Olá gente! Hoje falarei sobre análise combinatória. Nesse primeiro post sobre o assunto pretendo apenas introduzir alguns conceitos básicos.
.
(fórmula da absorção)
![= \frac{(n-1)! \cdot (n-k) + (n-1)! \cdot k}{k! \cdot (n-k)!}= [;= \frac{(n-1)! \cdot (n-k) + (n-1)! \cdot k}{k! \cdot (n-k)!}=;]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tPzX2JeRX_pmCki4ujUyDQekczTqfH5gcQIlTvGhhl6tMGP70_Dg7H0w2zNTw_PZ6OaE4qTJk4j2CjHBPwX_PJRNhEeuH14queZk1_OLLXUL7wGgWbBiBCuX7Jo3-iQ0Nm47I8URA53qHlK4dRjo0fiinTh_NNLQDSnyhRNm6MKk3fkwuPTIFU9eL4NFzhTUtRBlN4rwKVmtZMqUP0nXnmg8dJkEIIj4LpjP6ALvBnLg=s0-d)
![=\frac{n!}{k! \cdot (n-k)!} [;=\frac{n!}{k! \cdot (n-k)!};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_v5NIpZIxL6eyp7ZBaYlZD5Sp9-3OkHy7Z1gyieGotAE8chfaZWQELFgWl9jFZARoG6ybbE2tiLbrR86ZVn-VSMMgn6TAP-JI1zUaQXjoUWeZaAKWRRfnOmgIv_UFbF5mSyUe4_k7kqz7QakSbU=s0-d)
Q-1) Dentre 4 jogadores de futebol, de quantas formas podemos escolher 1 atacante e 1 goleiro.
Esse problema ilustra o principio multiplicativo, que é enunciado da seguinte forma:
Se há K formas de tomar uma decisão A e não importando a decisão tomada há L formas de tomar a decisão B, então podemos tomar consecutivamente as decisões A e B de
formas.
De fato:
Para escolher o atacante temos 4 opções, para cada atacante que for escolhido há 3 formas de escolher o goleiro.
Assim, o número total de formas de escolher essa dupla é
.
Se restar dúvida, observe a arvore de possibilidades abaixo, ela lista todos os casos.

Q-2) De quantas formas podemos colorir a figura abaixo se dispormos de 4 cores e partes que possuam um segmento em comum não podem ter a mesma cor?

Observe que escolher a ordem em que iremos pintar a bandeira é essencial, caso contrário teremos grandes problemas mais tarde. Quando isso ocorrer, comece sempre pelo caso mais restrito, que no problema é a região 1.
Para pintar a parte 1 temos 4 possibilidades, depois de pintar a parte 1 há 3 formas de pintar a parte 2, a parte 3 pode ser pintada de 2 formas, pois não pode ter a mesma cor que as partes 1 e 2, e a parte quatro pode ser pintada também de 2 formas, pois não pode ter a mesma cor que as partes 1 e 3. Pelo princípio multiplicativo, há ![4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 2 = 48 [;4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 2 = 48;]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_u8ZlCV5lrHqc6gPSMvWspXMmBDnIbuNYE26dWyAEj2XmX2GtkyXflcnyvPZNLscl_xrXh2WArnHiPFQrWDOAU-2UJOuwJ1x2mlyDvjAcYBrgdrXAuAvkyM_GRl4fKSzdchmE00xuhO6ckvtgM=s0-d)
formas de pintar essa figura.
Q-3) De quantas formas podemos colocar 11 pessoas em fila?
Há 11 formas de escolher quem ocupará o primeiro lugar, 10 para o segundo, 9 para o terceiro... 2 para o décimo e 1 para o décimo primeiro. Logo, há
modos de formar essa fila.
De modo geral, para ordenar n objetos distintos há
formas de fazê-lo. Lê-se n fatorial e representamos como "n!".
Q-4) De quantas formas 5 pessoas podem se sentar formando uma roda?
A primeira pessoa pode ser escolhida de 5 formas, a segunda de 4 formas, a terceira de 3, a segunda de 2 e a ultima só de 1 forma. Porém as rodas ABCDE, BCDEA, CDEAB, DEABC e EABCD são equivalentes, logo são
maneiras de formar essa roda.
Generalizando um pouco, o número de maneiras de dispor n objetos em um circulo, se as rotações coincidirem é o número de maneiras que as pessoas podem ser permutadas, dividido pelo número de rotações, que é:
Esse tipo de combinação é chamado de permutação circular.
Q-5) Dentre uma turma de 20 pessoas, queremos selecionar 3 para serem representantes de turma. De quantas maneiras podemos escolher esses representantes?
Sendo A um conjunto de n elementos, definimos
(lê-se n escolhe k) como o número de subconjuntos de A que possuem k elementos. Sendo
. De fato, o primeiro elemento pode ser escolhido de n formas, o segundo de (n-1)... o k-ésimo elemento pode ser escolhido de (n-k+1). Porém esses k elementos podem ser permutados entre si de
formas, assim, o número de maneiras de escolher os k elementos é
Logo, há
maneiras de escolher esses representantes.
ALGUMAS PROPRIEDADES!
Se n e k são números inteiros positivos com
, então:
P.1- ![{n \choose k}={n \choose (n-k)} [;{n \choose k}={n \choose (n-k)};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_sZUWmubEGuqgdFGcEwaK5bee8kddK9pI7AJI4NwziwY8ZfC6P7UoJQnm5QjeOacB3cN96NdbaWGx1YZiz__LwKAqU6brFsSPi3Gxy1NHHKirIPPYUq5Ab765cNj1OlEhNuPgPrJrIrS5q6cmTi6XQ=s0-d)
De fato, por definição
e
P.2-
Para demonstrar é só aplicar a definição!
