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1 07 Aula Análise combinatória III Matemática 4B Combinações simples Existem situações, em combinatória, em que a escolha dos elementos para formar um determinado agrupamento não depende da ordem com que esses elementos são dispostos ou escolhidos. Nesses casos, não há a necessidade de se estabelecer uma sequência, uma ordem. Isso ocorre quando temos que formar subconjuntos de um certo conjunto. Por exemplo: dado o conjunto {a; b; c; d}, os possíveis subconjuntos com três elementos são: {a; b; c} {a; b; d} {a; c; d} {b; c; d} Cada um desses subconjuntos é uma combinação simples dos 4 elementos do conjunto tomados 3 a 3, ou combinação simples dos 4 elementos de classe 3. A palavra simples indica apenas que os elementos escolhidos são distintos. Observe que, para formar os subconjuntos, estamos interessados apenas em quais elementos compõem cada subconjunto. Esta é a típica situação envolvendo combinações simples. Exemplo: © Sh u tt er st o ck /M o n ke y B u si n es s Im ag es Um grupo formado por 5 pessoas resolve formar uma comissão com 2 pessoas que ficarão encarregadas de organizar um almoço de confraternização. Qual o número total de possíveis comissões? Vamos, inicialmente, representar as cinco pessoas por símbolos. Mais precisamente pelas letras: a, b, c, d, e. Formar comissões de duas pessoas constitui-se na tarefa de escolher 2 pessoas entre as 5, e é o mesmo que formar subconjuntos de dois elementos do conjunto {a; b; c; d; e}. As escolhas possíveis são as seguintes: {a; b} {a; c} {a; d} {a; e} {b; c} {b; d} {b; e} {c; d} {c; e} {d; e} Observe que as comissões {a; b} e {b; a} são iguais, pois são formadas pelas mesmas duas pessoas. Logo, são 10 comissões no total. Pode-se, portanto, dizer que o número de combina- ções simples de 5 elementos tomados 2 a 2 é 10. Em símbolos, escrevemos: C 2 5 = 10 Número de elementos escolhidos Número de elementos disponíveis Número de combina- ções simples ou de comissões possíveis Mas, como podemos obter a quantidade de combi- nações simples? Podemos raciocinar da seguinte maneira: Temos que dividir o conjunto das 5 pessoas em dois outros conjuntos: um grupo de 2 pessoas que formará a comissão e outro de 3 pessoas restantes que não 2 Semiextensivo formará a comissão. Para fazer a divisão das pessoas que formarão a comissão das pessoas que não formarão, podemos colocá-las em fila, utilizando uma barra para dividir os dois grupos: a b | c d e Formam comissões Não formam comissões Podemos ordenar as cinco pessoas de 5! maneiras. Entretanto, observe que as filas a b | c d e e b a | e c d Divisões idênticas representam divisões idênticas, formadas pelas mesmas pessoas. Tanto na primeira, quanto na segunda, as pes- soas a e b participarão da comissão e as demais, c, d e e, não participarão. Como podemos ordenar o primeiro grupo (ab) de 2! maneiras e o segundo grupo (cde) de 3! e, no cálculo de 5!, cada uma dessas ordens já havia sido contada, então devemos dividir 5! por 2! e por 3!. Dessa forma, o número de combinações simples de 5 elementos tomados 2 a 2 é dado por: C5 2 5 2 3 = ⋅ ! ! ! Desenvolvendo os fatoriais, determinamos o número de combinações: C5 2 5 2 3 5 4 3 2 1 3 5 4 2 1 10= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ! ! ! ! ! Agora, vamos generalizar essa última ideia. De quantas maneiras podemos escolher p obje- tos distintos entre n objetos distintos dados? Para escolher p objetos entre os n disponíveis, de- vemos dividir os n elementos em um grupo de p ob- jetos que são escolhidos e em outro grupo de (n – p) que não são escolhidos. Como os n objetos podem ser ordenados de n! maneiras e, destas, existem p! · (n – p)! maneiras – que já foram contadas – de ordenar os objetos em cada grupo, então o número de maneiras é: C n pn p = ⋅ − ! ! (n p)! Acompanhe a definição formal de combinações simples: Dado um conjunto