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Guias e Dicas
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Aula 10 - Analise Combinatoria Parte I, Notas de aula de Engenharia Informática

Material para concursos sobre Raciocínio Lógico

Tipologia: Notas de aula

2010

Compartilhado em 08/11/2010

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vanessa-faustino-luiz-5 🇧🇷

4.6

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Baixe Aula 10 - Analise Combinatoria Parte I e outras Notas de aula em PDF para Engenharia Informática, somente na Docsity! CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 1 AULA DEZ: Análise Combinatória (Parte I) Olá, amigos! Hoje iniciamos um assunto novo: Análise Combinatória! É este também um dos mais freqüentes nas provas de Raciocínio Lógico, quer elaboradas pela Esaf, quer por outra qualquer mesa elaboradora! Antes de mais nada, porém, passemos à correção do dever de casa da aula passada. DEVER DE CASA 01. (AFC/CGU 2003/2004 ESAF) Três homens são levados à presença de um jovem lógico. Sabe-se que um deles é um honesto marceneiro, que sempre diz a verdade. Sabe-se, também, que um outro é um pedreiro, igualmente honesto e trabalhador, mas que tem o estranho costume de sempre mentir, de jamais dizer a verdade. Sabe-se, ainda, que o restante é um vulgar ladrão que ora mente, ora diz a verdade. O problema é que não se sabe quem, entre eles, é quem. À frente do jovem lógico, esses três homens fazem, ordenadamente, as seguintes declarações: O primeiro diz: “Eu sou o ladrão.” O segundo diz: “É verdade; ele, o que acabou de falar, é o ladrão.” O terceiro diz: “Eu sou o ladrão.” Com base nestas informações, o jovem lógico pode, então, concluir corretamente que: a) O ladrão é o primeiro e o marceneiro é o terceiro. b) O ladrão é o primeiro e o marceneiro é o segundo. c) O pedreiro é o primeiro e o ladrão é o segundo. d) O pedreiro é o primeiro e o ladrão é o terceiro. e) O marceneiro é o primeiro e o ladrão é o segundo. Sol.: - Temos as seguintes informações sobre os três homens: 1) O marceneiro sempre diz a verdade; 2) O pedreiro sempre mente; 3) O ladrão ora mente, ora diz a verdade. - Os três homens fazem as seguintes declarações: 1) O primeiro homem diz: “Eu sou o ladrão.” 2) O segundo homem diz: “É verdade; ele, o que acabou de falar, é o ladrão.” 3) O terceiro homem diz: “Eu sou o ladrão.” Pela questão, não se sabe quem, entre eles, é quem! Faremos algumas suposições para identificar os homens que fizeram as declarações! Vamos supor a um dos declarantes que ele diz a verdade (ou seja, é o marceneiro), e depois testaremos esta suposição! Assim, devemos realizar três testes, conforme mostramos abaixo: 1º teste: Supor que o primeiro homem que declara é o marceneiro; 2º teste: Supor que o segundo homem que declara é o marceneiro; 3º teste: Supor que o terceiro homem que declara é o marceneiro. Realizando os testes: 1º teste: Supor que o primeiro homem que declara é o marceneiro: O primeiro homem declara: “Eu sou o ladrão”! Portanto, este homem não pode ser o marceneiro, pois o marceneiro sempre diz a verdade, e assim nunca se declararia que é ladrão! Concluímos que o primeiro homem não é o marceneiro! CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 2 Veja que tanto o primeiro homem quanto o terceiro homem declaram a mesma coisa! Daí, o 3º teste terá um resultado similar ao obtido pelo 1º teste: o marceneiro não pode ser o terceiro homem! Então, com certeza, o 2º teste terá um resultado positivo, pois foi o único que restou! Donde concluímos que o segundo homem é o marceneiro! E como o marceneiro é o segundo homem, então é verdadeira a sua declaração! Daí, obtemos que o primeiro homem diz a verdade! Como o primeiro homem diz a verdade, então ele é o ladrão (não pode ser o pedreiro, pois este sempre mente!). Resta que o terceiro homem é o pedreiro, que sempre mente! Resposta: alternativa B. 02. (MPOG 2002) Cinco amigas, Ana, Bia, Cati, Dida e Elisa, são tias ou irmãs de Zilda. As tias de Zilda sempre contam a verdade e as irmãs de Zilda sempre mentem. Ana diz que Bia é tia de Zilda. Bia diz que Cati é irmã de Zilda. Cati diz que Dida é irmã de Zilda. Dida diz que Bia e Elisa têm diferentes graus de parentesco com Zilda, isto é: se uma é tia a outra é irmã. Elisa diz que Ana é tia de Zilda. Assim, o número de irmãs de Zilda neste conjunto de cinco amigas é dado por: a) 1 d) 4 b) 2 e) 5 c) 3 Sol.: O enunciado traz as seguintes informações: - Há cinco amigas: Ana, Bia, Cati, Dida e Elisa, que são tias ou irmãs de Zilda. - As tias de Zilda sempre contam a verdade e as irmãs de Zilda sempre mentem. Também, temos as seguintes declarações feitas pelas cinco amigas: 1) Ana diz: Bia é tia de Zilda 2) Bia diz: Cati é irmã de Zilda 3) Cati diz: Dida é irmã de Zilda 4) Dida diz: Bia e Elisa têm diferentes graus de parentesco com Zilda 5) Elisa diz: Ana é tia de Zilda Vamos supor que