Análise combinatória

Guia de estudo · Revisado em 03/10/2026

BNCC · EM13MAT310

A prova do PAS 2 de 2025 deu uma tabela com os 336 municípios do MATOPIBA, mandou escolher dois ao acaso e perguntou se havia mais de 50 000 maneiras de fazer isso; um ano antes, pediu para separar 3 pessoas entre 35 e 2 entre 5 e julgar se as maneiras eram menos de 6 000. Ninguém enumera 56 280 pares nem 65 450 seleções. Como se conta o que não dá para listar, e como se sabe quando trocar a ordem cria uma escolha nova ou repete a mesma?

O que você vai aprender

  • Aplicar o princípio fundamental da contagem (etapas sucessivas multiplicam) e o princípio aditivo (alternativas que se excluem somam), desenhando a árvore de possibilidades em casos pequenos e reconhecendo quando um "e" multiplica e quando um "ou" soma.
  • Resolver contagens com restrição começando pela posição ou pelo elemento mais exigido (algarismo ímpar no fim, pessoa numa cadeira branca, letra fixa no início), e reconhecer que inverter a ordem das etapas leva a contar errado.
  • Calcular fatoriais, simplificar quocientes como 10!/8! e usar 0! = 1; contar permutações simples (n!), com elementos juntos ou separados (bloco), com repetição (anagramas de OITICICA) e circulares ((n − 1)!).
  • Decidir, pela pergunta "a troca de ordem entre os escolhidos cria uma escolha nova?", entre arranjo e combinação; deduzir A(n, k) e C(n, k) a partir do princípio da contagem e calcular C(n, 2), C(n, 3) e C(n, k) sem calculadora, usando C(n, k) = C(n, n − k).
  • Ler o triângulo de Pascal como tabela de combinações, usar a relação de Stifel e a simetria das linhas, e reconhecer o binômio de Newton como a aplicação que dá nome aos coeficientes (desenvolvido em página própria).
  • Contar por casos e pelo complementar ("pelo menos um" = total menos "nenhum"), distribuir pessoas em grupos com e sem rótulo, contar caminhos numa grade, apertos de mão e diagonais com C(n, 2), e conferir qualquer fórmula numa versão pequena do problema, enumerando.
  • Resolver itens do PAS nos formatos A (limiar), B (resposta numérica até 999) e C, reconhecendo os erros clássicos: arranjo onde era combinação, grupo contado duas vezes, restrição esquecida, 0! tratado como 0.

Em dezembro de 2025, a prova do PAS 2 imprimiu uma tabela com os quatro estados do MATOPIBA e seus municípios (Maranhão 143, Tocantins 130, Piauí 33, Bahia 30, total 336), mandou supor que dois municípios seriam escolhidos ao acaso e afirmou: “a quantidade de formas distintas de fazer a escolha dos municípios é maior que 50 000”. Um ano antes, num teste de vacina com 100 pessoas, 40 delas com sintomas (35 do grupo placebo e 5 do grupo vacinado), a banca pediu para julgar se havia menos de 6 000 maneiras de selecionar 3 pessoas entre as 35 e 2 entre as 5. Ninguém lista 56 280 pares de municípios nem 65 450 seleções de pessoas num caderno de rascunho. Os dois itens se resolvem em uma linha cada: 336×3352=56 280\dfrac{336 \times 335}{2} = 56\,280 e 35×34×336×5×42=6 545×10=65 450\dfrac{35 \times 34 \times 33}{6} \times \dfrac{5 \times 4}{2} = 6\,545 \times 10 = 65\,450. As duas linhas escondem o assunto inteiro desta página: contar sem enumerar. A ideia é organizar a escolha em etapas, multiplicar o número de opções de cada etapa e, se trocar a ordem dos escolhidos não produzir uma escolha nova, dividir pelo número de ordens que o produto tratou como se fossem diferentes.

A análise combinatória é a aritmética das possibilidades. Ela não exige fórmulas novas além de uma, o produto de etapas; tudo o mais (fatorial, permutação, arranjo, combinação, triângulo de Pascal) é esse produto organizado para situações que se repetem. Por isso a página começa pelo princípio e deduz o resto dele, em vez de apresentar uma lista de fórmulas para decorar. Contar é também o passo anterior de probabilidade: a chance de um evento, num sorteio honesto, é uma contagem dividida por outra. Aqui só contamos; a divisão fica para a página seguinte.

Multiplicar etapas: o princípio fundamental da contagem

Uma lanchonete oferece 3 pratos e 2 sobremesas, e você vai pedir um de cada. Quantas refeições diferentes existem? Para o primeiro prato há 2 sobremesas possíveis; para o segundo, mais 2; para o terceiro, mais 2: 2+2+2=3×2=62 + 2 + 2 = 3 \times 2 = 6 refeições. Desenhe: três ramos saindo do início (os pratos), cada um se abrindo em dois (as sobremesas), e conte as pontas. Essa figura é a árvore de possibilidades, e ela mostra por que as etapas se multiplicam: cada escolha da primeira etapa se desdobra em todas as escolhas da segunda.

Diagrama de árvore. De um ponto inicial saem três ramos rotulados prato 1, prato 2 e prato 3; de cada prato saem dois ramos, sobremesa A e sobremesa B, terminando em seis folhas numeradas de 1 a 6. Ao lado, a conta 3 vezes 2 igual a 6 e, à direita, a mesma árvore estendida com uma terceira etapa de duas bebidas, totalizando doze folhas, com a conta 3 vezes 2 vezes 2 igual a 12.
A árvore de possibilidades: cada ramo de uma etapa se abre em todos os ramos da etapa seguinte, e o número de folhas é o produto 3×2=63 \times 2 = 6. Uma terceira etapa com 2 opções dobra as folhas: 3×2×2=123 \times 2 \times 2 = 12. Diagrama autoral.
Princípio fundamental da contagem (princípio multiplicativo) e princípio aditivo

Uma escolha feita em etapas sucessivas, com mm opções na primeira etapa e nn opções na segunda (o mesmo nn, seja qual for a primeira escolha), admite m×nm \times n resultados. Com três etapas, m×n×pm \times n \times p; com kk etapas, o produto das kk quantidades. A condição entre parênteses é a que se esquece: o número de opções de uma etapa não pode depender do que foi escolhido nas anteriores, senão o produto deixa de valer.

Quando as possibilidades não se encadeiam, mas se excluem (acontece uma ou acontece outra, nunca as duas), os totais se somam: m+nm + n. É o princípio aditivo. Na árvore, níveis sucessivos multiplicam; ramos que nunca se cruzam somam.

A palavra que separa os dois princípios está no enunciado: “e” (um prato e uma sobremesa) multiplica; “ou” (uma pizza ou um sanduíche) soma. Um clube que oferece 5 modalidades esportivas e 3 turmas de teatro permite 5×3=155 \times 3 = 15 escolhas para quem vai praticar um esporte e entrar numa turma de teatro, e 5+3=85 + 3 = 8 para quem vai se inscrever em uma coisa só.

Exemplo resolvido 1: a placa Mercosul. As placas de veículos no Brasil seguem o padrão LLLNLNN: três letras, um algarismo, uma letra, dois algarismos, com 26 letras e 10 algarismos disponíveis e repetição permitida. Quantas placas existem? Sete etapas: 26×26×26×10×26×10×10=264×103=456 976×1 000=456 976 00026 \times 26 \times 26 \times 10 \times 26 \times 10 \times 10 = 26^4 \times 10^3 = 456\,976 \times 1\,000 = 456\,976\,000. Quase meio bilhão. Conferência: o padrão antigo, LLLNNNN, dava 263×104=175 760 00026^3 \times 10^4 = 175\,760\,000; trocar um algarismo por uma letra multiplica por 2610=2,6\dfrac{26}{10} = 2{,}6, e 175 760 000×2,6=456 976 000175\,760\,000 \times 2{,}6 = 456\,976\,000. Bate.

