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Exercícios sobre arranjo simples (com gabarito)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

Os arranjos simples são um dos principais tópicos da Análise Combinatória e aparecem com frequência em provas como o ENEM e vestibulares. Com eles, é possível calcular o número de maneiras diferentes de organizar elementos em determinadas posições, levando em conta a ordem das escolhas.

Nesta lista de exercícios resolvidos e comentados, você poderá revisar os conceitos essenciais, praticar o uso do Princípio Fundamental da Contagem (PFC) e consolidar seu raciocínio lógico para resolver problemas de forma rápida e eficiente.

Questão 1

Em uma competição de natação 12 atletas, em iguais condições, disputam uma das três medalhas: Ouro, Prata ou Bronze. Sabendo que nenhum atleta pode receber, nessa competição, mais de uma medalha. Quantas são as possibilidades de resultado para esse pódio?

a) 220

b) 660

c) 1320

d) 1728

Gabarito explicado

Todas as questões de arranjos simples podem ser resolvidas utilizando apenas o PFC (Princípio Fundamental da Contagem ou Princípio Multiplicativo).

Podemos proceder da seguinte forma:

Ouro: 12 possibilidades, pois todos tem as mesmas condições;

Prata: 11 possibilidades, pois quem ganhou ouro não pode ganhar mais medalhas;

Bronze: 10 possibilidades, pois quem ganhou ouro ou prata não pode mais ganhar medalhas.

Pelo PFC teremos:

pilha 12 com chave inferior abaixo com O u r o abaixo. pilha 11 com chave inferior abaixo com P r a t a abaixo. pilha 10 com chave inferior abaixo com B r o n z e abaixo igual a 1320

Ainda com dúvidas? Pergunta ao Ajudante IA do Toda Matéria

Questão 2

O conselho administrativo de uma empresa conta com 15 executivos, mais apenas 10 deles estão aptos a participar da eleição para a Diretoria que será composta pelos cargos de Presidente, Vice-Presidente, Secretário e Tesoureiro. Dessa forma, quantos são os possíveis resultados para a eleição da diretoria dessa empresa?

a) 5040

b) 4800

c) 2560

d) 1320

Gabarito explicado

Pelo PFC obtemos:

pilha 10 com chave inferior abaixo com P r e s i d e n t e abaixo. pilha 9 com chave inferior abaixo com V i c e abaixo. pilha 8 com chave inferior abaixo com S e c r e t á r i o abaixo. pilha 7 com chave inferior abaixo com T e s o u r e i r o abaixo igual a 5040

Questão 3

Um shopping possui 7 acessos diferentes para os seus clientes. De quantos modos distintos um cliente pode entrar e sair do shopping usando acessos diferentes?

a) 49

b) 42

c) 28

d) 14

Gabarito explicado

Acessos para Entrar: 7 possibilidades

Acessos para Sair: 6 possibilidades, pois não pode usar o mesmo acesso de entrada.

Pelo PFC,

7.6 igual a 42 espaço p o s s i b i l i d a d e s

Questão 4

Um motorista deve realizar uma viagem podendo passar por 5 cidades distintas: A, B, C, D e E, partindo sempre da cidade A. Ele precisa visitar, obrigatoriamente, 3 delas, sem repetir nenhuma e retornando diretamente a A no final da rota. De quantos modos diferentes ele pode escolher as rotas passando pelas cidades intermediárias a serem visitadas?

a) 6

b) 12

c) 18

d) 24

Gabarito explicado

Pelo PFC teremos:

pilha 4 com chave inferior abaixo com 1 ª espaço c i d a d e abaixo. pilha 3 com chave inferior abaixo com 2 ª espaço c i d a d e abaixo. pilha 2 com chave inferior abaixo com 3 ª espaço c i d a d e abaixo igual a 24 espaço r o t a s espaço d i s t i n t a s

Questão 5

No festival de rock RockStorm, cinco bandas disputarão os 3 principais palcos do evento, que possuem diferentes horários de destaque: Palco Principal, Palco Secundário e Palco Alternativo. As bandas são: Thunderstrike, IronWolf, RedNova, ShadowPulse e NightRiders.

A direção do festival precisa escalar 3 dessas bandas para os três palcos, sabendo que cada palco tem um horário diferente e que nenhuma banda pode ocupar mais de um palco.

