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Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
1
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
2
ANÁLISE COMBINATÓRIA.
Fatorial
Sendo n um número natural diferente de zero, chamamos de fatorial de n a expressão;
nnnn )1)(2....(3.2.1!  .
O Fatorial é uma ferramenta muito importante na analise combinatória, por isso vamos
estudar seu conceito e aplicação, de forma que este possa auxiliá-lo mais tarde.
Matematicamente, podemos definir assim Fatorial:







0)!1(
0,1
!
nsenn
nse
n
Observe que com essa definição em dupla sentença, resolvemos todos os casos:
a) 0! = 1 (por definição)
b) 1! = 1.(1 – 1)! = 1. 0! = 1.1 = 1
c) 2! = 2.(2 – 1)! = 2. 1! = 2.1 = 2
d) 3! = 3.(3 – 1)! = 3. 2! = 3.2.1 = 6
e) 4! = 4.(4 – 1)! = 4. 3! = 4.3.2.1 = 24, e assim por diante.
Exemplo:
Calcule o valor de n na expressão:
 
)(7''4'0283
3123131
!
)1)(2(1!
31
!
!)1)(2(!
31
!
)!2(!
2
2
convémnãonnnn
nn
n
nnn
n
nnnn
n
nn







Daí podemos concluir que o conjunto solução é S = {4}
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
3
Coeficientes Binomiais
Sendo n e p dois números naturais quaisquer tal que pn  , chamamos de coeficiente
binomial o número indicado por 





p
n
definido por;:
)!(!
!
pnp
n
p
n







; n, p IN e pn 
Fazendo uma analogia com o conhecimento a cerca das frações dizemos que o número n é
o numerador e p é o denominador; lê-se “n sobre p”.
Existem três conseqüências da definição de coeficiente binomial a considerar:
I) n
n






1
II) 1
0





n
III) 1





n
n
Números Binomiais complementares: Dois coeficientes Binomiais são chamados
complementares quando ambos tiver o mesmo numerador, e a soma dos seus
denominadores for igual ao numerador comum, ou seja:















pn
n
p
n
Exemplo: Determine o valor de k, sabendo – se que os coeficientes binomiais


















 5
8
12
8
kk
são complementares.
Solução:
Se os coeficientes binomiais dados são complementares, então a soma dos denominadores é
igual ao denominador, logo, 2k +1 + (-k) + 5 = 8 k + 6 = 8k = 2.
TRIÂNGULO DE PASCAL OU DE TARTAGLIA
O Triângulo de Pascal recebe esse nome, devido à forma em que os elementos estão
distribuídos, e esses elementos são os coeficientes binomiais que tem a seguinte
característica:
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
4






0
0






0
1






1
1






0
2






1
2






2
2







0
3







1
3







2
3







3
3







 
0
1n







 
1
1n







 
2
1n
 







1
1
n
n






0
n






1
n






2
n
 







1n
n






n
n
Podemos também representar o Triângulo de Pascal substituindo os coeficientes binomiais
pelos seus respectivos valores:
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
5
PROPRIEDADES DO TRIÂNGULO DE PASCAL
 1ª PROPRIEDADE. Em cada linha do triângulo, o primeiro elemento vale 1, pois
qualquer que seja a linha, o primeiro elemento é INn
n






,1
0
.
 2ª PROPRIEDADE. Em cada linha do triângulo, o último elemento vale 1, pois
qualquer que seja a linha, o último elemento é INn
n
n






,1 .
 3ª PROPRIEDADE. Numa linha, dois coeficientes binomiais eqüidistantes dos
extremos são iguais, isto equivale a dizer que 














pn
n
p
n
.
Observe no quadro:
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
 A partir da 3ª linha, cada elemento (com exceção do primeiro e do último) é a soma
dos elementos da linha anterior, imediatamente acima dele. Essa propriedade é
conhecida como Relação de Stifel e afirma que:























1
1
1 p
n
p
n
p
n
Vamos mostrar um exemplo e uma aplicação da Relação de Stifel numa questão do
vestibular da Faculdade Baiana.
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
6
Obs: Um detalhe importante no uso da Relação de Stifel é observar o valor que representa
n, p e p + 1. Na questão do vestibular da Faculdade Baiana, n = 12, p = 7 e p + 1 = 7 +1 =
8.
BINÔMIO DE NEWTON
Inicialmente vamos considerar as seguintes potências desenvolvidas:
 222
2)( yxyxyx  , que podemos escrever também da seguinte forma;
201102
2 yxyxyx  ou 





0
2 02
yx + 





1
2 11
yx + 





2
2 20
yx .
 32233
33)( yxyyxxyx  , que podemos escrever também da seguinte forma;
30211203
33 yxyxyxyx  ou 





0
3 03
yx + 





1
3 12
yx + 





2
3 3021
3
3
yxyx 





 .
 4322344
464)( yxyyxyxxyx  , que podemos escrever também da
seguinte forma; 4031221304
464 yxyxyxyxyx  ou






0
4 04
yx + 





1
4 13
yx + 





2
4 403122
4
4
3
4
yxyxyx 











 .
Generalizando a situação, podemos escrever; para INneIRyex  :
nkknnnnn
y
n
n
yx
k
n
yx
n
yx
n
x
n
yx 





























 
221
210
)(
É interessante notar que os expoentes de x começam em n e decrescem de1 em 1 até
zero, enquanto os expoentes de y começam com zero e crescem até n. A esse
desenvolvimento damos o nome de Binômio de Newton.
Exemplos:
1) Efetuar o desenvolvimento de 5
)( ax  .
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
7
Solução:
5
)( ax  = 





0
5 05
yx + 





1
5 14
yx + 





2
5 50413223
5
5
4
5
3
5
yxyxyxyx 

















 .
Observemos que:
1
0
5






, 5
1
5






, 10
2
20
!3!.2
!3.4.5
!3!.2
!5
2
5






, 10
!2!.3
!5
3
5






,
5
1
5
!1!.4
!4.5
!1!.4
!5
4
5






, 1
0
5






Substituindo os valores na expressão temos:
5
)( ax  = 5
x + 5 yx4
+ 10 543223
510 yxyyxyx  .
2) Efetuar o desenvolvimento de
6
2
1






x .
Solução:
Inicialmente, devemos observar que
66
2
1
2
1


















 xx .
6
0
5
1
4
2
3
3
2
4
1
5
0
6
6
2
1
6
6
2
1
5
6
2
1
4
6
2
1
3
6
2
1
2
6
2
1
1
6
2
1
0
6
2
1




























































































x
xxxxxxx
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
8
Calculando cada coeficiente binomial e as potências de 