Sete caixas em fila representando as posições de uma placa no padrão L L L N L N N. Abaixo de cada caixa, o número de opções: 26, 26, 26, 10, 26, 10, 10. Os números estão ligados por sinais de multiplicação, e à direita aparece o total 456 976 000. Abaixo, uma segunda fila de quatro caixas para uma senha de quatro algarismos distintos, com as opções 10, 9, 8, 7 e o total 5 040.
Contar por etapas: uma caixa por posição, o número de opções embaixo, multiplica-se tudo. Na placa a repetição é permitida (26 em cada letra); na senha de algarismos distintos, cada posição tem uma opção a menos que a anterior. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 2: a senha sem repetição. Uma senha tem 4 algarismos distintos. Para o primeiro há 10 opções; escolhido ele, sobram 9 para o segundo, 8 para o terceiro e 7 para o quarto: 10×9×8×7=5 04010 \times 9 \times 8 \times 7 = 5\,040 senhas. Se a repetição fosse permitida, seriam 104=10 00010^4 = 10\,000. A diferença, 4 960, é o número de senhas com pelo menos um algarismo repetido, contado sem olhar para nenhuma delas; essa ideia, total menos o que não serve, volta mais adiante com nome próprio.

Em 2019, a prova do PAS 3 descreveu um país imaginário, o Zwkrshjistão, cujos turistas precisavam preencher formulários com nomes como A23W, e afirmou que, usando só as letras da palavra Zwkrshjistão, era possível denominar 144 formulários do tipo “quatro dígitos: o primeiro é uma vogal; os dois seguintes são algarismos primos, em ordem crescente; o último é uma consoante”. Quatro etapas. Vogais da palavra: i, ã, o, três opções. Algarismos primos: 2, 3, 5 e 7, dos quais dois em ordem crescente, isto é, um par sem ordem de escolha, 4×32=6\dfrac{4 \times 3}{2} = 6 pares (23, 25, 27, 35, 37, 57). Consoantes distintas da palavra: z, w, k, r, s, h, j, t, oito opções (o s aparece duas vezes, mas é uma letra só). Total: 3×6×8=1443 \times 6 \times 8 = 144. Certo. O item mistura o princípio multiplicativo com uma pequena combinação no meio, e é assim que a banca gosta de escrever.

Comece pela restrição

Quantos números de três algarismos distintos existem? O primeiro algarismo não pode ser zero (senão o número teria dois algarismos): 9 opções. O segundo pode ser qualquer um dos 10, menos o já usado: 9. O terceiro, qualquer um menos os dois usados: 8. Total: 9×9×8=6489 \times 9 \times 8 = 648.

Agora: quantos desses são ímpares? Quem começa pela esquerda trava. O primeiro algarismo tem 9 opções, o segundo 9, e o terceiro precisa ser ímpar e diferente dos dois anteriores, mas quantos ímpares sobraram depende de os dois primeiros terem sido ímpares ou não. A conta não fecha num único produto. A saída é começar pela posição mais exigida: o último algarismo, que deve ser ímpar, tem 5 opções (1, 3, 5, 7, 9); o primeiro não pode ser zero nem o ímpar já usado, 8 opções; o do meio pode ser qualquer um dos 10 menos os dois já usados, 8 opções. Total: 5×8×8=3205 \times 8 \times 8 = 320. Conferência: os pares com algarismos distintos devem ser 648−320=328648 - 320 = 328; contando direto, último algarismo 0 (9×8=729 \times 8 = 72 números) ou último em {2,4,6,8}\{2, 4, 6, 8\} (4×8×8=2564 \times 8 \times 8 = 256), total 72+256=32872 + 256 = 328. Bate.

A restrição esquecida, ou deixada para o fim

Toda contagem com uma condição (“ímpar”, “começa por vogal”, “a presidente é mulher”, “João e Juliana numa cadeira branca”) tem uma etapa mais apertada que as outras. Ela vai primeiro. Se ficar para o fim, o número de opções passa a depender das etapas anteriores e o produto deixa de valer; se for esquecida, o resultado é o total sem condição, sempre maior que o certo. Reflexo: antes de multiplicar, sublinhe a palavra que restringe e comece por ela.

Em 2018, o PAS 3 desenhou uma roda-gigante de 16 cadeiras de dois lugares, 8 brancas e 8 vermelhas alternadas, e pediu para julgar: “além de João e Juliana, outros 15 casais sentam-se nas 16 cadeiras, cada casal em uma cadeira, e João e Juliana sentam-se em uma cadeira branca; haja vista que há duas posições para um casal sentar-se em uma mesma cadeira, a quantidade de maneiras distintas de se distribuir esses 16 casais será igual a 214×15!2^{14} \times 15!”. A restrição primeiro: a cadeira de João e Juliana, 8 opções (as brancas), e a posição dos dois nela, 2. Depois os outros 15 casais nas 15 cadeiras que sobraram: 15!15! maneiras de distribuir os casais, e 22 posições para cada um, 2152^{15}. Total: 8×2×15!×215=23×2×215×15!=219×15!8 \times 2 \times 15! \times 2^{15} = 2^{3} \times 2 \times 2^{15} \times 15! = 2^{19} \times 15!. O item afirmou 214×15!2^{14} \times 15!: errado. Note que o 15!15! estava certo e o expoente, não; o distrator mora no detalhe.

Dois painéis. Em cima, cinco cadeiras numa fila com cinco pessoas A, B, C, D e E, e as pessoas A e B envolvidas por um retângulo tracejado formando um bloco; ao lado, a conta: 4 unidades permutadas, 4 fatorial igual a 24, vezes 2 ordens internas do bloco, igual a 48, e separados 120 menos 48 igual a 72. Embaixo, as mesmas cinco cadeiras com a pessoa A fixada na primeira cadeira em destaque e as outras quatro posições com ponto de interrogação, com a conta 1 vezes 4 fatorial igual a 24.
Duas restrições clássicas numa fila de 5. Juntos: A e B viram um bloco, 4 unidades em fila (4!=244! = 24), vezes as 2 ordens dentro do bloco: 48. Posição fixa: A na ponta, os outros 4 livres: 4!=244! = 24. Diagrama autoral.

Fatorial: o produto decrescente que aparece em toda parte

Três pessoas, A, B e C, numa fila: a primeira posição tem 3 candidatos; a segunda, 2; a terceira, 1. São 3×2×1=63 \times 2 \times 1 = 6 filas, e dá para listar todas: ABC, ACB, BAC, BCA, CAB, CBA. Quatro pessoas: 4×3×2×1=244 \times 3 \times 2 \times 1 = 24. Dez pessoas: 10×9×⋯×1=3 628 80010 \times 9 \times \cdots \times 1 = 3\,628\,800. O produto decrescente até 1 tem nome e símbolo.

Fatorial

Para nn inteiro positivo, n!=n×(n−1)×(n−2)×⋯×2×1n! = n \times (n - 1) \times (n - 2) \times \cdots \times 2 \times 1 (lê-se “nn fatorial”). Por definição, 0!=10! = 1 e 1!=11! = 1. Os primeiros valores:

nn 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n!n! 1 1 2 6 24 120 720 5 040 40 320 362 880 3 628 800

A propriedade que resolve contas: n!=n×(n−1)!n! = n \times (n - 1)!. Por isso 10!8!=10×9×8!8!=90\dfrac{10!}{8!} = \dfrac{10 \times 9 \times 8!}{8!} = 90 e 7!5!×2!=7×62=21\dfrac{7!}{5! \times 2!} = \dfrac{7 \times 6}{2} = 21, sem calcular nenhum dos fatoriais por inteiro.