De quantos modos distintos o diretor do festival pode escolher quais bandas tocarão em qual palco?

a) 24

b) 36

c) 48

d) 60

Gabarito explicado

Pelo PFC obtemos:

pilha 5 com chave inferior abaixo com P r i n c i p a l abaixo. pilha 4 com chave inferior abaixo com S e c u n d á r i o abaixo. pilha 3 com chave inferior abaixo com A l t e r a t i v o abaixo igual a 60 espaço m a n e i r a s espaço d i f e r e n t e s

Questão 6

Uma escola selecionou 4 alunos de cada uma das 7 turmas existentes na escola para participar de um campeonato de debate em equipes com 3 posições distintas: Líder do Debate, Orador Principal e Pesquisador.

De quantos modos diferentes a escola pode escalar 3 desses alunos selecionados para essas posições, sabendo que nenhum aluno pode ocupar mais de uma função?

a) 3276

b) 19656

c) 21952

d) 40320

Gabarito explicado

Como foram selecionados 4 alunos de cada uma das 7 turmas temos uma total de 28 alunos que podem ser escolhidos para a equipe.

Pelo PFC teremos:

pilha 28 com chave inferior abaixo com L í d e r abaixo. pilha 27 com chave inferior abaixo com O r a d o r abaixo. pilha 26 com chave inferior abaixo com P e s q u i s a d o r abaixo igual a 19656

Questão 7

Com os algarismos de 1 a 9, quantos números com 4 algarismos distintos podemos formar?

a) 2160

b) 3024

c) 4800

d) 5120

Gabarito explicado

Cada número é formado por 4 algarismos distintos, isto é, arranjo simples de 9 elementos tomados 4 a 4:

A com n vírgula p subscrito fim do subscrito igual a numerador n fatorial sobre denominador abre parênteses n menos p fecha parênteses fatorial fim da fraçãoA com 9 vírgula 4 subscrito fim do subscrito igual a numerador 9 fatorial sobre denominador 5 fatorial fim da fração igual a 9.8.7.6 igual a 3024

Questão 8

Sabendo que A com n vírgula p subscrito fim do subscrito são os arranjos simples de n elementos tomados p a p. Considere A com n vírgula 5 subscrito fim do subscrito igual a 55440 determine o valor de n ao cubo.

a) 729

b) 1000

c) 1331

d) 1728

Gabarito explicado

Como A com n vírgula 5 subscrito fim do subscrito igual a 55440 são os arranjos simples de n elementos tomados 5 espaçoa 5 teremos:

A com n vírgula 5 subscrito fim do subscrito igual a numerador n fatorial sobre denominador abre parênteses n menos 5 fecha parênteses fatorial fim da fração igual a numerador n. abre parênteses n menos 1 fecha parênteses. abre parênteses n menos 2 fecha parênteses. abre parênteses n menos 3 fecha parênteses. abre parênteses n menos 4 fecha parênteses. abre parênteses n menos 5 fecha parênteses fatorial sobre denominador abre parênteses n menos 5 fecha parênteses fatorial fim da fraçãon. abre parênteses n menos 1 fecha parênteses. abre parênteses n menos 2 fecha parênteses. abre parênteses n menos 3 fecha parênteses. abre parênteses n menos 4 fecha parênteses igual a 55440

Observe que temos o produto entre 5 números naturais consecutivos, portanto podemos decompor 55440 em fatores primos e reorganizar estes fatores.

55440 igual a 2 à potência de 4.3 ao quadrado.5.7.1155440 igual a 11.10.9.8.7

Logo, n igual a 11

A questão pede n ao cubo igual a 11 ao cubo igual a 1331

Continue praticando com exercícios de Análise Combinatória e exercícios sobre anagramas.

Referências Bibliográficas

DANTE, Luiz Roberto. Matemática: Contexto e Aplicações. 2. ed. São Paulo: Ática, 2013. v. 2.

IEZZI, Gelson; DOLCE, Osvaldo; DEGENSZAJN, David; PÉRIGO, Roberto; ALMEIDA, Nilze de. Matemática: Ciência e Aplicações. 9. ed. São Paulo: Saraiva, 2016. v. 2.

MORGADO, Augusto César de Oliveira et al. Análise Combinatória e Probabilidade: com as soluções dos exercícios. São Paulo: SBM, 1991.

PAIVA, Manoel Rodrigues. Matemática. 2. ed. São Paulo: Moderna, 2014. v. 2.

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática com 20 anos de experiência, licenciado pela Universidade Gama Filho (UGF) e mestre pelo IMPA. Autor de livros e artigos, é referência na preparação para concursos e no ensino de Matemática.