a primeira declarante seja tia de Zilda, ou seja, estamos supondo que Ana é tia de Zilda, e como as tias sempre dizem a verdade, então Ana sempre diz a verdade! Agora, testaremos esta suposição: Ana diz: Bia é tia de Zilda. Como Ana diz a verdade, então Bia é tia de Zilda! Logo, Bia diz a verdade! Bia diz: Cati é irmã de Zilda Também Bia diz a verdade, então Cati é irmã de Zilda! Logo, Cati mente! Cati diz: Dida é irmã de Zilda Temos que Cati mente, então Dida não é irmã de Zilda, mas sim tia de Zilda! Logo, Dida diz a verdade! Dida diz: Bia e Elisa têm diferentes graus de parentesco com Zilda. Como Dida diz a verdade, e como obtemos anteriormente que Bia é tia de Zilda, então concluímos que Elisa é irmã de Zilda! Logo, Elisa mente! Elisa diz: Ana é tia de Zilda Elisa mente, logo Ana não é tia de Zilda! Porém, isto contradiz a suposição inicial que fizemos: Ana é tia de Zilda! Assim, como ocorreu uma contradição, então a suposição inicial está errada, restando-nos considerar que, com certeza, Ana é irmã de Zilda! CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 5 04. (CVM – 2000) Beatriz encontrava-se em viagem por um país distante, habitado pelos vingos e pelos mingos. Os vingos sempre dizem a verdade; já os mingos sempre mentem. Certo dia, vendo-se perdida em uma estrada, Beatriz dirigiu-se a um jovem que por ali passava e perguntou-lhe: “Esta estrada leva à Aldeia Azul?”. O jovem respondeu-lhe: “Sim, esta estrada leva à Aldeia Azul”. Como não soubesse se o jovem era vingo ou mingo, Beatriz fez-lhe outra pergunta: “E se eu te perguntasse se és mingo, o que me responderias?”. E o jovem respondeu: “Responderia que sim”. Dadas as respostas do jovem, Beatriz pôde concluir corretamente que a) o jovem era mingo e a estrada não levava à Aldeia Azul b) o jovem era mingo e a estrada levava à Aldeia Azul c) o jovem era vingo e a estrada não levava à Aldeia Azul d) o jovem era vingo e a estrada levava à Aldeia Azul e) o jovem poderia ser vingo ou mingo, e a estrada levava à Aldeia Azul Sol.: Temos as seguintes informações trazidas no enunciado da questão: 1) Um país distante é habitado pelos vingos e pelos mingos. 2) Os vingos sempre dizem a verdade; já os mingos sempre mentem. Beatriz faz duas perguntas a um jovem: 1ª) Esta estrada leva à Aldeia Azul? Resposta: “Sim, esta estrada leva à Aldeia Azul”. 2ª) E se eu te perguntasse se és mingo, o que me responderias? Resposta: “Responderia que sim”. Até o momento não sabemos se o jovem é vingo ou mingo! Vamos supor que ele seja vingo, e analisaremos as perguntas e respostas acima para testar esta suposição! Análise da 1ª pergunta e resposta: Esta estrada leva à Aldeia Azul? “Sim, esta estrada leva à Aldeia Azul”. Como supomos que o jovem é vingo, logo a sua resposta é verdadeira, e obtemos que é verdade que a estrada leva à Aldeia Azul! Vamos analisar a outra pergunta! Análise da 2ª pergunta e resposta: E se eu te perguntasse se és mingo, o que me responderias? “Responderia que sim”. Como supomos que o jovem é vingo, a resposta a pergunta acima deve ser NÃO! Entretanto, o jovem respondeu SIM! Ou seja, ocorreu uma contradição, daí a suposição inicial de que o jovem é vingo não é correta! Então, o jovem é mingo! Sabendo que o jovem é mingo (mentiroso), vamos analisar novamente as perguntas e respostas para descobrir se a estrada leva, ou não, a aldeia azul! Análise da 1ª pergunta e resposta: Esta estrada leva à Aldeia Azul? “Sim, esta estrada leva à Aldeia Azul”. Já sabemos que o jovem mente, portanto quando ele diz SIM na resposta acima, significa que a resposta verdadeira (correta) é NÃO! Assim, a estrada não leva à Aldeia Azul! Assim, obtemos: O jovem é mingo! A estrada não leva à Aldeia Azul! Resposta: alternativa A. CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 6 05. (CGM RJ 2003 FJG) Juca, João e José fizeram as seguintes afirmações: Juca: Eu fui aprovado no concurso ou José foi aprovado no concurso. João: Se José não foi aprovado no concurso, então eu fui aprovado no concurso. José: Eu fui aprovado no concurso ou João foi aprovado no concurso. Admitindo-se que apenas uma das três afirmações acima seja verdadeira, é correto concluir que: A) José foi aprovado no concurso B) Juca foi aprovado no concurso C) Juca e João foram aprovados no concurso D) José e João foram aprovados no concurso Sol.: De acordo com os dados fornecidos na questão, temos três hipóteses possíveis: 1ª hipótese 2ª hipótese 3ª hipótese Afirmação de Juca verdadeira falsa falsa Afirmação de João falsa verdadeira falsa Afirmação de José falsa falsa verdadeira Vamos testar a 1ª hipótese: - Segundo a 1ª hipótese, temos: 1ª) Juca: Eu fui aprovado no concurso ou José foi aprovado no concurso ⇒ verdadeira. 2ª) João: José não foi aprovado no concurso → eu fui aprovado no concurso ⇒ falsa. 