2
1
temos:
1
0
6






1
2
1
0







6
1
6













1
2
1







2
1
15
2
30
!4!.2
!4.5.6
!4!.2
!6
2
6













2
2
1






4
1
20
6
120
!3!.3
!3.4.5.6
!3!.3
!6
3
6













3
2
1







8
1
15
2
30
!2!.4
!4.5.6
!2!.4
!6
4
6













4
2
1






16
1
6
1
6
!1!.5
!5.6
!1!.5
!6
5
6













5
2
1







32
1
1
6
6













6
2
1






64
1
Substituindo os respectivos valores na expressão temos:
Fazendo as
operações
elementares obtemos:
TERMO GERAL DO BINÔMIO
O termo geral do Binômio de Newton é dado por:
kkn
k yx
k
n
T 
 





1
O termo geral do binômio é muito útil quando queremos calcular um termo qualquer n
desse binômio.











































64
1
32
1
6
16
1
15
8
1
20
4
1
15
2
1
6
2
1
4
23456
6
xxxxxxx













64
1
16
3
16
15
2
5
4
15
3
2
1 23456
6
xxxxxxx
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
9
Questões comentadas
1) Qual é o 5º termo do desenvolvimento de 5
)3( x , de acordo com as potências
decrescentes de x?
Solução: Inicialmente, vamos procurar o valor de 5T . Como 451  kk . Daí:
xxxxxxT 40581.581
!1!.4
!4.5
81
!1!.4
!5
81.
4
5
3.
4
5 445
5 











 
Portanto o 5º termo de 5
)3( x é 405x.
2) Calcular o termo independente de x no desenvolvimento de
6
1







x
x .
Solução:
k
k
kk
k
k
k
k
x
k
T
xx
k
T
x
x
k
T
26
1
6
1
6
1
6
.
6
1
.
6

































Observe que o termo independente de x é aquele cuja potência de x é zero, ou seja, 0
x .
Logo temos que:
6 – 2k = 0, e portanto k = 3.
Então temos que 4131 TTTk  
20
6
120
1.2.3
120
!3!.3
!3.4.5.6
)!36!.(3
!6
3
6
4 







T
3) Determine o termo médio (ou central) no desenvolvimento de 6
)3( x .
Solução: Observe que se o binômio esta elevado a 6ª potência significa que o seu
desenvolvimento constará 7 termos, Lembre-se que se a quantidade de termos é ímpar,
Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo
10
então o termo central é aquele que divide a esse grupo de termos em quantidades de termos
iguais.
Exemplo:
 1 2 3, o termo central é 2.
 1 2 3 4 5, o termo central é 3.
 1 2 3 4 5 6 7, o termo central é 4.
Feito isso, podemos voltar ao problema inicial. Como Já havíamos dito, se o binômio está
elevado a 6ª potência, então o seu desenvolvimento constará de 7 termos. Devemos então
procurar 4º termo, que é o termo central:
k + 1 = 4
k = 3
Portanto;
3
4
4
3
4
336
4
540)27.(20
)27(
!3!.2
!6
)27.(
3
6
)3.(
3
6
xxT
xT
xT
xT















 
4) No desenvolvimento de 50
)2( x , determinar os coeficientes do 4º e do penúltimo termo.
Solução: O termo geral é dado por
kk
k x
k
T )2.(
50 50
1 





 

 O 4º termo é o 4T . Como k + 1 = 4, então k = 3.








  3350
4 )2.(
3
50
xT 







)8.(
3
50 47
x  )8.(
!47!.3
!50 47
x  )8.(
!47!.3
!47.48.49.50 47
x
474747
156800)8.(19600)8.(
1.2.3
48.49.50
xxx  .
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11
 O penúltimo termo é o 50T . Como k +1 = 50, então k = 49.
4949494950
4 )2.(50)2(
!1!.49
!50
)2.(
49
50






 
xxT
Portanto os coeficientes do 4º e do penúltimo termo são 47
156800x e 49
)2.(50 x .
5) Existe o termo independente de x no desenvolvimento de
3
1







x
x ?
Solução:
O termo geral é dado por
kkk
k
k
k x
k
xx
kx
x
k
T 2333
1
331
.
3 
 























 .
Para que exista o termo independente é necessário que 3 – 2k = 0. Como
2
3
32  kk , podemos observar que k não é um número natural. Logo, não há termo
independente de x no desenvolvimento de
3
1







x
x .
6) Qual o termo de 5
x no desenvolvimento de  8
3x ?
Solução: O termo geral é dado por
kk
k x
k
T 3.
8 8
1

 





 . Observe que o termo em 5
x ocorre apenas quando 8 – k = 5, ou seja k
= 3. Daí temos que 4131 TTTk   e portanto o termo em 5
x é dado por:
55338
4 1512.27.563.
3
8
xxxT 





 
Observações importantes;
I. No desenvolvimento de  n
yx  temos: o número de termos no
desenvolvimento do binômio é igual ao expoente mais 1, desta forma teremos n + 1 termos.
II. A medida em que os expoentes de x vão decrescendo, os expoentes de y vão
crescendo.
III. Os coeficientes dos termos eqüidistantes dos extremos são iguais aos
coeficientes dos extremos , sendo que o maior deles se encontra no centro.
IV. A soma dos expoentes de x e y em cada termo é igual ao expoente do
binômio.
V. O coeficiente do primeiro termo é sempre igual a 1.
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12
VI. Os coeficientes dos outros termos se encontram através do produto do
expoente de x com o seu coeficiente, dividindo-se este resultado pelo número de ordem do
termo.
VII. No desenvolvimento de  n
yx  temos; os sinais de cada termo do
desenvolvimento são alternados, isto é, os termos de ordem par são negativos e os de
ordem impar são positivos.
VIII. Para obter a soma dos coeficientes de  n
yx  , basta fazer cada letra igual a
unidade.
Exemplos:
a) A soma dos coeficientes de  6
yx  é:
642)11( 66
cS
b) A soma dos coeficientes de  65
32 x é:
1)1()31.2( 6565
cS
De uma forma geral, no desenvolvimento de  n
yx  , a soma dos coeficiente será
dada por n
2
EXERCÍCIO COMENTADO
(UCSAL –BA) O coeficiente de terceiro termo do desenvolvimento do binômio de
 n
yx  , segundo as potencias decrescentes de x, é igual a 60. Nessas condições, o valor
de n pertence ao conjunto:
a) {3, 4} b) {-5, 6} c) {7, 8} d) {9, 10} e) {11, 12}
Solução comentada: Em primeiro lugar devemos desenvolver o binômio dado até o
terceiro termo, pois é a partir daí que vamos identificar o valor de n. Portanto:
Pela definição temos que:
  

















 
22110
2
2
2.
1
2.
0
2 nnnn
x
n
x
n
x
n
x 





 
4.
2
2. 21 nnn
x
n
nxx
Temos que
22
)1(
)!2(!2
)!2)(1(
)!2(!2
!
2
2
nnnn
n
nnn
n
nn 













, que substituindo na
expressão temos:
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




