E.E. Dona Antônia Valadares MATEMÁTICA 1º ANO ANÁLISE COMBINATÓRIA PRINCÍCPIO FUNDAMENTAL DA CONTAGEM PROFESSOR: ALEXSANDRO DE SOUSA http://donaantoniavaladares.comunidades.net MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados ANÁLISE COMBINATÓRIA É uma parte da matemática que estuda os agrupamentos de elementos sem precisar de enumerá-los. A origem desse assunto está ligada ao estudo dos jogos de azar, tais como: lançamento de dados, jogos de cartas, etc. Atualmente, a estimativa de acertos em jogos populares como: loteria esportiva, loto, loteria federal, etc., além de utilizações mais específicas, como confecções de horários, de planos de produção, de números de placas de automóveis etc. Prof: Alexsandro de Sousa MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados FATORIAL Chama-se fatorial de n ou n fatorial o número n!, tal que: - Para n=0: 0!=1 - Para n=1: 1!=1 - Para n=2: 2!=21=2 - Para n=3: 3!=321=6 - Para n=4: 4!=4321=24 - Para n=5: 5!=54321=120 Generalizando: n! = n (n-1) (n-2) (n-3) ... 2 1, sendo n pertencente ao conjunto dos números naturais {0, 1, 2, 3 ...}. Prof: Alexsandro de Sousa CONTAR É ... Contar é uma atividade comum do nosso cotidiano. Desde cedo contamos por diversas razões: saber quantos números de telefones diferentes podem ser instalados numa cidade, quantos brinquedos temos, quantas combinações de roupa podemos formar com certa quantidade de peças. O processo se torna tão automático que, muitas vezes, não usamos nenhuma estratégia para contagens longas e demoradas. Estes processos e formas de contagem podem ser facilitados com a Matemática Prof: Alexsandro de Sousa PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA CONTAGEM (PFC) Também chamado de princípio multiplicativo, o princípio fundamental da contagem consiste em uma técnica que esquematiza a resolução de problemas que envolvem situações de contagem, sem enumeração. Sua principal ferramenta é a árvore de possibilidades que permite sistematizar o problema e, assim, chegar à sua solução. O PFC é o elemento fundamental do pensamento combinatório, pois é a partir dele que todas as construções cognitivas posteriores (permutações, arranjos e combinações) se constituirão para o sujeito. Prof: Alexsandro de Sousa Acompanhe o raciocínio da resolução do problema a seguir: Quantas refeições diferentes podemos escolher, tendo cada uma, uma entrada, um prato principal e uma sobremesa? Entrada Sopa Camarão ao alho e óleo Prato Arroz ao forno Bife acebolado Lasanha Sobremesa: Frutas Pudim Entrada Prato A S B L A C B L Prof: Alexsandro de Sousa Sobremesa F P F P F P F P F P F P Refeição ( S,A,F ) ( S,A,P ) ( S,B,F ) ( S,B,P ) ( S,L,F ) ( S,L,P ) ( C,A,F ) ( C,A,P ) ( C,B,F ) ( C,B,P ) ( C,L,F ) ( C,L,P ) A quantidade de refeições é obtida multiplicando-se todas as possibilidades. Sendo assim: 2 3 2 = 12 refeições MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Uma moeda é lançada três vezes. Qual o número de seqüências possíveis de cara e coroa? Indicaremos por C o resultado cara e K o resultado coroa. O resultado procurado é 2.2.2 = 8 C Pelo o Diagrama da Árvore C–C–C K C–C–K C C–K–C K C–K–K C K C K K Prof: Alexsandro de Sousa C C K–C–C K K–C–K C K–K–C K K–K-K MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados A lanchonete de uma escola oferece em seu cardápio 8 tipos de sanduíche, 4 tipos de refrigerante e 5 sabores de sorvete. Renata quer escolher 1 sanduíche, 1 refrigerante e 1 sorvete. Quantas opções ela tem para pedir um lanche? TOTAL DE OPÇÕES 8 tipos X Prof: Alexsandro de Sousa 4 tipos X 5 tipos = 160 MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados TOTAL DE OPÇÕES 3 tipos X Prof: Alexsandro de Sousa 6 tipos X 2 pares = 36 MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Quantidade de portas para ENTRAR 3 Prof: Alexsandro de Sousa Total de possibilidades Quantidade de portas para SAIR x 2 = 6 3 8 8 7 Prof: Alexsandro de Sousa 41 5 4 3 5 5 2 3 0 Imagem disponível em http://pinterest.com/pin/17732930404817058 4/, acesso em 19/07/2015 MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados RESOLVENDO Quantas opções de algarismos? 3 8 87 Quantas opções de algarismos Quantas opções de algarismos 10 10 10 0 Pelo PFC podemos obter até 10.10.10 números de telefones terminados em zero com o prefixo 3887, ou seja, 1000 números distintos. Prof: Alexsandro de Sousa MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Quantos números de 3 algarismos podemos formar com os algarismos significativos (1 a 9)? 