com n elementos, chama-se combinação simples dos n elementos dados, toma- dos p a p, a qualquer subconjunto de p elementos distintos escolhidos entre os n elementos. O número de combinações simples de n elementos tomados p a p pode ser representado por Cpn ou Cn,p, sendo n e p números naturais com n ≥ p. Quando n < p, define-se que Cpn = 0, pois não há maneira alguma de escolher mais elementos distintos do que os elementos disponíveis. Para finalizar, não esqueça: A ideia principal é a de que usamos combinações simples para formar subconjuntos, ou seja, escolher elementos. Assim, o número de subconjuntos é também o número de combinações simples. É importante saber • Existem combinações que, apesar de não serem idênticas, apresentam resultados iguais. Assim, por exemplo, as combinações C 3 7 e C 4 7 não são idên- ticas, mas seus resultados são iguais. Observe: C C 7 3 7 4 7 6 5 3 2 1 35 7 6 5 4 4 3 2 1 35 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = Isso ocorreu pelo fato de que 3 + 4 = 7. Isto é, a soma das taxas (3 + 4) resulta na quantidade de elementos (7). • Em geral, sendo n e p números naturais, tais que n ≥ p, as combinações Cpn e Cn n– p têm taxas com- plementares, pois p + (n – p) = n. Logo, podemos escrever: C Cn p n n p= − • Outros exemplos de combinações com taxas complementares: C C10 2 10 8 , pois 2 + 8 = 10 C C6 2 6 4 , pois 2 + 4 = 6 C C9 1 9 8 , pois 1 + 8 = 9 Aula 07 3Matemática 4B Situações para resolver 01. (ESPM – SP) – O campeonato de futsal de uma faculdade será disputado por 6 equipes. Na primeira fase de classi- ficação, todas as equipes jogam entre si, uma única vez. Das 4 melhores colocadas, a primeira joga com a quarta, a segunda joga com a terceira e os vencedores dessas partidas jogam entre si, resultando daí a equipe campeã. O número total de jogos realizados será igual a: a) 15 b) 20 c) 18 d) 16 e) 21 02. (UNIUBE – MG) – A equipe de plantonistas de um hospital é constituída de 5 médicos e 8 enfermeiras. Para cada plantão são escalados 3 médicos e 5 enfermeiras. O número de equipes de plantonistas que poderão ser constituí- das, quando não há qualquer impedimento, é: a) 560 b) 66 c) 56 d) 660 e) 600 03. (UP – PR) – Considere uma circunferência na qual são destacados 10 pontos distintos. Se denotarmos por T a quantidade total de triângulos distintos que podem ser determinados com esses 10 pontos e por R a quantidade total de retas distintas que podem ser determinadas com esses 10 pontos, então: a) T < R d) T · R é múltiplo de 7 b) T = R e) T – R = 75 c) T + R = 810 4 Semiextensivo 04. (PUCPR) – Para organizar a formatura do curso de Matemática, foi solicitado pela coordenação que alguns alunos formassem uma comissão com três pessoas. Apresentaram-se 5 homens e 4 mulheres, mas, a pedido da coordena- ção do curso, essa comissão de formatura não poderia ser constituída apenas com pessoas do mesmo sexo. Nessas condições, quantas possibilidades de comissões de formatura podem surgir? a) 84 b) 74 c) 80 d) 70 e) 82 Testes Assimilação 07.01. (PUCRJ) – Em uma sorveteria, há sorvetes nos sabores morango, chocolate, creme e flocos. De quantas maneiras podemos montar uma casquinha, com dois sabores diferentes, nessa sorveteria? a) 6 maneiras d) 9 maneiras b) 7 maneiras e) 10 maneiras c) 8 maneiras 07.02. (UEPA) – Segundo a Revista VEJA (11/01/2012), cinco habilidades fundamentais compõem a nova teoria da inteligência social: Comunicação, Empatia, Assertividade, Feedback e Autoapresentação. Dentre as habilidades que compõem a nova teoria da inteligência social, o número de possibilidades distintas em que o setor de Recursos Huma- nos de uma empresa pode eleger três dessas habilidades é: a) 120 d) 20 b) 60 e) 10 c) 30 07.03. (UNEMAT – MT) – No campeonato de xadrez deste ano houve 30 inscritos. Na primeira fase do campeonato, quaisquer dois jogadores jogam entre si uma única vez. O número de jogos