Tópicos. Conjuntos Fatorial Combinações Permutações Probabilidade Binômio de Newton triângulo de Pascal

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1 Probabilidade

2 Tópicos Conjuntos Fatorial Combinações Permutações Probabilidade Binômio de Newton triângulo de Pascal

3 Conjuntos Conjunto: Na matemática, um conjunto é uma coleção de elementos com características em comum,, geralmente representado por letras maiúsculas Ex: Alunos do Tesla Concursos Elemento: qualquer um dos componentes de um conjunto, geralmente representado por letras minúsculas

4 Conjuntos Os elementos dos conjuntos são divididos em: Elementos pertencem a apenas a um deles (diferença) Pertencem pelo menos a um deles (união). Pertencem ao dois (interseção) Não pertencem a nenhum.

5 Conjuntos Conjuntos União Interseção Diferença

6 Conjuntos Conjuntos k B A y x z

7 Conjuntos Cálculo do total de elementos do conjunto: Total = Grupo 1 + Grupo 2 + Nenhum Ambos No exemplo anterior: Total = (x+y) + (y+z) + k -y

8 Conjuntos Exemplo Dentre os 150 estudantes em uma escola de línguas, 80 estudam Alemão, 66 estudam Inglês e 53 não estudam nem Alemão nem Inglês. Quantos alunos estudam tanto Alemão quanto Inglês?

9 Conjuntos Solução n A x Total = (x+y)+(z+y)+n-y 150 = y y= 49 I y z

10 Conjuntos

11 Conjuntos

12 Conjuntos Total = (X+Z)+(Y+Z)+W-Y=100% (1) 70% dos funcionários ou trabalham no desenvolvimento ou produção: X+Y=70% (2) 1/3 dos funcionários de desenvolvimento também trabalham em produção: D=Y+Z D/3=Z Y=2Z (3) 50% não trabalham em produção: Y+W=50% (4)

13 Conjuntos Substituindo (2) em (1): W+Z=30 (5) Substituindo (3) em (4): W=50-2z (6) Substituindo (5) em (6) 50-2Z+Z=30 Z=20% Resposta C

14 Fatorial Definição: Se n é um inteiro maior que 1, então n fatorial, ou n!, é o produto de todos os inteiros de 1 até n, ou seja: 2!=2 1=2 3!=3 2 1=6 4!= =24 Deve ser utilizada quando você quiser contar quantas possibilidades existem de se organizar um número de objetos de forma distinta. Por definição 0!=1!=1

15 Fatorial Exemplo: Calcule o número de anagramas da palavra LIVRO. Solução O número de anagramas da palavra livro é calculado com o fatorial do seu número de letras: 5! = 5 x 4 x 3 x 2 x1 = 120

16 Permutação Definição: Número de formas diferentes de arranjar elementos sequencialmente (a ordem é importante). n: quantidade de elementos no grupo k: quantidade restrita de elementos a serem permutados.

17 Permutação Exemplo: Grêmio (RS), Flamengo (RJ), Internacional (RS) e São Paulo (SP) disputam um campeonato. Levando-se em conta apenas a unidade da federação de cada um dos clubes, de quantas maneiras diferentes pode terminar o campeonato?

18 Combinação Definição: É o número de maneiras de organizar um grupo de elementos pertencente a um grupo maior, sendo que a ordem dos elementos não é importante. n: quantidade de elementos no grupo k: quantidade restrita de elementos a serem combinados.

19 Combinação Considerando a ocorrência de duas combinações A e B: O número de combinações possíveis com ambos ocorrendo é: CAB= CAxCB

20 Combinação Em permutação a ordem dos elementos é importante: Campeonatos; Eleições; Em combinação a ordem não é importante: Lançamentos de moedas; Sorteio de loteria; Distribuição de pessoas em grupos.