3ª) José: Eu fui aprovado no concurso ou João foi aprovado no concurso ⇒ falsa. A afirmação de João é uma condicional, e para que ela seja falsa, é necessário que a 1ª parte da condicional seja verdadeira e a segunda seja falsa, ou seja: “José não foi aprovado no concurso” é verdade! “Eu (João) fui aprovado no concurso” é falso! A afirmação de José é uma disjunção, e para que ela seja falsa, é necessário que ambas as partes sejam falsas, ou seja: “Eu (José) fui aprovado no concurso” é falso! “João foi aprovado no concurso” é falso! Até o momento não houve contradições, e já obtemos que: “José não foi aprovado no concurso” é verdade! “João não foi aprovado no concurso” é verdade! Passemos a analisar a afirmação de Juca! A segunda parte da sua afirmação é falsa, então para que a afirmação como um todo seja verdadeira é necessário que a primeira parte seja verdadeira, ou seja: “Eu (Juca) fui aprovado no concurso” é verdade! Finalizamos o teste da 1ª hipótese e não encontramos contradições nela, daí esta hipótese está correta! E os resultados obtidos para esta hipótese foram: “José não foi aprovado no concurso” é verdade! “João não foi aprovado no concurso” é verdade! “Juca foi aprovado no concurso” é verdade! Resposta: alternativa B. CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 7 Falaremos, agora, acerca da Análise Combinatória! O assunto não é difícil, ao contrário. Só precisa ser bem entendido. Questões de análise combinatória serão aquelas que perguntarão de quantas formas pode ocorrer um determinado evento. Vejamos alguns exemplos: 1) De quantas formas diferentes cinco pessoas podem se sentar em cinco cadeiras de uma fila de cinema? 2) Quantos números de três algarismos podem ser formados, dispondo-se dos algarismos (1, 2, 3, 4, 5)? 3) Quantos tipos de saladas, feita de três tipos de frutas diferentes, podem ser formados com as seguintes frutas: banana, maçã, pêra, uva, laranja, mamão, melão? Enfim! Situações como essas acima serão resolvidas por meio de técnicas que conheceremos a partir de agora. Ou seja, a Análise Combinatória se presta ao seguinte: a descobrir o número de maneiras possíveis de se realizar um determinado evento, sem que seja necessário descrever todas essas maneiras! Um exemplo melhor, para esclarecer o que foi dito: suponhamos que eu tenho uma moeda na mão e vou lançá-la três vezes para o ar. A pergunta é: quantos são os resultados possíveis para esses três lançamentos da moeda? Ora, se fôssemos tentar descrever todas as possibilidades, poderíamos fazê-lo por intermédio de um desenho, chamado diagrama da árvore. Da seguinte forma: 1º Lançamento 2º Lançamento 3º Lançamento Resultados Cara ------ C, C, C Cara Coroa ------ C, C, K Cara Cara ------ C, K, C Coroa Coroa ------ C, K, K Cara ------ K, C, C Cara Coroa ------ K, C, K Coroa Cara ------- K, K, C Coroa Coroa ------ K, K, K Nos resultados, chamamos cara de C, e coroa de k. E assim, por meio do desenho acima, percebemos que há oito diferentes possíveis resultados para o lançamento de uma moeda três vezes! Ocorre que seria muito custoso termos que, a cada novo problema, fazer o tal do diagrama da árvore! Aí entra a Análise Combinatória! Usando técnicas simples, podemos chegar ao resultado procurado, sem precisar desenhar as resultados possíveis! CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 10 De quantos modos três pessoas podem ficar em fila indiana? Sol.: Fila indiana, você sabe, é aquela em que uma pessoa fica atrás da outra. Daí, as etapas do evento serão: definir quem vai na cabeça da fila, quem vai no meio e quem vai no fim. Teremos: 1ª etapa) definição do 1º da fila: 3 resultados possíveis; 2ª etapa) definição do 2º da fila: 2 resultados possíveis; 3ª etapa) definição do 3º da fila: 1 resultado possível. Daí, multiplicando-se os resultados parciais, teremos: 3x2x1 = 6 Resposta! Podem ser formadas seis diferentes filas indianas, com três pessoas! João vai a um restaurante disposto a comer um só prato de carne e uma só sobremesa. O cardápio oferece oito pratos distintos de carne e cinco pratos diferentes de sobremesa. De quantas formas pode o homem fazer sua refeição? Sol.: Qual é o evento? Ora, é fazer uma refeição! Pelos dados da questão, as etapas para a composição deste evento (e os resultados possíveis para cada uma delas) serão as seguintes: 1ª etapa) definição da carne 8 resultados possíveis; 2ª etapa) definição da sobremesa 5 resultados possíveis. Multiplicando-se os resultados parciais, teremos: 8x5 = 40 Resposta! Podem ser compostas 40 distintas refeições, dispondo-se de oito tipos de carne e 5 tipos de sobremesa! Numa festa existem 80 homens e 90 mulheres. Quantos casais diferentes podem ser formados? Sol.: O objetivo é formar um casal. Ora, um casal é composto de um homem e uma mulher! Logo, para cumprir esse objetivo, dividiremos o evento em duas etapas: 1ª etapa) escolha do homem 80 resultados possíveis; 2ª etapa) escolha da mulher 90 resultados possíveis. Pelo princípio da contagem, multiplicando-se os resultados parciais, teremos: 