{"id":200624,"date":"2023-10-01T06:09:55","date_gmt":"2023-10-01T09:09:55","guid":{"rendered":"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/?page_id=200624"},"modified":"2023-10-06T00:43:38","modified_gmt":"2023-10-06T03:43:38","slug":"desafio-sistema-de-esgoto","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/desafio-sistema-de-esgoto\/","title":{"rendered":".Desafio: Sistema de esgoto"},"content":{"rendered":"<p class=\"g2\" ><strong><a href=\"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/?p=202132\" rel=\"noopener\" target=\"_blank\">&#9999; <span style=\"color:#915F6D;font-size:14px;\">Link do problema para dispositivos da <em>Apple<\/em>.<\/span><\/a><\/strong><\/p>\n<div class=\"g1n\" style=\"line-height: 25px; padding-bottom: 15px;\">\n<p class=\"tit\" style=\"line-height: 25px; margin: 10px;\">Problema<br \/>\n<span style=\"font-size: 12px; color: #800000;\"> (Indicado a partir do 2\u00ba ano do E. M.)<\/span><\/p>\n<hr style=\"height: 1px; width: 100%; background-color: #800000; margin-top: 10px; margin-bottom: 20px; border: 0 none;\" \/>\n<font size=2>(<strong>Fuvest, 2021<\/strong>)<\/font> Um parque industrial com [tex]24[\/tex] ind\u00fastrias foi estruturado de forma que seu sistema de esgoto tivesse a estrutura mostrada na figura. Um servi\u00e7o de inspe\u00e7\u00e3o no ponto [tex]O[\/tex] detectou uma subst\u00e2ncia proibida que pode ter vindo de qualquer uma das ind\u00fastrias, com igual probabilidade. Para autuar as ind\u00fastrias irregulares, o servi\u00e7o decidiu pela seguinte estrat\u00e9gia: usar [tex]6[\/tex] kits de teste em amostras coletadas nos pontos [tex]A, B, C, D, E[\/tex] e [tex]F[\/tex], no primeiro dia e, no segundo dia, fazer o mesmo nas sa\u00eddas de todas as ind\u00fastrias dos grupos apontados como contaminados no primeiro dia.<br \/>\n<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/sistema-de-esgoto.png\" alt=\"\" width=\"711\" height=\"393\" class=\"aligncenter size-full wp-image-175866\" srcset=\"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/sistema-de-esgoto.png 711w, https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/05\/sistema-de-esgoto-300x166.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 711px) 100vw, 711px\" \/><br \/>\n<strong>a)<\/strong> Quantas s\u00e3o as formas poss\u00edveis de exatamente quatro ind\u00fastrias irregulares estarem distribu\u00eddas entre as [tex]24[\/tex] ind\u00fastrias do parque?<br \/>\n<strong>b)<\/strong> Havendo exatamente quatro ind\u00fastrias irregulares, qual \u00e9 a probabilidade de que o gasto total de kits de testes nos dois dias seja [tex]22[\/tex]?<br \/>\n<strong>c)<\/strong> Qual \u00e9 a probabilidade, havendo exatamente quatro ind\u00fastrias irregulares, de que o gasto total de kits de testes usados nos dois dias seja [tex]14[\/tex] ou menos?\n<\/div>\n<p style=\"margin:40px\">\n<div class=\"cb36 g1\" style=\"margin: 30px; line-height: 25px; width: 90%; margin-left: auto; margin-right: auto;\">\n<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignleft size-full wp-image-1001\" style=\"border: none;\" src=\"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2013\/01\/menino.jpg\" alt=\"explicador_p\" width=\"80\" height=\"96\" \/><\/p>\n<p class=\"c3 ti3\" style=\"line-height: 20px; margin: 10px;\">Ajuda<\/p>\n<p><span style=\"font-size: 20px;\"><strong> &#9999;<\/strong> <\/span>A <strong>probabilidade <\/strong>de um evento ocorrer em um modelo com espa\u00e7o amostral finito e equiprov\u00e1vel \u00e9 calculada por:<\/p>\n<table style=\"border: 2px solid #ffffff; width:60%; height:auto;text-align:center;margin-left:auto;margin-right:auto\">\n<tr>\n<td rowspan=\"2\"  style=\"vertical-align: middle;\" ><strong>Probabilidade[tex]\\;\\;[\/tex] = <\/strong><\/td>\n<td  align=\"center\" style=\"border-bottom: 2px solid #000000 ; width:60%;\"> <strong>n\u00famero de casos favor\u00e1veis<\/strong> <\/td>\n<td rowspan=\"2\"  style=\"vertical-align: middle;\" >.