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Ministério da Educação Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul Campus Canoas Curso de Matemática: Análise Combinatória (MOOC – EaD) Professores: Carina Andrade, Cláudia Fogliarini, Eduardo Pompermayer e Mariana Duro Exercícios Resolvidos - Módulo 3 Gabarito Questão 1 Questão 2 Questão 3 Questão 4 Questão 5 151.200 anagramas 420 anagramas 12 anagramas 3003 modos 35ª posição 1) Quantos são os anagramas que se pode formar com as letras da palavra MATEMÁTICA? A palavra MATEMÁTICA tem 10 letras, sendo que as letras M e T aparecem duas vezes cada uma e a letra A aparece três vezes. Temos que fazer, então, o cálculo da permutação de 10 elementos, sendo 2, 2 e 3 as quantidades de repetições das letras M, T e A, respectivamente. Temos, então: 𝑃10 (2,2,3) = 10! 2!2!3! = 151.200 Logo, a palavra MATEMÁTICA possui 151.200 anagramas distintos. 2) (OBMEP) Quantos são os anagramas da palavra BANANADA que começam com consoante? A consoante N aparece duas vezes, enquanto as consoantes B e D aparecem uma vez cada. Por isso, devemos separar o problema em dois casos: anagrama começando com N e anagrama começando com B ou D. 1º caso: O anagrama começa com N Neste caso, fixamos o N como a primeira letra e permutamos as sete letras restantes, considerando que a letra A aparece quatro vezes: 𝑃7 (4) = 7! 4! = 210 2º caso: O anagrama começa com B ou D Para a primeira letra, temos duas opções, e para as seguintes temos sete letras para permutar, considerando que a letra A aparece quatro vezes e a letra N aparece duas vezes: 2.𝑃7 (4,2) = 7! 4!2! = 210 O total de anagramas possíveis é o resultado da soma dos valores encontrados nos dois casos: 210 + 210 = 420 Ministério da Educação Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul Campus Canoas Curso de Matemática: Análise Combinatória (MOOC – EaD) Professores: Carina Andrade, Cláudia Fogliarini, Eduardo Pompermayer e Mariana Duro Portanto, há 420 anagramas da palavra BANANADA que começam com consoante. 3) (OBMEP) Quantos são os anagramas que se pode formar com as letras da palavra BATATA nos quais as vogais estejam sempre juntas? Como queremos as vogais sempre juntas, vamos tratá-las como sendo um único bloco (letra). Assim, temos que lidar com a permutação de quatro elementos, sendo que o T aparece duas vezes: 𝑃4 (2) = 4! 2! = 12 Logo, há 12 anagramas da palavra BATATA nos quais as vogais estão juntas. 4) (OBMEP) Quinze pessoas, sendo 5 homens de alturas diferentes e 10 mulheres também de alturas diferentes, devem ser dispostas em fila, obedecendo ao critério: homens em ordem crescente de altura e mulheres em ordem decrescente de altura. De quantos modos diferentes essas 15 pessoas podem ser dispostas na fila? Se são quinze pessoas, teremos quinze lugares na fila. Como existe uma sequência fixa de posicionamento entre os homens, ou seja, primeiro deve estar o menor, depois o segundo menor e assim por diante, precisamos apenas escolher as cinco posições, dentre as quinze, para os homens. O mesmo acontece para as mulheres. Sendo assim, resolver esse problema é o mesmo que contar a quantidade de anagramas de uma palavra com cinco letras iguais e outras dez letras iguais (permutação com repetição). Temos então: 𝑃15 (5,10) = 15! 5!10! = 3003 Então, há 3003 modos diferentes de dispor essas 15 pessoas em fila. 5) Colocando em ordem crescente os números resultantes das permutações dos algarismos 1, 3, 3, 7, 9, que posição ocupará o número 39713? Devemos determinar quantos números obtidos permutando os algarismos 1, 3, 3, 7 e 9 são menores que 39713. São menores que 39713 todos os que começam com 1 e alguns dos que começam com 3. ● Se começar com 1, para as outras quatro posições devemos permutar os algarismos 3, 3, 7 e 9, ou seja, temos: Ministério da Educação Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul Campus Canoas Curso de Matemática: Análise Combinatória (MOOC – EaD) Professores: Carina Andrade, Cláudia Fogliarini, Eduardo Pompermayer e Mariana Duro 𝑃4 (2) = 4! 2! = 12 ● Se começar com 3, temos que analisar dois casos separadamente: o 2º algarismo é 1, 3 ou 7; e o 2º algarismo é 9. ➔ Se o 2º algarismo for 1, 3 ou 7, para as outras três posições devemos permutar três elementos, todos distintos: 3. 𝑃3 = 3.3!= 18 ➔ Se o 2º algarismo for 9, o 3º algarismo deve, obrigatoriamente, ser 1 ou 3 e para as duas últimas posições devemos permutar dois elementos distintos: 2. 𝑃2 = 2.2!= 4 E assim, temos 12 + 18 + 4 = 34 números menores que 39713. Logo, o número 39713 ocupa a 35ª posição.