80x90 = 7200 Resposta! O sistema telefônico de São Paulo utiliza sete dígitos para designar os diversos telefones. Supondo que o primeiro dígito seja sempre dois (2), e que o dígito zero (0) não seja utilizado para designar estações (2º e 3º dígitos), quantos números de telefones diferentes poderemos ter? Sol.: CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 11 O evento agora é compor um número de telefone, observando as restrições previstas no enunciado! Como teremos 7 dígitos, trabalharemos também com 7 etapas! Cada etapa corresponde, naturalmente, à escolha do respectivo dígito. Este exemplo se diferencia dos anteriores, pois aqui teremos que redobrar nossa atenção, uma vez que o enunciado estabelece exigências específicas para algumas das etapas do evento. Por exemplo, é dito que o primeiro dígito será sempre 2. É dito também que na escolha do segundo e do terceiro dígitos não poderemos usar o algarismo zero! Essas restrições terão que ser observadas quando formos fazer o cálculo dos resultados parciais! Teremos: 1ª etapa) Definição do 1º dígito 1 resultado possível (só pode ser “2”); 2ª etapa) Definição do 2º dígito 9 resultados possíveis. Senão, vejamos: dispomos dos algarismos do sistema decimal, para escolher um deles que ocupará o 2º dígito. São eles: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9}. São dez algarismos! Ocorre que o enunciado amarra que o algarismo zero não pode ocupar essa segunda casa! Daí, restam nove resultados possíveis! Idêntico raciocínio se repetirá para a próxima etapa. 3ª etapa) Definição do 3º dígito 9 resultados possíveis. 4ª etapa) Definição do 4º dígito 10 resultados possíveis! Aqui não há nenhuma exigência específica, e nenhuma restrição! Ou seja, pode ser usado qualquer algarismo do sistema decimal (e são 10!). O mesmo raciocínio se repetirá para as três últimas etapas. 5ª etapa) Definição do 5º dígito 10 resultados possíveis. 6ª etapa) Definição do 6º dígito 10 resultados possíveis. 7ª etapa) Definição do 7º dígito 10 resultados possíveis. Finalmente, multiplicando-se os resultados parciais, teremos: 1x9x9x10x10x10x10 = 810.000 Resposta! # Arranjo e Combinação: Duas outras técnicas serão comumente usadas na resolução de problemas de Análise Combinatória. Estamos falando do Arranjo e da Combinação! O importante é sabermos que, para cada caso específico de situação, haverá um caminho de resolução adequado. Se o diagnóstico de uma questão é Arranjo, ela terá que ser resolvida por Arranjo; se é Combinação, terá que ser resolvida por combinação! Ou seja, se a questão é de tal forma que a resolução correta se faz por Arranjo e você equivocadamente a resolve por Combinação, infelizmente a sua resposta estará errada, e você acaba de perder um ponto precioso na prova! Com isso, concluímos que a alma da Análise Combinatória consiste em saber identificar qual é o correto caminho de resolução! E isso, amigos, é extremamente fácil! Traçaremos um método! Vejamos: Elementos iguais no subgrupo Elementos distintos no subgrupo Princípio Fundamental da Contagem Arranjo ou Combinação CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 12 Esse diagrama acima será nosso guia! Por meio dele não há como errarmos na escolha do caminho de resolução! Mas, o que significa esse comando: elementos iguais no subgrupo ou elementos distintos no subgrupo? Ora, sempre que formos pensar um problema de análise combinatória, estaremos trabalhando com elementos de um conjunto universo e tentando construir conjuntos menores, chamados subgrupos. Vejamos os três exemplos seguintes, que nos ajudarão a entender melhor: Exemplo 1) Quantos números de três algarismos podem ser formados, dispondo dos algarismos 1, 2, 3, 4 e 5? Quem é o conjunto universo? {1, 2, 3, 4, 5} E quem será o subgrupo? Será um conjunto de apenas três algarismos! Formar esse subgrupo é o nosso objetivo! Neste exemplo, a questão especificou que os elementos do subgrupo tenham que ser distintos? Ou podem ser iguais? Ora, se a questão não amarrou que o subgrupo tem que ter elementos diferentes, então fica subentendido que eles podem ser repetidos! Daí, já sabemos que o caminho de resolução será o Princípio da Contagem! Exemplo 2) Quantos números de três algarismos distintos podem ser formados, dispondo dos algarismos 1, 2, 3, 4 e 5? Quem é o conjunto universo? O mesmo do exemplo anterior: {1, 2, 3, 4, 5} O subgrupo agora terá quantos elementos? Três, da mesma forma! Podem os elementos do subgrupo repetir-se? Não! A questão estabeleceu que terão de ser elementos distintos! Com isso, concluímos: o caminho de resolução seguirá pelo Arranjo ou pela Combinação! Mas qual dos dois? Arranjo ou Combinação? Güenta aí, que explicaremos já! Exemplo 3) Dispondo das seguintes espécies de frutas {maçã, mamão, melão, banana, pêra, uva, laranja e melancia}, quantos tipos de saladas podem ser formadas, contendo três tipos de frutas? Quem é o conjunto