 
  2
2
1
2
42 nnn
x
nn
nxx Ocorre que:
06022602260
2
4 22
2





 
nnnn
nn
dividindo todos os termos da
equação por 2 temos 0302
 nn e portanto o valor de n pertence ao conjunto solução
{-5, 6}.
Alternativa B.
TEORIA DOS CONJUNTOS
1. REPRESENTAÇÃO
Inicialmente vamos representar um conjunto de três formas diferentes;
NA FORMA TABULAR
Nessa forma, vamos representar o conjunto por uma letra latina maiúscula, colocando-se
seus elementos entre chaves e separados por ponto e vírgula.
A { a, e, i, o, u } B { 2; 4; 6; 8}
POR UMA PROPRIEDADE
Nessa forma, vamos representar o conjunto por uma propriedade que determine seus
elementos.
A {x / x é vogal do alfabeto latino}
B {x / x é um número par positivo menor do que 9}
OBS. A barra (/) significa “ tal que”.
POR UM DIAGRAMA DE VENN
Podemos representar conjuntos por diagramas de Venn-Euler, também conhecidos como
diagramas de Venn, consistindo de curvas simples planas fechadas. No interior de tais
diagramas representamos os elementos, e do lado de fora indicamos os nomes dos
conjuntos.
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Exemplo: representemos o conjunto A dos números primos menores que 15 usando o
diagrama de Venn:
São válidas as seguintes relações de pertinência:
 1  A ( lê – se: “ 1 pertence a A” )
 15  B ( lê – se: “ 15 não pertence a B” )
2. CONJUNTOS ESPECIAIS
Existem alguns conjuntos que aparecem com freqüência em nosso estudo. Veja alguns
deles:
CONJUNTO UNIVERSO
O conjunto que possui todos os elementos com os quais se deseja trabalhar é chamado de
conjunto universo e usualmente é representado por U.
CONJUNTO UNITÁRIO
Como o próprio nome já diz, o conjunto unitário é aquele que possui um único elemento.
Exemplo: M {x / x é mês do ano com menos de 30 dias}
CONJUNTO VAZIO
O conjunto que não possui elemento algum é chamado de conjunto vazio e é representado
pela letra grega  ou por chaves sem elementos entre elas.
M {x / x é dia da semana com 32 horas} M  ou M { }
3. RELAÇÃO DE INCLUSÃO ( SUBCONJUNTOS)
Quando todos os elementos que pertencem a um conjunto A também pertence a um
conjunto B, diz-se que A está contido )(  em B ou que A é subconjunto de B, ou ainda
que B contém A ( representa-se )AB  .
Em símbolos:
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),( BxAxxBA 
Obs. O símbolo  significa “ qualquer que seja” ou “para todo”.
Propriedades
1. AAA  ;
2. AA  ; 11
Exemplos:
Se A { 2; 3; 4 } e B { 1; 2; 3; 4; 5; 6}, então BA  ..
4. IGUALDADE
Dois conjuntos A e B são iguais, se e somente se, BA  e AB  .
Observe a seguinte situação:
A { a; b; c } e B { b; a; c}
BA  e BAAB  .
 A ordem dos elementos não interferem na igualdade dos conjuntos.
 A repetição de um ou mais elementos em um conjunto não interfere na sua
igualdade.
5. OPERAÇÕES ENTRE CONJUNTOS
UNIÃO )(
A união dos conjuntos A e B é o conjunto de todos os elementos que pertencem ao conjunto
A ou ao conjunto B.
A B = { x / x A ou x B }
Representação em diagrama:
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Exemplo: Se A = {a,e,i,o} e B = {3,4} então A B ={a, e, i, o, 3, 4}.
Propriedades:
 ABBA 
 AAA 
 AA 
INTERSECÇÃO )(
Dados dois conjuntos A e B chama-se intersecção de A com B o conjunto formado por todos
os elementos comuns a A e a B.
A B = { x: x A e x B }
Representação em diagrama:
Exemplo:
Se A = {a, e, i, o, u} e B = {b, c, a, d, u} então A B = { a,u }.
Se A = {a,e,i,o,u} e B = {1,2,3,4} então A B = Ø.
Propriedades:
 ABBA 
 AAA 
  A
 ABABA 
DIFERENÇA
A diferença entre os conjuntos A e B é o conjunto de todos os elementos que pertencem ao
conjunto A e não pertencem ao conjunto B.
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A - B = {x / x A e x B}
Representação em diagrama:
Exemplo:
Se A = {1, 2, 3, 4, 5} e B = {4, 5, 7, 8, 9} então A – B = { 1, 2, 3 } e B – A = {7, 8, 9}.
Propriedade:
 ABBA 
  AA
 AA 
   A
COMPLEMENTAR )( A
BC
Dados dois conjuntos, A e B, tal que BA  , chama-se complementar de A em relação a B a
diferença B – A .
ABCA
B 
Representação em diagrama:
A região colorida representa
A
BC
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Exemplo: Se A = { 2; 3; 4} e B = { 1; 2; 3; 4; 5; 6 }, então ABCA
B  = {1; 5; 6 }
Propriedades:
 A
AC
 ACB 
Obs. AAAUCA
U  '
LEIS DE MORGAN
O complementar da reunião de dois conjuntos A e B é a interseção dos complementares
desses conjuntos.
(A B)c
= Ac
Bc
1) O complementar da reunião de uma coleção finita de conjuntos é a interseção dos
complementares desses conjuntos.
(A1 A2 ... An)c
= A1
c
A2
c
... An
c
2) O complementar da interseção de dois conjuntos A e B é a reunião dos complementares
desses conjuntos.
(A B)c
= Ac
Bc
3) O complementar da interseção de uma coleção finita de conjuntos é a reunião dos
complementares desses conjuntos.
(A1 A2 ... An)c
= A1
c
A2
c
... An
c
6. NÚMERO DE ELEMENTOS DA UNIÃO DE DOIS CONJUNTOS
Sejam A e B dois conjuntos e:
n(A) = número de elementos do conjunto A
n(B) = número de elementos do conjunto B
)()()()( BAnBnAnBAn 
Se  )( BAn , ou seja, A e B são dois conjuntos disjuntos, temos:
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19
)()()( BnAnBAn 
CONJUNTOS NUMÉRICOS
Conjunto é o agrupamento de elementos que possuem características semelhantes.
Os Conjuntos numéricos especificamente são compostos por números.
Divididos em:
• Conjunto dos Naturais (N),
• Conjunto dos Inteiros (Z),
• Conjunto dos Racionais (Q),
• Conjunto dos Irracionais (I),
• Conjunto dos Reais (R).
CONJUNTO DOS NÚMEROS NATURAIS ( N )
Pertencem ao conjunto dos naturais os números inteiros positivos incluindo o zero.
Representado pela letra N maiúscula. Os elementos dos conjuntos devem estar sempre entre
chaves.
N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, ... }
- Quando for representar o Conjunto dos Naturais não – nulos (excluindo o zero) devemos
colocar * ao lado do N.
Representado assim:
N* = {1, 2,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,10 ,11 ,12, ... }
A reticência indica que sempre é possível acrescentar mais um elemento.
N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, ...} ou N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... }
Qualquer que seja o elemento de N, ele sempre tem um sucessor. Também falamos em
antecessor de um número.
• 6 é o sucessor de 5.
• 7 é o sucessor de 6.
• 19 é antecessor de 20.
• 47 é o antecessor de 48.
Como todo número natural tem um sucessor, dizemos que o conjunto N é infinito.
Quando um conjunto é finito?
