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PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CONTAGEM O princípio fundamental da contagem é conhecido também como princípio multiplicativo. Ele é a base para resolver problemas envolvendo análise combinatória. A análise combinatória é a área da matemática que analisa a quantidade de agrupamentos possíveis para determinadas situações, e o princípio fundamental da contagem é um meio para calcular o total de combinações possíveis. RESUMINDO Diz que, se uma decisão pode ser tomada de m maneiras e outra de n maneiras, a quantidade de maneiras que essas decisões podem ser tomadas simultaneamente é o produto m · n. É utilizado para resolver problemas envolvendo análise combinatória. É conhecido também como princípio multiplicativo. Situação 1: Você já se perguntou quantas senhas podemos construir utilizando 4 números? Situação 2: Quantas placas de automóveis é possível registrar no padrão atual? Situação 3: De quantas maneiras diferentes os números da loteria podem ser sorteados? QUESTÃO 1 Matheus foi até a concessionária para comprar o seu tão sonhado carro zero. Chegando à loja, ele encontrou 3 carros que cabiam no seu orçamento. Todos os 3 eram vendidos com 2 opções de câmbio, manual ou automático. Além da escolha do veículo e do tipo e câmbio, há 4 opções de cor, branco, preto, prata ou vermelho. De quantas maneiras distintas Matheus pode tomar essa decisão? QUESTÃO 2 Aproveitando o Dia das Mulheres, que tem grande potencial de vendas de cosméticos, a vendedora decidiu montar um kit beleza que contém 3 batons distintos, 2 sombras distintas e 1 delineador. Sabendo que, na loja, as opções de batons são: rosa, vermelho, marrom, nude e laranja; as opções de sombra são: azul, marrom e bege; e as opções de delineador são: preto ou branco. De quantas maneiras distintas esse kit pode ser montado? QUESTÃO 3 Eduardo deseja criar um e-mail utilizando um anagrama exclusivamente com as sete letras que compõem o seu nome, antes do símbolo @. O e-mail terá a forma *******@site.com.br e será de tal modo que as três letras “edu” apareçam sempre juntas e exatamente nessa ordem. Ele sabe que o e-mail eduardo@site.com.br já foi criado por outro usuário e que qualquer outro agrupamento das letras do seu nome forma um e-mail que ainda não foi cadastrado. De quantas maneiras Eduardo pode criar um e-mail desejado? A) 59 B) 60 C) 118 D) 119 E) 120 QUESTÃO 4 O diretor de uma escola convidou os 280 alunos de terceiro ano a participarem de uma brincadeira. Suponha que existem 5 objetos e 6 personagens numa casa de 9 cômodos; um dos personagens esconde um dos objetos em um dos cômodos da casa. O objetivo da brincadeira é adivinhar qual objeto foi escondido por qual personagem e em qual cômodo da casa o objeto foi escondido. Todos os alunos decidiram participar. A cada vez um aluno é sorteado e dá a sua resposta. As respostas devem ser sempre distintas das anteriores, e um mesmo aluno não pode ser sorteado mais de uma vez. Se a resposta do aluno estiver correta, ele é declarado vencedor e a brincadeira é encerrada. O diretor sabe que algum aluno acertará a resposta porque há: A) 10 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. B) 20 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. C) 119 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. D) 260 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. E) 270 alunos a