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1. Introdução O objetivo principal da Análise Combinatória é a determinação do número de possibilidades de um dado e evento ocorrer. 2. Fatorial Seja um número natural qualquer n, chamamos de fatorial de n ou n fatorial: - ao número 1 quando n = 0 ou n = 1; - ao produto de todos os números naturais consecutivos de n até 1 para qualquer n 1, ou seja. n! = n . (n – 1) . (n – 2) . ... . 3 . 2 . 1 onde: - n IN e n 1 - n! (lê-se: n fatorial ou fatorial de n). Exemplos: 1) 3! = 3 . 2 . 1 = 6 2) 5! = 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 120 3) 6! = 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 720 3. Problemas de Contagem 3.1. Análise Combinatória: É uma parte da matemática que estuda e desenvolve método para a resolução de problemas que envolvem contagem. 3.2. Princípio fundamental de contagem: Mostra-nos um método algébrico para determinar o número de possibilidades de ocorrência de um acontecimento sem precisar descrever todas as possibilidades. 3.2.1. Princípio aditivo: Se um evento pode ocorrer por m ou n maneiras distintas e independentes entre si, para ocorrer esse evento existem m + n possibilidades. Ex.: Para realizar viagens entre Maceió (AL) e Recife (PE), dispõe-se de 3 companhias diferentes de aviação e 5 empresas de ônibus. Se alguém quiser realizar essa viagem de ônibus ou de avião dispõe de quantas possibilidades? - Companhias de avião x , y e z. - Empresas de ônibus A, B, C, D e E Avião ou ônibus 3 5 Possibilidades 3 + 5 = 8 3.2.2. Princípio multiplicativo: Se um evento pode ser dividido em duas etapas, em que para realizar a 1ª etapa existem m maneiras e para realizar a 2ª etapa, n maneiras, então para ocorrência desse evento existem m . n possibilidades. Ex.: 1 – Quantos números de 3 algarismos podemos formar com os algarismos 1, 2, 3, 4, 5 e 6? 2166.6.6 números Ex.: 2 - Quantos números de três algarismos distintos podemos formar com os algarismos 1, 2, 3, 4, 5 e 6? 1204.5.6 números. 3.3. Denominamos de árvore das possibilidades o esquema desenvolvido para mostrar todas as possibilidades de um acontecimento. Ex.: 1 – De quantas maneiras diferentes 3 pessoas podem se sentar num sofá de 3 lugares? 1ª etapa 2ª etapa 3ª etapa (3 possibilidades) (2 possibilidades) (1 possibilidade) número de possibilidades para 1ª etapa é 3 número de possibilidades para 2ª etapa é 2 número total de possibilidades 3 . 2 = 6 P 2 P 3 P 1 P 2 P 3 P 1 P 3 P 2 P 1 P 3 P 2 P 1 P 3 P 2 P 1 P 3 P 2 P 3 P 1 P 2 P 3 P 1 P 1 P 2 P 3 P 1 P 2 P 3 P 2 P 1 P 3 P 2 P 1 4. Arranjos Simples - Arranjos Simples é o tipo de agrupamento sem repetição em que um grupo é diferente de outro pela ordem ou pela natureza dos elementos componentes. - Arranjos Simples de n elementos tomados p a p são todos os agrupamentos sem repetição que é possível formar com p (n p) elementos diferentes escolhidos entre os n elementos de um conjunto dado. - O número total desses arranjos simples, é dado pela fórmula: An,p = )!pn( !n An,p - lê-se arranjo simples de n elementos tomados p a p. Sendo n p. Ex.: 1 - Calcular a) A7,2 b) A8,2 A7,2 = )!27( !7 A8,2 = )!28( !8 A7,2 = !5 !7 