universo? É o das frutas disponíveis: {maçã, mamão, melão, banana, pêra, uva, laranja e melancia} E o subgrupo, qual será? Será aquela salada que formaremos, com apenas três tipos de frutas! A pergunta: o subgrupo terá que ter elementos diferentes? Obviamente que sim! Não dá para formar uma salada com banana, banana e banana. Concordam? Embora o enunciado não tenha dito isso expressamente, fica entendido, por evidente, que a salada tem que ser formada por três tipos distintos de frutas! Assim sendo, concluímos: o caminho de resolução é o do Arranjo ou da Combinação! Mas qual desses dois? Arranjo ou Combinação? # Decidindo entre o Arranjo e a Combinação: Uma vez superado o primeiro momento, e considerando que já sabemos que a questão será resolvida por Arranjo ou Combinação, seguiremos os passos seguintes, a fim de nos definirmos por uma ou por outra técnica de resolução. Vejamos: 1º Passo) Criaremos um resultado possível para o subgrupo; CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 15 Olhemos de novo, e com mais calma, o diagrama dos caminhos de resolução: Elementos iguais no subgrupo Elementos distintos no subgrupo Repare bem na seta em cor verde! Reparou? O que ela quer indicar? O seguinte: se você descobrir que a questão deve ser resolvida por Arranjo, então poderá também resolvê-la pelo Princípio da Contagem! Observe que se trata de uma seta com sentido único! De Arranjo para Princípio da Contagem! Apenas isso! O caminho de volta – Princípio da Contagem para Arranjo – nem sempre será possível! E de Combinação para Princípio da Contagem? Dá certo? De jeito nenhum! Basta olhar para o desenho acima, e não tem erro! Ok? Próxima pergunta recorrente: ora, se questão de Arranjo sai pelo Princípio da Contagem, então eu preciso mesmo saber esse tal de Arranjo? A resposta é SIM, você precisa! Mais adiante, veremos o porquê! # Resolvendo questões por Combinação: A fórmula da Combinação é a seguinte: )!(! ! , pnp nC pn − = Onde: n é o número de elementos do conjunto universo; e p é o número de elementos do subgrupo. Retornemos ao exemplo 03, apresentado anteriormente: Exemplo 3) Dispondo das seguintes espécies de frutas {maçã, mamão, melão, banana, pêra, uva, laranja e melancia}, quantos tipos de saladas podem ser formadas, contendo três tipos de frutas? Primeira análise: os elementos do subgrupo podem ser iguais ou têm que ser distintos? Distintos, pois, embora não dito isso expressamente pelo enunciado, fica claro que não podemos formar saladas com frutas iguais! Uma salada já é, por si, uma mistura de frutas de tipos diferentes! Daí, usaremos Arranjo ou Combinação! Segunda análise: sairá por Arranjo ou Combinação? 1º Passo) Criando um resultado possível, podemos ter: (macã, pêra e uva) 2º Passo) Invertendo a ordem do resultado criado: (uva, pêra e maçã) 3º Passo) A comparação: os resultados são iguais! Combinação! Combinação de quantos em quantos? De 8 (tipos de frutas do conjunto universo) em subgrupos de 3 (tipos de frutas da salada que formaremos!). Teremos: Princípio Fundamental da Contagem Arranjo ou Combinação CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 16 )!(! ! , pnp nC pn − = ==== − = 123 678 123!.5 !5678 !5!.3 !8 )!38(!3 !8 3,8 xx xx xx xxxC 56 Resposta! Ou seja: podem ser formados 56 tipos de saladas, com três espécies de frutas, dispondo daquelas oito espécies relacionadas! # Permutação: A Permutação, meus amigos, é tão-somente um caso particular do Arranjo! Caso nos omitíssemos de falar em Permutação, vocês acertariam a questão do mesmo jeito, aplicando o Arranjo! Mas não é o caso! Melhor é conhecê-la! Quando estivermos em uma questão de Arranjo (já sabemos como identificá-la!) e observarmos que o n (número de elementos do “conjunto universo”) é igual ao p (número de elementos dos subgrupos), então estaremos diante de uma questão de Permutação! Consideremos os exemplos abaixo, os quais são meras variações dos que vimos no Arranjo. Exemplo 1) Dispondo dos algarismos 1, 2, 3, 4 e 5, quantos números de cinco dígitos distintos poderão ser formados? Sol.: A questão é de Arranjo, conforme já havíamos verificado. Arranjo de quanto em quanto? O grupo maior tem cinco elementos, ou seja: n=5. E os subgrupos terão também cinco elementos, ou seja: p=5. Ora, quando a questão é de Arranjo, e temos que n = p, dizemos então que estamos em um caso de Permutação. Em outras palavras: A5,5 = P5 (leia-se: “permutação de cinco”) O bom é que o cálculo da Permutação é até mais fácil. Fórmula da Permutação: !nPn = Onde: n é o número de elementos do conjunto universo, que é também o mesmo número de elementos dos subgrupos que serão formados! Voltando ao nosso exemplo, teremos que: A5,5 = P5 = 5 x 4 x 3 x 2 x 1 = 120 Resposta! Exemplo 02) Quatro carros (C1, C2, C3 e C4) disputam uma corrida. Quantas são as possibilidades de chegada para os quatro primeiros lugares? Sol.: Também já sabemos que é uma questão de Arranjo! Agora, o grupo maior tem 4 elementos (n=4) e os subgrupos que serão formados também terão esse mesmo número de elementos (p=4). Daí, caímos no caso particular da Permutação! Teremos, pois, que: A4,4 = P4 = 4 x 3 x 2 x 1 = 24 Resposta! Agora, passemos a estudar um tipo de questão que é bastante abordado em concursos. Explanaremos este tema em seis situações possíveis. Adiante! CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 17 # Seis Amigos no Cinema: SITUAÇÃO 1) Seis amigos vão ao cinema. São 3 rapazes e 3 moças. De quantas formas poderemos colocá-los dispostos numa mesma fila, em seis poltronas vizinhas? Sol.: Iniciemos nossa análise do princípio! 