O fatorial cresce mais depressa que qualquer potência: 10!10! já passa de 3 milhões, 15!15! passa de um trilhão, 20!20! tem 19 algarismos. Um item que diga “a quantidade de maneiras é 15!15!” nunca pede o número; pede a expressão, e a banca compara expressões (214×15!2^{14} \times 15! contra 219×15!2^{19} \times 15!). Em resposta numérica (tipo B), a situação precisa ser pequena o bastante para o resultado caber em três algarismos: as 70 separações das barracas (2017) são o único item de contagem nesse formato entre os desta página; 144 e 165 apareceram em itens de julgamento, dentro da afirmação a julgar.

Por que 0!=10! = 1? Porque a propriedade n!=n×(n−1)!n! = n \times (n-1)! com n=1n = 1 dá 1!=1×0!1! = 1 \times 0!, logo 0!=10! = 1; e porque há exatamente uma maneira de ordenar zero objetos: não fazer nada. Essa convenção faz as fórmulas de arranjo e combinação funcionarem nos casos extremos (Cn,0=Cn,n=1C_{n,0} = C_{n,n} = 1). Tratar 0!0! como 00 zera denominadores e é um erro comum em contas feitas com pressa.

Permutações: todas as ordens possíveis

Permutação simples

Uma permutação de nn objetos distintos é uma fila (uma ordem) formada com todos eles. O número de permutações é Pn=n!P_n = n!: nn escolhas para a primeira posição, n−1n - 1 para a segunda, e assim por diante, até 1.

Em 2024, o PAS 3 reproduziu o mural Santa ceia moderna, de Acme, com treze figuras à mesa (a central e doze convidados, seis de cada lado), e afirmou: “se a figura central e os dois convidados das extremidades permanecerem na mesma posição, o número de permutações possíveis dos demais convidados à mesa será 10!10!”. Treze lugares, três fixos, dez pessoas livres em dez lugares: 10!10!. Certo. O item testa só se você sabe o que é uma permutação e conta as figuras na imagem; o detalhe que derruba é contar 12 em vez de 13 e chegar a 9!9!.

Juntos ou separados: o bloco. Cinco amigos vão posar para uma foto em fila, e dois deles, A e B, querem ficar lado a lado. Trate A e B como um bloco: ficam 4 unidades para permutar (o bloco e as outras três pessoas), 4!=244! = 24 filas, e dentro do bloco há 2 ordens (AB ou BA): 24×2=4824 \times 2 = 48. Se A e B quiserem ficar separados, conte todas as filas e tire as que os juntam: 5!−48=120−48=725! - 48 = 120 - 48 = 72. A técnica do bloco serve para livros de uma mesma matéria que devem ficar juntos na estante, casais que sentam lado a lado e letras que devem aparecer em sequência num anagrama.

Permutação com repetição: os anagramas. Um anagrama é uma reordenação das letras de uma palavra, tenha ou não sentido. ARTE tem 4!=244! = 24 anagramas, porque as quatro letras são diferentes. ANA tem três letras, mas trocar os dois A entre si não produz anagrama novo: as 3!=63! = 6 ordens formam só 3!2!=3\dfrac{3!}{2!} = 3 anagramas (ANA, AAN, NAA). Cada letra repetida rr vezes faz o n!n! contar cada anagrama r!r! vezes; divide-se por r!r! para cada grupo de repetidas.

Permutação com elementos repetidos

Se entre os nn objetos há aa iguais entre si, bb iguais entre si, e assim por diante, o número de ordens distintas é

Pna, b, …=n!a!  b!  ⋯P_n^{a,\,b,\,\ldots} = \frac{n!}{a!\;b!\;\cdots}

Exemplo: BANANA tem 6 letras, com A repetido 3 vezes e N repetido 2 vezes: 6!3! 2!=72012=60\dfrac{6!}{3!\,2!} = \dfrac{720}{12} = 60 anagramas.

Exemplo resolvido 3: OITICICA (PAS 3 2009). A prova afirmou que “o número de anagramas do nome próprio OITICICA que comecem por vogal é inferior a 2 200, contadas as permutações que têm e as que não têm significado”. As oito letras: O, I, T, I, C, I, C, A, com I três vezes e C duas. A restrição primeiro: a primeira letra é vogal, e há três vogais distintas (O, I, A), mas elas não são equivalentes, porque fixar um I muda quantos I sobram. Três casos. Começando por O: sobram I, T, I, C, I, C, A (7 letras, I três vezes, C duas), 7!3! 2!=5 04012=420\dfrac{7!}{3!\,2!} = \dfrac{5\,040}{12} = 420. Começando por A: as mesmas sete letras com O no lugar de A, outros 420. Começando por I: sobram O, T, I, C, I, C, A (I duas vezes, C duas), 7!2! 2!=5 0404=1 260\dfrac{7!}{2!\,2!} = \dfrac{5\,040}{4} = 1\,260. Total: 420+420+1 260=2 100420 + 420 + 1\,260 = 2\,100, inferior a 2 200. Certo. Conferência: o total de anagramas sem restrição é 8!3! 2!=40 32012=3 360\dfrac{8!}{3!\,2!} = \dfrac{40\,320}{12} = 3\,360; os que começam por consoante (T ou um dos dois C) devem ser 3 360−2 100=1 2603\,360 - 2\,100 = 1\,260; por T, 7!3! 2!=420\dfrac{7!}{3!\,2!} = 420; por C, sobram O, I, T, I, I, C, A, 7!3!=840\dfrac{7!}{3!} = 840; 420+840=1 260420 + 840 = 1\,260. Fecha.

Permutação circular: só a vizinhança conta. Cinco pessoas numa mesa redonda. Se girar todo mundo uma cadeira para a direita, cada um continua com os mesmos vizinhos, e a roda “não mudou”. Das 5!5! filas, cada arranjo circular aparece 5 vezes (uma por rotação): 5!5=4!=24\dfrac{5!}{5} = 4! = 24 rodas. Em geral, nn objetos em círculo têm (n−1)!(n - 1)! arranjos: fixe um deles como referência e permute os outros. Em 2023, o PAS 3 colocou as 12 notas musicais nos vértices de um dodecágono (o ciclo das quintas) e perguntou de quantas maneiras se podem permutar as 12 notas nos vértices “de forma que as notas da escala de mi maior estejam sempre lado a lado”, afirmando 7!⋅5!7! \cdot 5!. As 7 notas da escala viram um bloco; o bloco e as 5 notas restantes são 6 unidades em círculo, (6−1)!=5!(6 - 1)! = 5!; dentro do bloco, 7!7! ordens. 7!⋅5!=5 040×120=604 8007! \cdot 5! = 5\,040 \times 120 = 604\,800. Certo. É a técnica do bloco combinada com a circular, e o gabarito oficial confirma a leitura circular (se as 12 posições fossem consideradas fixas e distintas, haveria mais um fator 12).

A pergunta que decide tudo: a ordem importa?

Oito estudantes se candidatam ao grêmio, que terá um presidente e um secretário. Para presidente há 8 nomes; escolhido ele, 7 para secretário: 8×7=568 \times 7 = 56 chapas. Se a escola decidir que o grêmio será representado por uma dupla sem cargos, os mesmos 56 pares ordenados passam a contar cada dupla duas vezes, porque Lia-Davi e Davi-Lia são a mesma dupla: 562=28\dfrac{56}{2} = 28. A diferença entre 56 e 28 é a diferença entre arranjo e combinação, e a pergunta que separa os dois é uma só: a troca de ordem entre os escolhidos cria uma escolha nova? Presidente e secretário: sim, são papéis diferentes, e o produto já é a resposta. Dupla: não, e é preciso dividir pelas ordens internas.

