Problemas de Contagem!!! Prof. Túlio Barbosa - UFBA O PRINCÍPIO ADITIVO: Se A e B são dois conjuntos disjuntos, com m e n elementos, respectivamente, então A U B possui m + n elementos. Exemplos: 1) Numa classe existem 18 rapazes e 12 garotas. De quantas maneiras podemos selecionar 1 estudante? Resposta: 30 maneiras 2) Numa confeitaria há 5 sabores de picolés e 3 sabores de salgados. Suponha que Maria só tenha permissão para tomar um picolé ou comer um salgado. Quantos são os possíveis pedidos que Maria pode fazer? Resposta: 8 pedidos O PRINCÍPIO MULTIPLICATIVO: Se uma decisão D1 pode ser tomada de p modos e, qualquer que seja esta escolha, a decisão D2 pode ser tomada de q modos, então o número de maneiras de se tomarem consecutivamente as decisões D1 e D2 é igual a pq. Exemplos: 1) Uma pessoa pode viajar no trecho Natal/Recife/Natal de ônibus, automóvel, avião, navio ou trem. Se o meio de transporte da ida não é o mesmo da volta, de quantas maneiras essa pessoa pode realizar a viagem? Resposta: 5.4 = 20 maneiras 2) As placas dos veículos são formadas por três letras (de um alfabeto de 26) seguidas por 4 algarismos. Quantas placas poderão ser formadas? Resposta: 26³ x 104 = 175.760.000 3) Quantas são as formas de pintar a bandeira a seguir utilizando 3 cores diferentes dentre 4 dadas? Resposta: 4 x 3 x 2 = 24 formas 4) Para pintar a bandeira abaixo, há 4 cores disponíveis. De quantos modos ela pode ser pintada de modo que faixas adjacentes tenham cores distintas? Resposta: 4 x 3 x 3 = 36 modos 5) Quantos são os números de três algarismos distintos? Resposta: 9 x 9 x 8 = 648 números 6) Quantos são os números pares de três algarismos distintos? Resposta: 1 x 9 x 8 = 72 4 x 8 x 8 = 256 Total: 72 + 256 = 328 números 7) De quantos modos diferentes 6 pessoas podem ser colocadas em fila? Resposta: 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 720 modos Quantos divisores são pares? Resposta: O número de divisores naturais pares é igual ao número total de divisores naturais menos o número de divisores naturais ímpares. Logo, 24 – 6 = 18. Quantos são quadrados perfeitos? Resposta: Um número natural é quadrado perfeito se, e somente se, na decomposição em seus fatores primos só comparece expoente par. Desse modo, existem 2 x 2 x 1 = 4 divisores naturais de 360 que são quadrados perfeitos. 1) (OBM) Um número natural A de três algarismos detona um número natural B de três algarismos se cada algarismo de A é maior do que o algarismo correspondente de B. Por exemplo, 876 detona 345; porém, 651 não detona 542 pois 1 < 2. Quantos números de três algarismos detonam 314? A) 120 B) 240 C) 360 D) 480 E) 600 Seja XYZ um número de três dígitos que detona 314. Devemos ter X = 4, 5, 6, 7, 8 ou 9; Y = 2, 3, ..., 9 e Z = 5, 6, 7, 8 ou 9. Portanto, temos 6 opções para o primeiro dígito, 8 para o segundo e 5 para o terceiro. Ou seja 6 x 8 x 5 = 240. 2) (OBM) Quantos números pares de três algarismos têm dois algarismos ímpares? A) 20 B) 48 C) 100 D) 125 E) 225 Seja ABC um número par de três algarismos. Nesse caso, há exatamente 5 possibilidades para o algarismo C : 0, 2, 4, 6 ou 8. Como esse número deve ter dois algarismos ímpares, os algarismos A e B deverão preenchidos com 1, 3, 5, 7 ou 9, ou seja, há 5 possibilidades para cada um. Logo 5 x 5 x 5 = 125 números pares de três algarismos têm dois algarismos ímpares. 3) (OBM) Quantos números inteiros positivos menores que 500 têm exatamente 15 divisores inteiros positivos? A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 Sejam p,q números primos, então para que o número de divisores inteiros e positivos seja exatamente 15, os número precisam ser da seguinte forma: p14 e p2q4. Assim teremos as seguintes possibilidades: 22.34 = 324, 32.24 = 144 e 52.24 = 400. 4) (OBM) Quantos números de três algarismos ímpares distintos são divisíveis por 3? A) 18 B) 24 C) 28 D) 36 E) 48 Os algarismos ímpares são 1, 3, 5, 7 e 9. Para que o número seja divisível por 3, a soma dos seus 3 algarismos deve ser múltiplo de 3. Os conjuntos de três algarismos nessas condições são {1,3,5}, {3,5,7}, {5,7,9} e {1,5,9}. Com cada um desses conjuntos podem-se formar seis números diferentes. Por exemplo, para o primeiro, temos os números 135, 153, 315, 351, 513 e 531. Portanto, há 4 x 6 = 24 números. 5) (OBM) As permutações da palavra BRASIL foram listadas em ordem alfabética, como se fossem palavras de seis letras em um dicionário. A 361ª palavra nessa lista é: A) BRISAL B) SIRBAL C) RASBIL D) SABRIL E) LABIRS A palavra BRASIL tem 6 letras diferente. Fixando a primeira letra à esquerda, restam 5 letras. O número de palavras que se obtém permutando-se essas 5 letras é 5x4x3x2x1=120. Portanto, após fixar à esquerda as letras A, B e I, teremos listado 3x120=360 palavras. Obedecendo à ordem alfabética, a próxima letra a ser fixada é L; escrevendo as demais letras em ordem alfabética, teremos a palavra LABIRS. 