A8,2 = !6 !8 A7,2 = !5 !5.6.7 A8,2 = !6 !6.7.8 A7,2 = 42 A8,2 = 56 5. Arranjos com Repetição O número total de arranjos quando existem elementos repetidos é dado pela fórmula. An,p = np onde: n representa a quantidade de elementos. p representa a quantidade de elementos por grupo. Ex.: Quantos números de dois algarismos podemos formar com os dígitos 1, 2, 4, 5,, 6 e 7 ? An,p = np A6,2 = 62 A6,2 = 36 6. Combinação Simples - Combinação simples é o tipo de agrupamento sem repetição em que um grupo é diferente de outro apenas pela natureza dos elementos componentes. - Define-se combinações simples de n elementos distintos tomados p a p (n p) todos os subconjuntos de p elementos que é possível formar a partir de um conjunto com n elementos. - O número de combinações de n elementos de grupos de p elementos é igual ao número de arranjos de n elementos formados p a p, dividido por p! ou seja. Cn,p = !p A p,n Cn,p = !p )!pn( !n Cn,p = !p 1 . )!pn( !n Cn,p = )!pn(!p !n Ex.: Calcula C5,3 C5,3 = )!35(!3 !5 C5,3 = !2.!3 !3.4.5 C5,3 = 2 20 C5,3 = 10 7. Permutação Simples - Permutação simples de n elementos distintos é qualquer grupos ordenado desses n elementos. - O número de permutações simples é dado pela fórmula: Pn = An,n = n! = n . (n – 1) (n – 2) . ... . 3 . 2 . 1 Ex.: 1 Calcule: a) P4 P4 = 4! = 4 . 3 . 2 . 1 = 24 b) P6 = 6! = 6 . 5 . 4 . 3 . 2 . 1 = 720 8. Permutação com Repetição O número de permutações com elementos repetidos é dado por: P !γ.....!β.!α !n =)γ...,β,α(n onde: n representa a quantidade de elementos , , ... , represente o número de elementos repetidos. Ex.: Qual o número de anagramas da palavra RENATTA? n = 7 P !β.!α !n =β,αn = 2 P !.! ! =. 22 722 7 = 2 P 22 234567 222 7 . !..... =. P 12602.27 1. De quantas maneiras diferentes podemos pintar uma bandeira de 3 listras, usando as cores azul e vermelho? 2. Lançando uma moeda duas vezes seguidas, quais os resultados possíveis? 3. Lançando-se um dado duas vezes seguidas, quais as possibilidades de que a soma obtida seja igual a 9 ? 4. Pedro e Renata disputam entre si um torneio de tênis. O primeiro a ganhar 2 partidas seguidas ou 3 alternadas vence o torneio. Quais os resultados possíveis no torneio? 5. Utilizando o diagrama de árvore representar os anagramas da palavra AMOR. 6. Representar no diagrama de árvore a quantidade de números naturais de dois algarismos distintos que podemos formar com os números 2, 3, 4 e 5. 7. Representar no diagrama de árvore as palavras começadas pela consoante t da palavra PATO. 8. Um teatro tem 4 portas. De quantas maneiras diferentes uma pessoa pode entrar e sair do teatro? 9. Rivaldo tem 4 camisas, 3 calças, 2 pares de sapatos e 1 par de meias. De quantas maneiras diferentes ele poderá se vestir usando uma peça de cada conjunto? 10. Quantos números de 2 algarismos podemos formar com os algarismos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9? 11. Quantas placas de veículos podem ser feitas, se forem usadas duas letras de um alfabeto de 26 letras, seguidas por 4 algarismos? 12. Quantas placas de veículos podem ser feitas, se forem usadas duas letras de um alfabeto de 26 letras, seguidas por 4 algarismos, de modo que não seja permitida a repetição de letras nem de algarismos? 