Numerar as faces de um poliedro

Análise combinatória: Infinito 12 A - Parte 1 Pág. 177 Ex. 59

Enunciado

Na figura está representado um poliedro com nove faces, que pode ser decomposto num cubo e numa pirâmide quadrangular regular.

Pretende-se numerar as nove faces do poliedro com os números de 1 a 9 (um número diferente em cada face).

Como se vê na figura, três das faces do poliedro já estão numeradas, com os números 1, 2 e 3.

  1. De quantas maneiras diferentes podemos numerar as outras seis faces, com os restantes seis números?
  2. Com os restantes seis números, de quantas maneiras podemos numerar as outras seis faces, de forma que, nas cinco faces do cubo, fiquem números cuja soma seja ímpar?

Resolução

  1. Há seis possibilidades de escolher um dos números disponíveis para colocar na primeira face, cinco possibilidades para escolher outro número para colocar na segunda face, e assim sucessivamente.

    Logo, podemos numerar as outras seis faces, com os restantes seis números, de $N={}^{6}{{A}_{6}}={{P}_{6}}=6!=6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1=720$ maneiras diferentes.

  2. Os seis números disponíveis são: 4, 5, 6, 7, 8 e 9.

    Faltam numerar 4 das cinco faces acessíveis do cubo, pois uma delas já está numerada com o número 2.

    Para que a soma dos números dessas faces dê ímpar, é necessário que seja ímpar o número de números ímpares a inscrever nessas faces. Há, por isso, duas alternativas:

    A: Um número ímpar: que pode ser escolhido de ${}^{3}{{C}_{1}}=3$ maneiras diferentes;

    B: Três números ímpares: que podem ser escolhidos de ${}^{3}{{C}_{3}}=1$ maneira diferente.

    Relativamente à primeira alternativa, cada uma das possibilidades de escolher apenas um dos três números ímpares é acompanhada pelos restantes 3 números pares, para serem inscritos nas quatro faces disponíveis do cubo, sobrando dois números ímpares para inscrever nas faces disponíveis da pirâmide.
    Esta alternativa, configura ${{N}_{A}}=({}^{3}{{C}_{1}}\times {}^{3}{{C}_{3}}\times {{P}_{4}})\times {{P}_{2}}=3\times 1\times 24\times 2=144$ modos diferentes de inscrever os restantes seis números nas faces do poliedro.

    Relativamente à segunda alternativa, a única possibilidade de escolher três dos três números ímpares é acompanhada por 1 dos restantes 3 números pares, que podem ser escolhidos de três modos diferentes, para serem inscritos nas quatro faces disponíveis do cubo, sobrando dois números pares para inscrever nas faces disponíveis da pirâmide.
    Esta alternativa, configura ${{N}_{B}}=({}^{3}{{C}_{3}}\times {}^{3}{{C}_{1}}\times {{P}_{4}})\times {{P}_{2}}=1\times 3\times 24\times 2=144$ modos diferentes de inscrever os restantes seis números nas faces do poliedro.

    Portanto, o valor procurado é $N={{N}_{A}}+{{N}_{B}}=288$.

You may also like...

2 Responses

  1. AMMA diz:

    Olá, Fábio,

    Muito obrigado pelo seu comentário.
    Bom trabalho.

    AMMA

  2. fabio diz:

    não entendi muito mais gostei do site

Deixe um comentário

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.