Dois painéis lado a lado com as mesmas quatro pessoas A, B, C e D. À esquerda, intitulado presidente e vice, doze pares ordenados listados como setas: A para B, B para A, A para C, C para A e assim por diante, com a conta 4 vezes 3 igual a 12. À direita, intitulado dupla sem cargos, os pares ordenados aparecem agrupados dois a dois, cada grupo reduzido a uma única dupla: {A, B}, {A, C}, {A, D}, {B, C}, {B, D}, {C, D}, seis no total, com a conta 12 dividido por 2 igual a 6.
Com 4 pessoas: 12 arranjos de 2 (presidente e vice são papéis diferentes) e 6 combinações de 2 (dupla sem cargos). Cada dupla aparece duas vezes entre os arranjos; dividir por 2!=22! = 2 desfaz a contagem dupla. Diagrama autoral.
Arranjo e combinação, deduzidos do princípio da contagem

Arranjo de nn objetos tomados kk a kk: escolha ordenada de kk objetos distintos entre nn. Pelo princípio multiplicativo, nn opções para o primeiro, n−1n - 1 para o segundo, até n−k+1n - k + 1 para o kk-ésimo:

An,k=n(n−1)⋯(n−k+1)=n!(n−k)!A_{n,k} = n (n-1) \cdots (n-k+1) = \frac{n!}{(n-k)!}

Combinação de nn objetos tomados kk a kk: escolha de um conjunto de kk objetos entre nn, sem ordem. Cada conjunto de kk aparece k!k! vezes entre os arranjos (uma por ordem interna), logo

Cn,k=(nk)=An,kk!=n!k! (n−k)!C_{n,k} = \binom{n}{k} = \frac{A_{n,k}}{k!} = \frac{n!}{k!\,(n-k)!}

Os casos que a prova mais usa: Cn,2=n(n−1)2C_{n,2} = \dfrac{n(n-1)}{2} e Cn,3=n(n−1)(n−2)6C_{n,3} = \dfrac{n(n-1)(n-2)}{6}. Lê-se “combinações de nn, kk a kk” ou “nn escolhe kk”.

Para calcular Cn,kC_{n,k} sem calculadora, escreva kk fatores decrescentes a partir de nn no numerador e k!k! no denominador, e simplifique antes de multiplicar: C12,7C_{12,7} pede 7 fatores, mas C12,7=C12,5=12×11×10×9×8120=95 040120=792C_{12,7} = C_{12,5} = \dfrac{12 \times 11 \times 10 \times 9 \times 8}{120} = \dfrac{95\,040}{120} = 792, e melhor ainda, cancelando antes: 12×11×10×9×85×4×3×2×1=11×9×8=792\dfrac{12 \times 11 \times 10 \times 9 \times 8}{5 \times 4 \times 3 \times 2 \times 1} = 11 \times 9 \times 8 = 792. Esse 792 foi o número do item de 2023 do PAS 3: “com 12 notas musicais, é possível criar 792 combinações de sete notas distintas”, certo.

Exemplo resolvido 4: os 336 municípios (PAS 2 2025). Dois municípios escolhidos ao acaso entre 336; “a quantidade de formas distintas de fazer a escolha é maior que 50 000”? Trocar a ordem (Barreiras e Balsas, Balsas e Barreiras) não muda a escolha: combinação. C336,2=336×3352=112 5602=56 280>50 000C_{336,2} = \dfrac{336 \times 335}{2} = \dfrac{112\,560}{2} = 56\,280 > 50\,000. Certo. Repare onde ficou o limiar: quem esquece de dividir por 2 chega a 112 560, também acima de 50 000, e acerta sem ter entendido. Bastaria o limiar estar entre 56 280 e 112 560 (80 000, por exemplo) para o item separar as duas contas; a variante com esse limiar está entre os exercícios desta página.

Exemplo resolvido 5: os vaqueiros (PAS 3 2017). No conto O burrinho pedrês, 11 vaqueiros levam a boiada; “se o major Saulo quiser escolher entre os 11 vaqueiros, de maneira aleatória, um grupo de 3 para preparar a refeição da comitiva, a quantidade de maneiras distintas de fazê-lo é superior a 170”? Grupo sem cargos: C11,3=11×10×96=9906=165C_{11,3} = \dfrac{11 \times 10 \times 9}{6} = \dfrac{990}{6} = 165, que não é superior a 170. Errado. Aqui o limiar foi colocado perto, e quem multiplicasse sem dividir (990) erraria o julgamento.

Dois erros simétricos: parar no produto, ou dividir sem motivo

O primeiro erro é tratar toda escolha como se os papéis fossem diferentes: 8×7=568 \times 7 = 56 “duplas” de representantes, quando há 28. O segundo é o inverso: dividir por 2 na chapa com presidente e secretário, o que funde Lia-presidente-Davi-secretário com Davi-presidente-Lia-secretária, duas chapas reais. Antes de fechar a conta, faça a pergunta: trocar os escolhidos de lugar muda o resultado? Palavras que indicam ordem: cargos distintos, fila, senha, número, pódio, sequência. Palavras que indicam conjunto: dupla, trio, grupo, comissão, equipe, subconjunto, “escolhidos simultaneamente”.

Apertos de mão e diagonais: Cn,2C_{n,2} está em toda parte. Numa reunião com 20 pessoas em que todos se cumprimentam, cada aperto de mão é um par de pessoas: C20,2=20×192=190C_{20,2} = \dfrac{20 \times 19}{2} = 190. Num polígono de nn vértices, cada segmento entre dois vértices é um par de vértices, Cn,2C_{n,2}; descontados os nn lados, sobram as diagonais: d=Cn,2−n=n(n−1)2−n=n(n−3)2d = C_{n,2} - n = \dfrac{n(n-1)}{2} - n = \dfrac{n(n-3)}{2}. O hexágono tem 15−6=915 - 6 = 9 diagonais; o octógono, 28−8=2028 - 8 = 20. Pontos numa circunferência determinam Cn,2C_{n,2} cordas e Cn,3C_{n,3} triângulos; a mesma conta serve para retas por pontos sem três alinhados.

Em 2023, o PAS 2 apresentou a Roda de capoeira de Rugendas e, a partir dela, um item de duplas: “se sete pessoas participarem desses movimentos em uma dança, então a quantidade de duplas possíveis será inferior a 20”. A conta é C7,2=7×62=21C_{7,2} = \dfrac{7 \times 6}{2} = 21, que não é inferior a 20. O item foi anulado no gabarito definitivo; a banca não divulga os motivos das anulações, e esta página não especula sobre eles. Fica a conta, que é a mesma de 2025: duplas entre nn pessoas são Cn,2C_{n,2}, e com 9 capoeiristas seriam 9×82=36\dfrac{9 \times 8}{2} = 36.

Onde arranjos e combinações aparecem

A Mega-Sena sorteia 6 dezenas entre 60, sem ordem: C60,6=60×59×58×57×56×55720=50 063 860C_{60,6} = \dfrac{60 \times 59 \times 58 \times 57 \times 56 \times 55}{720} = 50\,063\,860 apostas simples diferentes, e por isso a chance de uma aposta de 6 números é 1 em 50 milhões. Um pódio (ouro, prata e bronze) entre 8 finalistas é arranjo: 8×7×6=3368 \times 7 \times 6 = 336. Uma senha de 4 algarismos distintos é arranjo: A10,4=5 040A_{10,4} = 5\,040. Uma comissão de 3 entre 10 é combinação: 120. Um torneio em que cada time joga uma vez contra cada outro, com 20 times, tem C20,2=190C_{20,2} = 190 jogos; em turno e returno, A20,2=380A_{20,2} = 380 (mandante e visitante trocam).