na primeira fase é: a) 435 d) 455 b) 465 e) 445 c) 430 07.04. (FAC. CULTURA INGLESA – SP) – Umaadolescente possui 5 cores diferentes de esmalte (verde, amarelo, azul, branco e vermelho) e quer escolher duas cores diferentes para pintar as unhas de suas mãos. Sabendo que essa ado- lescente não usa as cores vermelho e azul juntas, o número de maneiras distintas de se escolher as duas cores é: a) 10 d) 7 b) 9 e) 6 c) 8 Aula 07 5Matemática 4B 07.05. (IFPE) – Para aumentar as chances de ganhar no sorteio da Mega-Sena da Virada, um grupo de dez amigos se juntou e fez todos os jogos possíveis de seis “dezenas” diferentes, escolhidas dentre quinze “dezenas” distintas previamente escolhidas. Qual o total de jogos que foram realizados por este grupo de amigos? a) 5.000 d) 5.015 b) 5.005 e) 5.020 c) 5.010 Aperfeiçoamento 07.06. (UEPA) – Atual tendência alimentar, baseada no maior consumo de legumes, verduras e frutas, impulsiona o mercado de produtos naturais e frescos sem agrotóxicos e uma diminuição no consumo de produtos que levam glúten, lactose e açúcar. Uma empresa especializada no preparo de refeições, visando a esse novo mercado de consumidores, disponibiliza aos seus clientes uma “quentinha executiva” que pode ser entregue no local de trabalho na hora do almoço. O cliente pode compor o seu almoço escolhendo entradas, pratos principais e sobremesas. Se essa empresa oferece 8 tipos de entradas, 10 tipos de pratos principais e 5 tipos de sobremesas, o número de possiblidades com que um cliente pode compor seu almoço, escolhendo, den- tre os tipos ofertados, duas entradas, um prato principal e uma sobremesa é: a) 400 d) 1 200 b) 600 e) 1 400 c) 800 07.07. (UEGO) – Uma pizzaria oferece a seus clientes um cardápio com dez sabores distintos. As pizzas podem ser compostas por um ou dois sabores entre os dez disponíveis. Dessa forma, de quantas maneiras um cliente pode escolher a sua pizza? a) 10 b) 45 c) 55 d) 100 07.08. (UNCISAL) – Um cantor tem um repertório de doze músicas dançantes e cinco românticas. Cada apresentação é composta por dez músicas, sendo sete dançantes e três românticas. Como fazem muito sucesso, três músicas dan- çantes e uma romântica fazem parte de toda apresentação. Qual o número de repertórios possíveis para apresentação, sem considerar a ordem de execução das músicas? a) 105 b) 132 c) 756 d) 1 100 e) 1 200 07.09. (FGV – SP) – Uma empresa tem 3 diretores e 5 geren- tes. Quantas comissões de 5 pessoas podem ser formadas, contendo no mínimo um diretor? a) 500 b) 720 c) 4500 d) 25 e) 55 07.10. (FGV – SP) – Um estádio tem 5 portões. De quantas formas ele pode ser aberto ao público, ficando com pelo menos dois portões abertos? a) 28 b) 26 c) 32 d) 24 e) 30 07.11. (MACK – SP) – Em uma sala de aula há 25 alunos, quatro deles considerados gênios. O número de grupos, com três alunos, que pode ser formado, incluindo pelo menos um dos gênios, é: a) 580 b) 1200 c) 970 d) 1050 e) 780 6 Semiextensivo 07.12. (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 2 dos 10 são marido e mulher e só irão juntos? a) 98 b) 126 c) 115 d) 165 e) 122 Aprofundamento 07.13. (UEMG) – Observe a tirinha abaixo: Passando por uma sorveteria, Magali resolve parar e pedir uma casquinha. Na sorveteria, há 6 sabores diferentes de sorvete e 3 é o número máximo de bolas por casquinha, sendo sempre uma de cada sabor. O número de formas diferentes com que Magali poderá pedir essa casquinha é igual a: a) 20 b) 41 c) 120 d) 35 07.14. (FUVEST – SP) – Em uma classe de 9 alunos, todos se dão bem, com exceção de Andreia, que vive brigando com Manoel e Alberto. Nessa classe, será constituída uma comissão de cinco alunos, com a exigência de que cada membro se relacione bem com todos os outros. Quantas comissões podem ser formadas? a) 71 b) 75 c) 80 d) 83 e) 87 07.15. (UECRE) – Sejam r e s duas retas distintas e paralelas. Se fixarmos 10 pontos em r e 