P.3-
(relação de Stifel)
C.Q.D.
P.4- ![{k \choose k} + {(k+1) \choose k} + \cdots + {n \choose k} = {(n+1) \choose (k+1)} [;{k \choose k} + {(k+1) \choose k} + \cdots + {n \choose k} = {(n+1) \choose (k+1)};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uaQl7BuhWVzcKrttR3g_Uog2GvxV9iZSAofAJv34Oq2A2rkouwfeCktyOb_TDb8w174cPwtqn3b29f_LV3YYlzfhaAHKi6JjlKymbmZTM75KEy2gkztBc3qiF0hrJUsfn90oQ5CGW2_L86CQQhoP1-EEyn03dYQcD6MXuY5bJq1YgmbSfRNFzSEa5dOJ5R5ZVLLwy4qqD35p6wIZqeWfWyV6g7ZQaPqVTTGuTvgO6RhtzFotofiFa9Kv6z-sH4o4Wmcdf5TiQsrthDSexrIwJ_EQ=s0-d)
Vamos usar indução em n.
Se ![n=k [;n=k;]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tW8lAB7OdIyabF6xRZxwqY8m20r9VHDxTxlt62TT2HEuE7VZBNdrFQKOUq8Ro5OeBy9HvZRd2rvyWdSw=s0-d)
Se ![{k \choose k} + {(k+1) \choose k} + \cdots + {n \choose k} = {(n+1) \choose (k+1)} [;{k \choose k} + {(k+1) \choose k} + \cdots + {n \choose k} = {(n+1) \choose (k+1)};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_uaQl7BuhWVzcKrttR3g_Uog2GvxV9iZSAofAJv34Oq2A2rkouwfeCktyOb_TDb8w174cPwtqn3b29f_LV3YYlzfhaAHKi6JjlKymbmZTM75KEy2gkztBc3qiF0hrJUsfn90oQ5CGW2_L86CQQhoP1-EEyn03dYQcD6MXuY5bJq1YgmbSfRNFzSEa5dOJ5R5ZVLLwy4qqD35p6wIZqeWfWyV6g7ZQaPqVTTGuTvgO6RhtzFotofiFa9Kv6z-sH4o4Wmcdf5TiQsrthDSexrIwJ_EQ=s0-d)
então
![{(n+1) \choose (k+1)} [;{(n+1) \choose (k+1)};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vwtdpnLMqsARAsagjaO-_I2AgEPNqbLkQqBXy6IAKVQt_DvvE-NwCUhu5zQ4RIHGs0B6gvbhx14NwYr9H-g1PRYgGNXJFO2L0CNhO0w6f303GGJ484DJ4jKZyZbJAsrQ=s0-d)
![+ {(n+1) \choose k} [; + {(n+1) \choose k};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_v_OEC5euzP0LuVn3ukG21tzJqhppC-PxRxtXjF9P4u1fvZ2BeZKa-CiZmbsKvciibQhSU784fj2R6BO0f0JZ7ZWg2KlxCOcQWP44z4lNO_eoTvD5SH8_C03w2tNlg=s0-d)
Pela propriedade 3...
C.Q.D.
P.5- ![{n \choose 0} + {n \choose 1} + \cdots + {n \choose n} = 2^n [;{n \choose 0} + {n \choose 1} + \cdots + {n \choose n} = 2^n;]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_u81cW6Ti28hD_xhZe_xJz5AmHOVOfx8AJYADswJW55K4ACyL-ho8U_FgYlqHP8XEUyWRYte2hIQJRmIwxBuSvHVKxVcAbsCD0gVgNQYXQ5TVDQF_6VgWEEnZieUF8fd48G7W9_8_yQ1NezLautM-oC3p5dMiSZTJaDX5GCDLCDVscRjE3XKqn9ddNxWERbxO7CR2KdP85GxN8Q6gn6uo1IFrlVvImMEDg9=s0-d)
Para demonstrar essa propriedade vamos pensar no que essa soma representa.
Se
é o número de subconjuntos com k elementos de um conjunto com n elementos, então essa soma mostra quantos subconjuntos um conjunto de n elementos tem no total.
Logo, precisamos contar de quantas maneiras podemos formar esse subconjunto. Cada um dos n elementos tem 2 opções, estar ou não nesse subconjunto que queremos formar. Logo, pelo principio multiplicativo, são
maneiras de formar esse subconjunto.
Por hoje é só! Espero que este post tenha sido util. Brevemente voltarei com algumas coisas um pouco mais avançadas sobre combinatória. Se você gostou, recomende aos seus amigos nas redes sociais e se inscreva por e-mail para receber nossas atualizações.
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Até mais!
Fonte:
Apostila 2 distribuina no Programa de Iniciação Científica da OBMEP - Você pode baixa-la clicando aqui
Apostila da aula 3 do curso de combinatória do POTI (Polo de Treinamento Intensivo) escrita pelo Prof. Carlos Shine - Você pode vizualiza-la clicando aqui
Fonte:
Apostila 2 distribuina no Programa de Iniciação Científica da OBMEP - Você pode baixa-la clicando aqui
Apostila da aula 3 do curso de combinatória do POTI (Polo de Treinamento Intensivo) escrita pelo Prof. Carlos Shine - Você pode vizualiza-la clicando aqui
Gostei muito deste post.
ResponderExcluirSó não entendi as propriedades,por burrice minha msm !