13. Quantos são os prognósticos possíveis numa aposta de loteria esportiva (com 13 jogos)? 14. Renata tem 5 saias, 4 blusas, 2 pares de sapatos e 2 casacos. De quantas maneiras diferentes ela poderá se vestir, usando uma peça de cada conjunto? 15. Uma escola tem 6 portas. De quantas maneiras distintas uma pessoa pode entrar e sair da escola? 16. Calcule: a) 5! d) 6! – 4! b) 7! e) 6 + 4! c) 6! f) 5! – 15 17. Simplifique: a) ( ) ( )!+n !+n 1 2 d) !)1n( 1 !n 1 b) !n !n!)1n( e) !)2n(!)1n( !)1n(!n e) !)3n( !)4n( 18. Resolva a equação: 5 4 !)1n(!)1n( )!n( 2 19. Resolva as seguintes equações: a) (n + 1) ! = 120 b) 12 !)2n2( !)n2( c) 25 !)1n(n !)1n(!)1n( d) n4 1 !)1n( !)1n( 20. Sejam n e k números naturais tais que: !)1k(15!)2k(!)3k(e210 !)1n( !)1n( calcule n + k. 21. Calcule: a) 1,82,9 2,53,42,6 AA AAA b) 3,72,10 3,51,62,5 AA AAA 22. Simplifique: 3n,31n,5 2n,4n,6 AA AA 23. Resolva as equações: a) Ax,3 – Ax,2 = 0 b) An,2 + An -1,2 + An -2,2 = 20 c) Cn + 1,1 = 6 d) An,2 + Cn,2 = 45 e) An,3 + Cn – 1,2 = 9 (n – 1) f) An – 1,2 + 2 . Cn + 1,2 = 58 !)2n( !n g) 3 . Am,3 – 2 . Cm,2 = 2 . !)2m( Pm 24. Calcule x, sabendo-se que os números C3,1 , Cx,2 e Ax,2 podemos formar, nessa ordem, uma Progressão Geométrica. 25. Calcule m e n no sistema: =A =C n,m n,m 156 78 26. Quantos números de quatro algarismo distintos formam com os dígitos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 ? 27. Quantos números de quatro algarismos distintos podemos formar no sistema de numera;ao decimal ? 28. Quantos números de 4 algarismos distintos podemos formar com os algarismos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 ? 29. Quantos são os números compreendidos entre 2000 e 3000, formados por algarismos distintos escolhidos entre 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, e 9 ? 30. Quantas concessões com 6 membros podemos formar com 10 alunos? 31. Uma urna contém 10 bolas brancas e 6 pretas. De quantos modos é possível tirar 7 bolas, sendo pelo menos 4 delas pretas? 32. Em um congresso há 30 físicos e 20 matemáticos. Quantas concessões de 3 físicos e 4 matemáticos podemos formar? 33. Quantos números de 4 algarismos distintos podem ser formados, usando-se os algarismos 1, 3, 5 e 7 ? 34. Calcule o valor de m que verifica a relação: 8 3 P P.mP 1m 2mm 35. Quantos são os anagramas: a) da palavra AMOR ? b) do nome ENIGMA que começam com EN. 36. De quantos modos podemos ordenar 2 livros de Matemática, 3 de Português e 4 de Física, de modo que os livros de uma mesma matéria fiquem sempre juntos e, além disso, os de Física fiquem, entre si, sempre na mesma ordem? 37. Num colégio há 7 professores de Matemática, 5 de Física e 4 de Química. Quantas comissões podemos formar com 3 professores de cada disciplina. 38. Numa Kombi viajam 9 pessoas, das quais 4 podem dirigir. De quantas maneiras diferentes é possível acomodá-las na Kombi (3 nos bancos da frente, 3 no banco do meio e 3 no banco traseiro) de forma que uma das 4 que dirigem ocupe o lugar da direção? 39. Quantos anagramas da palavra FUVEST começam e terminam por vogal? 