<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td  align=\"center\" style=\"border: 2px solid #ffffff\"><strong>n\u00famero de casos poss\u00edveis<\/strong> <\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n<p style=\"margin:-10px\">\n<p><span style=\"font-size: 20px;\"><strong> &#9999;<\/strong> <\/span> Uma das maneiras de agruparmos elementos de um dado conjunto \u00e9 escolh\u00ea-los levando-se em considera\u00e7\u00e3o apenas a sua natureza, sem se importar em que ordem eles foram escolhidos ou apresentados. Esse tipo de agrupamento de elementos \u00e9 denominado uma <strong><em>Combina\u00e7\u00e3o simples<\/em><\/strong>. Especificamente, quando escolhemos [tex]r[\/tex] dentre [tex]n[\/tex] elementos de um conjunto dessa forma, dizemos que estamos definindo uma Combina\u00e7\u00e3o simples de [tex]n[\/tex] elementos tomados [tex]r[\/tex] a [tex]r[\/tex].<br \/>\nE o legal \u00e9 que, dado um conjunto finito, podemos determinar quantos agrupamentos desse tipo podemos fazer, sem que precisemos exibi-los.<\/p>\n<ul>\n<li>O n\u00famero de Combina\u00e7\u00f5es simples de [tex]n[\/tex] elementos, tomados [tex]r[\/tex] a [tex]r[\/tex], \u00e9 denotado por [tex]C_{n\\, ,\\, r}[\/tex] ou [tex]C_n^r[\/tex] e assim definido:<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align:center\">[tex]C_{n\\, ,\\, r}=C_n^r=\\dfrac{n!}{(n-r)!\\, r!} \\text{, com } n,r \\in\\mathbb{N}   \\text{ e  }\\,0 \\lt  r\\leqslant n[\/tex].<\/p>\n<p>O quociente [tex]\\dfrac{n!}{(n-r)!\\, r!}[\/tex] tamb\u00e9m pode ser denotado por  [tex]\\dbinom{n}{r}[\/tex]  e nesse caso \u00e9 denominado <strong><em>coeficiente binomial<\/em><\/strong> ou <strong><em>n\u00famero binomial<\/em><\/strong>.<\/p>\n<p style=\"margin:-10px\">\n<p><span style=\"color:#800000;\">&#9999;<\/span> <strong>Princ\u00edpio Fundamental da Contagem, ou Princ\u00edpio Multiplicativo<\/strong>: Se<\/p>\n<ul>\n<li>uma escolha <strong>E1<\/strong> puder ser feita de [tex] m_1 [\/tex] maneiras distintas,<\/li>\n<li> uma escolha <strong>E2<\/strong> puder ser feita de [tex] m_2 [\/tex] maneiras distintas,<\/li>\n<li> [tex]\\cdots[\/tex]<\/li>\n<li> uma escolha <strong>Ek<\/strong> puder ser feita de [tex]m_k [\/tex] maneiras distintas e<\/li>\n<li> todas essas escolhas forem independentes entre si (isto \u00e9, a escolha de uma n\u00e3o muda a quantidade de possibilidades para a escolha de outra),<\/li>\n<\/ul>\n<p> ent\u00e3o o n\u00famero total de maneiras de serem feitas sucessivamente essas [tex]k[\/tex] escolhas \u00e9 igual ao produto<br \/>\n[tex]\\qquad \\qquad \\boxed{m_1\\times m_2 \\times \\cdots \\times m_k} \\, .[\/tex]\n<\/p><\/div>\n<p style=\"margin:40px\">\n<div class=\"g1n\" style=\"line-height: 28px;\">\n<p class=\"tit\" style=\"line-height: 28px; margin: 10px;\">Solu\u00e7\u00e3o<\/p>\n<hr style=\"height: 1px; width: 100%; background-color: #800000; margin-top: 1px; margin-bottom: 20px; border: 0 none;\" \/>\n<strong>a)<\/strong> Como qualquer uma das ind\u00fastrias pode ser irregular, o total de formas poss\u00edveis de quatro ind\u00fastrias estarem irregulares \u00e9<br \/>\n[tex]\\qquad C_{24,4} = \\dfrac{24!}{4!(24-4)!} = \\dfrac{24\\cdot 23\\cdot 22\\cdot 21}{4!} = 10\\;626.[\/tex]<\/p>\n<p style=\"margin:10px\">\n<p><strong>b)<\/strong> Como no primeiro dia s\u00e3o usados exatamente [tex]6[\/tex] kits de testes, ent\u00e3o no segundo devem ter sido usados [tex]22-6 = 16[\/tex] kits de testes. Juntando esta informa\u00e7\u00e3o com o fato de que h\u00e1 [tex]4[\/tex] ind\u00fastrias irregulares, conclui-se que no segundo dia foram testados apenas [tex]4[\/tex] grupos, com uma ind\u00fastria irregular por grupo.<br \/>\nComo em cada grupo a ind\u00fastria irregular pode ser qualquer uma das quatro, o total de formas poss\u00edveis de ocorr\u00eancia dessa situa\u00e7\u00e3o \u00e9<br \/>\n[tex]\\qquad C_{6,4}\\cdot 4\\cdot 4\\cdot 4\\cdot 4 = 15\\cdot 4\\cdot 4\\cdot 4\\cdot 4 = 3840.