São dados 12 pontos em um plano, dos quais 5 e somente 5 estão alinhados. Quantos triângulos podem ser formados com vértices em 3 dos 12 pontos?
Soluções para a tarefa
5 estão alinhados.
7 não estão alinhados.
Se pegarmos 1 alinhado (temos 5 possibilidades) e todas as possibilidade de pegar 2 não alinhados temos:
5 . C7,2 => 5 . 21 => 105
Se pegarmos 2 alinhados e 1 não alinhado também teremos um triângulo:
C5,2 . 7 => 10 . 7 => 70
E se pegarmos 3 não alinhados também teremos triângulos:
C7,3 => 35
Somando:
105 + 70 + 35 => 210 triângulos.
210 triângulos podem ser formados com vértices em 3 dos 12 pontos.
Combinação simples
Na combinação simples, estudamos a contagem de todos os subconjuntos de n elementos quando estes são agrupados em subconjuntos de k elementos. A fórmula para a combinação simples é:
onde n é o número total de elementos e k é o número de elementos de cada subconjunto. Queremos formar triângulos com 3 desses 12 pontos. Para formar um triângulo, temos as seguintes possibilidades:
- 3 pontos não-alinhados;
- 2 pontos alinhados e 1 não alinhado;
- 1 ponto alinhado e 2 não alinhados.
Para o caso 1, teremos que escolher 3 pontos dentre 7 possibilidades:
C(7, 3) = 7!/(7 - 3)!·3!
C(7, 3) = 7·6·5·4!/4!·3·2·1
C(7, 3) = 35 triângulos
Para o caso 2, teremos que escolher 2 pontos alinhados dentre 5 possibilidades e um não alinhado dentre 7 possibilidades:
7·C(5, 2) = 7 · 5!/(5 - 2)!·2!
7·C(5, 2) = 7 · 5·4·3!/3!·2·1
7·C(5, 2) = 70 triângulos
Para o caso 3, teremos que escolher 1 ponto alinhado dentre 5 possibilidades e 2 não alinhados dentre 7 possibilidades:
5·C(7, 2) = 5 · 7!/(7 - 2)!·2!
5·C(7, 2) = 5 · 7·6·5!/5!·2·1
5·C(7, 2) = 105 triângulos
O total de triângulos é:
35 + 70 + 105 = 210
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