21 Probabilidade Probabilidade é a chance de um evento desejado ocorrer dentre os demais eventos possíveis, ou seja:

22 Probabilidade Determinação do número de eventos possíveis: EP = (Número de possibilidades)número de repetições Exemplos: 4 lançamentos de uma moeda: Ep = [2 possibilidades (cara ou coroa)]4 lançamentos = 24=16 Lançamentos de 2 dados: Ep = [6 possibilidades (números de 1 a 6)]2 lançamentos = 62=36

23 Probabilidade Considerando a ocorrência de dois eventos independentes A e B: Probabilidade de que ambos ocorram P(A B)= P(A) x P(B) Probabilidade de que um ou outro ocorram P(A U B) = P(A) + P(B) Probabilidade de ocorrer o evento A tendo já ocorrido o evento B: P(A/B) = P(A B)/P(B)

24 Combinação Exemplo De quantas maneiras diferentes é possível escolher 3 jogadores para entrar em campo dentre um grupo de 8 jogadores que estão na reserva? Solução: Deve-se realizar uma combinação de 8 jogadores agrupados em 3: Há 56 combinações de 3 jogadores para entrar em campo.

25 Combinação Exercício De um total de 6 pratos à base de carboidratos e 4 pratos à base de proteínas, pretende-se fazer um prato com 5 destes itens, itens diferentes, de forma que os pratos contenham ao menos 2 proteínas. Qual é o número máximo de pratos distintos que pode-se fazer?

26 Combinação

27 Combinação Multiplicando as combinações: Deve-se desconsiderar também as combinações de 5 pratos com carboidratos: Assim, o número máximo de pratos é dado por: = 186 pratos.

28 Combinação Pg 59 2ed Pg 58 3ed

29 Combinação Combinar 3 questões respondidas corretamente dentre as 5 questões. Para cada cartão resposta com 3 questões respondidas corretamente, há 9 possibilidades de responder as 2 questões erradas: Excluindo a alternativa correta da questão, ainda nos resta 3 opções de alternativa errada. Portanto, 3 alternativas de uma questão errada X 3 alternativas da outra questão errada = 9. Assim, o número de cartões-respostas distintos que apresentam exatamente 3 respostas certas são: 10*9 = 90. Resposta E

31 Combinação Combinar 4 questões respondidas corretamente dentre as 5 questões. O candidato tem 5 maneiras de acertar 4 questões, sendo que para cada uma dessas maneiras ele pode chutar errado 1 questão de 3 formas diferentes, escolhendo 1 das 3 alternativas erradas. Assim, o número de eventos desejados é 3x5 = 15. Sendo o número de eventos possíveis = 45 = 1024, A probabilidade de o candidato acertar exatamente 4 questões é: Resposta A

32 Probabilidade Exemplo Uma bola será retirada de uma sacola contendo 5 bolas verdes e 7 bolas amarelas. Qual a probabilidade desta bola ser verde? Número de eventos desejados: 5 Número de eventos possíveis: 12

33 Probabilidade Exercício Em uma caixa há 2 fichas amarelas, 5 fichas azuis e 7 fichas verdes. Se retirarmos uma única ficha, qual a probabilidade dela ser verde ou amarela?

34 Probabilidade Solução Lembrando que: Probabilidade da ficha ser verde: Probabilidade da ficha ser amarela: Probabilidade da ficha ser verde ou amarela:

35 Probabilidade Exercício Dois dados não viciados são lançados. a)se a soma dos resultados apresentados pelos dados foi 5, qual é a probabilidade de ter ocorrido a face 2 em um deles? b) Se uma face 2 ocorreu, qual é a probabilidade da soma dos dados ser 5?

36 Probabilidade Solução Lembrando que a probabilidade de um evento A ter ocorrido já tendo ocorrido o evento B é: P(A/B) = P(A B)/P(B) Sendo os eventos B: soma 5: Possibilidades = {(1, 4); (2, 3); (3, 2); (4, 1)} A: face 2 Possibilidades = {(1,2); (2, 1); (2, 2); (2, 3); (2, 4); (2, 5); (2, 6); (3, 2); (4, 2); (5, 2); (6, 2)} P(A B) = 2/36 {(2, 3); (3, 2)} P(B) = 4/36, P(A) = 11/36

37 Probabilidade Solução Assim: a) P(A/B) = (2/36) = 1/2 (4/36) b) P(B/A) = (2/36) = 1/2 (11/36)

38 Probabilidade Exercício Em um lote de 12 peças, 4 são defeituosas e 2 peças são retiradas uma após a outra sem reposição. a) Qual a probabilidade de que ambas sejam boas? b) Qual a probabilidade de que ambas sejam defeituosas?

