QUESTÕES DISCURSIVAS – ANÁLISE COMBINATÓRIA 1) (PUC-SP) O novo sistema de placas de veículos utiliza um grupo de 3 letras(dentre 26 letras ) e um grupo de 4 algarismos (por exemplo: ABC-1023). Uma placa dessas será "palíndroma" se os dois grupos que a constituem forem "palíndromos". O grupo ABA é "palíndromo" pois as leituras da esquerda para direita e da direita para a esquerda são iguais; da mesma forma, o grupo 1331 é "palíndromo". Quantas placas "palindromas" distintas poderão ser construídas? RESOLUÇÃO: T 26 26 1 10 10 1 1 T 67 600 2) (UFRJ 2007) Um sítio da internet gera uma senha de 6 caracteres para cada usuário, alternando letras e algarismos. A senha é gerada de acordo com as seguintes regras: • não há repetição de caracteres; • começa-se sempre por uma letra; • o algarismo que segue uma vogal corresponde a um número primo; • o algarismo que segue uma consoante corresponde a um número par. Quantas senhas podem ser geradas de forma que as três letras sejam A, M e R, em qualquer ordem? RESOLUÇÃO Como o número 2 é par e é primo, temos que considerar as senhas em que a letra A é seguida de 2 e as senhas em que a letra A é seguida de um primo diferente de 2. RESPOSTA: 432 senhas. -1- 3) (UFF-RJ 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 sempre juntas. De quantas maneiras distintas a fila poderá ser formada de modo que o primeiro da fila seja um francês? RESOLUÇÃO: T ( 2! ) ( 5! ) ( 4! ) ( 3! ) T 2 120 24 6 T 34 560 RESPOSTA: 34 560. 4) (FUVEST-SP 1993) A figura a seguir representa parte do mapa de uma cidade onde estão assinalados as casas de João(A), de Maria(B), a escola(C) e um possível caminho que João percorre para, passando pela casa de Maria, chegar à escola. Qual o número total de caminhos distintos que João poderá percorrer, caminhando somente para o Norte ou Leste, para ir de sua casa à escola, passando pela casa de Maria? RESOLUÇÃO: João terá que escolher um caminho tal qual: Para o percurso de (A) até (B): N – L – N – L – L – L Para o percurso de (B) até (C): L – N – N – L – N T ( P62 , 4 ) ( P52 , 3 ) T 15 10 T 150 6! 5! T 2! 4! 2! 3! RESPOSTA: 150. -2- 5) (UERJ–UENF) Para montar um sanduíche, os clientes de uma lanchonete podem escolher: - um dentre os tipos de pão: calabresa, orégano e queijo; - um dentre os tamanhos; pequeno e grande; - de um até cinco dentre os tipos de recheio: sardinha, atum, queijo, presunto e salame, sem possibilidade de repetição de recheio num mesmo sanduíche. Calcule: A) quantos sanduíches distintos podem ser montados? B) o número de sanduíches distintos que um cliente pode montar, se ele não gosta de orégano, só come sanduíches pequenos e deseja dois recheios em cada sanduíche. RESOLUÇÃO: A) Considerando N1 a quantidade que atende ao enunciado: 5 5 5 5 5 N1 ( 3) (2) 1 2 3 4 5 2 5 1 31 5 5 5 5 5 5 2 5 0 1 2 3 4 5 N1 ( 3) (2) (31) N1 186 sanduíches. 5 5 5 5 5 5 2 5 32 1 31 1 2 3 4 5 0 B) Considerando N2 a quantidade que atende ao enunciado: 5 5! N2 20 sanduíches. N2 (2) (1) N2 (2) (1) 2 2! 3 ! RESPOSTA: A) 186 B) 20. -3- Soma de combinações ( vide tópico 2.3 (Resumo de Binômio de Newton). 6) (IME–RJ) O sistema de segurança de uma casa utiliza um teclado numérico, conforme ilustrado na figura. Um ladrão observa de longe e percebe que: – a senha utilizada possui quatro dígitos; – o primeiro e o último dígito encontram-se numa mesma linha; – o segundo e o terceiro dígito encontram-se na linha imediatamente superior. Calcule o número de senhas que deverão ser experimentadas pelo ladrão para que com certeza ele consiga entrar na casa. RESOLUÇÃO: Pelas informações do enunciado concluímos: – a senha utilizada possui quatro dígitos: trata-se de um código numérico de 4 dígitos; – o primeiro e o último dígito encontram-se numa mesma linha: 1ª ou 2ª ou 3ª linhas; – o segundo e o terceiro dígito encontram-se na linha imediatamente superior: 2ª ou 3ª ou 4ª linhas 1º e 4º DÍGITOS 2º e 3º DÍGITOS Nº DE SENHAS 2ª LINHA 3 3 3 3 81 3ª LINHA 3 3 3 3 81 4ª LINHA 1 1 3 3 9 TOTAL DE SENHAS RESPOSTA: 171 senhas distintas. -4- 171 7) (UFMG-2005 modificada) Para um grupo de 12 pessoas, serão sorteadas viagens para três cidades distintas