Systematisch kombinieren – das Baumdiagramm

Combining systematically – the tree diagram

Mathematik Klasse 4 15 Aufgaben
KombinatorikProblemlösen

Das Kind bestimmt die Anzahl der Möglichkeiten bei drei Stufen (3 T-Shirts, 3 Hosen, 2 Paar Socken, das Beispiel des LehrplanPLUS M3/4 1.3) mit einem Baumdiagramm und als Malaufgabe 3 · 3 · 2, und bei Reihenfolgen, bei denen jede Stufe einen weniger hat (4 · 3 · 2 · 1). Räumt das Addieren der Anzahlen, das unsystematische Probieren mit vergessenen Fällen (English 1991) und das Wiederverwenden schon platzierter Kinder aus (Höveler 2014). Setzt „Kombinieren“ aus „Mal und Geteilt verstehen“ von zwei auf drei Stufen fort; bereitet im Gymnasium das Zählprinzip und das Baumdiagramm in „Teiler und Primzahlen“ und die Wahrscheinlichkeitsrechnung vor.

Das Baumdiagramm

Ella packt den Koffer: 3 T-Shirts (rot, blau, grün), 3 Hosen (Jeans, kurze Hose, Jogginghose) und 2 Paar Socken (weiß, bunt). Wie viele Outfits gibt es?

Ein Baumdiagramm ordnet alle Möglichkeiten. Vom Start gehen 3 Äste ab, einer für jedes T-Shirt. An jedem T-Shirt hängen 3 Hosen. An jeder Hose hängen 2 Paar Socken.

Baumdiagramm, 3 Stufen, 18 Pfade: rot → [Jeans → [weiß, bunt], kurz → [weiß, bunt], Jogging → [weiß, bunt]], blau → [Jeans → [weiß, bunt], kurz → [weiß, bunt], Jogging → [weiß, bunt]], grün → [Jeans → [weiß, bunt], kurz → [weiß, bunt], Jogging → [weiß, bunt]]T-Shirt Hose Socken Start rot Jeans weiß bunt kurz weiß bunt Jogging weiß bunt blau Jeans weiß bunt kurz weiß bunt Jogging weiß bunt grün Jeans weiß bunt kurz weiß bunt Jogging weiß bunt
Jedes Ende ist ein Outfit. Es sind 18.

Du musst nicht jedes Ende zählen: 3 · 3 · 2 = 18. Plus wäre falsch: 3 + 3 + 2 = 8 sind nur die Kleidungsstücke.

Ändere die Zahl der T-Shirts und Hosen. Jeder Punkt ist eine Kombi aus T-Shirt und Hose.

Reihenfolgen

Zum Abschied stellen sich 4 Kinder für ein Foto in eine Reihe: Ali, Bea, Cem und Dana. Wie viele Reihenfolgen gibt es?

Für Platz 1 gibt es 4 Kinder. Steht eines dort, bleiben für Platz 2 nur noch 3. Dann 2, dann 1. Das sind 4 · 3 · 2 · 1 = 24 Reihenfolgen.

Baumdiagramm, 3 Stufen, 6 Pfade: Bea → [Cem → [Dana], Dana → [Cem]], Cem → [Bea → [Dana], Dana → [Bea]], Dana → [Bea → [Cem], Cem → [Bea]]Platz 2 Platz 3 Platz 4 Ali Bea Cem Dana Dana Cem Cem Bea Dana Dana Bea Dana Bea Cem Cem Bea
Mit Ali vorne gibt es 6 Reihenfolgen. Mit Bea, Cem oder Dana vorne genauso.

Ein Kind kann nicht zweimal auf dem Foto stehen. Darum hat jede Stufe einen weniger.

Leicht
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Wie viele verschiedene Pausenbrote zeigt das Baumdiagramm?

  • ● 6
  • ○ 5
  • ○ 3
Jedes Ende ist ein Brot: 2 · 3 = 6. 5 zählt die Sorten zusammen (2 + 3). 3 zählt nur die Beläge.
Wahr / Falsch #2 20s ▶ Testen

Das Baumdiagramm zeigt alle Möglichkeiten für Mütze und Schal.