39 Probabilidade Solução a)primeiramente há 8 peças não defeituosas: P1 = 8/12 =2/3 Depois há 7 peças defeituosas de um total de 11. P2 = 7/11 P(1 2)= 2/3 x 7/11 = 14/33 b) Primeiramente há 4 peças defeituosas: P1 = 4/12 =1/3 Depois há 3 peças defeituosas de um total de 11. P2 = 3/11 P(1 2)= 1/3 x 3/11 = 3/33 ou 1/11

40 Probabilidade Exercício 1. Dados os algarismos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7, constrói-se todos os números que podem ser representados utilizando-se dois deles. Escolhendo ao acaso, qual a probabilidade de o número sorteado ser: a)par b)múltiplo de cinco

41 Probabilidade

42 Probabilidade Solução b) Para o número ser múltiplo de 5, deve terminar em 5 (1 possibilidade) x 6(outros números possíveis) Então, o número de múltiplos de 5 é 1 x 6 = 6. Assim: Pmult=6/42 = 1/7

43 Probabilidade Exercício Um baralho tem 12 cartas, das quais 4 são ases. Retiram se 3 cartas ao acaso. Qual a probabilidade de haver pelo menos um ás entre as cartas retiradas?

44 Probabilidade Solução Sendo a probabilidade de não sair nenhum ás P(0) e a probabilidade de sair pelo menos um ás P(>1), temos que: P(>1)=1-P(0) Então Probabilidade da primeira carta não ser ás: P1=8/12 Probabilidade da segunda carta não ser ás: P2=7/11 Probabilidade da terceira carta não ser ás: P3=6/10

45 Probabilidade Solução P(1 2 3) = 8/12 x 7/11 x 6/10 = 14/55 P(>1)= 1 14/55 = 41/55

46 Probabilidade Exercício Um juiz de futebol possui três cartões no bolso. Um é todo amarelo, outro é todo vermelho e o terceiro é vermelho de um lado e amarelo do outro. Num determinado lance, o juiz retira, ao acaso, um cartão do bolso e mostra a um jogador. A probabilidade de a face que o juiz vê ser vermelha e de a outra face, mostrada ao jogador, ser amarela é: a. 1/2 b. 2/5 c. 1/5 d. 2/3 e. 1/6

47 Probabilidade Solução Sejam: A = cartão com as duas cores ser escolhido. B = face vermelha para o juiz. P(A)= 1/3 P(B)=1/2 P(A B)=1/3x1/2 = 1/6 Resposta E

48 Probabilidade Exercício Dois estudantes são escolhidos aleatoriamente para responder uma pergunta. Se na sala de aula há 5 meninas e 5 meninos, qual a probabilidade de ambos estudantes escolhidos serem meninas?

49 Probabilidade

50 Probabilidade

51 Probabilidade Em 4 lançamentos o número de eventos possíveis é: 2 possibilidades (Cara ou Coroa)4= 2 x 2 x 2 x 2 =16 3 casos possíveis: Caso 1: Coroa Coroa Cara Cara -> 1/16 Caso 2: Coroa Cara Coroa Cara -> 1/16 Caso 3: Cara Coroa Coroa Cara -> 1/16 A probabilidade será a soma das probabilidades, pois o jogo pode terminar com vitória no caso 1 ou caso 2 ou caso 3. + Caso 2 + Caso 3 = 3/16 Alternativa C

52 Probabilidade Pg 60 2ed Pg 59 3ed

53 Probabilidade A probabilidade será a soma de todas essas probabilidades, pois o jogo pode terminar com vitória no 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou 6 lances: Alternativa B

55 Combinação

56 Exemplo (PETROBRAS - Eng. E. Jr - T. e D.) Um equipamento contém itens fabricados por três fornecedores: A, B e C. Cada fornecedor produz, respectivamente, 50%, 40% e 10% do total do número de componentes dessa máquina. O controle de qualidade indicou que a quantidade de produtos defeituosos de cada um desses fornecedores é 1%, 5% e 15%, respectivamente. Se um item da máquina escolhido ao acaso é inspecionado e verifica-se que está defeituoso, a probabilidade de ter sido produzido pelo fornecedor A é de: a) 50% b) 37,5% c) 12,5% d) 10% e) 0,05%

57 Exemplo Solução Supondo peças A = 5000 B = 4000 C = 1000 com defeito A = 50 B = 200 C = 150 Total defeituoso = 400 PA = (no. defeitos A)/(no. defeitos total) = 50/400 = 12,5% Alternativa (C)