Propriedades que poupam conta: simetria, Pascal e Stifel

Escolher 7 notas entre 12 para tocar é o mesmo que escolher as 5 que não serão tocadas: a cada conjunto de 7 corresponde exatamente um conjunto de 5, o complemento. Logo C12,7=C12,5C_{12,7} = C_{12,5}, e em geral Cn,k=Cn, n−kC_{n,k} = C_{n,\,n-k}. É a propriedade que transforma C336,334C_{336,334} em C336,2C_{336,2} e C100,98C_{100,98} em C100,2=4 950C_{100,2} = 4\,950: calcule sempre pelo lado menor.

Ponha as combinações numa tabela, uma linha para cada nn, de Cn,0C_{n,0} a Cn,nC_{n,n}:

Triângulo de Pascal com as linhas de n igual a 0 até n igual a 7: 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; 1 7 21 35 35 21 7 1. Na linha 4, os números 4 e 6 estão destacados e ligados por setas ao 10 da linha 5, abaixo deles, ilustrando a relação de Stifel. À direita de cada linha aparece a soma dos seus números: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. Um arco tracejado sob a linha 7 liga os dois 21 em posições espelhadas, marcando a simetria.
O triângulo de Pascal é a tabela das combinações: a linha nn traz Cn,0,Cn,1,…,Cn,nC_{n,0}, C_{n,1}, \ldots, C_{n,n}. Cada número é a soma dos dois acima dele (Stifel), cada linha é simétrica (Cn,k=Cn,n−kC_{n,k} = C_{n,n-k}) e soma 2n2^n. Diagrama autoral.
Triângulo de Pascal e relação de Stifel

A linha nn do triângulo é a lista Cn,0, Cn,1, …, Cn,nC_{n,0},\ C_{n,1},\ \ldots,\ C_{n,n}; começa e termina em 1. Cada número interno é a soma dos dois vizinhos da linha de cima:

Cn,k=Cn−1, k−1+Cn−1, k(relac¸a˜o de Stifel)C_{n,k} = C_{n-1,\,k-1} + C_{n-1,\,k} \qquad \text{(relação de Stifel)}

Por quê: entre os conjuntos de kk elementos tirados de nn, separe os que contêm um elemento fixo xx (faltam k−1k - 1 escolhas entre os outros n−1n - 1: Cn−1,k−1C_{n-1,k-1}) dos que não contêm xx (kk escolhas entre n−1n - 1: Cn−1,kC_{n-1,k}). Ou contém, ou não contém; os casos se excluem e se somam. A linha nn inteira soma 2n2^n, o número de subconjuntos de um conjunto de nn elementos. Os números da linha nn são também os coeficientes do desenvolvimento de (a+b)n(a + b)^n, o binômio de Newton, assunto de página própria; aqui basta saber que é por isso que Cn,kC_{n,k} se chama coeficiente binomial.

Na prática, Stifel serve para construir a linha 6 a partir da 5 sem calcular fatorial nenhum (1,5,10,10,5,11, 5, 10, 10, 5, 1 dá 1,6,15,20,15,6,11, 6, 15, 20, 15, 6, 1) e para conferir uma combinação pequena: C5,2=C4,1+C4,2=4+6=10C_{5,2} = C_{4,1} + C_{4,2} = 4 + 6 = 10. Também é a mesma soma que conta caminhos numa grade, mais adiante.

“E” multiplica, “ou” soma: escolhas em grupos

Quando a escolha se faz em grupos independentes, cada grupo é uma etapa, e as combinações de cada etapa se multiplicam. Se o grêmio precisa de uma dupla de representantes do 1.º ano, escolhida entre 5 candidatos, e uma dupla do 2.º ano, escolhida entre 3, as duas escolhas não interferem uma na outra: C5,2×C3,2=10×3=30C_{5,2} \times C_{3,2} = 10 \times 3 = 30 comissões.

Exemplo resolvido 6: o teste da vacina (PAS 2 2024). Das 40 pessoas com sintomas, 35 receberam placebo e 5 receberam a vacina. O item: “caso 5 delas fossem selecionadas ao acaso, sendo 3 entre as que receberam o placebo e as outras 2 entre as que receberam a vacina, a quantidade de maneiras diferentes de fazer essa seleção seria inferior a 6 000”. Dois grupos, uma combinação em cada, e um “e” entre eles: C35,3×C5,2=35×34×336×5×42=6 545×10=65 450C_{35,3} \times C_{5,2} = \dfrac{35 \times 34 \times 33}{6} \times \dfrac{5 \times 4}{2} = 6\,545 \times 10 = 65\,450. Muito acima de 6 000: errado. O limiar 6 000 fica perto de C35,3=6 545C_{35,3} = 6\,545 sozinho; quem esquece o segundo grupo ainda escapa, mas quem usa C40,5=658 008C_{40,5} = 658\,008 (ignorando a divisão em grupos) também acerta por acidente. Em qualquer leitura o item é falso, e o que a banca queria ver era o produto de duas combinações.

Em 2012, o PAS 3 descreveu a Copa do Mundo, “disputada por 32 seleções distribuídas em oito grupos, com quatro seleções em cada um; as quatro seleções de cada grupo jogam entre si, e duas delas são classificadas”, e perguntou, em tipo C, a quantidade de formas diferentes de composição da tabela de seleções que disputarão a segunda fase, entre 686^8, 484^8, 32!(16!)2\dfrac{32!}{(16!)^2} e 282^8. Em cada grupo, as duas classificadas são um par sem ordem entre 4: C4,2=6C_{4,2} = 6. Oito grupos independentes: 6×6×⋯×6=686 \times 6 \times \cdots \times 6 = 6^8, opção A. O distrator 32!(16!)2=C32,16\dfrac{32!}{(16!)^2} = C_{32,16} conta qualquer escolha de 16 entre 32, ignorando que precisam ser duas por grupo; 484^8 confunde C4,2C_{4,2} com 4; 282^8 conta uma única classificada por grupo com duas opções.

E quando o item escreve “ou”? Se o grêmio aceita uma dupla do 1.º ano ou uma dupla do 2.º ano (uma dupla só, de um dos dois anos), as alternativas se excluem: 10+3=1310 + 3 = 13. A palavra decide.

Em 2020, o PAS 3 listou cinco vacinas aplicadas a 100 pessoas e afirmou que, “em um grupo de 5 indivíduos vacinados, existem 4!4! combinações possíveis para que apenas 2 indivíduos tenham recebido a mesma vacina e os 3 demais tenham recebido vacinas diferentes entre si”. Há duas leituras, e nenhuma dá 24. Se interessa apenas quais vacinas aparecem: a vacina repetida, 5 opções, e as 3 outras entre as 4 restantes, C4,3=4C_{4,3} = 4, total 5×4=205 \times 4 = 20. Se interessa quem recebe o quê: a dupla que repete, C5,2=10C_{5,2} = 10; a vacina da dupla, 5; as vacinas dos outros três, em ordem, 4×3×2=244 \times 3 \times 2 = 24; total 10×5×24=1 20010 \times 5 \times 24 = 1\,200. Errado nas duas leituras, e o gabarito confirma. Quando um item admite duas leituras, resolva as duas; se o julgamento for o mesmo, marque.

Por casos e pelo complementar: o “pelo menos um”

“Pelo menos” é a expressão que mais trabalho dá pela frente e menos dá por trás. Duas estratégias.

