Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada PAPMEM - Julho 2013 Combinatória Prof.Luciano Monteiro de Castro Exercícios 1. (PROFMAT 2013) Na primeira fase de um campeonato interescolar de basquete, onde cada time joga uma vez contra cada um dos outros times, foram realizados 253 jogos. Quantos times havia no campeonato? (A) 15 (B) 17 (C) 23 (D) 51 (E) 126 2. (PROFMAT 2013) Uma pequena praça tem a forma de um hexágono dividido em triângulos, como ilustrado na figura. A reta que liga A e B está alinhada com a direção norte-sul, sendo A mais ao norte. Os espaços do hexágono fora dos triângulos são ruas nas quais uma pessoa pode caminhar. Quantos são os caminhos diferentes que uma pessoa pode seguir (sem sair da praça) para ir do ponto A ao ponto B se, durante sua caminhada, ela sempre está mais ao sul do que estava em qualquer instante anterior? (A) 6 (B) 9 (C) 11 (D) 12 (E) 72 3. (PROFMAT 2012) Quantos múltiplos de 5 existem com 4 algarismos diferentes? (A) 448 (B) 504 (C) 546 (D) 952 (E) 1008 4. (PROFMAT 2012) De quantas maneiras é possı́vel escolher três números inteiros distintos, de 1 a 20, de forma que a soma seja par? A) 1620 B) 810 C) 570 D) 720 E)120 5. (PROFMAT 2013) Cristina e Pedro vão com outros seis amigos, três moças e três rapazes, para uma excursão. No ônibus que vai fazer a viagem sobraram apenas quatro bancos vagos, cada um deles com dois assentos, todos numerados. Ficou acertado que cada banco vago será ocupado por uma moça e um rapaz, e que Cristina e Pedro se sentarão juntos. Respeitando-se esse acerto, de quantas maneiras o grupo de amigos pode se sentar nos assentos vagos do ônibus? Justifique sua resposta. Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada PAPMEM - Julho 2013 Combinatória Soluções Soluções Prof.Luciano Monteiro de Castro n(n − 1) 1. Sendo n o número de times, temos n(n − 1) 1. Sendo n o número de times, temos = 253. Ao invés de resolvermos a equação do 1. (PROFMAT 2013) Na primeira fase 2de um campeonato interescolar de basquete, onde segundo grau, podemos aproveitar o fato de que n tem que ser inteiro positivo. Fatorando, cada time joga uma vez contra cada um dos outros times, foram realizados 253 jogos. obtemos 253 = 11 × 23, logo n(n − 1) = 23 × 22, logo n = 23 (a outra solução da equação Quantos times havia no campeonato? do segundo grau é n = −22). (A) 15 (B) 17 (C) 23 (D) 51 (E) 126 2. Nomeamos as esquinas do mapa como na figura a seguir. 2. (PROFMAT 2013) Uma pequena praça tem a forma de um hexágono dividido em triângulos, A como ilustrado na figura. A reta que liga A e B está alinhada com a direção norte-sul, sendo A mais ao norte. Os Cespaços do hexágono foraF dos triângulos são ruas nas quais uma pessoa pode caminhar. G E D B Antes de chegar a B, é necessário chegar a D, G ou E. De cada um desses três pontos há uma única forma de chegar a B, logo o número de maneiras de se chegar a B é igual à soma dos números de maneiras de se chegar a D, G e E a partir de A. Denotaremos este fato simplesmente por B = D + G + E (ou seja, vamos convencionar utilizar a mesma letra para denotar um ponto ou o número de maneiras de se chegar a este ponto a partir de A). Utilizando também a convenção natural A = 1, temos C = F = 1 e G = C + A + F = 3. Podemos agora calcular D = C + G = 4 e E = G + F = 4. Assim, obtemos B = D + G + E = 11. 3. O último algarismo pode ser 0 ou 5. Se é 0, podemos escolher quaisquer 3 algarimos distintos para os 3 primeiros: 9 × 8 × 7 escolhas. Se o último é 5, passamos a ter 8 opções para o primeiro, pois não pode ser 0 nem 5. Escolhido o primeiro, o segundo não pode ser 5 nem igual ao primeiro, mas pode ser 0, logo há 8 opções. Restam então 7 possibilidades para o terceiro algarismo. Juntando os dois casos, obtemos o total de 9 × 8 × 7 + 8 × 8 × 7 = 56 × 17 = 952. 4. Para que a soma seja par, devem ser três pares ou um par e dois ı́mpares. Como há 10 pares 10 × 9 × 8 10 × 9 e 10 ı́mpares, há C310 = = 120 modos de escolher 3 pares e C210 × 10 = × 3×2×1 2 10 = 450 modos de escolher 2 ı́mpares e um par. Assim, o total é de 120 + 450 = 570. 5. Escolhemos o banco de Cristina e Pedro: 4 possibilidades. Depois escolhemos os assentos de ambos nesse banco: 2 possibilidades. Feito isso, escolhemos o assento de um dos homens (6 possibilidades), a seguir escolhemos a mulher que sentará a seu lado (3 possibilidades). Seguimos escolhendo o assento de outro homem (4 possibilidades) e a mulher a seu lado (2 possibilidades). Restam então 2 escolhas para os 2 últimos assentos. Total: 4 × 2 × 6 × 3 × 4 × 2 × 2 = 2304.