mais do que possíveis respostas distintas. QUESTÃO 5 Uma montadora de carros oferece a seus clientes as seguintes opções na montagem de um carro: 2 tipos de motores (1.8 ou 2.0), 2 tipos de câmbios (manual ou automático), 6 cores (branco, preto, vermelho, azul, cinza ou prata) e 3 tipos de acabamento (simples, intermediário ou sofisticado). De quantas maneiras distintas pode-se montar esse carro? A. 4 B. 13 C. 24 D. 36 E. 72 QUESTÃO 6 Numa lanchonete o lanche é composto por três partes: pão, molho e recheio. Se essa lanchonete oferece aos seus clientes duas opções de pão, três de molho e quatro de recheio, a quantidade de lanches distintos que ela pode oferecer é de A. 9 B. 12 C. 18 D. 24 QUESTÃO 7 “Genius era um brinquedo muito popular na década de 1980 (...). O brinquedo buscava estimular a memorização de cores e sons. Com formato semelhante a um OVNI, possuía 4 botões de cores distintas que emitiam sons harmônicos e se iluminavam em sequência. Cabia aos jogadores repetir o processo sem errar”. Considerando uma fase do jogo em que 3 luzes irão acender de forma aleatória e em sequência, podendo cada cor acender mais de uma vez. O número máximo de formas que essa sequência de 3 luzes poderá acender é: QUESTÃO 8 Quantos números inteiros positivos pares, com três dígitos distintos, podemos formar com os algarismos 3, 4, 5, 6 e 7? A. 28. B. 36. C. 32. D. 24. QUESTÃO 9 Considere os algarismos 1, 2, 3, 4, 5, e 6. A partir deles, podem ser criados ____ números pares de quatro algarismos distintos. A. 60 B. 120 C. 180 D. 360 QUESTÃO 10 Estima-se que haja, no Acre, 209 espécies de mamíferos, distribuídas conforme a tabela abaixo. Deseja-se realizar um estudo comparativo entre três espécies de mamíferos – uma do grupo dos Cetáceos, outra do grupo dos Primatas e a terceira dos grupos dos Roedores. O número de conjuntos distintos que podem ser formados com essas espécies para esse estudo é igual a: a) 1320 b) 2090 c) 5840 d) 6600 e) 7245 QUESTÃO 11 Quantos números naturais de 3 algarismos distintos existem? QUESTÃO 12 Um casal e seus quatro filhos vão ser colocados lado a lado para tirar uma foto. Se todos os filhos devem ficar entre os pais, de quantos modos distintos os seis podem posar para tirar a foto? FATORIAL EXEMPLOS 4! 7! 5! Resolva os fatoriais ao lado OBSERVAÇÃO EXEMPLO (3!)² (3²)! Determine o fatorial de cada item abaixo. DICA! 4!/3! 200!/198! Multifatorial Recordando a última aula De quantas maneiras diferentes pode-se vestir uma pessoa que tenha 5 camisas, 3 calças , 2 pares de meia e 2 pares de sapato? Recordando a última aula Calcule o valor ou simplifique os fatoriais: a) 7!/4! b) 3!5!/4!6! c) n!/(n-2)! d) (n+1)!/(n+2)! e) (n+2)!/(n-2)! * (n-1)!/(n+2)! Recordando a última aula Determine o valor de n nas equações: a) n!/(n-2)! = 56 b) (n+2)! + (n+1)! = 15n! TEOREMA DE DIRICHLET Se m objetos devem ser guardados em n gavetas com m > n, então, pelo menos uma gaveta deverá ter mais de 1 objeto. Exemplo: Se eu tenho 10 camisas e 8 gavetas, tudo o que podemos garantir é que pelo menos uma gaveta terá mais de uma camisa. Essa conclusão é fácil de ser tomada. Se eu colocar uma camisa em cada gaveta, terei um total de 8 camisas. Se eu quiser guardar todas as 10 camisas em gavetas, eu teria que, necessariamente, acumular mais de uma camisa em alguma gaveta. Exemplo 1 Em uma sacola há uma bola branca, duas pretas e quatro vermelhas. Não há outras bolas na sacola além