40. Qual o número de anagramas das palavras. a) Aposentado b) Sossegado c) Rodoviária 1. (UFAL-1985) Se Ax + 2 . 2 = 42, então Cx – 1,3 é: a) 1 c) 4 e) 10 b) 3 d) 6 2. (UFAL-1983) Se Cx + 1,2 , Cx + 2,3 e Ax + 1,2 formam, nessa ordem, uma progressão geométrica, então o valor de x é: a) 6 c) 8 e) 10 b) 7 d) 9 3. (UFAL–1988) Os números naturais x e y são tais que (2x + 4y) ! = 720 e 22x – y = 64. Nessas condições. Cx + 2y , y + 1 é: a) 15 c) 4 e) 1 b) 10 d) 3 4. (UFAL-1986) Se o número natural k é solução da equação Cn,2 = 45, então o valor de k1 é: a) 0,5 c) 0,18 e) – 10 b) 0,25 d) 0,1 5. (FMABC-SP) Simplifique ! !+! 100 102101 a) 101 103 c) 100 000 e) 10 403 b) 102 ! d) 101 ! 6. (FDBEF-DF) Sendo 10 1 2 1 = !)+m( !m)+m( e tendo em vista que m 0, o valor de m é: a) 6 c) 10 b) 8 d) 12 7. (U.F.Uberlândia) Uma valor de m que satisfaz a equação !)2m( P .35C2A6 m2,m4,m é: a) 10 c) 8 e) 5 b) 6 d) 4 8. (F. C. Chagas – BA) Se o número de combinações de m elementos, tomados dois a dois, é igual a 15, então o valor da expressão (m – 1) ! - Am + 1,2 é: a) 81 c) 12 e) – 6 b) 78 d) 9 9. (FEI-SP) Se 25 6 !n!)1n( !)1n(!n , então: a) n = 3 c) n = 5 e) n = 7 b) n = 4 d) n = 6 10. (FURRN) Com os algarismos 1, 2, 3, 4, 5 e 6 são formados números inteiros de quatro algarismos distintos. Dentre eles, a quantidade de números divisíveis por 5 é: a) 20 c) 60 e) 180 b) 30 d) 120 11. (MACK-SP) Se uma sala tem 8 portas, então o número de maneiras distintas de se entrar nela e sair da mesma por uma porta diferente é: a) 8 c) 40 e) 56 b) 16 e) 48 12. (FGV-SP) Quantos números de 4 algarismos diferentes tem o algarismo da unidade de milhar igual a 3 ? a) 1512 c) 504 e) 4!504 b) 3!504 d) 3024 13. (FGV-SP) Quantos números impares de 4 algarismos, sem repetir algarismos num mesmo número, podemos formar com os dígitos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 : a) 210 c) 200 e) 1680 b) 7! e) 840 14. UF-RN) A quantidade de números de dois algarismos que se pode formar com os algarismos 2, 3, 5, 7 e 9 é igual a: a) 5 c) 15 e) 25 b) 10 d) 20 15. (FGV-SP) As placas de automóveis são constituída de duas letras seguidas de quatro algarismos. Quantas placas diferentes podem ser formadas usando-se as vogais do alfabeto e os algarismos pares? a) 400 c) 7812 e) n.d.a. b) 31250 d) 15625 16. (UFS-Car-SP) Quatro rapazes e uma moça formam uma fila. De quantas maneiras esta fila pode ser formada, de modo que a moça fique sempre em 1º lugar? a) 24 c) 18 e) 6 b) 12 d) 4 17. (UNICRUZ-RS) Calculando 3mA sabendo que 84C 3 m . Obtemos para resultado: a) 504 c) 756 e) 636 b) 748 d) 1325 18. (Mack-SP) Em uma sala há 8 cadeiras e 4 pessoas. O número de modos distintos das pessoas ocuparem as cadeiras é: a) 1680 c) 8.4! e) 32 b) 8! d) 4 !8 19. (Mack-SP) De um grupo de 5 pessoas, de quantas maneiras posso convidar uma ou mais para jantar: a) 120 c) 31 e) 5 b) 30 d) 32 20. (FGV-SP) Uma empresa tem 3 diretores e 5 gerentes. Quantas comissões de 5 pessoas podem ser formadas, contendo no mínimo um diretor? a) 500 c) 4500 e) 55 b) 720 d) 25 21. (FGV-SP) Numa classe de 10 estudantes, um grupo de 4 será selecionado para uma excursão. De quantas maneiras o grupo poderá ser formado se dois