Questão de análise combinatória aplicada a uma disputa por pênaltis no futebol.
Confira a seguir o enunciado e a resolução passo a passo dessa questão de matemática da UFPR.
Enunciado da Questão
A equipe técnica de um time de futebol analisou a possibilidade de a final do campeonato ir para a disputa por pênaltis. Caso isso ocorra, a equipe precisará escolher 5 jogadores diferentes, dentre os 11 que estarão em campo, e também a ordem entre eles para a cobrança dos 5 primeiros pênaltis. A decisão tomada foi a seguinte: o principal atacante do time começará as cobranças, e o goleiro deverá ser um dos 5 cobradores. Além disso, nenhum dos 3 zagueiros em campo participará dessas primeiras cobranças. A partir dessas informações, assinale a alternativa que apresenta corretamente o número de configurações possíveis para essa escolha.
(A) 280
(B) 340
(C) 480
(D) 625
(E) 864
Resolução Comentada
Uma questão muito interessante de análise combinatória em um contexto de uma partida de futebol. Inicialmente, vamos fixar o principal atacante do time na primeira cobrança. O goleiro deverá ser um dos 5 cobradores, portanto, existem 4 possibilidades para o goleiro que estará na segunda, terceira, quarta ou quinta cobrança.
Na sequência, vamos calcular quantas configurações existem com o goleiro em uma dessas possibilidades, por exemplo, vamos considerar o goleiro na segunda cobrança para fazer essa conta. A quantidade de configurações que encontrarmos será multiplicada por 4. Agora, vamos calcular o seguinte: para as últimas 3 cobranças, de um total inicial de 11 jogadores, vamos excluir o atacante que já está na primeira cobrança, o goleiro e os três zagueiros. Fazendo isso, só nos restam (11 – 5) = 6 jogadores.
De acordo com o enunciado, precisamos considerar a ordem entre eles. Por exemplo, vamos pensar em três jogadores A, B e C para as três últimas cobranças. A escolha de A na 3ª, B na 4ª e C na 5ª é diferente da escolha de C na 3ª, B na 4ª e A na 5ª. A ordem tem que ser considerada, portanto, neste caso utilizamos a fórmula dos Arranjos Simples.
An,p = n!/(n–p)!
Arranjos simples de 6 elementos tomados 3 a 3.
A6,3 = 6!/(6–3)! = (6 × 5 × 4 × 3!) / 3! = 6 × 5 × 4 = 120
Que também pode ser calculado usando o Princípio Fundamental da Contagem.
➡️ 6 jogadores possíveis na terceira cobrança;
➡️ 6 – 1 = 5 jogadores possíveis na quarta cobrança;
➡️ 5 – 1 = 4 jogadores possíveis na quinta cobrança.
Pelo princípio fundamental da contagem, esse número de configurações é
6 × 5 × 4 = 120
Reforçando que este cálculo foi feito com o goleiro na segunda cobrança, mas sabemos que existem quatro possibilidades para ele, em todas elas existem 120 configurações, portanto multiplicamos
120 × 4 = 480
Resposta Correta
O número de configurações possíveis para essa escolha é igual a 4 × A6,3 = 4 × 6 × 5 × 4 = 480
(C) 480
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Um forte abraço e bons estudos.