58 Exemplo -(PETROBRAS - Eng. Petróleo Jr) O gerente de um projeto quer dividir sua equipe, que é composta de 12 pessoas, em três grupos de quatro pessoas cada um. Entretanto, duas dessas pessoas, João e Maria, por questões de perfil profissional, serão colocadas em grupos diferentes. O número de maneiras distintas que esse gerente tem para dividir sua equipe segundo a forma descrita é (A) 930 (B) (C) (D) (E)

59 Exemplo Solução Grupo 1: J Grupo 2: M Grupo 3: = (10 X 9 X 8) / 3! = 120 = (7 X 6 X 5) / 3! = 35 = (4 X 3 X 2 X 1) / 4! = 1 Total: 120 X 35 X 1 = 4200 Alternativa (C)

60 Triângulo de Pascal Definição: é um triângulo aritmético formado por números que têm diversas relações entre si. É construído denominando-se as linhas de n = 1, 2,... e as colunas de k = 0, 1, 2,... Cada entrada C(n,k) é a soma do número acima com o da sua esquerda (também acima) de cada número.

61 Triângulo de Pascal

62 Triângulo de Pascal Coeficientes binomiais: uma das aplicações do triângulo de Pascal é a determinação dos coeficientes binomiais quando se faz a expansão do binômio de Newton: Ex: (p+q)2 = 1p2 + 2pq + 1q2 tem os coeficientes 1, 2 e 1, que estão, precisamente, na linha n = 2 no triângulo.

63 Binômio de Newton Definição: é todo binômio da forma (a + b)n, sendo n um número natural, que é chamado de ordem do binômio. Assim, para determinar quais são as combinações possíveis quando uma distribuição possui os parâmetros p e q, faz-se a expansão do Binômio de Newton: (p + q)n

64 Binômio de Newton Para expandir uma equação, pode-se seguir os passos: 1. Deve existir o termo p.q em todos os termos. 2. No primeiro membro atribui-se ao expoente de p o valor n e ao expoente de q o valor 0. A seguir diminui-se de 1 o valor do expoente de p e aumenta-se de 1 o valor do expoente de q. Continua-se até o último membro que deve ter o valor 0 no expoente de p o valor n no expoente de q. 3. A soma dos expoentes de cada membro deve ser igual ao expoente do binômio.

65 Binômio de Newton 4. Toma-se a sequência numérica obtida no triângulo referente ao número de combinações usado e distribui-se, ordenadamente.

66 Binômio de Newton Exemplo Use o binômio de Newton para expandir (2x -y)4

67 Binômio de Newton Solução Sendo p=2x e q=-y e n=4, temos que: Devem-se usar todos os termos multiplicados aumentando-se o expoente de q e diminuindo o de p (2x -y)4 = (-2x)4y0+(-2x)3y1+(-2x)2y2+(-2x)1y3+(-2x)0y4 (2x -y)4 = 16x4-8x3y+4x2y2-2x1y3+y4

68 Binômio de Newton Solução: Agora deve-se adicionar os coeficientes utilizando-se o triângulo de pascal, na linha n=4 (2x -y)4 = 1 16x4-4 8x3y+6 4x2y2-4 2x1y3+1 y4 (2x -y)4 =4x4-32x3y+24x2y2-8xy3+y4

69 Binômio de Newton Exercício: Desenvolvendo o binômio (2x - 3y)3n, obtemos um polinômio de 16 termos. Qual o valor de n?

70 Binômio de Newton Exercício: Desenvolvendo o binômio (2x - 3y)3n, obtemos um polinômio de 16 termos. Qual o valor de n?

71 Binômio de Newton Solução: Se o desenvolvimento do binômio possui 16 termos, então o expoente do binômio é igual a 15. Logo, 3n = 15 de onde conclui-se que n = 5.

74 Triângulo de Pascal Exercício A soma dos coeficientes do desenvolvimento de (2x + 3y)m é 625. O valor de m é:

75 Triângulo de Pascal Solução A soma dos coeficientes do binômio é o mesmo que a soma da linha correspondente à m no triângulo de Pascal, assim: No binômio: (2x + 3y)m, temos = 5, assim: 5m= 625 m=4