Por casos (somar o que serve). Em 2009, o PAS 3 descreveu um grupo de bonecos, 5 homens e 6 mulheres, e afirmou que “existem mais de 210 maneiras diferentes de escolher 4 bonecos desse grupo, incluindo-se, pelo menos, 2 bonecos homens”. “Pelo menos 2 homens” entre 4 escolhidos significa 2, 3 ou 4 homens; são casos que se excluem, logo se somam, e dentro de cada caso homens e mulheres são escolhas independentes, logo se multiplicam:

  • 2 homens e 2 mulheres: C5,2×C6,2=10×15=150C_{5,2} \times C_{6,2} = 10 \times 15 = 150;
  • 3 homens e 1 mulher: C5,3×C6,1=10×6=60C_{5,3} \times C_{6,1} = 10 \times 6 = 60;
  • 4 homens: C5,4=5C_{5,4} = 5.

Total 150+60+5=215>210150 + 60 + 5 = 215 > 210: certo. Conferência pelo complementar: todos os grupos de 4 são C11,4=330C_{11,4} = 330; os que têm 0 homens (C6,4=15C_{6,4} = 15) ou 1 homem (5×C6,3=5×20=1005 \times C_{6,3} = 5 \times 20 = 100) somam 115; 330−115=215330 - 115 = 215. Fecha pelos dois caminhos.

Barra horizontal dividida em cinco faixas proporcionais, representando os 330 grupos de 4 bonecos por número de homens: 0 homens com 15, 1 homem com 100, 2 homens com 150, 3 homens com 60 e 4 homens com 5. As três faixas da direita, de 2 a 4 homens, estão destacadas com a soma 215 e a legenda pelo menos 2 homens. As duas faixas da esquerda, 0 e 1 homem, estão em cinza com a soma 115 e a legenda complementar, e abaixo a conta 330 menos 115 igual a 215.
Os 330 grupos de 4 bonecos repartidos pelo número de homens. "Pelo menos 2" é a soma dos três casos da direita (215) ou o total menos os dois casos da esquerda (330−115330 - 115); os dois caminhos têm de bater. Diagrama autoral.

Pelo complementar (total menos o que não serve). “Pelo menos um” tem um complementar curto: “nenhum”. Numa comissão de 4 pessoas escolhidas entre 5 homens e 6 mulheres, quantas têm pelo menos uma mulher? Por casos seriam quatro parcelas (1, 2, 3 ou 4 mulheres). Pelo complementar: todas as comissões, C11,4=330C_{11,4} = 330, menos as que não têm mulher nenhuma, C5,4=5C_{5,4} = 5: 325325. Nas senhas de 4 algarismos, “pelo menos um repetido” é 104−10×9×8×7=10 000−5 040=4 96010^4 - 10 \times 9 \times 8 \times 7 = 10\,000 - 5\,040 = 4\,960. A regra: quando o “pelo menos” abre muitos casos, conte o contrário e subtraia do total.

Casos e complementar

Se os resultados que interessam se repartem em casos que não se sobrepõem, o total é a soma dos casos (princípio aditivo). Se o que não interessa é mais fácil de contar, use

o que serve=total−o que na˜o serve,\text{o que serve} = \text{total} - \text{o que não serve},

e, em particular, “pelo menos um” == total −- “nenhum”. Nos dois métodos, confira se os casos cobrem tudo sem repetir nada: um caso contado duas vezes é o erro clássico.

Contar o mesmo grupo duas vezes

“Escolher 4 bonecos com pelo menos 2 homens: escolho 2 homens (C5,2=10C_{5,2} = 10) e depois 2 quaisquer dos 9 restantes (C9,2=36C_{9,2} = 36), total 360.” Está errado, e 360 passa de 215 por isso: o grupo {H1, H2, H3, M1} foi contado três vezes (uma para cada par de homens escolhido “primeiro”). Sempre que um “primeiro escolho os obrigatórios, depois completo” aparecer, desconfie: ele só funciona quando os obrigatórios e os complementares vêm de conjuntos separados. Separe por casos ou use o complementar.

Distribuir em grupos: com rótulo e sem rótulo

Exemplo resolvido 7: as duas barracas (PAS 3 2017, tipo B). “No acampamento para pernoite, Francolim divide a barraca com o major Saulo e os demais vaqueiros dividem duas barracas, cada uma com capacidade para cinco. Calcule a quantidade de maneiras distintas de separação dos demais vaqueiros em dois grupos de 5, de modo que Badu e Silvino fiquem sempre em grupos diferentes.” Dos 11 vaqueiros, Francolim sai; sobram 10, entre eles Badu e Silvino. A restrição primeiro: Badu fica numa barraca; Silvino, na outra. A barraca de Badu precisa de mais 4 pessoas, escolhidas entre os 8 vaqueiros que não são Badu nem Silvino: C8,4=8×7×6×524=70C_{8,4} = \dfrac{8 \times 7 \times 6 \times 5}{24} = 70. Escolhidas elas, a outra barraca é o que sobrou, sem escolha nenhuma. Resposta: 070. Conferência: sem a restrição, separar 10 pessoas em dois grupos de 5, com Badu num deles como referência, dá C9,4=126C_{9,4} = 126 maneiras; nelas, Silvino está com Badu em C8,3=56C_{8,3} = 56 e separado em 126−56=70126 - 56 = 70. Fecha.

Esse exemplo esconde a pergunta mais sutil das distribuições: os grupos têm rótulo? Separar 10 pessoas em duas barracas iguais, sem nome, é diferente de separá-las em “barraca azul” e “barraca verde”. Com rótulo: escolha os 5 da azul, C10,5=252C_{10,5} = 252, e a verde fica determinada. Sem rótulo: cada divisão foi contada duas vezes (o grupo {A, B, C, D, E} na azul e o resto na verde é a mesma divisão que o resto na azul e {A, B, C, D, E} na verde), logo 2522=126\dfrac{252}{2} = 126. No item de 2017 a restrição “Badu e Silvino separados” já distingue os grupos (o de Badu e o de Silvino), e por isso o 70 vale nas duas leituras.

Distribuir objetos iguais é outra história: 5 bolas idênticas em 3 caixas, sem contar quem é quem, é uma contagem de somas (x+y+z=5x + y + z = 5), que fica fora do recorte desta página.

Caminhos numa grade

Uma cidade em quadras: para ir do ponto A ao ponto B andando só para a direita e para cima, com 3 quadras à direita e 2 para cima, quantos caminhos há? Cada caminho é uma sequência de 5 passos, dos quais 3 são D (direita) e 2 são C (cima): DDDCC, DDCDC, DCDDC, … O caminho fica determinado quando se escolhe quais dos 5 passos são para cima: C5,2=10C_{5,2} = 10 (ou quais são para a direita, C5,3=10C_{5,3} = 10, a mesma coisa pela simetria). É uma permutação com repetição, 5!3! 2!=10\dfrac{5!}{3!\,2!} = 10, vista de outro ângulo.

Grade de 3 quadras na horizontal por 2 na vertical, com o ponto A no canto inferior esquerdo e B no canto superior direito. Em cada cruzamento está escrito o número de caminhos que chegam a ele vindo de A: na linha de baixo 1, 1, 1, 1; na linha do meio 1, 2, 3, 4; na linha de cima 1, 3, 6, 10. Um caminho de exemplo, D D C D C, está destacado em vermelho. Ao lado, a conta C de 5, 2 igual a 10 e a observação de que cada número é a soma do vizinho da esquerda com o vizinho de baixo.
Caminhos de A a B andando só para a direita e para cima: 10. Cada cruzamento recebe a soma dos caminhos que chegam da esquerda e de baixo, a mesma regra de Stifel; o canto superior direito vale C5,2=10C_{5,2} = 10. Diagrama autoral.