1ª Indagação: na hora de formar os subgrupos, poderemos usar elementos iguais? Ou terão que ser distintos? Ora, os elementos do subgrupo serão pessoas! Logo, não há como formar um subgrupo com várias pessoas iguais! Obviamente, os elementos terão de ser diferentes! Primeira conclusão: o caminho de resolução é o do Arranjo ou da Combinação! 2ª Indagação: Arranjo ou Combinação? Daí, seguimos aquele procedimento já nosso conhecido: 1º Passo) criamos um resultado possível. (Chamemos as pessoas de A, B, C, D, E e F). Teremos, pois, que um resultado possível seria esse mesmo: A-B-C-D-E-F (Com a pessoa A na ponta da esquerda e a pessoa F na da direita!) 2º Passo) Invertemos a ordem dos elementos do resultado acima. Teremos: F-E-D-C-B-A 3º Passo) Comparamos os resultados! Atenção à pergunta seguinte: as pessoas dos dois resultados são as mesmas? A resposta é sim! Mas, e as duas filas, são as mesmas? Não! São diferentes! E o que interessa neste caso são as filas formadas! Temos, portanto, resultados distintos! Conclusão: Trabalharemos com Arranjo! Arranjo de quantos em quantos? São 6 pessoas no conjunto universo, e são seis elementos na fila (no subgrupo). Logo, Arranjo de 6 em 6: A6,6, que é igual a Permutação de 6. Ou seja: A6,6 = P6 Então, para esse enunciado, faremos: P6 = 6! = 6x5x4x3x2x1 = 720 Resposta! SITUAÇÃO 2) Seis amigos vão ao cinema. São 3 rapazes e 3 moças. De quantas formas poderemos colocá-los dispostos numa mesma fila, em seis poltronas vizinhas, de modo que as três moças fiquem sempre juntas? Sol.: Este enunciado difere do anterior por um breve detalhe! É exigido aqui que as três moças permaneçam juntas! Ora, já nos é possível concluir, seguindo o mesmíssimo raciocínio do exemplo anterior, que esta questão será resolvida pelo caminho da Permutação! Em face da exigência anunciada, lançaremos mão de um artifício: passaremos a considerar as pessoas que têm de estar sempre juntas como sendo uma única pessoa! CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 20 SITUAÇÃO 6) Seis amigos vão ao cinema. São 3 rapazes e 3 moças De quantas formas poderemos colocá-los dispostos numa mesma fila, em seis poltronas vizinhas, de modo que somente as moças fiquem todas juntas? Sol.: O que se pede nesta questão (por conta da palavra somente) é o número de maneiras diferentes em que as 3 moças fiquem sempre juntas enquanto que os 3 rapazes não fiquem todos juntos. 1ª Solução: Assim, para que os três homens não fiquem todos juntos é necessário que as moças fiquem juntas no meio da fila. Reparem que as moças não podem estar juntas nas pontas, pois assim os três homens ficariam juntos! Há duas situações possíveis para o posicionamento das moças: 1ª situação: R M M M R R 2ª situação: R R M M M R Na primeira situação teremos os três rapazes permutando entre si, enquanto que o mesmo se dá em relação às moças! Permutação dos rapazes: P3 = 3! = 3x2x1 = 6 Permutação das moças: P3 = 3! = 3x2x1 = 6 Compondo nosso resultado, para esta primeira situação, teremos: 6x6= 36 Da mesma forma, na segunda situação teremos os três rapazes permutando entre si, enquanto que o mesmo se dá em relação às moças! Permutação dos rapazes: P3 = 3! = 3x2x1 = 6 Permutação das moças: P3 = 3! = 3x2x1 = 6 Compondo nosso resultado, para esta segunda situação, teremos: 6x6= 36 Finalmente, somando os resultados parciais teremos: 36+36= 72 Resposta! 3 moças 3 moças CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 21 2ª solução: Se do total de formas possíveis em que as mulheres ficam juntas (resposta da situação 2) subtrairmos o número de formas pelas quais os três rapazes fiquem sempre juntos e as três moças fiquem sempre juntas (resposta da situação 3), o resultado que encontraremos é exatamente o que se pede neste exemplo. Ou seja: – = Daí, faremos: 144 – 72 = 72 Resposta! Pois bem, meus amigos! A essência do assunto já foi vista! De aqui em diante, trabalharemos com questões e mais questões, mesclando resoluções de Arranjo, Permutação e de Combinação, até nos familiarizarmos definitivamente com essa tal de Análise Combinatória! Conceitos incidentais surgirão, possivelmente, ao longo das próximas resoluções, conforme veremos! Mas a essência do assunto, insistimos, já é do conhecimento de todos! # Exercícios Diversos: 