O conjunto dos números naturais maiores que 5 é infinito: {6, 7, 8, 9, ...}
Já o conjunto dos números naturais menores que 5 é finito: {0, 1, 2, 3, 4}
Veja mais alguns exemplos de conjuntos finitos.
• O conjunto dos alunos da classe.
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20
• O conjunto dos professores da escola.
• O conjunto das pessoas que formam a população brasileira.
CONJUNTO DOS NÚMEROS INTEIROS ( Z )
Pertencem ao conjunto dos números inteiros os números negativos, os números positivos
e o zero. Fazendo uma comparação entre os números naturais e os inteiros percebemos que
o conjunto dos naturais está contido no conjunto dos inteiros.
N = { 0,1,2,3,4,5,6, ... }
Z = {
... , -3,-2,-1,0,1,2,3,4, ... }
N Z
O conjunto dos números inteiros é representado pela
letra Z maiúscula. Os números positivos são
representados com o sinal de (+) positivo na frente
ou com sinal nenhum (+2 ou 2), já os números
negativos são representados com o sinal de
negativo (-) na sua frente (-2).
►Os números inteiros são encontrados com freqüência em nosso cotidiano, por exemplo:
♦ Exemplo:
Um termômetro em certa cidade que marcou 10°
C acima de zero durante o dia, à noite e na
manhã seguinte o termômetro passou a marcar 3°C abaixo de zero. Qual a relação dessas
temperaturas com os números inteiros?
Quando falamos acima de zero, estamos nos referindo aos números positivos e quando
falamos dos números abaixo de zero estamos referindo aos números negativos.
+10° C ------------- 10° C acima de zero
- 3° C --------------- 3° C abaixo de zero
♦ Exemplo 2:
Vamos imaginar agora que uma pessoa tem R$500,00 depositados num banco e faça
sucessivas retiradas:
• dos R$500,00 retira R$200,00 e fica com R$300,00
• dos R$300,00 retira R$200,00 e fica com R$100,00
• dos R$100,00 retira R$200,00 e fica devendo R$ 100,00
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21
A última retirada fez com que a pessoa ficasse devendo dinheiro ao banco. Assim:
Dever R$100,00 significa ter R$100,00 menos que zero. Essa dívida pode ser representada
por – R$100,00.
►Oposto de um número inteiro
O oposto de um número positivo é um número negativo simétrico. Por exemplo: o oposto
de + 2 é - 2; o oposto de - 3 é + 3.
►O conjunto dos números inteiros possui alguns subconjuntos:
- INTEIROS NÃO – NULOS
São os números inteiros, menos o zero.
Na sua representação devemos colocar * ao lado do Z.
Z* = {..., -3, -2, -1, 1, 2, 3,...}
- INTEIROS NÃO POSITIVOS
São os números negativos incluindo o zero.
Na sua representação deve ser colocado - ao lado do Z.
Z = {..., -3, -2, -1, 0}
- INTEIROS NÃO POSITIVOS E NÃO – NULOS
São os números inteiros do conjunto do Z_ excluindo o zero.
Na sua representação devemos colocar o _ e o * ao lado do Z.
*
Z = {..., -3, -2, -1}
- INTEIROS NÃO NEGATIVOS
São os números positivos incluindo o zero.
Na sua representação devemos colocar o + ao lado do Z.
Z = { 0,1 ,2 ,3, 4,...}
O Conjunto Z + é igual ao Conjunto dos N
- INTEIROS NÃO NEGATIVOS E NÃO - NULOS
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22
São os números do conjunto Z+, excluindo o zero.
Na sua representação devemos colocar o + e o * ao lado do Z.
*
Z = {1, 2, 3, 4,...}
O Conjunto *
Z é igual ao Conjunto N*
CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS ( Q )
Os números decimais são aqueles números que podem ser escritos na forma de fração.
Podemos escrevê-los de algumas formas diferentes:
Por exemplo:
♦ Em forma de fração ordinária: ; ; e todos os seus opostos.
Esses números tem a forma
b
a
com a , b Z e b ≠ 0.
Dessa forma podemos dizer que N Z Q.
♦ Números decimais com finitas ordens decimais ou extensão finita:
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23
Esses números têm a forma
b
a
com a , b Z e b ≠ 0.
♦ Número decimal com infinitas ordens decimais ou de extensão infinita periódica. São
dízimas periódicas simples ou compostas:
As dízimas periódicas de expansão infinita, que podem ser escritas na forma
b
a
: com a, b
Z e b ≠ 0.
► O conjunto dos números racionais é representado pela letra Q maiúscula.
Q = { x =
b
a
, com a e b  Z*}
►Outros subconjuntos de Q:
Além de N e Z, existem outros subconjuntos de Q.
Q*
---------- É o conjunto dos números racionais diferentes de zero.
Q+ ---------- É o conjunto dos números racionais positivos e o zero.
Q- ----------- É o conjunto dos números racionais negativos e o zero.
Q*
+ ---------- É o conjunto dos números racionais positivos.
Q*
- ----------- É o conjunto dos números racionais negativos.
► Representação Geométrica
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24
CONJUNTO DOS NÚMEROS IRRACIONAIS ( I )
O número irracional é aquele que não admite a representação em forma de fração (contrário
dos números racionais) e também quando escrito na forma de decimal ele é um número
infinito e não periódico.
Exemplo
• 0,232355525447... é infinito e não é dízima periódica (pois os algarismos depois da
vírgula não repetem periodicamente), então é irracional.
• 2,102030569... não admite representação fracionária, pois não é dízima periódica.
• Se calcularmos em uma calculadora veremos que √2 , √3 , π são valores que representam
números irracionais.
A representação do conjunto dos irracionais é feita pela letra I maiúscula.
CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS
O conjunto dos números reais é uma expansão do conjunto dos números
racionais que engloba não só os inteiros e os fracionários, positivos e negativos, mas
também todos os números irracionais.
Os números reais são números usados para representar uma quantidade contínua
(incluindo o zero e os negativos). Pode-se pensar num número real como uma fração
decimal possivelmente infinita, como 3,141592(...). Os números reais têm uma
correspondência biunívoca com os pontos de uma reta.
O conjunto dos números reais é a união do conjunto dos racionais com os
irracionais.
R = Q U I
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25
Sendo que Q ∩ I = , pois se um número é racional ele não é irracional e vice-versa.
Sabemos que N Z Q R
Além desses subconjuntos, o conjunto dos reais tem mais alguns importantes subconjuntos:
R*
-------- Conjunto dos números reais não nulos.
R+ -------- Conjunto dos números reais positivos e o zero.
R*
+ ------- Conjunto dos números reais positivos.
R - -------- Conjunto dos números reais negativos e o zero.
R*
- -------- Conjunto dos números reais negativos menos o zero.