A, B e C. Cinco dessas pessoas irão para a cidade A; quatro, para a cidade B; e três, para cidade C. Nesse grupo, estão Adriana, Luciana e Sílvio, que são amigos e gostariam de ir para a mesma cidade. Considerando essas informações, RESPONDA: 1. De quantas maneiras distintas se podem sortear as viagens de modo que Adriana, Luciana e Sílvio viajem para a cidade A? 2. De quantas maneiras distintas se podem sortear as viagens de modo que Adriana, Luciana e Sílvio viajem para a mesma cidade? RESOLUÇÃO: Consideremos: A (Adiana), L (Luciana) e S (Sílvio) GRUPOS FORMADOS A–L–S NA CIDADE A A => A – L – S – __ – __ B => __ – __ – __ – __ C => __ – __ – __ A–L–S NA CIDADE B A => __ – __ – __ – __ – __ B => A – L – S – __ C => __ – __ – __ A–L–S NA CIDADE C A => __ – __ – __ – __ – __ B => __ – __ – __ – __ C => A – L – S 1) N1 1 260 2) N1 N2 N3 1 890 RESPOSTAS: 1) 1 260 2) 1 890. -5- CÁLCULOS Nº DE MANEIRAS 9 7 3 2 4 3 N1 (36).(35).(1) N1 1 260 9 4 3 5 1 3 9 4 5 4 N2 (126).(4).(1) N2 504 N3 ( 126 ) . ( 1) N3 126 8) (UFES 2010) Três casais devem sentar-se em 8 poltronas de uma fileira de um cinema. Calcule de quantas maneiras eles podem sentar-se nas poltronas A) de modo arbitrário, sem restrições; B) de modo que cada casal fique junto; C) de modo que todos os homens fiquem à esquerda ou todos os homens fiquem à direita de todas as mulheres. RESOLUÇÃO: Consideremos inicialmente a seguinte estruturação dos elementos que representam os três casais e as duas cadeiras vazias: Figura 1 A) O número total de maneiras de permutarmos os “oito” elementos da figura 1 acima é: NA P82 NA 8! 8 7 6 5 4 3 2! NA 2! 2! NA 20.160 B) Considerando que cada casal fique junto (analisando a figura 2 abaixo), teremos: Figura 2 5! 5 4 3 2! 3 2 NB 60 8 NB ( P52 ) P2 P2 P2 NB ( 2 ! )3 NB 2! 2! NB 480 C) Escolhendo-se primeiro as duas poltronas que ficarão vazias e, em seguida, posicionando-se os três homens de um dos lados (3 poltronas à esquerda) e as três mulheres no outro lado (3 poltronas à direita), ou o inverso (Figs. 3 e 4): Dois exemplos de formação tendo todos os homens de um lado e a todas as mulheres do outro lado: Figura 3 Figura 4 8 8! 8 7 6! 28 ; Escolha das duas poltronas que ficarão vazias: 2 1 6 ! 2 2 ! 6 ! Número de opções para colocarmos os três homens em um dos lados: 2 (à esquerda ou à direita); Colocados os homens em um dos lados em um dos dois lados, o número de opções para colocarmos as três mulheres é apenas um, ou seja, o lado restante. Os homens permutam entre si, ou seja: P3 3 ! 6 ; As mulheres permutam entre si, ou seja: P3 3 ! 6 . 8 NC ( 2 ) ( 1 ) ( 3 ! ) ( 3 ! ) NC 28 2 1 ( 6 ) ( 6 ) NC 2.016 2 -6- 9) (Unirio–RJ) Uma pessoa quer comprar 6 empadas numa lanchonete. Há empadas de camarão, frango, legumes e palmito. Sabendo-se que podem ser compradas de 0 a 6 empadas de cada tipo, de quantas maneiras diferentes esta compra pode ser feita? RESOLUÇÃO: Trata-se de um problema de Combinação com Repetição, onde devemos utilizar todas as soluções naturais possíveis para a equação C F K P 6 . Exemplos de soluções naturais para o problema em questão: ( 2, 2, 1, 1 ) , ( 3, 0, 0, 3 ) , ( 6, 0, 0, 0 ), etc. Utilizando o tradicional esquema BOLA-TRAÇO: Assim, considerando T a quantidade total de maneiras diferentes esta compra pode ser feita: T P93, 6 T 9! T 84 3! 6! RESPOSTA: 84 maneiras distintas. 10) (Ufla-MG) Um problema clássico em combinatória é calcular o número de maneiras de se colocar bolas iguais em caixas diferentes. Calcule o número de maneiras de se colocar 7 bolas iguais em 3 caixas diferentes, sem que nenhuma caixa fique vazia. Cada possibilidade das duas barras na figura determina uma distribuição das bolas nas caixas. No desenho, caixa 1 com duas bolas, caixa 2 com três bolas e caixa 3 com duas bolas. Sugestão: RESOLUÇÃO: Trata-se de um problema de Combinação Completa (vide item 1.6 – Resumo acima), no qual cada caixa deverá conter pelo menos uma bola. Como temos 6 (seis) espaços entre as 7 (sete) bolas, basta que escolhamos 2 (dois) deles para alocarmos os 2 (dois) separadores, ou seja: 6 6! 6 5 4! T 15 Total T 2 1 4 ! 2 2! 4 ! RESPOSTA: 15 maneiras distintas. -7-