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ANÁLISE COMBINATÓRIA ANDRÉ LUIZ CARVALHO SCAMPINI 01 – PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CONTAGEM Análise Combinatória � Estuda diferentes formas de um evento ocorrer; � Ou seja, estuda as possibilidades, � ... as combinações possíveis entre variáveis. Princípio Fundamental da Contagem � Exemplo: � Suponhamos uma mulher que possui ◦ 3 calças; ◦ 3 blusas; ◦ 3 vestidos. � De quantas maneiras essa mulher pode se vestir para ir trabalhar ou passear? Diagrama de árvore Calça 1 Blusa 1 Blusa 2 Blusa 3 Calça 2 Blusa 1 Blusa 2 Blusa 3 Calça 3 Blusa 1 Blusa 2 Blusa 3 Princípio multiplicativo Vamos analisar um pouco: � A moça usa calça E blusa? � Ou ela usa calça OU blusa?... É claro que ela usa calça E blusa! Ela tem que usar as duas peças de roupa juntas! Então nesse caso usaremos o Princípio Multiplicativo. Princípio multiplicativo � O Princípio Multiplicativo é usado sempre que os itens podem ser usados juntos; � Sempre que for combinar item 1 E item 2, então você multiplicará esses itens entre si; � Portanto, com 3 calças (C1, C2 e C3) e 3 blusas (B1, B2 e B3), a mulher possui 9 maneiras diferentes de combinar suas roupas. Princípio multiplicativo Calça 1 Blusa 1 Blusa 2 Blusa 3 Calça 2 Blusa 1 Blusa 2 Blusa 3 Calça 3 Blusa 1 Blusa 2 Blusa 3 3 × 3 = 9 Princípio aditivo � E quanto aos vestidos? Podemos combinar calças com vestidos? � Claro que não. Ou a mulher usa a calça (com blusa),ou ela usa vestido. � Neste caso não podemos usar o diagrama de árvore, e, portanto, não podemos multiplicar os itens. � Sempre que a opção dos itens for OU, será feita a SOMA, e não a multiplicação. Princípio aditivo � Este é o PrincípioAditivo. � Neste caso, então, a mulher possui 6 maneiras diferentes de se vestir, usando vestidos OU calças: 3 calças + 3 vestidos = 6 maneiras diferentes. Mais exemplos: Uma bandeira é formada por 5 listras que devem ser coloridas usando-se apenas as cores azul, branco e vermelho. Cada listra deve ter uma cor, e as cores adjacentes não podem ser iguais, de modo que as cores se revezem/se intercalem por igual. De quantos modos se pode colorir a bandeira? RESPOSTA: � 1ª listra: 3 cores (nenhuma cor foi usada, então pode-se usar qualquer uma); � 2ª listra: 2 cores (a cor anterior está descartada para uso. Restam 2 cores para usar); � 3ª listra: 2 cores (o mesmo raciocínio para a 2ª listra); � 4ª listra: 2 cores (idem acima); � 5ª listra: 2 cores (idem acima). Então:3 × 2 × 2 × 2 × 2 = 48 Mais exemplos: (UDESC) 5 jovens voltam de uma festa em um carro de 5 lugares. Um deles não tem habilitação para dirigir, e o outro encontra-se alcoolizado. De quantas maneiras diferentes podem os jovens ser distribuídos nos 5 lugares do automóvel, de sorte que nem o não-habilitado nem o alcoolizado fiquem no volante? a) 72 b) 120 c) 40 d) 60 e) 48 RESPOSTA: 1. O alcoolizado entra primeiro. Com exceção do volante, ele tem 4 lugares à escolha. 2. O não-habilitado é o segundo. Com exceção do volante ele tem 3 lugares à escolha (1 lugar já está ocupado); 3. O Amigo 1 entra depois. Ele pode sentar ao volante e ainda tem mais 2 lugares à escolha. Portanto, ele pode optar por 3 lugares. 4. OAmigo 2 entra em seguida. Só há 2 lugares possíveis. 