6 pontos em s, todos distintos, ao unirmos, com segmentos de reta, três quaisquer destes pontos não colineares, formam-se triângulos. Assinale a opção correspondente ao número de triângulos que podem ser formados. a) 360 c) 400 b) 380 d) 420 07.16. (UEFS-BA) – Os 12 funcionários de uma empresa serão divididos, alea- toriamente, em três equipes, X, Y e Z, com 3, 4 e 5 pessoas, respectivamente. O número de maneiras distintas de formar essas equipes é igual a: a) 810 c) 12400 e) 44100 b) 4840 d) 27720 Aula 07 7Matemática 4B 07.17. (FUVEST – SP) – Em um grupo de 10 pessoas, deseja- -se escolher 4 pessoas para compor uma comissão. Entre essas pessoas, José participa se, e somente se, Amanda também participar. Além disso, Márcia e Sandro não podem estar juntos na comissão. Então, o número de comissões que podem ser formadas, obedecendo a todas essas condições, é: a) 76 d) 82 b) 78 e) 84 c) 80 07.18. (UERN) – Em uma sorveteria, há x sabores de sorvete e y sabores de cobertura. Combinando um sabor de sorvete com dois ou três sabores de cobertura tem-se, respectivamente, 150 ou 200 diferentes opções de escolha. Assim, conclui-se que o número de sabores de cobertura disponível é: a) 4 b) 5 c) 6 d) 7 Discursivos 07.19. (FGV – RJ) – Oito garotas chegam de férias a uma pequena cidade do litoral norte. Dirigem-se a um hotel onde somente estão disponíveis dois quartos triplos e um quarto duplo. a) De quantos modos diferentes elas podem alojar-se no hotel? b) As ruas da cidade interceptam-se em ângulos retos, como mostra a figura. Certo dia, elas decidem almoçar no único restaurante da cidade. Quantos caminhos diferentes elas podem escolher para ir do hotel ao restaurante? Elas caminham somente para o norte ou para o leste. A figura indica um possível caminho. 07.20. (UNESP – SP) – Quantos são os números naturais que podem ser decompostos em um produto de quatro fatores primos, positivos e distintos, considerando que os quatro sejam menores que 30? 8 Semiextensivo Gabarito 07.01. a 07.02. e 07.03. a 07.04. b 07.05. b 07.06. e 07.07. c 07.08. c 07.09. e 07.10. b 07.11. c 07.12. a 07.13. b 07.14. a 07.15. d 07.16. d 07.17. d 07.18. c 07.19. a) Existem C38 = 56 possibilidades para a escolha das três garotas que podem ficar no primeiro quarto triplo. Após a escolha das três primeiras garotas, existem C3(8 – 3) = C 3 5 = 10 possibilidades para a escolha das três garotas que podem ficar no segundo quarto triplo. Agora, resta C2(8 – 3 – 3) = C 2 2 = 1 possibilidade para a escolha das duas garotas que podem ficar no quarto duplo. Portanto, as oito garotas podem alojar-se, nesse hotel, de: C38 C 3 5 C 2 2 = 56 10 1 = 560 modos diferentes. b) Qualquer um dos trajetos possíveis, dentre os permitidos, deve ser percorrido caminhando-se 10 quadras, sendo 6 delas para o Leste e 4 para o Norte. Logo, cada caminho pode ser represen- tado por uma permutação da sequência NNNNLLLLLL, onde N indica uma quadra caminhada para o Norte, e L, para o Leste. Assim, o número total de trajetos diferentes, do hotel ao restau- rante, é igual ao número de permutações de 10 elementos, com 4 repetições de um deles e 6 repetições do outro, ou seja: P10 4 6 10 4 6 10 9 8 7 6 4 3 2 1 6 210, ! ! ! ! ! = ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = Portanto, existem 210 caminhos diferentes. 07.20. Existem exatamente 10 números que são primos, positivos e me- nores do que 30. São eles: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29. Supondo que os números, citados no enunciado, tenham somente quatro fatores primos e que os quatro sejam distintos, a quantidade desses números, que é dada por C410, é igual a 210. 