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Apostila de matemática; fatorial triangulo de pascal-binomio de newton

  • 1. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 1
  • 2. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 2 ANÁLISE COMBINATÓRIA. Fatorial Sendo n um número natural diferente de zero, chamamos de fatorial de n a expressão; nnnn )1)(2....(3.2.1!  . O Fatorial é uma ferramenta muito importante na analise combinatória, por isso vamos estudar seu conceito e aplicação, de forma que este possa auxiliá-lo mais tarde. Matematicamente, podemos definir assim Fatorial:        0)!1( 0,1 ! nsenn nse n Observe que com essa definição em dupla sentença, resolvemos todos os casos: a) 0! = 1 (por definição) b) 1! = 1.(1 – 1)! = 1. 0! = 1.1 = 1 c) 2! = 2.(2 – 1)! = 2. 1! = 2.1 = 2 d) 3! = 3.(3 – 1)! = 3. 2! = 3.2.1 = 6 e) 4! = 4.(4 – 1)! = 4. 3! = 4.3.2.1 = 24, e assim por diante. Exemplo: Calcule o valor de n na expressão:   )(7''4'0283 3123131 ! )1)(2(1! 31 ! !)1)(2(! 31 ! )!2(! 2 2 convémnãonnnn nn n nnn n nnnn n nn        Daí podemos concluir que o conjunto solução é S = {4}
  • 3. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 3 Coeficientes Binomiais Sendo n e p dois números naturais quaisquer tal que pn  , chamamos de coeficiente binomial o número indicado por       p n definido por;: )!(! ! pnp n p n        ; n, p IN e pn  Fazendo uma analogia com o conhecimento a cerca das frações dizemos que o número n é o numerador e p é o denominador; lê-se “n sobre p”. Existem três conseqüências da definição de coeficiente binomial a considerar: I) n n       1 II) 1 0      n III) 1      n n Números Binomiais complementares: Dois coeficientes Binomiais são chamados complementares quando ambos tiver o mesmo numerador, e a soma dos seus denominadores for igual ao numerador comum, ou seja:                pn n p n Exemplo: Determine o valor de k, sabendo – se que os coeficientes binomiais                    5 8 12 8 kk são complementares. Solução: Se os coeficientes binomiais dados são complementares, então a soma dos denominadores é igual ao denominador, logo, 2k +1 + (-k) + 5 = 8 k + 6 = 8k = 2. TRIÂNGULO DE PASCAL OU DE TARTAGLIA O Triângulo de Pascal recebe esse nome, devido à forma em que os elementos estão distribuídos, e esses elementos são os coeficientes binomiais que tem a seguinte característica:
  • 4. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 4       0 0       0 1       1 1       0 2       1 2       2 2        0 3        1 3        2 3        3 3          0 1n          1 1n          2 1n          1 1 n n       0 n       1 n       2 n          1n n       n n Podemos também representar o Triângulo de Pascal substituindo os coeficientes binomiais pelos seus respectivos valores: 1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 1 6 15 20 15 6 1
  • 5. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 5 PROPRIEDADES DO TRIÂNGULO DE PASCAL  1ª PROPRIEDADE. Em cada linha do triângulo, o primeiro elemento vale 1, pois qualquer que seja a linha, o primeiro elemento é INn n       ,1 0 .  2ª PROPRIEDADE. Em cada linha do triângulo, o último elemento vale 1, pois qualquer que seja a linha, o último elemento é INn n n       ,1 .  3ª PROPRIEDADE. Numa linha, dois coeficientes binomiais eqüidistantes dos extremos são iguais, isto equivale a dizer que                pn n p n . Observe no quadro: 1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 1 6 15 20 15 6 1  A partir da 3ª linha, cada elemento (com exceção do primeiro e do último) é a soma dos elementos da linha anterior, imediatamente acima dele. Essa propriedade é conhecida como Relação de Stifel e afirma que:                        1 1 1 p n p n p n Vamos mostrar um exemplo e uma aplicação da Relação de Stifel numa questão do vestibular da Faculdade Baiana.
  • 6. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 6 Obs: Um detalhe importante no uso da Relação de Stifel é observar o valor que representa n, p e p + 1. Na questão do vestibular da Faculdade Baiana, n = 12, p = 7 e p + 1 = 7 +1 = 8. BINÔMIO DE NEWTON Inicialmente vamos considerar as seguintes potências desenvolvidas:  222 2)( yxyxyx  , que podemos escrever também da seguinte forma; 201102 2 yxyxyx  ou       0 2 02 yx +       1 2 11 yx +       2 2 20 yx .  32233 33)( yxyyxxyx  , que podemos escrever também da seguinte forma; 30211203 33 yxyxyxyx  ou       0 3 03 yx +       1 3 12 yx +       2 3 3021 3 3 yxyx        .  4322344 464)( yxyyxyxxyx  , que podemos escrever também da seguinte forma; 4031221304 464 yxyxyxyxyx  ou       0 4 04 yx +       1 4 13 yx +       2 4 403122 4 4 3 4 yxyxyx              . Generalizando a situação, podemos escrever; para INneIRyex  : nkknnnnn y n n yx k n yx n yx n x n yx                                 221 210 )( É interessante notar que os expoentes de x começam em n e decrescem de1 em 1 até zero, enquanto os expoentes de y começam com zero e crescem até n. A esse desenvolvimento damos o nome de Binômio de Newton. Exemplos: 1) Efetuar o desenvolvimento de 5 )( ax  .
  • 7. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 7 Solução: 5 )( ax  =       0 5 05 yx +       1 5 14 yx +       2 5 50413223 5 5 4 5 3 5 yxyxyxyx                    . Observemos que: 1 0 5       , 5 1 5       , 10 2 20 !3!.2 !3.4.5 !3!.2 !5 2 5       , 10 !2!.3 !5 3 5       , 5 1 5 !1!.4 !4.5 !1!.4 !5 4 5       , 1 0 5       Substituindo os valores na expressão temos: 5 )( ax  = 5 x + 5 yx4 + 10 543223 510 yxyyxyx  . 2) Efetuar o desenvolvimento de 6 2 1       x . Solução: Inicialmente, devemos observar que 66 2 1 2 1                    xx . 6 0 5 1 4 2 3 3 2 4 1 5 0 6 6 2 1 6 6 2 1 5 6 2 1 4 6 2 1 3 6 2 1 2 6 2 1 1 6 2 1 0 6 2 1                                                                                             x xxxxxxx