01) Um edifício tem 8 (oito) portas. De quantas formas uma pessoa poderá entrar no edifício e sair por uma porta diferente da que usou para entrar? Sol.: Iniciemos nossa análise. Qual é o objetivo da questão? Fazer com que uma pessoa entre e saia de um edifício. Para tanto, disporá a pessoa de um total de oito portas! Ocorre que o enunciado determina que a porta de saída deverá ser diferente da de entrada. Em suma: precisamos escolher uma porta para entrar e uma para sair, de um total de oito portas! Daí: Conjunto Universo: {Porta1, Porta2, Porta3, Porta4, Porta5, Porta6, Porta7, Porta8} Subgrupo: Porta de entrada Porta de saída 1ª Pergunta) Os elementos do subgrupo podem ser iguais? Não! O enunciado estabelece que têm que ser diferentes! Conclusão: seguiremos pelo Arranjo ou Combinação! 2ª Pergunta) Arranjo ou Combinação? Criemos um resultado possível: Entrada: Porta 1 – Saída: Porta 2 Invertamos a ordem do resultado criado: Entrada: Porta 2 – Saída: Porta 1 Comparemos os resultados acima: Iguais ou diferentes? Diferentes Logo, resolveremos por Arranjo! Dá na mesma resolver pelo Princípio da Contagem? Claro! (Não esqueçamos da seta verde do caminho das pedras!) Total de formações em que somente as mulheres ficam juntas Total de formações com as moças juntas Total de formações com as moças juntas e com os homens juntos CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 22 Daí, teremos: 1ª etapa) Escolha da porta de entrada: 8 resultados possíveis; 2ª etapa) Escolha da porta de saída: 7 resultados possíveis. Multiplicando-se os resultados individuais, teremos: 8 x 7 = 56 Resposta! Obs.: Você pode (e deve!) conferir que esse resultado é o mesmo ao qual chegaríamos caso tivéssemos resolvido por Arranjo! (A8,2=56). 02) Quantos são os anagramas possíveis com as letras: ABCDEFGHI? P9=9! Sol.: A primeira coisa a se fazer aqui é explicar o conceito de anagrama. Anagrama é apenas uma formação qualquer que se possa criar com um determinado grupo de letras. Essa formação qualquer não precisa ser uma palavra, um vocábulo que conste no dicionário! Pode ser algo mesmo ininteligível. Contanto que seja formado por aquelas letras. Daí, se eu tenho as letras da palavra SAPO, são exemplos de anagramas os seguintes: (S O P A) , (A S P O) , (A S O P), (P S O A), (O P S A) etc. Perceba que, no anagrama, cada letra é utilizada uma só vez! Ou seja, se vou criar anagramas com as letras da palavra sapo (4 letras!), então meus anagramas terão também 4 letras! Ficou claro? Pois bem! Daí, nosso conjunto universo é o seguinte: {A, B, C, D, E, F, G, H, I} E o subgrupo será o próprio anagrama, ou seja, um conjunto que terá o mesmo número de letras do conjunto universo! 1ª Pergunta) Poderemos repetir os elementos do conjunto universo no subgrupo? Não! Se o fizéssemos, estaríamos fugindo do conceito de anagrama. Conclusão: Arranjo ou Combinação! 2ª Pergunta) Arranjo ou Combinação? Criando um resultado possível, teremos: {A B C D E F G H I} Invertendo-se a ordem, teremos: {I H G F E D C B A} São anagramas iguais? Não! São diferentes! Logo, trabalharemos com Arranjo! Arranjo de quantos em quantos? De 9 (número de elementos do conjunto universo) em 9 (número de elementos do subgrupo)! Ora, estamos diante de uma Permutação! Uma vez que: A9,9=P9. Daí, podemos até generalizar: se a questão é de anagrama, sairá sempre por Arranjo! (Diga-se de passagem que a Esaf não gosta muito de anagramas...) Teremos, pois, que: A9,9= 9! Resposta! CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 25 Obviamente que tem ser questões diferentes! Logo, arranjo ou combinação! Um resultado possível: {Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8, Q9, Q10} Invertendo-se a ordem:{Q10, Q9, Q8, Q7, Q6, Q5, Q4, Q3, Q2, Q1} São provas diferentes? Não! São perfeitamente iguais! Logo, Combinação! Teremos: === 12345!.10 !101112131415 !5!10 !15 10,15 xxxx xxxxxC 3.003 Resposta! 08) Uma linha ferroviária tem 16 estações. Quantos tipos de bilhetes devem ser impressos, se cada tipo deve assinalar a estação de partida e de chegada, respectivamente? Sol.: O conjunto universo é um grupo de 16 estações. O objetivo é formar um bilhete, que defina uma partida e uma chegada. Estação de partida e estação de chegada podem ser iguais? Não! Tem que ser distintas! Logo, trabalharemos com Arranjo ou Combinação! Criando um resultado possível: Partida Chegada Estação A Estação B Invertendo o resultado acima: Partida Chegada Estação B Estação A São bilhetes iguais? Obviamente que não! São distintos! Daí, concluímos: vamos trabalhar com Arranjo! Teremos: === !14 !141516 !14 !16 2,16 xxA 240 Resposta! 