dessas que foram citadas. Retiram- se quatro bolas da urna, aleatoriamente. Sobre as bolas retiradas, é correto afirmar que: a) Todas são vermelhas. b) No máximo uma é vermelha. c) Pelo menos uma é preta. d) Pelo menos duas são da mesma cor. e) Pelo menos duas são vermelhas. Exemplo 2 Em uma gaveta há 5 pares de meias pretas, 7 pares de meias vermelhas e 10 pares de meias brancas. O número mínimo de pares de meias que precisam ser retirados da gaveta, sem que se veja a cor, para que certamente sejam retirados pelo menos três pares de meias de cores diferentes é: PERMUTAÇÕES A permutação é uma técnica de contagem utilizada para determinar quantas maneiras existem para ordenar os elementos de um conjunto finito. Fazer uma permuta é realizar uma troca e, nos problemas de combinatória, significa trocar os elementos de lugar, considerando a ordenação desses. Permutação Simples Quando temos uma fila de n elementos todos diferentes, o número de permutações é dado por: Pn = n! ANAGRAMA Um anagrama é uma palavra que pode ser obtida a partir de outrapor meio de trocas nas posições das letras. A palavra formada não precisa existir no vocabulário. Considere a palavra AMOR. São exemplos de anagramas dessa palavra: RAOM, MRAO, AMRO. Quantos anagramas podem ser formados com as letras da palavra AMOR? PERMUTAÇÃO SIMPLES Quando os elementos do grupo não se repetem. Como no caso anterior dos anagramas da palavra AMOR. Exemplo 1 Calcule o valor de P5: Exemplo 2 Considere uma fila de pessoas organizadas por ordem de chegada em que, em um determinado momento, há seis pessoas. De quantas formas diferentes essas pessoas poderiam estar ordenadas do primeiro ao último lugar? Exemplo 3 Quantos são os anagramas possíveis da palavra AVES? Quantos começam com a lera A? Quantos anagramas possuem as vogais lado a lado? Permutações com repetições Quantos anagramas tem a palavra AMADA? Podemos generalizar esse raciocínio. O número de permutações n elementos com k repetições é dado por: Quantos anagramas possíveis para a palavra MATEMÁTICA ? Exemplo 1 Em um torneio de futsal um time obteve 8 vitórias, 5 empates e 2 derrotas, nas 15 partidas disputadas. De quantas maneiras distintas esses resultados podem ter ocorrido? Exemplo 2 Em uma prova composta de 20 questões envolvendo V ou F, de quantas maneiras distintas teremos doze respostas V e oito respostas F? Permutação Circular Nas permutações circulares, não existe o primeiro e o último termo. Pense, por exemplo, em uma mesa redonda: Vejamos um exemplo com quatro elementos. Permutação Circular Perceba que, na Figura 6, as duas imagens representam a mesma permutação, porque podem ser obtidas uma da outra por meio de uma rotação. Experimente rotacionar a imagem da esquerda 90º no sentido horário e você chegará à imagem da direita. Assim, quando se consideram as permutações circulares, é necessário considerar que algumas permutações são perdidas. De quantas formas diferentes 4 pessoas podem se sentar em uma mesa de 4 cadeiras? Exemplo 1 Três homens e três mulheres vão sentar-se à volta de uma mesa redonda. De quantas formas podem ficar sentados, alternadamente, ou seja, sem que fiquem duas pessoas do mesmo sexo uma ao lado da outra? Exemplo 2 Em uma atividade escolar, o professor deseja reunir seus alunos em uma roda com 3 alunos, porém, na sala compareceram 5 alunos. De quantas formas distintas o professor pode organizar essa roda? Questão 1 Quantas