4B 9Matemática 4B Matemática Análise combinatória IV Aula 08 Arranjos simples Nas aulas anteriores, você estudou o uso de per- mutações nas situações em que há a necessidade de “ordenar” os objetos ou elementos. Assim, usamos permutações quando o interesse está na sequência com que são ordenados os objetos. Já no caso das combinações, o procedimentoé diferente. Utilizamos combinações nos casos em que há a necessidade de “escolher” subconjuntos de objetos ou elementos. Aí, o interesse está em quais objetos são escolhidos e não na sequência formada na escolha. Nada impede que possamos realizar as duas opera- ções – “escolher” e “ordenar” – num mesmo problema. Em alguns casos, inclusive, ambas as operações serão necessárias. Escolher (combinações) e ordenar (permutações) Na resolução de problemas de combinatória é importantíssimo identificar se é preciso apenas ordenar, apenas escolher, ou escolher e ordenar. Embora sejam essencialmente diferentes, cada uma das três maneiras tem por base os procedimentos de escolher e misturar. Nas situações a seguir, vamos ilustrar esses procedi- mentos. Observe atentamente cada uma delas e procure diferenciá-las ao final. Situação 1: Se, em uma turma de 10 pessoas, 3 delas são selecionadas para um mesmo roteiro de viagem, de quantas maneiras pode ocorrer a seleção? Se o roteiro de viagem é o mesmo, basta escolher- mos 3 pessoas entre as 10. Não estamos preocupados com a ordem da escolha, mas, sim, com “quais” pessoas são selecionadas. O número de maneiras de escolher 3 pessoas entre as 10 é dado por: C10 3 10 3 7 10 9 8 7 3 2 1 7 10 9 8 3 2 1 720 6 120= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = = ! ! ! ! ! Logo, a seleção das três pessoas pode ser realizada de 120 maneiras. Note que, nesse caso, não houve necessidade de ordenar, pois as três pessoas selecionadas têm o mesmo roteiro. Situação 2: Três pessoas desejam viajar, cada uma delas em um roteiro diferente. Se existem ao todo 3 roteiros distintos, de quantas maneiras pode ocorrer a distri- buição de roteiros entre as pessoas? Ao todo são 3 pessoas e 3 roteiros, e cada pessoa escolhe um único roteiro distinto de outra pessoa. Podemos escolher o roteiro 1 de 3 maneiras. Escolhido o roteiro 1, podemos escolher o roteiro 2 de 2 maneiras. Escolhidos os roteiros 1 e 2, podemos escolher o roteiro 3 de uma única maneira. Assim, existem 3! maneiras de distribuir as 3 pessoas para os 3 roteiros. ROTEIRO 1 ROTEIRO 2 ROTEIRO 3 a b c a c b b a c b c a c a b c b a 6 maneiras O número de maneiras é o número de permutações de 3 pessoas (ou 3 roteiros): P3 = 3! = 3 · 2 · 1 = 6 Portanto, existem 6 maneiras de distribuir os 3 rotei- ros para as 3 pessoas. 10 Semiextensivo Situação 3: Em uma turma de 10 pessoas, 3 delas serão selecionadas para roteiros diferentes de viagens. Se existem 3 roteiros distintos e cada pessoa sele- cionada escolhe um único roteiro distinto de outra pessoa, então de quantas maneiras pode ocorrer a seleção? Primeiro, vamos escolher as 3 pessoas que serão selecionadas entre as 10 possíveis. Isso pode ser feito de C10 3 maneiras. Em seguida, vamos distribuir (ordenar) as 3 pessoas escolhidas entre os 3 roteiros distintos possíveis. Isso pode ser feito de P3 maneiras. A cada escolha das 3 pessoas que irão viajar, exis- tem P3 maneiras de distribuir os roteiros para essas 3 pessoas. Portanto, o número de maneiras é obtido multiplicando o número de maneiras de escolher as 3 pessoas pelo número de maneiras de ordenar essas 3 pessoas escolhidas: C10 3 P 3 = 120 6 = 720 A conclusão é a de que existem 720 maneiras de ocorrer a seleção. Como os roteiros eram distintos, foi necessário escolher as 3 pessoas e, em seguida, ordenar os 3 roteiros para essas pessoas. Começamos usando combinações, para escolher, e terminamos usando permutações, para ordenar. Arranjos simples As ideias presentes na situação 3 constituem o que chamamos arranjos simples. Observe o cálculo que foi efetuado: C P10 3 3 10 9 8 3 2 1 3 2 1 10 9 8 720⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = Fazendo C10 3 P 3 = A10 3 , em que A10 3 é o número de arranjos simples de 10 elementos tomados 3 a 3, temos: A C P10 3 10 3 3= ⋅ A10 3 = 10 . 