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1PROMILITARES M A T E M Á T IC A Acesse o código para assistir ao vídeo. ANÁLISE COMBINATÓRIA I 1. PRINCÍPIO MULTIPLICATIVO Se um evento E1 possui α resultados distintos e um segundo evento 2E , independente de E1, possui β resultados distintos, então o número de resultados para o par de eventos (E1 , E2 )é dado pelo produto α.β. Exemplo: Uma pessoa tem no guarda – roupas: 3 camisetas, 2 ber- mudas e dois pares de tênis. De quantas maneiras diferentes essa pessoa pode se vestir? A pessoa pode usar qualquer uma das três camisetas E dois tipos de bermudas diferentes E dois dos pares de tênis. Como pode usar uma coisa E a outra devemos usar o princípio multiplicativo, daí 3.2.2 = 12 1.1. FATORIAL Dado um número natural n > 2, representa-se e define-se o fatorial de n por = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − ⋅! 1 2 3 ( 1)n n n . Casos particulares: 1! = 1 e 0! = 1. 2. PERMUTAÇÕES SIMPLES Uma permutação simples de n objetos distintos é uma das sequências ordenadas de n elementos em que os objetos podem ser colocados. Notação: nP (número de permutações simples de n ele- mentos distintos). Propriedade: =nP n! Exemplo: De quantas maneiras distintas 5 pessoas podem formar uma fila? Se pensarmos que cada pessoa é um objeto então também teremos 5 espaços para distribuir esses objetos. Daí usando o princípio multiplicativo teremos que a 1ª posição pode ser ocupada por qualquer um dos 5 objetos. Ocupada a 1ª posição a 2ª posição poderá ser ocupada com qualquer um dos 4 objetos restantes... E assim por diante até que sobra um objeto para o ultimo espaço. 5.4.3.2.1 Como essa operação de se multiplicar sequencialmente de um valor n até se chegar ao valor 1 (uma possibilidade), essa operação foi definida como n!. Então a permutação de n objetos é definida como n!. daí 5.4.3.2.1 = =5P 5! = 120 3. PERMUTAÇÃO COM REPETIÇÃO Quando precisamos permutar n objetos em n espaços porém, existem objetos repetidos, a permutação se dará de maneira diferente. Exemplo: Quantos anagramas possui a palavra BANANA? (Anagrama é a permutação das letras formando-se outra palavra, com sentido ou não). Como BANANA possui 6 letras (objetos) basta distribuir- mos essas letras dentro dos 6 espaços disponíveis. Daí tería- mos uma permutação de 6 objetos. = = =5P 6! 6.5.4.3.2.1 720 Porém vejamos uma das possíveis permutações. 1 1 2 2 3N B A N A A Perceba que numerando as letras que se repetem pode- mos ver mais facilmente que se trocarmos de posições as letras N1 com N2 ou as letras A1 com A2 ou com A3, não muda- ríamos a palavra, continuaria sendo NBABAA. Então da forma que está teremos contado palavras mais de uma vez, daí pre- cisamos descontar. As 2 letras N podem permutar entre si de 2! maneiras, enquanto as 3 letras A podem permutar entre si de 3! maneiras. Então para fazer o acerto iremos dividir as 720 maneiras pela quantidade de vezes que as letras repetidas podem permutar entre si. 2 PROMILITARES R E D A Ç Ã O EXEMPLOS RESOLVIDOS: 1) (CFT) A quantidade de números de quatro algarismos distintos que podem ser formados com os algarismos 3, 4, 5, 7 e 9 é a) 120 b) 140 c) 160 d) 210 Solução: Não teremos problemas quanto ao algarismo “0”, pois temos a disposição somente 5 algarismos: 3, 4, 5, 7 e 9. Então temos 4 espaços para distribuir 5 elementos onde a ordem importa, teremos um arranjo de 5 objetos para 4 lugares: A5,4. ( ) = = = −5, 4 5! 