  • 8. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 8 Calculando cada coeficiente binomial e as potências de        2 1 temos: 1 0 6       1 2 1 0        6 1 6              1 2 1        2 1 15 2 30 !4!.2 !4.5.6 !4!.2 !6 2 6              2 2 1       4 1 20 6 120 !3!.3 !3.4.5.6 !3!.3 !6 3 6              3 2 1        8 1 15 2 30 !2!.4 !4.5.6 !2!.4 !6 4 6              4 2 1       16 1 6 1 6 !1!.5 !5.6 !1!.5 !6 5 6              5 2 1        32 1 1 6 6              6 2 1       64 1 Substituindo os respectivos valores na expressão temos: Fazendo as operações elementares obtemos: TERMO GERAL DO BINÔMIO O termo geral do Binômio de Newton é dado por: kkn k yx k n T         1 O termo geral do binômio é muito útil quando queremos calcular um termo qualquer n desse binômio.                                            64 1 32 1 6 16 1 15 8 1 20 4 1 15 2 1 6 2 1 4 23456 6 xxxxxxx              64 1 16 3 16 15 2 5 4 15 3 2 1 23456 6 xxxxxxx
  • 9. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 9 Questões comentadas 1) Qual é o 5º termo do desenvolvimento de 5 )3( x , de acordo com as potências decrescentes de x? Solução: Inicialmente, vamos procurar o valor de 5T . Como 451  kk . Daí: xxxxxxT 40581.581 !1!.4 !4.5 81 !1!.4 !5 81. 4 5 3. 4 5 445 5               Portanto o 5º termo de 5 )3( x é 405x. 2) Calcular o termo independente de x no desenvolvimento de 6 1        x x . Solução: k k kk k k k k x k T xx k T x x k T 26 1 6 1 6 1 6 . 6 1 . 6                                  Observe que o termo independente de x é aquele cuja potência de x é zero, ou seja, 0 x . Logo temos que: 6 – 2k = 0, e portanto k = 3. Então temos que 4131 TTTk   20 6 120 1.2.3 120 !3!.3 !3.4.5.6 )!36!.(3 !6 3 6 4         T 3) Determine o termo médio (ou central) no desenvolvimento de 6 )3( x . Solução: Observe que se o binômio esta elevado a 6ª potência significa que o seu desenvolvimento constará 7 termos, Lembre-se que se a quantidade de termos é ímpar,
  • 10. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 10 então o termo central é aquele que divide a esse grupo de termos em quantidades de termos iguais. Exemplo:  1 2 3, o termo central é 2.  1 2 3 4 5, o termo central é 3.  1 2 3 4 5 6 7, o termo central é 4. Feito isso, podemos voltar ao problema inicial. Como Já havíamos dito, se o binômio está elevado a 6ª potência, então o seu desenvolvimento constará de 7 termos. Devemos então procurar 4º termo, que é o termo central: k + 1 = 4 k = 3 Portanto; 3 4 4 3 4 336 4 540)27.(20 )27( !3!.2 !6 )27.( 3 6 )3.( 3 6 xxT xT xT xT                  4) No desenvolvimento de 50 )2( x , determinar os coeficientes do 4º e do penúltimo termo. Solução: O termo geral é dado por kk k x k T )2.( 50 50 1           O 4º termo é o 4T . Como k + 1 = 4, então k = 3.           3350 4 )2.( 3 50 xT         )8.( 3 50 47 x  )8.( !47!.3 !50 47 x  )8.( !47!.3 !47.48.49.50 47 x 474747 156800)8.(19600)8.( 1.2.3 48.49.50 xxx  .
  • 11. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 11  O penúltimo termo é o 50T . Como k +1 = 50, então k = 49. 4949494950 4 )2.(50)2( !1!.49 !50 )2.( 49 50         xxT Portanto os coeficientes do 4º e do penúltimo termo são 47 156800x e 49 )2.(50 x . 5) Existe o termo independente de x no desenvolvimento de 3 1        x x ? Solução: O termo geral é dado por kkk k k k x k xx kx x k T 2333 1 331 . 3                            . Para que exista o termo independente é necessário que 3 – 2k = 0. Como 2 3 32  kk , podemos observar que k não é um número natural. Logo, não há termo independente de x no desenvolvimento de 3 1        x x . 6) Qual o termo de 5 x no desenvolvimento de  8 3x ? Solução: O termo geral é dado por kk k x k T 3. 8 8 1          . Observe que o termo em 5 x ocorre apenas quando 8 – k = 5, ou seja k = 3. Daí temos que 4131 TTTk   e portanto o termo em 5 x é dado por: 55338 4 1512.27.563. 3 8 xxxT         Observações importantes; I. No desenvolvimento de  n yx  temos: o número de termos no desenvolvimento do binômio é igual ao expoente mais 1, desta forma teremos n + 1 termos. II. A medida em que os expoentes de x vão decrescendo, os expoentes de y vão crescendo. III. Os coeficientes dos termos eqüidistantes dos extremos são iguais aos coeficientes dos extremos , sendo que o maior deles se encontra no centro. IV. A soma dos expoentes de x e y em cada termo é igual ao expoente do binômio. V. O coeficiente do primeiro termo é sempre igual a 1.
  • 12. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 12 VI. Os coeficientes dos outros termos se encontram através do produto do expoente de x com o seu coeficiente, dividindo-se este resultado pelo número de ordem do termo. VII. No desenvolvimento de  n yx  temos; os sinais de cada termo do desenvolvimento são alternados, isto é, os termos de ordem par são negativos e os de ordem impar são positivos. VIII. Para obter a soma dos coeficientes de  n yx  , basta fazer cada letra igual a unidade. Exemplos: a) A soma dos coeficientes de  6 yx  é: 642)11( 66 cS b) A soma dos coeficientes de  65 32 x é: 1)1()31.2( 6565 cS De uma forma geral, no desenvolvimento de  n yx  , a soma dos coeficiente será dada por n 2 EXERCÍCIO COMENTADO (UCSAL –BA) O coeficiente de terceiro termo do desenvolvimento do binômio de  n yx  , segundo as potencias decrescentes de x, é igual a 60. Nessas condições, o valor de n pertence ao conjunto: a) {3, 4} b) {-5, 6} c) {7, 8} d) {9, 10} e) {11, 12} Solução comentada: Em primeiro lugar devemos desenvolver o binômio dado até o terceiro termo, pois é a partir daí que vamos identificar o valor de n. Portanto: Pela definição temos que:                       22110 2 2 2. 1 2. 0 2 nnnn x n x n x n x         4. 2 2. 21 nnn x n nxx Temos que 22 )1( )!2(!2 )!2)(1( )!2(!2 ! 2 2 nnnn n nnn n nn               , que substituindo na expressão temos:
  • 13. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 13          2 2 1 2 42 nnn x nn nxx Ocorre que: 06022602260 2 4 22 2        nnnn nn dividindo todos os termos da equação por 2 temos 0302  nn e portanto o valor de n pertence ao conjunto solução {-5, 6}. Alternativa B. TEORIA DOS CONJUNTOS 1. REPRESENTAÇÃO Inicialmente vamos representar um conjunto de três formas diferentes; NA FORMA TABULAR Nessa forma, vamos representar o conjunto por uma letra latina maiúscula, colocando-se seus elementos entre chaves e separados por ponto e vírgula. A { a, e, i, o, u } B { 2; 4; 6; 8} POR UMA PROPRIEDADE Nessa forma, vamos representar o conjunto por uma propriedade que determine seus elementos. A {x / x é vogal do alfabeto latino} B {x / x é um número par positivo menor do que 9} OBS. A barra (/) significa “ tal que”. POR UM DIAGRAMA DE VENN Podemos representar conjuntos por diagramas de Venn-Euler, também conhecidos como diagramas de Venn, consistindo de curvas simples planas fechadas. No interior de tais diagramas representamos os elementos, e do lado de fora indicamos os nomes dos conjuntos.