9 . 8 Multiplicando e dividindo por 7!: A10 3 10 9 8 7 7 = ⋅ ⋅ ⋅ ! ! A10 3 10 10 3 = − ! ( )! A palavra simples é utilizada para indicar que os elementos ordenados são distintos. O número de arranjos simples de n elementos tomados p a p pode ser representado por An p ou An,p em que n e p são números naturais e n ≥ p. Vamos agora generalizar o raciocínio anterior. De quantas maneiras podemos escolher e ordenar p objetos distintos entre n objetos distintos dados? Para escolher p objetos entre os n disponíveis, exis- tem C n p maneiras. Para ordenar esses p objetos, existem Pp maneiras. Assim, o número de manei- ras de escolhê-los e ordená-los, indicado por A n p , é dado por: A = C P A = n! p!(n p)! p! n p n p p n p ⋅ ⋅ − A = n! (n p)!n p −− Alguns exemplos: A A A 7 2 8 3 15 4 7 7 2 7 6 8 8 3 8 7 6 15 15 4 15 14 13 = − = ⋅ = − = ⋅ ⋅ = − = ⋅ ⋅ ! ( )! ! ( )! ! ( )! ⋅⋅12 Aula 08 11Matemática 4B 01. (PUCPR) – O campeonato brasileiro de futebol ou “Brasileirão” da série A é composto por 20 times que jogam entre si no 1o. e no 2o. turno durante um ano. Dessa forma, durante um campeonato, dois times quaisquer se enfrentam duas vezes. Qual é o número de jogos disputados em um campeonato brasileiro? a) 190 b) 570 c) 95 d) 380 e) 20 02. (UFMG) – Duas das cinquenta cadeiras de uma sala serão ocupadas por dois alunos. O número de maneiras distin- tas possíveis que esses alunos terão para escolher duas das cinquenta cadeiras, para ocupá-las, é: a) 1225 b) 2450 c) 2! d) 49! e) 50! 03. (UP – PR) – De um grupo constituído por 5 rapazes e 4 garotas, uma equipe de três rapazes será escolhida para auxiliar no transporte de uma carga e uma dupla de garotas para ajudar na análise de custos de uma empresa. Uma das garotas escolhidas ficará encarregada de verificar os estoques; a outra, de estudar um projeto de viabilidade econômica. O número total de formas de a equipe de rapazes e de garotas ser escolhida é igual a: a) 720 b) 120 c) 360 d) 60 e) 180 04. (MACK – SP) – Uma prova de atletismo é disputada por 9 atletas, dos quais apenas 4 são brasileiros. Os resultados possíveis para o pódio, de modo que pelo menos um brasileiro fique numa das três primeiras colocações, são em número de: a) 426 b) 444 c) 468 d) 480 e) 504 Situações para resolver 12 Semiextensivo Testes Assimilação 08.01. (PUCPR) – Considerando os algarismos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, quantos números de 3 algarismos diferentes podem ser formados? a) 840 b) 720 c) 360 d) 210 e) 180 08.02. (UP – PR) – Anselmo adquire um cofre com um sistema de segurança digital cuja senha de abertura é com- posta apenas por 3 algarismos distintos. Nessas condições, a quantidade total de senhas que podem ser cadastradas, nesse sistema, é igual a: a) 3! b) A10 3 c) C10 3 d) 263 e) 1000 08.03. (UP – PR) – Um condomínio é composto por 20 moradores. Na próxima eleição deverão ser eleitos o síndico, o conselheiro fiscal e o conselheiro consultivo. Supondo que qualquer morador possa assumir qualquer um desses cargos, mas não é permitido o acúmulo de cargos, o número total de maneiras com que esses três cargos poderão ser ocupados, por moradores desse condomínio, é igual a: a) 1140 b) 20! c) 20 3 ! ! d) 20 17 3 ! ! ! e) 6840 08.04. (PUCRS) – Para a escolha de um júri popular formado por 21 pessoas, o juiz-presidente de uma determinada Co- marca dispõe de uma listagem com nomes de trinta homens e de vinte mulheres. O número de possibilidades de formar um júri popular composto por exatamente 15 homens é: a) C C30 15 20 6 b) A A30 15 20 6 c) C C30 15 20 6 d) A A30 15 20 6 e) C 50 21 08.05. (UFTM) – A prova da primeira fase de um vestibular terá 8 questões objetivas de Matemática, com 5 alternativas cada. Pretende-se que apenas duas dessas questões tenham a resposta correta indicada na alternativa E. O número de formas de se escolher essas duas questões