9 x 9 x 9 = 729 números E se fossem com algarismos distintos? 9 x 8 Prof: Alexsandro de Sousa x 7 = 504 números MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Quantos números de quatro algarismos distintos podemos formar no sistema de numeração decimal? Resolução: Algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 9 x 9 x 8 x 7 O número não começar por 0 (zero), logo: 9 . 9 . 8. 7 = 4.536 Resposta: 4.536 números Prof: Alexsandro de Sousa MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Em uma corrida de 6 carros, quantas são as possibilidades do 1º, 2º e 3º lugares? 1º lugar 2º lugar 6 x 5 3º lugar x 4 Prof: Alexsandro de Sousa = 120 possibilidades MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados PERMUTAÇÃO SIMPLES Permutar é o mesmo que trocar. Nos problemas de permutação simples, a ideia que fica é de trocar ou embaralhar as posições de todos os elementos. Exemplo: Quantos anagramas existem da palavra azul? Anagramas são todas as palavras formadas, com ou sem sentido, pelas letras da palavra dada, embaralhando a sua ordem. A maneira mais fácil de construir todas as possibilidades é pelo “diagrama de árvores”. Observe: Prof: Alexsandro de Sousa MATEMÁTICA, 9º Ano Pontos no plano cartesiano/pares ordenados Com relação a palavra BRASIL, quantos anagramas podemos formar: a) No total ? Resolução: __ __ __ __ __ __ b) Começados por BR nessa ordem? Resolução: 4! = 24 |BR| 4.3.2.1 c) Começando por vogal e terminando em consoante ? Resolução: ___ ___ ___ ___ ___ ___ Vogal consoante Prof: Alexsandro de Sousa 17 d) Com as letras BR juntas nesta ordem? Resolução: BR juntas significa que formarão uma única letra, logo o anagrama será composto de 5 letras, portanto a resposta é 5! = 120 e) Com as letras BR juntas em qualquer ordem? Resolução: Em qualquer ordem, teremos 5! . 2 = 240 Prof: Alexsandro de Sousa EXERCÍCIOS 1 – Existem 3 linhas de ônibus ligando a cidade A à cidade B, e 4 outras ligando B à cidade C. Uma pessoa deseja viajar de A a C, passando por B. De quantos modos diferentes a pessoa poderá fazer essa viagem? 2 – A placa de um automóvel é formada por três letras seguidas por um número de quatro algarismos. Com as letras A, R e U e os algarismos ímpares, quantas placas diferentes podem ser constituídas, de modo que o número não tenha algarismo repetido? 3 – Quantos números de três algarismos distintos podemos formar com os algarismos 2, 3, 4, 5, e 7? Prof: Alexsandro de Sousa 4 – De quantos modos pode-se pintar as faces laterais de uma pirâmide pentagonal regular, utilizando-se oito cores diferentes, sendo cada face de uma única cor? 5 – (Cesgranrio/2005) A senha de certo cadeado é composta por 4 algarismos ímpares, repetidos ou não. Somando-se os dois primeiros algarismos dessa senha, o resultado é 8; somando-se os dois últimos, o resultado é 10. Uma pessoa que siga tais informações abrirá esse cadeado em no máximo n tentativas, sem repetir nenhuma. O valor de n é igual a: a) 9 b) 15 d) 24 e) 30 Prof: Alexsandro de Sousa c) 20 6 – A quantidade de números de três algarismos, maiores que 500, que podem podem ser formados com os algarismos 3, 5, 6, 7 e 9, com repetição, é igual a: a) 10 b) 20 c) 48 d) 52 e) 100 7 – Duas das cinqüenta cadeiras de uma sala serão ocupadas por dois alunos. O número de maneiras distintas possíveis que esses alunos terão para escolher duas das cinqüenta cadeiras, para ocupá-las, é: a) 1225 b) 2450 c) 250 d) 49! Prof: Alexsandro de Sousa 8 – Uma sala tem 6 lâmpadas com interruptores independentes. O número de modos de iluminar essa sala, acendendo pelo menos uma lâmpada é: a) 63 b) 79 c) 127 d) 182 e) 201 Prof: Alexsandro de Sousa 9 – (IEZZI, DOLCE, MACHADO, 2009 - Adatada) Marco Antônio quer visitar Talita no próximo sábado. Para chegar à casa da amiga, Marco Antônio pode escolher um entre três caminhos. Para voltar, ele também Casa de Talita Casa de Marco Antônio pode escolher qualquer um dos três caminhos. a) De quantos modos ele pode fazer o percurso de ida e volta? b) Quantas visitas ele pode fazer, sem repetir o mesmo percurso de ida e volta? c) De quantos modos ele pode visitar Talita indo por um caminho e voltando por outro? Prof: Alexsandro de Sousa