  • 14. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 14 Exemplo: representemos o conjunto A dos números primos menores que 15 usando o diagrama de Venn: São válidas as seguintes relações de pertinência:  1  A ( lê – se: “ 1 pertence a A” )  15  B ( lê – se: “ 15 não pertence a B” ) 2. CONJUNTOS ESPECIAIS Existem alguns conjuntos que aparecem com freqüência em nosso estudo. Veja alguns deles: CONJUNTO UNIVERSO O conjunto que possui todos os elementos com os quais se deseja trabalhar é chamado de conjunto universo e usualmente é representado por U. CONJUNTO UNITÁRIO Como o próprio nome já diz, o conjunto unitário é aquele que possui um único elemento. Exemplo: M {x / x é mês do ano com menos de 30 dias} CONJUNTO VAZIO O conjunto que não possui elemento algum é chamado de conjunto vazio e é representado pela letra grega  ou por chaves sem elementos entre elas. M {x / x é dia da semana com 32 horas} M  ou M { } 3. RELAÇÃO DE INCLUSÃO ( SUBCONJUNTOS) Quando todos os elementos que pertencem a um conjunto A também pertence a um conjunto B, diz-se que A está contido )(  em B ou que A é subconjunto de B, ou ainda que B contém A ( representa-se )AB  . Em símbolos:
  • 15. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 15 ),( BxAxxBA  Obs. O símbolo  significa “ qualquer que seja” ou “para todo”. Propriedades 1. AAA  ; 2. AA  ; 11 Exemplos: Se A { 2; 3; 4 } e B { 1; 2; 3; 4; 5; 6}, então BA  .. 4. IGUALDADE Dois conjuntos A e B são iguais, se e somente se, BA  e AB  . Observe a seguinte situação: A { a; b; c } e B { b; a; c} BA  e BAAB  .  A ordem dos elementos não interferem na igualdade dos conjuntos.  A repetição de um ou mais elementos em um conjunto não interfere na sua igualdade. 5. OPERAÇÕES ENTRE CONJUNTOS UNIÃO )( A união dos conjuntos A e B é o conjunto de todos os elementos que pertencem ao conjunto A ou ao conjunto B. A B = { x / x A ou x B } Representação em diagrama:
  • 16. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 16 Exemplo: Se A = {a,e,i,o} e B = {3,4} então A B ={a, e, i, o, 3, 4}. Propriedades:  ABBA   AAA   AA  INTERSECÇÃO )( Dados dois conjuntos A e B chama-se intersecção de A com B o conjunto formado por todos os elementos comuns a A e a B. A B = { x: x A e x B } Representação em diagrama: Exemplo: Se A = {a, e, i, o, u} e B = {b, c, a, d, u} então A B = { a,u }. Se A = {a,e,i,o,u} e B = {1,2,3,4} então A B = Ø. Propriedades:  ABBA   AAA    A  ABABA  DIFERENÇA A diferença entre os conjuntos A e B é o conjunto de todos os elementos que pertencem ao conjunto A e não pertencem ao conjunto B.
  • 17. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 17 A - B = {x / x A e x B} Representação em diagrama: Exemplo: Se A = {1, 2, 3, 4, 5} e B = {4, 5, 7, 8, 9} então A – B = { 1, 2, 3 } e B – A = {7, 8, 9}. Propriedade:  ABBA    AA  AA     A COMPLEMENTAR )( A BC Dados dois conjuntos, A e B, tal que BA  , chama-se complementar de A em relação a B a diferença B – A . ABCA B  Representação em diagrama: A região colorida representa A BC
  • 18. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 18 Exemplo: Se A = { 2; 3; 4} e B = { 1; 2; 3; 4; 5; 6 }, então ABCA B  = {1; 5; 6 } Propriedades:  A AC  ACB  Obs. AAAUCA U  ' LEIS DE MORGAN O complementar da reunião de dois conjuntos A e B é a interseção dos complementares desses conjuntos. (A B)c = Ac Bc 1) O complementar da reunião de uma coleção finita de conjuntos é a interseção dos complementares desses conjuntos. (A1 A2 ... An)c = A1 c A2 c ... An c 2) O complementar da interseção de dois conjuntos A e B é a reunião dos complementares desses conjuntos. (A B)c = Ac Bc 3) O complementar da interseção de uma coleção finita de conjuntos é a reunião dos complementares desses conjuntos. (A1 A2 ... An)c = A1 c A2 c ... An c 6. NÚMERO DE ELEMENTOS DA UNIÃO DE DOIS CONJUNTOS Sejam A e B dois conjuntos e: n(A) = número de elementos do conjunto A n(B) = número de elementos do conjunto B )()()()( BAnBnAnBAn  Se  )( BAn , ou seja, A e B são dois conjuntos disjuntos, temos:
  • 19. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 19 )()()( BnAnBAn  CONJUNTOS NUMÉRICOS Conjunto é o agrupamento de elementos que possuem características semelhantes. Os Conjuntos numéricos especificamente são compostos por números. Divididos em: • Conjunto dos Naturais (N), • Conjunto dos Inteiros (Z), • Conjunto dos Racionais (Q), • Conjunto dos Irracionais (I), • Conjunto dos Reais (R). CONJUNTO DOS NÚMEROS NATURAIS ( N ) Pertencem ao conjunto dos naturais os números inteiros positivos incluindo o zero. Representado pela letra N maiúscula. Os elementos dos conjuntos devem estar sempre entre chaves. N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, ... } - Quando for representar o Conjunto dos Naturais não – nulos (excluindo o zero) devemos colocar * ao lado do N. Representado assim: N* = {1, 2,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,10 ,11 ,12, ... } A reticência indica que sempre é possível acrescentar mais um elemento. N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, ...} ou N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... } Qualquer que seja o elemento de N, ele sempre tem um sucessor. Também falamos em antecessor de um número. • 6 é o sucessor de 5. • 7 é o sucessor de 6. • 19 é antecessor de 20. • 47 é o antecessor de 48. Como todo número natural tem um sucessor, dizemos que o conjunto N é infinito. Quando um conjunto é finito? O conjunto dos números naturais maiores que 5 é infinito: {6, 7, 8, 9, ...} Já o conjunto dos números naturais menores que 5 é finito: {0, 1, 2, 3, 4} Veja mais alguns exemplos de conjuntos finitos. • O conjunto dos alunos da classe.
