PUC-Rio 2024 | Grupos 1 e 3 | Questão 2

Pontífica Universidade Católica do Rio de Janeiro

Olá, pessoal! Neste post, vamos resolver juntos a questão 2 da prova de matemática dos grupos 1 e 3 do vestibular da PUC-Rio 2024. Confira o enunciado e acompanhe a resolução passo a passo, que também está disponível no meu canal do YouTube! Não esqueça de dar um like no vídeo e se inscrever no canal para mais dicas e resoluções como esta. Forte abraço e bons estudos!

Enunciado

Jorge tem uma urna com 100 bolas, das quais 75 são verdes e 25 são vermelhas.

a) Jorge tira uma bola da urna e observa sua cor. Qual é a probabilidade de que ela seja verde?
b) Após devolver a bola e sacudir a urna, Jorge tira simultaneamente quatro bolas. Qual é a probabilidade de que duas sejam verdes e duas sejam vermelhas?
c) Após devolver as bolas e sacudir a urna, Jorge tira simultaneamente cinco bolas da urna. Qual é o número mais provável de bolas vermelhas dentre as bolas retiradas?

Gabarito:

a) \dfrac{3}{4}

b) \dfrac{11.100}{52.283}

c) É mais provável retirar uma bola vermelha.

Resolução

a) Sejam A o evento “retirar uma bola verde” e \Omega o espaço amostral.
Então, n\left(A\right) = 75 e n\left(\Omega\right) = 100.
Portanto, a probabilidade de A ocorrer é

    \[\mathbb{P}\left(A\right)=\frac{75}{100}=\frac{3}{4}.\]


b) Sejam B o evento “retirar duas bolas verdes e duas bolas vermelhas” e \Omega o espaço amostral.
Então,

    \[\begin{array}{rcl}n\left(B\right)& = & C_{75}^2 \cdot C_{25}^2\\[1em]& = & \dfrac{75!}{2! \cdot 73!} \cdot \dfrac{25!}{2! \cdot 23!}\\[1em]& = & 75 \cdot 37 \cdot 25 \cdot 12\end{array}\]


e

    \[\begin{array}{rcl}n\left(\Omega\right) & = & C_{100}^4\\[1em]& = & \dfrac{100!}{4! \cdot 96!}\\[1em]& = & \dfrac{100 \cdot 99 \cdot 98 \cdot 97}{4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1}\\[1em]& = & 25 \cdot 33 \cdot 49 \cdot 97.\end{array}\]


Portanto,  a probabilidade de B ocorrer é igual a:

    \[\begin{array}{rcl}\mathbb{P}\left(B\right) & = & \dfrac{75 \cdot 37 \cdot 25 \cdot 12}{25 \cdot 33 \cdot 49 \cdot 97}\\[1em]& = & \dfrac{11100}{52283}\end{array}\]


c) Para todos os eventos a seguir, o número de elementos do espaço amostral \Omega} é igual a  n\left(\Omega\right)=C_{100}^{5}.
Vamos calcular as probabilidades dos eventos C_n = “retirar n bolas vermelhas da urna” com 0 \leq n \leq 5:

i) C_0:

    \[\begin{array}{rcl}\mathbb{P}\left(C_0\right) & = & \dfrac{C_{25}^0 \cdot C_{75}^5}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{1\cdot\frac{75!}{5!\cdot70!}}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{17.259.390}{C_{100}^5}\\[1em]\end{array}\]


ii) C_1:

    \[\begin{array}{rcl}\mathbb{P}\left(C_1\right) & = & \dfrac{C_{25}^1 \cdot C_{75}^4}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{\frac{25!}{1!24!}\cdot\frac{75!}{4!\cdot71!}}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{30.386.250}{C_{100}^5}\\[1em]\end{array}\]


iii) C_2:

    \[\begin{array}{rcl}\mathbb{P}\left(C_2\right) & = & \dfrac{C_{25}^2 \cdot C_{75}^3}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{\frac{25!}{2!23!}\cdot\frac{75!}{3!\cdot72!}}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{20.257.500}{C_{100}^5}\\[1em]\end{array}\]


iv) C_3:

    \[\begin{array}{rcl}\mathbb{P}\left(C_3\right) & = & \dfrac{C_{25}^3 \cdot C_{75}^2}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{\frac{25!}{3!22!}\cdot\frac{75!}{2!\cdot73!}}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{6.382.500}{C_{100}^5}\\[1em]\end{array}\]


v) C_4:

    \[\begin{array}{rcl}\mathbb{P}\left(C_5\right) & = & \dfrac{C_{25}^4 \cdot C_{75}^1}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{\frac{25!}{4!21!}\cdot\frac{75!}{1!\cdot74!}}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{948.750}{C_{100}^5}\\[1em]\end{array}\]


vi) C_5:

    \[\begin{array}{rcl}\mathbb{P}\left(C_6\right) & = & \dfrac{C_{25}^5 \cdot C_{75}^0}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{\frac{25!}{5!20!}\cdot\frac{75!}{0!\cdot75!}}{C_{100}^5}\\[1em]& = & \dfrac{53.130}{C_{100}^5}\\[1em]\end{array}\]


Portanto, é mais provável retirar uma bola vermelha.

Picture of Professor Gustavo Adolfo

Professor Gustavo Adolfo

Gustavo Adolfo é professor de Matemática com mais de 20 anos de experiência, especializado em vestibulares, concursos militares e olimpíadas de Matemática. Mestre em Matemática e apaixonado por transformar o aprendizado em resultados concretos.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Esse site utiliza o Akismet para reduzir spam. Aprenda como seus dados de comentários são processados.