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_sKhcXrGC4FtfENVOrE2fx380mikXoxN2A6EpC6j1T4zxKzPs_SkPrz4-qfDv0k6SxnlFUiEx8CUXuNB1-oiUMf8XcVB__8M-ukdgoOVTOLH-gncdiR1Z18A6zSTW087_QZFf82Eh2lCpjEsYW_f_YwsnB3sW4BpJkdSAzp4hnmMjEzYiWOTnSjKbmiqnP2TiDMpjO2v-h29NT4_8LZ5_-dC9hIMjgftbL2UYn3zT9TXA=s0-d)
![=\frac{n!}{k! \cdot (n-k)!} [;=\frac{n!}{k! \cdot (n-k)!};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vckucoGrrKBLRw5ix76oEKpOkW6UVJaTVEA_jI-LWUHds1gT0MkobgSbnO7wbw0NPmKeTstF-Uj7dtxzfZzMnicKUxE0Xm0mgg5c2U5wd-CVKdNMryKdFsV8D4NZkUbe_h6gEI3gZ5b9rbZo6w=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_u0NvwEV4rsPXfg9TAu7m0DZt2G-2RPV8H07BeM8rLMkULbScPVs5cP0drSKrkVSmSopG8aNmOW70RUiTgK8DofEs-X6wLETs_JJt1kNDf6sQLlF1gtQKK4AhiS6JdjRNQn3Bwli3WojPCjHDY=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_vOb19DF6VPrsDIv6Tlm4JzA3K_jo_iL80ED4tTFkzFZej1dMkQ7eJh88aDaYmDBiYSeDGkQzUX4Ej0D4Ao9QM420RMHZQtAeDpIQg1BlYiEIO_y9Lq0shh0GF2bEsmFZoPvkU-5MH0H0F3Q6-5OMA=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_s56HY0xBqZBvLffzk7sOiHpvWw103OYxHKwDuQYpQjS02nTYeZ1mkvcT3dY3bJJLd88h9TIxTlvBp6Uy4wo1Ku7rt9d0A1xmFCl_ZESqlF9mvZqfa7TmiZQcBZzqRW2cMRVCYGZxo4ol0HiIq940pQWlRhPQS90R8FE-DePGZokiKadNRce45SiFvP_duY7p1Yy4JPjyeUUjT3d1E_lfW2mq_4E1ubnqNFJhBW2mm2QO0Xd2lUc391BOp2f07dHR7mOmeNnMTD0Qs4Oa5n3H7NVg=s0-d)
Vamos usar indução em n.
Se ![n=k [;n=k;]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_v08sNv8VHaoiegWaZGScLdOdHBXNu2Nafpi4auT2ogM9C1JC6lmK8nP3ERQVuKyRCwaQh0kZdqrpaslQ=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_s56HY0xBqZBvLffzk7sOiHpvWw103OYxHKwDuQYpQjS02nTYeZ1mkvcT3dY3bJJLd88h9TIxTlvBp6Uy4wo1Ku7rt9d0A1xmFCl_ZESqlF9mvZqfa7TmiZQcBZzqRW2cMRVCYGZxo4ol0HiIq940pQWlRhPQS90R8FE-DePGZokiKadNRce45SiFvP_duY7p1Yy4JPjyeUUjT3d1E_lfW2mq_4E1ubnqNFJhBW2mm2QO0Xd2lUc391BOp2f07dHR7mOmeNnMTD0Qs4Oa5n3H7NVg=s0-d)
então
![{(n+1) \choose (k+1)} [;{(n+1) \choose (k+1)};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_v1lr4iCqFokcCf2LLMYQrgx95Pwpq8ltL7BZW_3fyP4-x-Q3kjoS1hh_1GvHSlAtUVyXPR_pLsASEdA7xNhoD0b-9mnL18qyUBUJjwbswSwfIgYc9YazKBmTbroPpDFQ=s0-d)
![+ {(n+1) \choose k} [; + {(n+1) \choose k};]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_vuzZGtQLADi4HGRe8xLCaYuh6mEEyr73Fk5Q6Eay26oo80xChv9vLH-Q6z0R5rFIEQR_ZhtP6hIhUFtMxTSC9CqAeLCWjqG5VFmhLgQwRvKX_sV88VQ0prrAdwrz8=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_v4YUdmuKIPOgms0HtQyP-YTLXk2Sai5bMs0OEOl_oo7D0CfJkf9deQPikjVy2OKlQnCKvS6IdVWj-5o-fwV4dGpRF49BvPJg83-kiHWfX2zlH2Im036xOcv0g9AchA42SDylIXGPso4SAYfHQV5_jNUQb137IE7TkTPXz8FTqkZF3PhGk4FX4oCqSX7x6oTqZfbcO9qgBmb93OPEepwd0g4lqvfqN-oug9=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 !