5! 120 5 4 ! 1! A Ou podemos apenas usar o princípio multiplicativo. 5.4.3.2 = 120 Letra A 2) (CFT) Deseja-se colorir os seis triângulos da figura com cores diferentes. Dispondo-se de sete cores, o número de maneiras diferentes de conseguir o que se deseja é a) 3200 b) 4700 c) 5040 d) 6090 Solução Como não há restrição de cores além somente de serem distintas. Então temos 7 cores disponíveis para 6 espaços, porém onde a posição importa, temos um A7,6 ( ) = = = = = = −7,6 7! 7! 7.6.5.4.3.2.1 7.6.120 42.120 5040 7 6 ! 1! A ( ) = = = = = = −7,6 7! 7! 7.6.5.4.3.2.1 7.6.120 42.120 5040 7 6 ! 1! A Também poderíamos pensar em distribuir 7 objetos em 6 espaços, onde pelo princípio multiplicativo 7.6.5.4.3.2 = 5040 Letra C = = = 6! 720 720 60 2!.3! 2.1.3.2.1 12 Daí criamos uma fórmula para permutação quando há objetos repetidos.“Querendo permutar n objetos em n espa- ços sendo destes n objetos, a iguais entre si, b iguais entre si, até c iguais entre si teremos. =a, b, ..., cn n! P a!.b!. ... c! (Tendo objetos que não se repetem, só aparecem uma única vez, não há a necessidade de se dividir por 1!). 4. ARRANJOS SIMPLES Um arranjo simples de n objetos distintos tomados p a p (sendo p ≤ n), é uma das sequências ordenadas de p elemen- tos em que podem ser colocados p objetos, selecionados entre os n objetos dados. Notações: pnA ou ,n pA (número de arranjos simples de n elementos distintos tomados p a p). Propriedade: pn n! A (n p)! = − Nota: Todo arranjo simples pode ser resolvido utilizando o princí- pio multiplicativo. É de costume se dizer que estamos fazendo uma permutação de n objetos só que somente para p espaços (n > p). Exemplo: De quantas maneiras podemos formar um podium (1º, 2º e 3º lugares) de uma competição de judô que possui 10 atletas. O arranjo simples resolve esse problema. Arranjar 10 obje- tos em 3 espaços. Para o arranjo costumamos dizer que a ordem dos objetos é importante. Isso fica bem claro, como é um podium, por exemplo, a ordem faz diferença. ABC é bem diferente de BAC, na 1ª o A é o campeão e o B o vice, na 2ª acontece o inverso. 3 10 10! 10.9.8.7! 720 (10 3)! 7! A = = = − Utilizando o princípio multiplicativo teremos o seguinte: a 1ª posição pode ser ocupada por qualquer um dos 10 atletas, escolhido o campeão teremos 9 opções para o vice campeão, por fim, escolhido o vice nos sobram 8 possibilidades para a 3ª posição. Como acabaram os espaços acabou também a multiplicação de possibilidades. 10.9.8 = 720 O princípio multiplicativo se torna uma maneira mais sim- ples de se resolver questões de arranjo sem a necessidade de se recorrer a fórmulas e haver confusão com a combinação. Arranjo é o tipo de distribuição em que a ordem dos objetos importa. 3PROMILITARES M A T E M Á T IC A Solução Como importa a ordem e temos 5 objetos para permu- tar em somente 3 espaços temos A5,3. Ou utilizando o princípio multiplicativo 5.4.3 = 60 = ( ) = = = −5, 3 5! 5.4.3.2! 5.4.3 5 3 ! 