é: a) 28 b) 36 c) 48 d) 56 e) 68 Aperfeiçoamento 08.06. (UEMA) – Usando os algarismos 1, 3, 4, 6 e 9, quantos números detrês algarismos distintos pode-se formar? a) 60 d) 40 b) 50 e) 30 c) 70 08.07. (UEPA) – Um profissional de design de interiores precisa planejar as cores que serão utilizadas em quatro pa- redes de uma casa. Para isso, ele possui seis cores diferentes de tinta. O número de maneiras diferentes com que esse profissional poderá utilizar as cores nas paredes, sabendo-se que somente utilizará uma cor em cada parede, é: a) 24 d) 360 b) 30 e) 400 c) 120 08.08. (MACK – SP) – Tendo-se 5 objetos diferentes e 7 caixas numeradas de 1 a 7, o número de formas distintas de se guardar um objeto em cada caixa é: a) 2.520 d) 1.260 b) 75 e) 840 c) 57 Aula 08 13Matemática 4B 08.09. (ESCS – DF) – Os sintomas mais comuns do vírus ebola são febre, diarreia, dores de cabeça, fraqueza, dor de garganta, dores nas articulações e calafrios. Em um hospital, depois que alguns pacientes foram examinados, constatou-se que cada um deles tinha exatamente três dos sete sintomas desse vírus, mas quaisquer dois deles não apresentavam os mesmos três sintomas. A partir dessas informações, infere-se que o número máximo de pacientes examinados foi a) superior a 30 e inferior a 40. b) superior a 40. c) inferior a 20. d) superior a 20 e inferior a 30. 08.10. (UEFS – BA) – Uma empresa de engenharia tem 6 engenheiros e 12 técnicos. Para um dado projeto, devem ser indicados um engenheiro chefe, um engenheiro assistente e três técnicos. Com base nessa informação, conclui-se que a quantidade de maneiras distintas que essa equipe pode ser formada é igual a: a) 3300 d) 13200 b) 6600 e) 39600 c) 7920 08.11. (UP – PR) – Cinco colegas do cursinho, com bastante tempo de folga, vão ao cinema e escolhem, para sentar-se, uma fila em que há oito lugares disponíveis. O número de maneiras como poderão sentar-se, cada um em um lugar distinto, é igual a: a) 56 d) 120 b) 8! e) 4800 c) 6720 08.12. (UNICAMP – SP) – Para acomodar a crescente quanti- dade de veículos, estuda-se mudar as placas, atualmente com três letras e quatro algarismos numéricos, para quatro letras e três algarismos numéricos, como está ilustrado abaixo. ABC 1234 ABCD 123 Considere o alfabeto com 26 letras e os algarismos de 0 a 9. O aumento obtido, com essa modificação, em relação ao numero máximo de placas em vigor, seria a) inferior ao dobro. b) superior ao dobro e inferior ao triplo. c) superior ao triplo e inferior ao quádruplo. d) mais que o quádruplo. Aprofundamento 08.13. (UFU – MG) – Considere um grupo composto por n pessoas. Contando com a participação dessas pessoas, sabe-se que existe uma constante real fixa K tal que: – para se formar uma comissão com 2 pessoas, existem 3K + 3 maneiras; – para se formar uma comissão com 2 pessoas, ocu- pando as posições de presidente e secretário, existem 7K – 15 maneiras. Segundo essas informações, o valor de n é um múltiplo de: a) 5 b) 7 c) 9 d) 3 14 Semiextensivo 08.14. (ESPM – SP) – Os 7 países do mapa abaixo devem ser coloridos com 4 cores distintas, de modo que os fronteiriços devem ter cores diferentes, e os países A e D, a mesma cor. O nú- mero de maneiras distintas de se efetuar esse trabalho é igual a: a) 48 d) 96 b) 72 e) 120 c) 80 08.15. (PUCSP) – Certo dia, Nair, Raul e seus quatro filhos foram jantar em um restaurante e lhes foi reservada uma mesa no formato retangular com 8 cadeiras dispostas da forma como é mostrado na figura abaixo. Tendo em vista que as cadeiras eram fixadas no solo e consi- derando que Raul e Nair sentaram-se apenas nas cabeceiras da mesa, de quantos modos toda a família pode ter se aco- modado nas cadeiras para desfrutar do jantar? a) 720 d) 150 b) 360 e) 72 c) 180 Permutações circulares Uma permutação circular é aquela em que os ele- mentos são dispostos em torno de um círculo. De quantas maneiras podemos dispor n objetos distintos em torno de um círculo? Existem n! maneiras de permutar os n objetos, caso eles estejam lado a lado. Entretanto, os n obje- tos podem ser “girados” em n disposições idênticas. Assim, devemos dividir n! por n para não repetir a contagem das mesmas disposições circulares. Logo, o número de maneiras de dispor n objetos distintos em torno de um círculo é: PC n n n n n n = = ⋅ ⇒ ! ( )!