Em geral, com mm passos num sentido e nn no outro, há Cm+n, mC_{m+n,\,m} caminhos. Numa grade 4×34 \times 3, C7,3=35C_{7,3} = 35. Se o caminho tiver de passar por um ponto obrigatório, conte até ele e dele até o fim, e multiplique (etapas sucessivas): de A a P e de P a B. Se tiver de evitar um ponto, conte todos e subtraia os que passam por ele (complementar).

Confira numa versão pequena: a enumeração como teste

A fórmula certa sobrevive a um teste simples: reduza os números até dar para listar, e liste. “Duplas entre nn pessoas são n(n−1)2\dfrac{n(n-1)}{2}”: com 4 pessoas A, B, C, D, a fórmula dá 6, e a lista é AB, AC, AD, BC, BD, CD, seis. “Anagramas de uma palavra com uma letra repetida duas vezes são n!2\dfrac{n!}{2}”: ANA dá 3, e a lista é ANA, AAN, NAA. “Permutações circulares de nn são (n−1)!(n-1)!”: 3 pessoas em roda dão 2!=22! = 2, e de fato só há duas rodas (ABC no sentido horário e ACB). “Caminhos numa grade 2×12 \times 1 são C3,1=3C_{3,1} = 3”: DDC, DCD, CDD. Se a lista pequena não bate com a fórmula, a fórmula está errada, e é melhor descobrir isso na grade 2×12 \times 1 do que na 4×34 \times 3.

O teste vale também para o julgamento “ordem importa?”: com 3 pessoas, presidente e vice dão 6 (AB, BA, AC, CA, BC, CB) e duplas dão 3 (AB, AC, BC). Se a sua fórmula para o problema grande dá o dobro do que a lista pequena sugere, você multiplicou e parou.

Como a banca pergunta

Os treze itens reais desta página (dois do PAS 2, onze do PAS 3) cabem em cinco formatos.

  1. Combinação com limiar, tipo A: C336,2=56 280C_{336,2} = 56\,280 contra 50 000 (2025/51); C11,3=165C_{11,3} = 165 contra 170 (2017/62); C12,7=792C_{12,7} = 792 afirmado (2023/78); o anulado de 2023 (C7,2=21C_{7,2} = 21 contra 20). O limiar fica perto do valor ou perto do valor sem a divisão por k!k!.
  2. Produto de combinações ou de etapas, tipo A ou C: C35,3×C5,2=65 450C_{35,3} \times C_{5,2} = 65\,450 contra 6 000 (2024/103); (C4,2)8=68(C_{4,2})^8 = 6^8 entre quatro expressões (2012/83); 3×6×8=1443 \times 6 \times 8 = 144 (2019/86).
  3. Permutações com condição, tipo A: 10!10! com três figuras fixas (2024/89); 219×15!2^{19} \times 15! contra 214×15!2^{14} \times 15! (2018/42); anagramas de OITICICA começados por vogal, 2 100 contra 2 200 (2009/82); 7!⋅5!7! \cdot 5! no dodecágono (2023/80).
  4. Casos e “pelo menos”, tipo A: 215 contra 210 (2009/71); 4!4! para “apenas 2 com a mesma vacina” (2020/86).
  5. Resposta numérica, tipo B: 70 maneiras de separar as barracas (2017/65). O resultado cabe em três algarismos; não há fator de escala.

Dois avisos de formato. Primeiro, o item de contagem vem no fim de um bloco de outra disciplina (a pintura de Rugendas, o conto de Guimarães Rosa, a letra de Gilberto Gil, o campo harmônico de Cálice, o mural de Acme) e usa um dado do texto ou da figura: o número de pessoas, de cadeiras, de notas, de vaqueiros. Ache o número antes da fórmula. Segundo, nos itens de expressão (15!15!, 7!⋅5!7! \cdot 5!, 686^8), a banca compara a sua expressão com a dela; escreva a sua por etapas e só então confronte, porque o distrator costuma ser um fator a mais ou a menos (2142^{14} no lugar de 2192^{19}).

Dois gabaritos que valem uma lição

O item de 2025 (56 280 contra 50 000) não pune quem esquece de dividir por 2; o de 2017 (165 contra 170) pune quem multiplica e para (990). O de 2024 (65 450 contra 6 000) não pune quase nenhum erro, e o de 2009 (215 contra 210) pune quem conta “2 homens e depois 2 quaisquer” (360 também passa de 210, mas por acidente; num limiar de 300 o erro apareceria). A lição não é contar com limiares folgados: é fazer a conta inteira, dividir quando a ordem não importa e, no “pelo menos”, separar por casos ou ir pelo complementar.

Os erros que mais derrubam

  • Arranjo onde era combinação. Dupla, trio, grupo, comissão, “escolhidos simultaneamente”: divida por k!k!. 8×7=568 \times 7 = 56 não é o número de duplas entre 8 candidatos; é 28.
  • Combinação onde era arranjo. Cargos distintos, senha, número, fila, pódio: não divida. Presidente e secretário entre 8 são 56.
  • Restrição no fim, ou esquecida. Comece pela posição ou pelo elemento exigido (algarismo ímpar, cadeira branca, vogal inicial); se a restrição ficar para depois, o produto não vale.
  • O mesmo grupo contado duas vezes. “Escolho os 2 homens obrigatórios e completo com 2 quaisquer” conta {H1, H2, H3, M1} três vezes. Separe por casos.
  • Expoente ou fator errado em expressões com fatorial. 8×2×215=2198 \times 2 \times 2^{15} = 2^{19}, não 2142^{14}; o 15!15! certo não salva o expoente errado.
  • Permutação com repetição sem o desconto. OITICICA tem 8!3! 2!=3 360\dfrac{8!}{3!\,2!} = 3\,360 anagramas, não 8!=40 3208! = 40\,320.
  • Circular tratada como fila. Em roda, (n−1)!(n-1)!; as rotações são a mesma roda.
  • Grupos sem rótulo contados com rótulo. Dividir 10 em dois grupos iguais sem nome: C10,52=126\dfrac{C_{10,5}}{2} = 126, não 252.
  • 0!=00! = 0. É 1; Cn,0=Cn,n=1C_{n,0} = C_{n,n} = 1.
  • Contar figuras na imagem errado. Treze figuras na Santa ceia moderna, não doze; dezesseis cadeiras, oito brancas; doze notas, sete na escala.
  • “Ou” somado com interseção. Se as alternativas podem ocorrer juntas, a soma conta a interseção duas vezes; aqui os casos devem se excluir. A versão com probabilidade dessa armadilha está na página seguinte.