2! A Letra C EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. (EEAR) Com os algarismos 1, 2, 3, 4 e 5, sem repeti-los, podemos escrever x números de 4 algarismos, maiores que 2400. O valor de x é a) 68 b) 72 c) 78 d) 84 02. (EEAR) Se existem k maneiras possíveis de pintar uma parede com 3 listras verticais, de mesma largura e de cores distintas, dispondo de 12 cores diferentes, então o valor de k está compreendido entre a) 1315 e 1330 b) 1330 e 1345 c) 1345 e 1360 d) 1360 e 1375 03. (CFOE) Com os dígitos 1, 2, 3, 6 e 0, podemos formar x números de 4 algarismos distintos. Então, x é igual a: a) 160 b) 96 c) 180 d) 108 04. (ESPCEX) Um tabuleiro possui 16 casas distribuídas em 4 linhas e 4 colunas. De quantas maneiras diferentes é possível colocar 4 peças iguais nesse tabuleiro de modo que, em cada linha e cada coluna, seja colocada apenas uma peça. a) 4096 b) 576 c) 256 d) 64 e) 16 05. (ESPCEX) Se todos os anagramas da palavra ESPCEX forem colocados em ordem alfabética, a palavra ESPCEX ocupará, nessa ordenação, a posição a) 144 b) 145 c) 206 d) 214 e) 215 3) (EEAR) As atuais placas de automóveis possuem três letras do alfa¬beto latino (incluindo K, W, Y) e quatro algarismos. O número de placas que não repetem nem letras e nem algarismos é a) 26!10! 23!6! b) ⋅3 426 10 c) 26! 10! d) 26!10! 4! 3! Solução Teremos 10 algarismos disponíveis {0, 1, 2, ..., 9} e 26 letras disponíveis {A, B, C, ..., X, Y, Z}, daí apenas com a restrição de serem distintos usando o princípio multipli- cativo teremos 26 25 24 10 9 8 7 Letras Números= = 26.25.24.23.22. ... 2.1 10.9.8.7.6. ... .2.1 26.25.24.10.9.8.7 . 23.22. ... 2.1 6. ... .2.1 = = 26.25.24.23.22. ... 2.1 10.9.8.7.6. ... .2.1 26.25.24.10.9.8.7 . 23.22. ... 2.1 6. ... .2.1 = = 26.25.24.23! 10.9.8.7.6! 26!.10! . 23! 6! 23!.6! Letra A 4) (EEAR) O número de anagramas da palavra ESCOLA que começam por S e terminam por L, é a) 720 b) 120 c) 24 d) 12 Solução Ao se fixar a letra S no início e a letra L no fim teremos dos 6 objetos, 2 fixados. Daí nos sobram 4 objetos que podem ser distribuídos em 4 espaços. S __ __ __ __ L Assim, como nos sobram as letras E, C, O e A, que são todas distintas, basta permutar as 4 letras nos 4 espaços disponíveis = = =4P 4! 4.3.2.1 24 Letra C 5) (EEAR) Com os algarismos 1, 2, 4, 5 e 7, a quantidade de números de três algarismos distintos que se pode formar é a) 100 b) 80 c) 60 d) 30 4 PROMILITARES R E D A Ç Ã O 06. (EPCAR) De quantos modos 3 casais podem sentar-se ao redor de uma mesa circular de tal forma que marido e mulher não fiquem juntos? a) 12 b) 120 c) 72 d) 32 07. (EFOMM) O código Morse, desenvolvido por Samuel Morse, em 1835, é um sistema de representação que utiliza letras, números e sinais de pontuação através de um sinal cod- ificado intermitentemente por pulsos elétricos, perturbações sonoras, sinais visuais ou sinais de rádio. Sabendo-se que um código semelhante ao código Morse trabalha com duas letras pré-estabelecidas, ponto e traço, e codifica com palavras de 1 a 4 letras, o número de palavras criadas é: a) 10 b) 15 c) 20 d) 25 e) 30 08. (EN) Um aspirante da Escola Naval tem, em uma prateleira de sua estante, 2 livros de Cálculo, 3 livros de História e 4 liv- ros de Eletricidade. De quantas maneiras ele pode dispor estes livros na prateleira de forma que os livros de cada disciplina estejam sempre juntos? a) 1728 b) 1280 c) 960 d) 864 e) 288 09. (EN) No sistema decimal, a quantidade de números ím- pares positivos menores que 1000, com todos os algarismos distintos é a) 360 b) 365 c) 405 d) 454 e) 500 10. (EN) Um tapete de 8 faixas deve ser pintado com cores azul, preta e branca. A quantidade de maneiras que podemos pintar esse tapete de modo que as faixas consecutivas não sejam da mesma cor é: a) 256 b) 384 c) 520 d) 6561 e) 8574 11. (UFRRJ – 2000) Em uma tribo indígena o pajé conversava com seu tótem por meio de um alfabeto musical. Tal alfabeto era formado por batidas feitas em cinco tambores de difer- entes sons e tamanhos. Se cada letra era formada por três batidas, sendo cada uma em um tambor diferente, pode-se afirmar que esse alfabeto possuía a) 10 letras. b) 20 letras. c) 26 letras. d) 49 letras. e) 60 letras. 