder bekommt 3 also 12 Geschenke

Wenn man die Anzahl der Möglichkeiten der Verteilung der Geschenke an 
alle Personen wissen will, mögt ihr mit n!/e Recht haben.

Aber wie gesagt, die Aufgabenstellung und damit die Frage des op ist 
unklar.
Persönliche Seite #5215482
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Zum Berechnen für kleine Zahlen ist auch die Rekursion

a(1) = 0
a(n) = n·a(n-1) + (-1)^n  für n > 1

ganz nett, die übrigens bereits Leonhard Euler kannte und bewies.

Die Aufgabe gibt's zum Beispiel auch als:

"n Leute geben an einer Garderobe ihren Mantel ab.  Wie groß ist die 
Wahrscheinlichkeit, dass bei zufälliger Ausgabe der Mäntel niemand 
seinen eigenen Mantel erhält?"

Diese ist Anzahl der fixpunktfreien Permutationen dividiert durch die 
Anzahl aller Permutationen, und strebt mit wachsender Anzahl an Leuten 
fix gegen 1/e also ca. 37%.

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