5. OAmigo 3 entra por último. Ele fica com o lugar vago. ENTÃO:4 × 3 × 3 × 2 × 1 = 72 Dicas para solução de problemas de contagem 1. POSTURA: coloque-se no papel da pessoa que deve realizar a ação que o problema está pedindo, e, assim, conhecer as decisões que tem que tomar. � No exemplo dos amigos que irão dirigir, coloque-se no papel de quem tem que decidir onde os passageiros vão sentar. 2. DIVISÃO: divida as decisões a serem tomadas em decisões mais simples. � Ainda sobre o exemplo anterior, escolha onde cada passageiro vai se sentar. Dicas para solução de problemas de contagem 3. DIFICULDADES: pequenas dificulda- des adiadas geralmente se transformam em dificuldades maiores mais tarde. Se uma das decisões for mais restritiva que as demais, essa decisão é a primeira a ser tomada. � No exemplo anterior, escolha, em primeiro lugar, o assento do amigo alcoolizado e do amigo não- habilitado.Depois resolva o assento dos demais. Mais exemplos: (UCS-RS 2015) 3 integrantes de uma comissão parlamentar de inquérito (CPI), na Câmara dos Deputados, devem ser escolhidos para ocupar os cargos de: Presidente, Secretário e Relator, cada qual de um partido diferente. Foram indicados 4 candidatos do Partido A, 3 do Partido B, e 2 do Partido C. De quantas maneiras diferentes podem ser escolhidos os ocupantes desses três cargos? a) 24 b) 48 c) 72 d) 132 e) 144 RESPOSTA: � Temos que escolher 1 (um) Presidente, 1 (um) Secretário e 1 (um) Relator, e eles devem ser de partidos diferentes; � Sendo assim, transportemos isso para uma tabela: CARGO PRESIDENTE SECRETÁRIO RELATOR PARTIDO A B C A C B B A C B C A C A B C B A RESPOSTA: � Já que temos (4 × 3 × 2) 24 candidatos, então podemos dizer que, para ocupar esses cargos, temos 24 possibilidades para cada uma das combinações da tabela. Isto é: 144 maneiras diferentes de ocupar esses cargos. CARGO POSSIBILIDADES PRESIDENTE SECRETÁRIO RELATOR PARTIDO A B C 24 A C B 24 B A C 24 B C A 24 C A B 24 C B A 24 Mais exemplos: a) Quantos são os números de (isto é, que possuam) 3 algarismos distintos entre si? b) Quanto são os números pares de (isto é, possuindo) três algarismos distintos entre si? Muita atenção neste ponto! Perguntas desse tipo (parecidas com esta) costumam cair em vários tipos de exame! RESPOSTA DA “ A ”: 1. O enunciado da letra A impõe restrições: 1. Devem ser números — portanto, não podem ser iniciados com zero; 2. Devem ser distintos entre si. 2. Considerando essas restrições, temos: 1.9 opções para o 1º algarismo: de 1 a 9; e 2.9 opções para o 2º algarismo: o zero e os demais 8 algarismos que restaram; e 3.8 opções para o 3º algarismo. 3. Então: 9 × 9 × 8 = 648 RESPOSTA DA “ B ”: 1. O enunciado da letra B impõe restrições: a. Devem ser números pares — portanto, terminando com 0, 2, 4, 6, 8 (5 opções); b. Devem ser distintos entre si. 2. Se os números terminarem com zero: a. 9 opções para o 1º algarismo: de 1 a 9; b. 8 opções para o 2º algarismo: os demais 8 algarismos que restaram, exceto o zero (já que será o próximo número); c. Uma única opção para o 3º algarismo: o zero. RESPOSTA DA “ B ”: 3. Então: 9 × 8 × 1 = 72 4. Agora, consideremos que os números terminem com 2, 4, 6, 8. Para facilitar vamos começar pelo 3º algarismo: a. Temos 4 opções para o 3º