✓ Falsch
Bei der grünen Mütze fehlt der weiße Schal. Vollständig sind es 3 · 2 = 6 Enden, hier nur 5.
Multiple Choice #3 20s ▶ Testen

4 Mützen und 3 Schals. Wie viele verschiedene Paare aus Mütze und Schal gibt es?

  • ● 12
  • ○ 7
  • ○ 3
Zu jeder Mütze passen alle 3 Schals: 4 · 3 = 12. 7 addiert nur. 3 nimmt jeden Schal nur einmal.
Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

3 Brotsorten und 5 Aufstriche ergeben 15 verschiedene Brote.

✓ Wahr
Zu jeder Brotsorte passen alle 5 Aufstriche. 3 · 5 = 15.
Multiple Choice #5 20s ▶ Testen

Ali, Bea und Cem stellen sich in eine Reihe. Wie viele Reihenfolgen gibt es?

  • ● 6
  • ○ 9
  • ○ 3
3 · 2 · 1 = 6. 9 = 3 · 3 stellt ein Kind zweimal in die Reihe. 3 findet nur die Reihen, in denen jeder einmal vorne steht.
Wahr / Falsch #6 20s ▶ Testen

6 Kinder laufen um die Wette. Für Platz 1 und Platz 2 gibt es 36 Möglichkeiten.

✓ Falsch
Für Platz 2 bleiben nur 5 Kinder. 6 · 5 = 30. Bei 36 hätte ein Kind beide Plätze.
Mittel
Zahleneingabe #1 25s ▶ Testen

Es gibt 4 Eissorten, jede im Becher oder in der Waffel. Wie viele Möglichkeiten gibt es für eine Kugel?

✓ Antwort: 8
An jeder der 4 Sorten hängen 2 Äste. 4 · 2 = 8.
Zahleneingabe #2 25s ▶ Testen

Ein Zahlenschloss hat 2 Rädchen mit den Ziffern 0 bis 9. Wie viele Einstellungen gibt es?

✓ Antwort: 100
Jedes Rädchen hat 10 Ziffern. 10 · 10 = 100 (von 00 bis 99), nicht 10 + 10 = 20.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

Lege zweistellige Zahlen mit diesen Karten. Jede Karte darf in einer Zahl nur einmal vorkommen. Wie viele Zahlen gibt es?

✓ Antwort: 12
Für die Zehnerstelle gibt es 4 Karten, für die Einerstelle noch 3. 4 · 3 = 12.
Schwer
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

Ein Menü hat 2 Vorspeisen, 4 Hauptgerichte und 2 Nachspeisen. Wie viele verschiedene Menüs gibt es?

✓ Antwort: 16
Drei Stufen im Baum: 2 · 4 · 2 = 16 Enden.
KI-bewertete Rechnung #2 300s ▶ Testen

Lena wählt eine Mütze (rot, blau), einen Schal (gelb, grün, weiß) und Handschuhe (schwarz, grau). Zeichne ein Baumdiagramm. Wie viele Möglichkeiten gibt es? Fotografiere dein Blatt.

✓ Antwort: Baum mit drei Stufen: 2 Mützen, an jeder 3 Schals, an jedem 2 Paar Handschuhe. 2 · 3 · 2 = 12 Möglichkeiten.
Jeder Ast teilt sich weiter. Die Zahl der Enden ist das Produkt.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

Ein roter und ein blauer Würfel werden geworfen. Wie viele verschiedene Würfe gibt es?

✓ Antwort: 36
Zu jeder Zahl des roten Würfels passen alle 6 Zahlen des blauen. 6 · 6 = 36, nicht 6 + 6 = 12.
Zahleneingabe #4 30s ▶ Testen

Zum Bahnhof führen 2 Wege. Vom Bahnhof fahren 2 Züge in die Stadt. Von der Stadt fahren 5 Busse zur Herberge. Wie viele Reisewege gibt es?

✓ Antwort: 20
2 · 2 · 5 = 20, nicht 2 + 2 + 5 = 9.
Zahleneingabe #5 30s ▶ Testen

5 Kinder laufen um die Wette. Wie viele Möglichkeiten gibt es für Gold, Silber und Bronze?

✓ Antwort: 60
Gold: 5 Kinder, Silber: noch 4, Bronze: noch 3. 5 · 4 · 3 = 60.
Zahleneingabe #6 35s ▶ Testen

In einer Reihe stehen 3 Stühle. 6 Kinder wollen sitzen, aber nur 3 dürfen. Wie viele Sitzordnungen gibt es?

✓ Antwort: 120
Stuhl 1: 6 Kinder, Stuhl 2: noch 5, Stuhl 3: noch 4. 6 · 5 · 4 = 120.