12. (UENF – 2002) Observe o resultado de uma enquete do site britânico CentralNic. a) Determine, dentre os usuários de computador que par- ticiparam da enquete, o número daqueles que possuem senha na categoria familiar. b) Admita que, para criar uma senha da categoria criptográ- fica, o usuário deva utilizar duas vogais seguidas de qua- tro algarismos distintos. Calcule o número de senhas criptográficas diferentes que po- dem ser formadas. 13. (UERJ – 2003) Numa cidade, os números telefônicos não podem começar por zero e têm oito algarismos, dos quais os quatro primeiros constituem o prefixo. Considere que os qua- tro últimos dígitos de todas as farmácias são 0000 e que o pre- fixo da farmácia Vivavida é formado pelos dígitos 2, 4, 5 e 6, não repetidos e não necessariamente nesta ordem. O número máximo de tentativas a serem feitas para identificar o número telefônico completo dessa farmácia equivale a: a) 6 b) 24 c) 64 d) 168 14. (UFRJ – 2001 – específica) A mala do Dr. Z tem um cadea- do cujo segredo é uma combinação com cinco algarismos, cada um dos quais podendo variar de 0 a 9. Ele esqueceu a combinação que escolhera como segredo, mas sabe que atende às condições: a) se o primeiro algarismo é ímpar, então o último algarismo também é ímpar; b) se o primeiro algarismo é par, então o último algarismo é igual ao primeiro; c) a soma do segundo e terceiro algarismos é 5. 5PROMILITARES M A T E M Á T IC A Quantas combinações diferentes atendem às condições esta- belecidas pelo Dr. Z? 15. (UFF – 2001) Uma fábrica produz três modelos de car- ros. Para cada modelo o cliente deve escolher entre sete cores diferentes, cinco tipos de estofamento e vidros brancos ou verdes. Além disso, o cliente pode adquirir, opcionalmente, o limpador do vidro traseiro. A quantidade de maneiras distintas que essa fábrica pode montar carros para atender a todas as possíveis escolhas de seus clientes é: a) 60 b) 70 c) 140 d) 210 e) 420 16. (UFF – 2002) Diogo precisa que sua mulher, Cristina, re- tire dinheiro no caixa eletrônico e manda entregar-lhe o cartão magnético, acreditando que ela saiba qual é a senha. Cristina, entretanto, recorda que a senha, composta de seis algarismos distintos, começa por 75 – os dois algarismos finais indicativos do ano em que se casou com Diogo; lembra, ainda, que o úl- timo algarismo da senha é ímpar. Determine o tempo máximo necessário para Cristina descobrir a senha da conta de Diogo, caso ela gaste 10 segundos no teste de cada uma das possíveis senhas. 17. (UFF – 2001) Um garçom anotou os pedidos de três freg- ueses. Cada freguês pediu um prato principal, um acompan- hamento e uma bebida. Posteriormente, o garçom não sabia identificar o autor de cada pedido. Lembrava-se, porém, de que não havia qualquer coincidência entre os pedidos: os pra- tos principais eram diferentes entre si, o mesmo ocorrendo com os acompanhamentos e as bebidas. O número de manei- ras diferentes que o garçom poderia distribuir os pedidos entre os três fregueses é: a) ( ) 33! b) ( )33 ! c) 3! d) 3!3 e) ( ) 3!3! 