O essencial em meia página

  • Princípio fundamental da contagem: etapas sucessivas multiplicam (“e”); alternativas que se excluem somam (“ou”). A árvore desenha os dois. Restrição primeiro: comece pela posição ou pelo elemento mais exigido.
  • Fatorial: n!=n(n−1)⋯1n! = n(n-1)\cdots 1, 0!=10! = 1, n!=n⋅(n−1)!n! = n \cdot (n-1)!; simplifique quocientes antes de multiplicar (10!/8!=9010!/8! = 90). Valores: 5!=1205! = 120, 6!=7206! = 720, 7!=5 0407! = 5\,040, 10!=3 628 80010! = 3\,628\,800.
  • Permutação: Pn=n!P_n = n!. Juntos: bloco (2⋅4!=482 \cdot 4! = 48 em 5). Separados: total menos juntos. Com repetição: n!a! b!⋯\dfrac{n!}{a!\,b!\cdots} (BANANA: 60). Circular: (n−1)!(n-1)!.
  • A pergunta: trocar a ordem produz escolha diferente? Sim: arranjo An,k=n!(n−k)!A_{n,k} = \dfrac{n!}{(n-k)!}. Não: combinação Cn,k=An,kk!=n!k!(n−k)!C_{n,k} = \dfrac{A_{n,k}}{k!} = \dfrac{n!}{k!(n-k)!}; Cn,2=n(n−1)2C_{n,2} = \dfrac{n(n-1)}{2}, Cn,3=n(n−1)(n−2)6C_{n,3} = \dfrac{n(n-1)(n-2)}{6}.
  • Propriedades: Cn,k=Cn,n−kC_{n,k} = C_{n,n-k} (calcule pelo lado menor); Stifel Cn,k=Cn−1,k−1+Cn−1,kC_{n,k} = C_{n-1,k-1} + C_{n-1,k}; linha nn de Pascal soma 2n2^n; os Cn,kC_{n,k} são os coeficientes de (a+b)n(a+b)^n.
  • Grupos: escolhas independentes multiplicam (C35,3⋅C5,2C_{35,3} \cdot C_{5,2}); kk grupos iguais de nn escolhidos um a um: divida por k!k! se os grupos não têm rótulo.
  • “Pelo menos”: por casos (que se excluem) ou pelo complementar (total −- “nenhum”); nunca “obrigatórios primeiro, resto depois”.
  • Clássicos: apertos de mão e diagonais, Cn,2C_{n,2} (diagonais =n(n−3)2= \dfrac{n(n-3)}{2}); caminhos em grade m×nm \times n, Cm+n,mC_{m+n,m}; placas e senhas, produto de posições; Mega-Sena, C60,6=50 063 860C_{60,6} = 50\,063\,860.
  • Conferência: reduza a 3 ou 4 objetos e liste. Na prova: ache o número no texto ou na figura, escreva a expressão por etapas, compare com a da banca; no tipo B, o resultado cabe em 3 algarismos.
  • Contar é o passo anterior: probabilidade num sorteio honesto é favoráveis sobre possíveis, as duas contagens desta página.

Exercícios temporariamente indisponíveis

Não foi possível consultar o banco de questões. O conteúdo da aula continua disponível.

Flashcards temporariamente indisponíveis

Não foi possível consultar os cartões de revisão.

Análise Combinatória - Princípio Fundamental da Contagem - Aula 01
Portal da Matemática OBMEP · 12:30
Introdução. O professor Josimar Silva (Portal da Matemática, IMPA/OBMEP) abre o estudo da análise combinatória pelo princípio fundamental da contagem, “um método prático de contar o número de possibilidades distintas que dois eventos sucessivos podem ter”, com a árvore de possibilidades desenhada no quadro: é a seção “Multiplicar etapas: o princípio fundamental da contagem” desta página, no ritmo de uma aula de 1.º ano.
Análise Combinatória - Combinação - Aula 11
Portal da Matemática OBMEP · 15:07
Aprofundamento. Na mesma série, a aula deduz a fórmula dos arranjos simples, define combinação e resolve exemplos em que a diferença entre os dois é exatamente a pergunta “a ordem importa?”: é a seção “A pergunta que decide tudo” desta página, com a divisão por k! justificada pelas ordens internas de cada grupo.
PERMUTAÇÃO COM ELEMENTOS REPETIDOS E SEM REPETIÇÃO | ANAGRAMAS
Gis com Giz · 17:19
Aplicação. A professora Gis resolve exercícios de anagramas sem e com letras repetidas, incluindo os que começam por uma letra fixa e os que mantêm letras juntas: é o treino da seção “Permutações: todas as ordens possíveis” (bloco, anagramas de OITICICA, n!/(a! b!)), no formato em que o PAS 3 cobrou em 2009.
ENEM 2023 - COMBINAÇÃO | ANÁLISE COMBINATÓRIA
Professora Angela Matemática · 8:30
Resolução. A questão da montadora (ENEM 2022): 7 modelos, 2 motores, opcionais e cores, e a pergunta sobre o total de configurações — o princípio multiplicativo com uma combinação no meio, exatamente o molde do item do Zwkrshjistão (PAS 3 2019) da seção “Multiplicar etapas”. Útil para ver como uma banca de múltipla escolha monta os distratores.
Triângulo de Pascal - Matemática - Ensino Médio
Canal Futura · 7:04
Complemento. Vídeo curto do Canal Futura sobre a disposição dos coeficientes binomiais no triângulo de Pascal (linhas e colunas, a soma dos dois de cima) e a ligação com o binômio de Newton: é a seção “Propriedades que poupam conta: simetria, Pascal e Stifel” desta página, para quem quer ver a tabela crescer linha a linha.
Rota PAS 2
Contagem, probabilidade e estatística: decidir sob incerteza · PAS 2

Fontes desta página

Os materiais abaixo contribuíram para a explicação e os exemplos deste assunto.

  • Rota PAS 2 — Contagem, probabilidade e estatística: decidir sob incerteza · Antes de começar (ideias 3 e 4: escolhas em sequência e ordens de poucos objetos); Contar sem enumerar: multiplicar etapas, descontar ordens (conceito, exemplo-guia da comissão, Na prova, armadilha, checagem); Leia como na prova: o bloco do MATOPIBA (roteiro de leitura e item 51); Como a banca cobra (O histórico: contagem); Resolvidos (item A de limiar: combinações nos dois andares); Exercícios 1–2; Banco de treino T2, T5, T12, T13

    Recorte por assunto: só a contagem. Probabilidade (equiprovável, complementar, condicional, genética) e estatística (leitura de dados, média, mediana, dispersão) ficam nas quatro páginas seguintes do bloco; aqui a probabilidade aparece só como "contar é o passo anterior". Permutações, arranjos, Pascal, grades e filas não estão no capítulo (a 2.ª etapa só cobrou combinações) e vêm da matriz do PAS 3, onde os itens reais foram minerados.

  • Cadernos e gabaritos oficiais do PAS/UnB (Cebraspe), 2.ª e 3.ª etapas · PAS 2: 2023 (item 16, anulado — só na teoria), 2024 (item 103), 2025 (item 51). PAS 3: 2009 (itens 71 e 82), 2012 (item 83), 2017 (itens 62 e 65 — caderno cifrado, transcritos da imagem), 2018 (item 42), 2019 (item 86), 2020 (item 86), 2023 (itens 78 e 80), 2024 (item 89)

    Itens reproduzidos verbatim; gabaritos conferidos nos GAB.txt e nas classificações (classificacao-pas2/, classificacao-pas3/). Todos os 13 itens vinculados e o anulado foram conferidos na imagem do caderno a 140–500 dpi (figuras: roda-gigante de 2018, ciclo das quintas de 2023, mural Santa ceia moderna de 2024 com 13 figuras contadas).

  • Cadernos em PDF (figuras e textos-base dos itens) · 2009-PAS3 p. 12–13 (toy art, bonecos; OITICICA); 2012-PAS3 p. 17 (tabela da Copa, opções 6⁸, 4⁸, 32!/(16!)², 2⁸); 2017-PAS3 p. 10 (O burrinho pedrês, tabela dos 1 200 bovinos, itens 62–65); 2018-PAS3 p. 9 (roda-gigante Volta ao Mundo com 16 cadeiras, P1 a P4, carrossel de 8 cavalos); 2019-PAS3 p. 11 (Zwkrshjistão); 2020-PAS3 parte 2 p. 7 (tabela das 5 vacinas); 2023-PAS3 p. 10 (campo harmônico de mi maior e ciclo das quintas no dodecágono); 2024-PAS3 p. 13 (Santa ceia moderna, Acme); 2024-PAS2 p. 12 (teste de vacina); 2025-PAS2 parte 2 p. 4 (tabela do MATOPIBA)

    Toda figura impressa foi descrita em texto neutro no campo text das questões (cadeiras, posições, vértices, número de figuras no mural).