palavras, com significado ou não, de 3 letras podemos formar com as letras A, L e I? Quais são essas palavras? Questão 2 Quantos números de 4 algarismos podemos escrever com os algarismos 2, 4, 6 e 8? E quantos com os algarismos distintos? Questão 3 De quantas formas uma família de 5 pessoas pode se sentar em um banco de 5 lugares, ficando o pai e a mãe sempre juntas, em qualquer ordem? Questão 4 Quantos são os anagramas da palavras BRASIL? Questão 5 Quantos números naturais de algarismos distintos podemos formar entre 5000 e 10000, com os algarismos 1, 2, 4 e 6? Questão 6 Considere todos os anagramas da palavra JUVENIL: a) Quantos são? b) Quantos começam por JUV? c) Quantos tem as letras JUV juntas em qualquer ordem? d) Quantos tem as letras JUV juntas nessa ordem? e) Quantas tem as vogais juntas em ordem alfabética, e as consoantes juntas em qualquer ordem? Questão 7 Colocando todos os anagramas da palavra AMIGO listados em ordem alfabética em um dicionário, qual será a: a) 1° palavra? b) 2° palavra? c) 25° palavra? d) penúltima palavra? e) 55° palavra? Questão 8 Quantos são os anagramas da palavra ARARA? Questão 9 Quantos anagramas da palavra CAMARADA começam com a letra A? Questão 10 Determine quantos são os anagramas das palavras: a) MISSISSIPI b) ARARAQUARA c) ABÓBORA d) BISCOITO Questão 11 Uma matriz quadrada 3 x 3 deve ser preenchida com 4 zeros, 3 cincos e 2 setes. De quantas maneiras podemos preencher essa matriz? Questão 12 Uma prova tem 10 questões do tipo teste, cada uma valendo 1 ponto se tivesse certa ou 0 ponto se estiver errada. De quantos modos é possível tirar nota 7 nesse teste? Questão 13 Um casal pretende ter 4 filhos, sendo 2 meninas e 2 meninos, em qualquer ordem de nascimento. Quantas são as ordens possíveis em podem ocorrer esses 4 nascimentos? Slide 1: PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CONTAGEM Slide 2 Slide 3: RESUMINDO Slide 4: Situação 1: Slide 5: Situação 2: Slide 6: Situação 3: Slide 7: QUESTÃO 1 Slide 8: QUESTÃO 2 Slide 9: QUESTÃO 3 Slide 10: QUESTÃO 4 Slide 11: QUESTÃO 5 Slide 12: QUESTÃO 6 Slide 13: QUESTÃO 7 Slide 14: QUESTÃO 8 Slide 15: QUESTÃO 9 Slide 16: QUESTÃO 10 Slide 17: QUESTÃO 11 Slide 18: QUESTÃO 12 Slide 19: FATORIAL Slide 20: EXEMPLOS Slide 21: Resolva os fatoriais ao lado Slide 22: OBSERVAÇÃO Slide 23: EXEMPLO Slide 24: Determine o fatorial de cada item abaixo. Slide 25: DICA! Slide 26: Multifatorial Slide 27: Recordando a última aula Slide 28: Recordando a última aula Slide 29: Recordando a última aula Slide 30: TEOREMA DE DIRICHLET Slide 31: Exemplo 1 Slide 32: Exemplo 2 Slide 33: PERMUTAÇÕES Slide 34: Permutação Simples Slide 35: ANAGRAMA Slide 36: Quantos anagramas podem ser formados com as letras da palavra AMOR? Slide 37: PERMUTAÇÃO SIMPLES Slide 38: Exemplo 1 Slide 39: Exemplo 2 Slide 40: Exemplo 3 Slide 41: Permutações com repetições Slide 42: Quantos anagramas possíveis para a palavra MATEMÁTICA? Slide 43: Exemplo 1 Slide 44: Exemplo 2 Slide 45: Permutação Circular Slide 46: Permutação Circular Slide 47: De quantas formas diferentes 4 pessoas podem se sentar em uma mesa de 4 cadeiras? Slide 48: Exemplo 1 Slide 49: Exemplo 2 Slide 50: Questão 1 Slide 51: Questão 2 Slide 52: Questão 3 Slide 53: Questão 4 Slide 54: Questão 5 Slide 55: Questão 6 Slide 56: Questão 7 Slide 57: Questão 8 Slide 58: Questão 9 Slide 59: Questão 10 Slide 60: Questão 11 Slide 61: Questão 12 Slide 62: Questão 13