[\/tex]<br \/>\nAssim, a probabilidade procurada \u00e9 [tex]\\dfrac{3840}{10\\;626} = \\dfrac{640}{1771}[\/tex], ou seja, aproximadamente [tex]36\\%.[\/tex]<\/p>\n<p><strong>c)<\/strong> Como no primeiro dia s\u00e3o usados exatamente [tex]6[\/tex] kits de testes, ent\u00e3o o total de kits que devem ter sido gastos no segundo dia \u00e9 [tex]14-6 = 8[\/tex] ou menos. Assim, as [tex]4[\/tex] ind\u00fastrias devem estar distribu\u00eddas em no m\u00e1ximo dois grupos, caso contr\u00e1rio, precisariam ter sido gastos pelo menos [tex]12[\/tex] testes no segundo dia. Analisaremos ent\u00e3o o problema por casos.<\/p>\n<ul><strong>1) As quatro ind\u00fastrias irregulares est\u00e3o em um \u00fanico grupo:<\/strong><br \/>\nO total de maneiras de acontecer essa situa\u00e7\u00e3o \u00e9 [tex]6[\/tex], uma vez que as ind\u00fastrias irregulares podem estar em qualquer um dos seis grupos.<\/ul>\n<p style=\"margin:10px\">\n<ul><strong>2) Existem dois grupos com duas ind\u00fastrias irregulares em cada um:<\/strong><br \/>\nComo existem [tex]C_{6,2}[\/tex] formas de definir os dois grupos e para cada uma dessas formas existem [tex]C_{4,2}[\/tex] maneiras de existirem duas ind\u00fastrias irregulares em cada grupo, ent\u00e3o o total de maneiras de acontecer a situa\u00e7\u00e3o deste caso \u00e9<br \/>\n[tex]\\qquad C_{6,2}\\cdot C_{4,2}\\cdot C_{4,2} = 15\\cdot 6\\cdot 6 = 540.[\/tex]<\/ul>\n<p style=\"margin:10px\">\n<ul><strong>3) Existem tr\u00eas ind\u00fastrias irregulares em um grupo e uma em outro grupo:<\/strong><br \/>\nObserve que existem [tex]C_{6,2}[\/tex] formas de definir os dois grupos e, definidos os grupos, existem duas maneiras de definir em qual grupo est\u00e3o as tr\u00eas ind\u00fastrias irregulares. Al\u00e9m disso, para cada uma dessas maneiras existem [tex]C_{4,3}[\/tex] formas de existirem tr\u00eas ind\u00fastrias irregulares no determinado grupo e [tex]4[\/tex] formas de existir uma ind\u00fastria irregular no outro grupo. Logo, o total de maneiras de acontecer a situa\u00e7\u00e3o deste caso \u00e9<br \/>\n[tex]\\qquad 2\\cdot C_{6,2}\\cdot C_{4,3}\\cdot 4 = 2\\cdot 15\\cdot 4\\cdot 4 = 480.[\/tex]<\/ul>\n<p>Portanto, a probabilidade pedida \u00e9 [tex]\\dfrac{6+540+480}{10\\;626} = \\dfrac{171}{1\\;771}[\/tex], aproximadamente [tex]9,7\\%.[\/tex]<\/p>\n<hr style=\"height: 1px; width: 100%; background-color: #800000; margin-top: 10px; margin-bottom: 15px; border: 0 none;\" \/>\n<p class=\"g2\">Solu\u00e7\u00e3o elaborada pelos <strong>Moderadores do Blog<\/strong>.<\/p>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div class=\"g3\">\nParticipou da discuss\u00e3o o Clube <strong>O Legado de Plat\u00e3o<\/strong>.<\/div>\n<p style=\"margin:10px\">\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&#9999; Link do problema para dispositivos da Apple. Problema (Indicado a partir do 2\u00ba ano do E. M.) (Fuvest, 2021) Um parque industrial com [tex]24[\/tex] ind\u00fastrias foi estruturado de forma que seu sistema de esgoto tivesse a estrutura mostrada na figura. Um servi\u00e7o de inspe\u00e7\u00e3o no ponto [tex]O[\/tex] detectou uma subst\u00e2ncia proibida que pode ter &hellip; <\/p>\n<p><a class=\"more-link btn\" href=\"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/desafio-sistema-de-esgoto\/\">Continue lendo<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":254,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"template-onecolumn.php","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-200624","page","type-page","status-publish","hentry","nodate","item-wrap"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/200624","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/254"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=200624"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/200624\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":222561,"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/200624\/revisions\/222561"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=200624"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}