18. (UFF – 2004) Três ingleses, quatro americanos e cinco franceses serão dispostos em fila (dispostos em linha reta) de modo que as pessoas de mesma nacionalidade estejam sem- pre juntas. De quantas maneiras distintas a fila poderá ser formada de modo que o primeiro da fila seja um francês? 19. (AFA) A palavra que não muda o seu sentido, quer se leia da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda, é chamada palíndromo (Ex., ovo, asa, acaiaca, serres, etc.). Considerando-se as 23 letras do nosso alfabeto, quantos ana- gramas de 6 letras com características de um palíndromo, pode-se formar? a) 236 b) 233 c) 323 d) 623 20. (ITA) Quantos números de seis algarismos distintos po- demos formar usando os dígitos 1, 2, 3, 4, 5 e 6, nos quais o 1 e o 2 nunca ocupam posições adjacentes, mas o 3 e o 4 sempre ocupam posições adjacentes? a) 144. b) 180. c) 240. d) 288. e) 360. EXERCÍCIOS DE COMBATE Acesse ao código para assistir ao vídeo.01 Quantos números de 4 algarismos distintos múltiplos de 5 po- demos formar? Acesse ao código para assistir ao vídeo.02 (ESA) Em um guarda-roupa há quatro camisas, cinco calças e três sapatos, então identifique a alternativa que apresenta a quantidade de formas diferentes que se pode utilizá-las. a) ∞ b) 453 c) 1 d) 12 e) 60 Acesse ao código para assistir ao vídeo.03 (ESA) Uma corrida é disputada por 8 atletas. O número de resultados possíveis para os 4 primeiros lugares é a) 336 b) 512 c) 1530 d) 1680 e) 4096 6 PROMILITARES R E D A Ç Ã O Acesse ao código para assistir ao vídeo.04 (ESA) Com os algarismos 1, 2, 3, 4, 5 e 6 sem repeti-los, pode- mos escrever “x” números de algarismos, maiores que 3 200. O valor de “x” é: a) 210 b) 228 c) 240 d) 300 e) 320 Acesse ao código para assistir ao vídeo.05 (ESA) Assinale a alternativa cuja palavra possui 60 anagramas. a) A M E I X A b) B R A N C O c) B A N A N A d) P A R Q U E e) PATETA Acesse ao código para assistir ao vídeo.06 (ESA) O número de anagramas diferentes que podemos for- mar com a palavra RANCHO, de modo que se iniciem com vogal, é: a) 120 b) 240 c) 720 d) 1440 e) 24 Acesse ao código paraassistir ao vídeo.07 (ESA) Quantos anagramas da palavra CONSOANTES podem ser formados com as vogais juntas e em ordem alfabética? a) 10! 2!2!2! b) 10! 2!2! c) 10! 7!3! d) 7! 2!2!2! e) 7! 2!2! Acesse ao código para assistir ao vídeo.08 Com as letras da palavra SARGENTO foram escritos todos os anagramas iniciados por vogais e com as consoantes todas juntas. Quantos são esses anagramas? a) 120960 b) 40320 c) 2160 d) 720 e) 120 Acesse ao código para assistir ao vídeo.09 (ESA) Colocando-se em ordem alfabética os anagramas da pa- lavra FUZIL, que posição ocupará o anagrama ZILUF. a) 103 b) 104 c) 105 d) 106 e) 107 Acesse ao código para assistir ao vídeo.10 (ESA) O número de anagramas diferentes com as letras da pa- lavra MILITAR que não possuem consoantes consecutivas que se pode obter é: a) 60 b) 72 c) 120 d) 186 e) 224 7PROMILITARES M A T E M Á T IC A ANOTAÇÕES 8 PROMILITARES R E D A Ç Ã O GABARITO EXERCÍCIOS DE TREINAMENTO 01. D 02. A 03. B 04. B 05. B 06. A 07. E 08. A 09. B 10. B 11. E 12. a) 570; b) 126.000. 13. B 14. 180 15. C 16. 1h45min 17. A 18. 34.560 19. B 20. A EXERCÍCIOS DE COMBATE 01. Discursiva 02. E 03. D 04. B 05. C 06. B 07. E 08. C 09. D 10. B
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