6) (OBM) Um número com dois dígitos distintos e não nulos é chamado de bonito se o dígito das dezenas é maior do que o dígito das unidades. A quantidade de números bonitos é: A) 72 B) 36 C) 35 D) 64 E) 56 Existem 9 8 números de dois dígitos distintos, exatamente metade deles é bonito e a outra metade não é. Logo existem 9 8/2 = 36 números bonitos. 7) (OBM) O desenho ao lado mostra o mapa de um país (imaginário) constituído por cinco estados. Deseja-se colorir esse mapa com as cores verde, azul e amarela, de modo que dois estados vizinhos não possuam a mesma cor. De quantas maneiras diferentes o mapa pode ser pintado? A) 12 B) 6 C) 10 D) 24 E) 120 B A D E C O estado A pode ser pintado de 3 formas: verde, azul ou amarelo. Para qualquer estado vizinho, por exemplo, o estado B, temos duas possibilidades e os demais estados têm suas cores determinadas (1 possibilidade). Logo, podemos colorir o mapa de 3 2 = 6 formas. 8) (OBMEP) Gabriel comprou uma rosa, um cravo e um lírio e quer dar uma flor para cada uma de suas três amigas. Ele sabe que uma amiga não gosta de cravos, outra não gosta de lírios e a terceira não gosta de rosas. De quantas maneiras ele pode distribuir as flores de modo a agradar às três amigas? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 6 9) (OBMEP) Manuela quer pintar as quatro paredes de seu quarto usando as cores azul, rosa, verde e branco, cada parede de uma cor diferente. Ela não quer que as paredes azul e rosa fiquem de frente uma para a outra. De quantas maneiras diferentes ela pode pintar seu quarto? A) 8 B) 16 C) 18 D) 20 E) 24 10) (OBMEP) Dois casais de namorados vão sentar-se em um banco de uma praça. Em quantas ordens diferentes os quatro podem sentar-se no banco, de modo que cada namorado fique ao lado de sua namorada? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 8 Obs.: Denomina-se ANAGRAMA o agrupamento formado pelas letras de uma palavra, que podem ter ou não significado. 11) Quantos são os anagramas da palavra “CAPÍTULO”. a) possíveis? Resposta: 8! = 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 40320 CURIOSIDADE: Cite um anagrama para a palavra ARGENTINO. I G N O R A N T E 14) De quantos modos podemos colocar 2 reis diferentes em casas não adjacentes de um tabuleiro 8 x 8? E se os reis fossem iguais? Resposta: O tabuleiro de 64 casas possui 4 casas de canto (vértices), 24 casas laterais que não são vértices e 36 casas centrais. Cada casa de canto possui 3 casas adjacentes; cada lateral possui 5 casas adjacentes e cada central possui 8 casas adjacentes. Vamos contar separadamente os casos que ocorrem conforme o rei negro ocupe uma casa de canto, lateral ou central. Se o rei negro ocupar uma casa de canto, haverá 4 posições para o rei negro e 60 posições para o rei branco, pois das 64 casas do tabuleiro uma estará ocupada, e as 3 a ela adjacentes não poderão ser ocupadas pelo rei branco. Haverá, portanto, 4x60 = 240 modos de dispor os reis. Se o rei negro ocupar uma casa lateral que não seja de canto, haverá 24 posições para o rei negro e 58 posições para o rei branco, pois das 64 casas do tabuleiro uma estará ocupada e as 5 a ela adjacentes não poderão ser ocupadas pelo rei branco. Haverá, portanto, 24x58 = 1 392 modos de dispor os reis. Se o rei negro ocupar uma casa central, haverá 36 posições para o rei negro e 55 posições para o rei branco, pois das 64 casas do tabuleiro uma estará ocupada, e as 8 a ela adjacentes não poderão ser ocupadas pelo rei branco. Haverá, portanto, 36x55 = 1 980 modos de dispor os reis. Portanto, a resposta é 240 + 1 392 + 1 980 = 3 612. Se os reis fossem iguais, a resposta seria a metade da resposta anterior, 1 806. 15) Cada dígito de uma calculadora é mostrado no visor acendendo filamentos dispostos como mostra a figura a seguir. Quantos símbolos diferentes podem ser representados? (Não inclua o caso em que nenhum filamento é aceso.) Resposta: São 7 filamentos. Para cada um, há duas possibilidades (aceso ou apagado). Logo, o número total de configurações possíveis é 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 27 = 128. Excluindo aquela em que estão todos apagados, obtemos 127 símbolos diferentes. 17) Com 5 homens e 5 mulheres, de quantos modos se pode formar um casal? Este problema foi resolvido por um aluno do modo a seguir: “A primeira pessoa do casal pode ser escolhida de 10 modos, pois ela pode ser homem ou mulher. Escolhida a primeira pessoa, a segunda pessoa só poderá ser escolhida de 5 modos, pois deve ser de sexo diferente do da primeira pessoa. Há portanto 10×5 = 50 modos de formar um casal.” A solução está certa ou errada? Se estiver errada, onde está o erro? O casal João e Maria foi considerado diferente do casal Maria e João. Isso é devido ao fato de termos trabalhado com o conceito de primeira pessoa do casal. Por isso a resposta encontrada é o dobro da resposta real.