Um teste de escolha múltipla
Análise combinatória: Infinito 12 A - Parte 1 Pág. 178 Ex. 64
Num teste de escolha múltipla com cinco questões em que, para cada questão, existem três respostas possíveis, só uma sendo correta, um aluno, que não tinha estudado, decide responder ao acaso.
Qual a probabilidade de:
- não acertar nenhuma?
- acertar em pelo menos uma?
- acertar em todas?
- acertar em 3, no máximo?
Cada questão permite três respostas, logo o número de casos possíveis é $NCP=3\times 3\times 3\times 3\times 3={}^{3}A{{‘}_{5}}={{3}^{5}}=243$.
- O número de casos favoráveis é $NCF=2\times 2\times 2\times 2\times 2={}^{2}A{{‘}_{5}}={{2}^{5}}=32$.
Logo, a probabilidade pedida é $p=\frac{32}{243}$. - O número de casos favoráveis é $NCF={}^{3}A{{‘}_{5}}-{}^{2}A{{‘}_{5}}=243-32=211$.
(O acontecimento é contrário do da alínea anterior).
Logo, a probabilidade pedida é $p=\frac{211}{243}$. - O número de casos favoráveis é $NCF=1\times 1\times 1\times 1\times 1={}^{1}A{{‘}_{5}}={{1}^{5}}=1$.
Logo, a probabilidade pedida é $p=\frac{1}{243}$. - O número de casos favoráveis é $NCF=243-{}^{5}{{C}_{4}}\times 2\times 1\times 1\times 1\times 1-{}^{5}{{C}_{5}}\times 1\times 1\times 1\times 1\times 1-=243-10-1=232$.
Logo, a probabilidade pedida é $p=\frac{232}{243}$.
Alternativa:
Consideremos a variável aleatória $X$: “número de respostas certas às cinco questões“.
A variável aleatória tem distribuição binomial de parâmetros $n=5$ e $p=\frac{1}{3}$.
Assim, temos:
- $$P(X=0)={}^{5}{{C}_{0}}\times {{\left( \frac{1}{3} \right)}^{0}}\times {{\left( \frac{2}{3} \right)}^{5}}={{\left( \frac{2}{3} \right)}^{5}}=\frac{32}{243}$$
- $$p=1-P(X=0)=1-{}^{5}{{C}_{0}}\times {{\left( \frac{1}{3} \right)}^{0}}\times {{\left( \frac{2}{3} \right)}^{5}}=\frac{211}{243}$$
- $$P(X=5)={}^{5}{{C}_{5}}\times {{\left( \frac{1}{3} \right)}^{5}}\times {{\left( \frac{2}{3} \right)}^{0}}={{\left( \frac{1}{3} \right)}^{5}}=\frac{1}{243}$$
- $$P(X\le 3)=1-P(4\le X\le 5)=1-{}^{5}{{C}_{4}}\times {{\left( \frac{1}{3} \right)}^{4}}\times {{\left( \frac{2}{3} \right)}^{1}}-{}^{5}{{C}_{5}}\times {{\left( \frac{1}{3} \right)}^{5}}\times {{\left( \frac{2}{3} \right)}^{0}}=1-\frac{10}{243}-\frac{1}{243}=\frac{232}{243}$$