das dez são marido e mulher e só irão juntos ? a) 126 c) 115 e) 122 b) 28 d) 165 22. (FGV-SP) Sobre uma mesa são colocados em linha 6 moedas. O número total de moedas possíveis pelos quais podemos obter 2 caras e 4 coroas voltada para cima é: a) 360 c) 30 e) 15 b) 48 d) 120 23. (FUVEST-SP) O número de anagramas da palavra FUVEST que começam e terminam por vogal é: a) 24 c) 96 e) 144 b) 48 d) 120 24. (CONVESU) O número de anagramas que podemos formar com a palavra VESTIBULAR, de modo que as 3 letras VES, nesta ordem, permaneçam juntas é: a) 241920 c) 40320 e) 5040 b) 120960 d) 80640 25. (UEL-PR) Usando uma vez a letra A, uma vez a letra B e n – 2 vezes a letra C, podemos formar 20 anagramas diferentes com n letras em cada anagrama. O valor de n é: a) 3 c) 5 e) 7 b) 4 d) 6 26. (U.F.-PA) Marcam-se 20 pontos em uma circunferência. O número de cordas que estes pontos determinam é: a) 380 c) 160 e) 60 b) 190 d) 120 27. (F.G.V.-SP) Quantos anagramas da palavra SUCESSO começam por S e terminam em O ? a) 7! c) 30 e) 90 b) 5! e) 60 28. (F.C.Chagas-BA) Considerem-se todos os anagramas da palavra MORENA. Quantos deles têm as vogais juntas: a) 36 b) 120 e) 180 b) 72 c)144 29. (Fatec-SP) Se o número de permutações simples de n elementos é 120, então o número de combinações simples que se podem formar com esses n elementos, 2 a 2, é igual a: a) 10 c) 24 e) 60 b) 20 d) 30 30. (Mack-SP) Num grupo de 10 pessoas temos somente 2 homens. O número de comissões de 5 pessoas que podemos formar com 1 homem e 4 mulheres é: a) 70 c) 140 e) 252 b) 84 d) 210 31. (UEL-PR)O valor de P4 + A5,3 – C6,0 é: a) 29 c) 83 e) 724 b) 54 d) 144 32. (UNITAU-SP) O número de maneiras que se pode escolher uma comissão de três elementos num conjunto de dez pessoas é: a) 120 c) 102 e) 110 b) 210 d) 220 33. (Unitau-SP) O número de anagramas da palavra BIOCIÊNCIAS que terminam com as letras AS, nesta ordem, é: a) 9! c) !2!3 !9 e) !3 !11 b) 11! d) !2 !11 34. (UFAL-1988) A expressão 4 2,53,10 P AC é igual a: a) 2 7 c) 5 e) 120 b) 6 35 d) 35 35. (UFAL-1987) A expressão !)1n(!47116 !n!15!48 , onde n 1, e equivalente a: a) 3 n c) )1n( n e) 3 . (n – 1) b) 24 n d) n – 1 36. (U.F. PR) Qual é a alternativa que contém o(s) valor(es) de n que satisfazem a igualdade Cn + 2,4 = An + 1,3 ? a) 2 c) 24 e) 22 e 24 b) 22 d) 22 e 2 37. (UFAL) Na situação da figura abaixo, quantos triângulos distintos podem ser traçados tendo como vértices os pontos assinalados na circunferência ? a) 216 c) 60 e) 10 b) 120 d) 20 38. (Eng. de Alimentos-Barretos) Tem-se 12 livros, todos diferentes, sendo 5 de matemática, 4 de física e 3 de química. De quantos modos podemos dispô-los sobre uma prateleira, devendo os livros de cada assunto permanecer juntos ? a) 103680 c) 150 e) 6 b) 17280 d) 12 39. (UFPA) Quantos são os anagramas da palavra BRASIL começados por B e terminado Poe L ? a) 24 c) 720 e) 1440 b) 120 d) 240 40. Alfredo, Arnaldo, Renato, Ricardo e Ernesto querem formar uma sigla com cinco símbolos, onde cada símbolo é a primeira letra de cada nome. O número total de siglas possíveis é: a) 10 c) 30 e) 120 b) 24 d) 60 F A E B D C
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