  • 20. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 20 • O conjunto dos professores da escola. • O conjunto das pessoas que formam a população brasileira. CONJUNTO DOS NÚMEROS INTEIROS ( Z ) Pertencem ao conjunto dos números inteiros os números negativos, os números positivos e o zero. Fazendo uma comparação entre os números naturais e os inteiros percebemos que o conjunto dos naturais está contido no conjunto dos inteiros. N = { 0,1,2,3,4,5,6, ... } Z = { ... , -3,-2,-1,0,1,2,3,4, ... } N Z O conjunto dos números inteiros é representado pela letra Z maiúscula. Os números positivos são representados com o sinal de (+) positivo na frente ou com sinal nenhum (+2 ou 2), já os números negativos são representados com o sinal de negativo (-) na sua frente (-2). ►Os números inteiros são encontrados com freqüência em nosso cotidiano, por exemplo: ♦ Exemplo: Um termômetro em certa cidade que marcou 10° C acima de zero durante o dia, à noite e na manhã seguinte o termômetro passou a marcar 3°C abaixo de zero. Qual a relação dessas temperaturas com os números inteiros? Quando falamos acima de zero, estamos nos referindo aos números positivos e quando falamos dos números abaixo de zero estamos referindo aos números negativos. +10° C ------------- 10° C acima de zero - 3° C --------------- 3° C abaixo de zero ♦ Exemplo 2: Vamos imaginar agora que uma pessoa tem R$500,00 depositados num banco e faça sucessivas retiradas: • dos R$500,00 retira R$200,00 e fica com R$300,00 • dos R$300,00 retira R$200,00 e fica com R$100,00 • dos R$100,00 retira R$200,00 e fica devendo R$ 100,00
  • 21. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 21 A última retirada fez com que a pessoa ficasse devendo dinheiro ao banco. Assim: Dever R$100,00 significa ter R$100,00 menos que zero. Essa dívida pode ser representada por – R$100,00. ►Oposto de um número inteiro O oposto de um número positivo é um número negativo simétrico. Por exemplo: o oposto de + 2 é - 2; o oposto de - 3 é + 3. ►O conjunto dos números inteiros possui alguns subconjuntos: - INTEIROS NÃO – NULOS São os números inteiros, menos o zero. Na sua representação devemos colocar * ao lado do Z. Z* = {..., -3, -2, -1, 1, 2, 3,...} - INTEIROS NÃO POSITIVOS São os números negativos incluindo o zero. Na sua representação deve ser colocado - ao lado do Z. Z = {..., -3, -2, -1, 0} - INTEIROS NÃO POSITIVOS E NÃO – NULOS São os números inteiros do conjunto do Z_ excluindo o zero. Na sua representação devemos colocar o _ e o * ao lado do Z. * Z = {..., -3, -2, -1} - INTEIROS NÃO NEGATIVOS São os números positivos incluindo o zero. Na sua representação devemos colocar o + ao lado do Z. Z = { 0,1 ,2 ,3, 4,...} O Conjunto Z + é igual ao Conjunto dos N - INTEIROS NÃO NEGATIVOS E NÃO - NULOS
  • 22. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 22 São os números do conjunto Z+, excluindo o zero. Na sua representação devemos colocar o + e o * ao lado do Z. * Z = {1, 2, 3, 4,...} O Conjunto * Z é igual ao Conjunto N* CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS ( Q ) Os números decimais são aqueles números que podem ser escritos na forma de fração. Podemos escrevê-los de algumas formas diferentes: Por exemplo: ♦ Em forma de fração ordinária: ; ; e todos os seus opostos. Esses números tem a forma b a com a , b Z e b ≠ 0. Dessa forma podemos dizer que N Z Q. ♦ Números decimais com finitas ordens decimais ou extensão finita:
  • 23. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 23 Esses números têm a forma b a com a , b Z e b ≠ 0. ♦ Número decimal com infinitas ordens decimais ou de extensão infinita periódica. São dízimas periódicas simples ou compostas: As dízimas periódicas de expansão infinita, que podem ser escritas na forma b a : com a, b Z e b ≠ 0. ► O conjunto dos números racionais é representado pela letra Q maiúscula. Q = { x = b a , com a e b  Z*} ►Outros subconjuntos de Q: Além de N e Z, existem outros subconjuntos de Q. Q* ---------- É o conjunto dos números racionais diferentes de zero. Q+ ---------- É o conjunto dos números racionais positivos e o zero. Q- ----------- É o conjunto dos números racionais negativos e o zero. Q* + ---------- É o conjunto dos números racionais positivos. Q* - ----------- É o conjunto dos números racionais negativos. ► Representação Geométrica
  • 24. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 24 CONJUNTO DOS NÚMEROS IRRACIONAIS ( I ) O número irracional é aquele que não admite a representação em forma de fração (contrário dos números racionais) e também quando escrito na forma de decimal ele é um número infinito e não periódico. Exemplo • 0,232355525447... é infinito e não é dízima periódica (pois os algarismos depois da vírgula não repetem periodicamente), então é irracional. • 2,102030569... não admite representação fracionária, pois não é dízima periódica. • Se calcularmos em uma calculadora veremos que √2 , √3 , π são valores que representam números irracionais. A representação do conjunto dos irracionais é feita pela letra I maiúscula. CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS O conjunto dos números reais é uma expansão do conjunto dos números racionais que engloba não só os inteiros e os fracionários, positivos e negativos, mas também todos os números irracionais. Os números reais são números usados para representar uma quantidade contínua (incluindo o zero e os negativos). Pode-se pensar num número real como uma fração decimal possivelmente infinita, como 3,141592(...). Os números reais têm uma correspondência biunívoca com os pontos de uma reta. O conjunto dos números reais é a união do conjunto dos racionais com os irracionais. R = Q U I
  • 25. Análise Combinatória - Fatorial e Binômio de Newton. Prof. André Gustavo 25 Sendo que Q ∩ I = , pois se um número é racional ele não é irracional e vice-versa. Sabemos que N Z Q R Além desses subconjuntos, o conjunto dos reais tem mais alguns importantes subconjuntos: R* -------- Conjunto dos números reais não nulos. R+ -------- Conjunto dos números reais positivos e o zero. R* + ------- Conjunto dos números reais positivos. R - -------- Conjunto dos números reais negativos e o zero. R* - -------- Conjunto dos números reais negativos menos o zero.