− 1 PCn = (n – 1)! 08.16. (UFU – MG) – Quer-se colocar as bandeiras de oito países em uma praça de forma octogonal, de modo que as bandeiras fiquem nos vértices do octógono e que as ban- deiras de Brasil e Portugal ocupem vértices consecutivos. Pode-se fazer isso de quantas maneiras? a) 5040 b) 40320 c) 80640 d) 10080 e) 1440 08.17. (UEL – PR) – Quando os deputados estaduais assu- miram as suas funções na Câmara Legislativa, tiveram que responder a três questionamentos cada um. No primeiro, cada deputado teria que escolher um colega para presidir os trabalhos, dentre cinco previamente indicados. No se- gundo, deveria escolher, com ordem de preferência, três de seis prioridades previamente definidas para o primeiro ano de mandato. No último, deveria escolher dois dentre sete colegas indicados para uma reunião com o governador. Considerando que todos responderam a todos os questio- namentos, conforme solicitado, qual o número de respostas diferentes que cada deputado poderia dar? a) 167 d) 10500 b) 810 e) 12600 c) 8400 Aula 08 15Matemática 4B 08.18. (UFRN) – Em virtude de uma crise financeira, uma fábrica dispõe de apenas quatro vigilantes para ocuparem sete postos de vigilância. Considerando que, em cada posto, fica, no máximo, um vigilante e que o posto da entrada principal não pode ficar desguarnecido, indique a opção correspondente ao número de maneiras distintas de que o chefe de segurança pode dispor para distribuir os vigilantes. Obs.: Duas maneiras são ditas idênticas se, em ambas, os vigilantes ocupam os mesmos postos e cada posto é ocupado pelo mesmo vigilante; caso contrário, são ditas distintas. a) 35 b) 80 c) 480 d) 840 Discursivos 08.19. Anselmo possui papéis com cores distintas. Para enfeitar sua loja, cortou fitas desses papéis e embalou 30 caixinhas de modo a não usar a mesma cor no papel e na fita, em nenhuma das 30 embalagens. Determine a menor quantidade de cores distintas que ele necessitou utilizar para a confecção de todas as embalagens. 08.20. (UEGO) – Uma comissão de quatro pessoas será escolhida de um grupo composto de cinco homens e cinco mulheres. a) De quantas maneiras pode ser escolhida essa comissão, sendo constituída de dois homens e duas mulheres? b) De quantas maneiras essa comissão pode ser formada, tendo pelo menos uma mulher? 16 Semiextensivo Gabarito 08.01. d 08.02. b 08.03. e 08.04. a 08.05. a 08.06. a 08.07. d 08.08. a 08.09. a 08.10. b 08.11. c 08.12. a 08.13. d 08.14. e 08.15. a 08.16. 05 08.17. e 08.18. c 08.19. Suponha que Anselmo possua exatamente n papéis de cores dis- tintas e que tenha utilizado todas as cores para embalar as 30 caixi- nhas. Como ele utilizou uma cor para a embalagem e outra para a fita, de todas as maneiras possíveis, então: A2n = 30 n n⋅ −( ) =1 30 n2 – n – 30 = 0 n= − −( )± −( ) − ⋅ ⋅ −( ) ⋅ 1 1 4 1 30 2 1 2 n= ±1 121 2 n= ±1 11 2 n = 6 ou n = –5 (não convém, pois n 2). Logo, a menor quantidade de cores distintas que ele utilizou, para a confecção de todas as embalagens, é igual a 6. 08.20. a) Para escolher 2 homens, existem C5, 2 = 10 modos. Para escolher 2 mulheres, existem C5, 2 = 10 modos. Logo, para a escolha de 2 homens e 2 mulheres existem 10 · 10 = 100 modos. b) Para escolher 4 pessoas quaisquer, dentre as 10 disponíveis, existem C10, 4 = 210 modos. Para formar o grupo com 4 mulheres, existem C5, 4 = 5 modos. Assim, para formar um grupo com pelo menos uma mulher, existem 210 – 5 = 205 modos possíveis.
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