09) Em uma reunião social, cada pessoa cumprimentou todas as outras, havendo ao todo 45 apertos de mão. Quantas pessoas havia na reunião? Comb Sol.: Primeiramente, vamos descobrir do que se trata. Há um conjunto maior (conjunto universo), formado pelas pessoas que estão participando de uma reunião. Dispondo desse conjunto de pessoas, formaremos grupos menores (subgrupos) de duas pessoas cada. Serão as pessoas que trocarão apertos de mão. (É de se supor que esses apertos de mão estão sendo trocados entre duas pessoas, obviamente)! Daí, se os subgrupos são formados por duas pessoas que vão trocar um aperto de mão, também se depreende que essas pessoas têm que ser distintas. (Não se imagina ninguém cumprimentando a si mesmo com um aperto de mão, certo? Estamos numa reunião social, não num hospício!) E chegamos à primeira conclusão: se os elementos dos subgrupos serão necessariamente distintos, trabalharemos ou com Arranjo ou com Combinação! Criemos um resultado possível: um aperto de mão entre o JOÃO e o JOSÉ. Invertamos esse resultado: um aperto de mão entre o JOSÉ e o JOÃO. É o mesmo resultado ou outro diferente? Claro que é o mesmo resultado. Daí, concluímos: trabalharemos com Combinação. CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 26 Sabemos que os subgrupos são formados por dois elementos (p=2), mas e o conjunto universo? Conhecemos quantos elementos tem? Não! É isso o que a questão quer saber. Chamaremos esse número de X. E quanto a esse valor “45”, fornecido pelo enunciado? Será o resultado da Combinação. Ou seja, é o número de “duplas” que poderão ser formadas, combinando as pessoas que estão naquela reunião. Daí, teremos: Cx,2 = 45 . Desenvolvendo nossos cálculos, teremos: 212 )1.( )!2!.(2 )!2).(1.( )!2(!2 ! 2 2, XX x XX X XXX X XCX − = − = − −− = − = Sabendo que: Cx,2 = 45 , teremos: 45 2 2 = − XX X2 – X – 90 = 0 (Equação do 2º grau) Para os mais esquecidos, uma equação do 2º grau, ou seja, uma equação do tipo ax2+bx+c=0 será resolvida da seguinte forma: a cabbX .2 ..42 − ±−= Resolvendo a equação acima, teremos: a cabbX .2 ..42 − ±−= 2 191 2 3611 12 901411 ±=±=+±= x xxX Haverá duas raízes (dois resultados) para nossa equação, quais sejam: X’ = (1+19)/2 X’=10 e X’’ = (1-19)/2 X’’=-9 Como X representa um número de pessoas, jamais poderia ser um valor negativo. Desprezamos, portanto, o resultado X’’=-9, e concluímos que nossa resposta será X=10. X=10 Resposta! 10) Um cofre possui um disco marcado com os dígitos 0, 1, 2, ..., 9. O segredo do cofre é formado por uma seqüência de 3 dígitos. Se uma pessoa tentar abrir o cofre, quantas tentativas deverá fazer (no máximo) para conseguir abri-lo? (Suponha que a pessoa sabe que o segredo é formado por dígitos distintos.) 720 Arr Sol.: Nosso conjunto universo é formado pelos algarismos do sistema decimal: {0, 1, 2,...,9} O objetivo é criar uma senha com três dígitos distintos! Ora, se o subgrupo será composto por elementos distintos, então trabalharemos com Arranjo ou Combinação! Para definir o caminho de resolução aplicável a este problema, criamos um resultado possível: a senha {1 – 2 – 3} CURSO ONLINE – RACIOCÍNIO LÓGICO www.pontodosconcursos.com.br - Prof. Sérgio Carvalho & Prof. Weber Campos 27 Invertendo os elementos desta senha, teremos: {3 – 2 – 1}. São senhas iguais? Não! São distintas! Logo, trabalharemos com Arranjo. Teremos: === !7 !78910 !7 !10 3,10 xxxA 720 Resposta! Já temos material suficiente para estudarmos esta semana! Convém que vocês refaçam todos os exemplos apresentados até aqui. Para cada um deles, relembre o raciocínio utilizado para descobrirmos o caminho de resolução adequado! Na seqüência, apresentamos algumas outras questões, no nosso Dever de Casa! E na próxima semana, daremos continuidade ao estudo deste assunto, complementando o que foi visto com alguns conceitos restantes! Fiquem todos com Deus e um forte abraço! Dever de Casa 01. (BNB 2002 FCC) Apesar de todos caminhos levarem a Roma, eles passam por diversos lugares antes. Considerando-se que existem três caminhos a seguir quando se deseja ir da cidade A para a cidade B, e que existem mais cinco opções da cidade B para Roma, qual a quantidade de caminhos que se pode tomar para ir de A até Roma, passando necessariamente por B? a) Oito b) Dez c) Quinze d) Dezesseis e) Vinte 02. (AFCE TCU 99 ESAF) A senha para um programa de computador consiste em uma seqüência LLNNN, onde “L” representa uma letra qualquer do alfabeto normal de 26 letras e “N” é um algarismo de 0 a 9. Tanto letras como algarismos podem ou não ser repetidos, mas é essencial que as letras sejam introduzidas em primeiro lugar, antes dos algarismos. Sabendo que o programa não faz distinção entre letras maiúsculas e minúsculas, o número total de diferentes senhas possíveis é dado por: a) 226 310 b) 262 103 c) 226 210 d) 26! 10! e) C26,2 C10,3 03. (Anal. Orçamento MARE 99 ESAF) Para entrar na sala da diretoria de uma empresa é preciso abrir dois cadeados. Cada cadeado é aberto por meio de uma senha. Cada senha é constituída por 3 algarismos distintos. Nessas condições, o número máximo de tentativas para abrir os cadeados é a) 518 400 b) 1 440 c) 720 d) 120 e) 54
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