algarismo: 2, 4, 6, 8; b. Temos 8 opções para o 1º algarismo: de 1 a 9, MENOS o algarismo usado na 3ª posição; c. 8 opções para o 2º algarismo: os algarismos restantes, incluindo o zero. 5. Então: 8 × 8 × 4 = 256 RESPOSTA DA “ B ”: 6. Agora é só somar: 72 + 256 = 328 EXERCÍCIO RÁPIDO: (ENEM) O setor de recursos humanos de uma empresa vai realizar uma entrevista com 120 candidatos a uma vaga de contador. Por sorteio eles pretendem atribuir a cada candidato um número, colocar a lista de números em ordem numérica crescente e usá-la para convocar os interessados. Acontece que, por um defeito do computador, foram gerados números com 5 algarismos distintos, e, em nenhum deles, apareceram números pares. Em razão disso, a ordem de chamada do candidato que tiver recebido o número 75.913 é: a) 24 b) 31 c) 32 d) 88 e) 89 AGORA É COM VOCÊ... E X E R C Í C I O S EXERCÍCIOS — 1 (Fuvest 2004) Três empresas devem ser contratadas para realizar quatro trabalhos distintos em um condomínio.Cada trabalho será atribuído a uma única empresa e todas elas devem ser contratadas. De quantas maneiras distintas podem ser distribuídos os trabalhos? 12 18 36 72 108 EXERCÍCIOS — 2 (FGV 95) Uma pessoa vai retirar dinheiro num caixa eletrônico de um banco mas, na hora de digitar a senha, esquece-se do número. Ela lembra que o número tem 5 algarismos, começa com 6, não tem algarismos repetidos e tem o algarismo 7 em alguma posição. O número máximo de tentativas para acertar a senha é: 1.680 1.344 720 224 136 EXERCÍCIOS — 3 (Ufal 2000) Quantos números pares de quatro algarismos distintos podem ser formados com os elementos do conjunto A={0,1,2,3,4}? 60 48 36 24 18 EXERCÍCIOS — 4 (Fuvest 90) Uma caixa automática de banco só trabalha com notas de 5 e 10 reais. Um usuário deseja fazer um saque de R$100,00. De quantas maneiras diferentes a caixa eletrônica poderá fazer esse pagamento? 5 6 11 15 20 EXERCÍCIOS — 5 (Fuvest 96) Considere todas as trinta e duas sequências, com cinco elementos cada uma, que podem ser formadas com os algarismos 0 e 1. Quantas dessas sequências possuem pelo menos três zeros em posições consecutivas? 3 5 8 12 16 EXERCÍCIOS — 6 (UFES 96) Um “Shopping Center” possui 4 portas de entrada para o andar térreo, 5 escadas rolantes ligando o térreo ao primeiro pavimento e 3 elevadores que conduzem do primeiro para o segundo pavimento. De quantas maneiras diferentes uma pessoa, partindo de fora do “Shopping Center” pode atingir o segundo pavimento usando os acessos mencionados? 12 17 19 23 60 EXERCÍCIOS — 7 (Unesp 96) Uma pessoa quer trocar duas cédulas de 100 reais por cédulas de 5,10 e 50 reais, recebendo cédulas de todos esses valores e o maior número possível de cédulas de 50 reais. Nessas condições, qual é o número mínimo de cédulas que ela poderá receber? 8 9 10 11 12 EXERCÍCIOS — 8 (Unaerp 96) Uma fechadura de segredo possui 4 contadores que podem assumir valores de 0 a 9 cada um, de tal sorte que, ao girar os contadores, esses números podem ser combinados, para formar o segredo e abrir a fechadura. De quantos modos esses números podem ser combinados para se tentar encontrar o segredo? 10.000 64.400 83.200 126 720 FIM DESTA APOSTILA ANDRÉ LUIZ CARVALHO SCAMPINI
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