MatemáticaMatemáticaPrincípios de Contagem e Probabilidade

ENEM 2023 — Questão 162: Matemática

Resposta: alternativa A

tipo 1, pois p1 < p2 < p3.

Para resolver essa questão, é necessário entender como calcular a probabilidade de uma senha ser descoberta ao acaso.

Ao realizar o cadastro em um aplicativo de investimentos, foi solicitado ao usuário que criasse uma senha, sendo permitido o uso somente dos seguintes caracteres: •algarismos de 0 a 9; •26 letras minúsculas do alfabeto; •26 letras maiúsculas do alfabeto; •6 caracteres especiais exclamação, arroba, hashtag, cifrão, asterisco, e comercial. Três tipos de estruturas para senha foram apresentadas ao usuário: • tipo 1: formada por quaisquer quatro caracteres distintos, escolhidos dentre os permitidos; • tipo 2: formada por cinco caracteres distintos, iniciando por três letras, seguidas por um algarismo e, ao final, um caractere especial; • tipo 3: formada por seis caracteres distintos, iniciando por duas letras, seguidas por dois algarismos e, ao final, dois caracteres especiais. Considere p1, p2 e p3 as probabilidades de se descobrirem ao acaso, na primeira tentativa, as senhas dos tipos 1, 2 e 3, respectivamente. Nessas condições, o tipo de senha que apresenta a menor probabilidade de ser descoberta ao acaso, na primeira tentativa, é o

Resolução comentada da questão 162 do ENEM 2023

Resolução

Para resolver essa questão, é necessário entender como calcular a probabilidade de uma senha ser descoberta ao acaso. A probabilidade é inversamente proporcional ao número total de combinações possíveis de senhas. Portanto, quanto maior o número de combinações, menor a probabilidade de uma senha ser descoberta na primeira tentativa.

Vamos calcular o número de combinações para cada tipo de senha. Para o tipo 1, que consiste em quatro caracteres distintos, temos 62 caracteres disponíveis (10 algarismos + 26 letras minúsculas + 26 letras maiúsculas). O número de combinações é dado pela fórmula de combinação, que é C(n,k)=n!k!(nk)!C(n, k) = \frac{n!}{k!(n-k)!}, multiplicado pelo número de arranjos dos 4 caracteres escolhidos. Assim, o total de senhas possíveis para o tipo 1 é:

C(62,4)×4!=62!(624)!4!×24C(62, 4) \times 4! = \frac{62!}{(62-4)! \cdot 4!} \times 24

Para o tipo 2, a senha é composta por três letras, um algarismo e um caractere especial. O número de combinações é:

C(26,3)×C(10,1)×C(6,1)×5!=26!(263)!3!×10×6×120C(26, 3) \times C(10, 1) \times C(6, 1) \times 5! = \frac{26!}{(26-3)! \cdot 3!} \times 10 \times 6 \times 120

Finalmente, para o tipo 3, que consiste em duas letras, dois algarismos e dois caracteres especiais, temos:

C(26,2)×C(10,2)×C(6,2)×6!=26!(262)!2!×10!(102)!2!×6!(62)!2!×720C(26, 2) \times C(10, 2) \times C(6, 2) \times 6! = \frac{26!}{(26-2)! \cdot 2!} \times \frac{10!}{(10-2)! \cdot 2!} \times \frac{6!}{(6-2)! \cdot 2!} \times 720

Ao calcular essas combinações, fica claro que o número total de senhas possíveis para o tipo 1 é menor do que para os tipos 2 e 3, resultando em uma menor probabilidade de ser descoberta. Portanto, a alternativa correta é que o tipo de senha que apresenta a menor probabilidade de ser descoberta ao acaso é o tipo 1, pois p1<p2<p3p1 < p2 < p3.

Por que as outras alternativas estão erradas

(A) Esta é a alternativa correta — ver acima.

(B) A afirmação de que o tipo 1 tem menor quantidade de caracteres não é suficiente para determinar a probabilidade. O que importa é o número total de combinações, não apenas a quantidade de caracteres.

(C) O tipo 2 não é o que apresenta a menor probabilidade. Embora tenha mais letras, isso não significa que a quantidade total de combinações seja menor do que a do tipo 1.

(D) A afirmação de que p3<p2<p1p3 < p2 < p1 está incorreta. Os cálculos demonstram que p1p1 é, na verdade, menor que p2p2 e p3p3.

(E) O tipo 3 não tem a maior quantidade de caracteres, e mesmo que tivesse, isso não implica que a probabilidade de ser descoberta seja menor. A análise das combinações é o que realmente importa.

Conceito-chave para revisar

A questão testa o conceito de probabilidade e como ela se relaciona com o número de combinações possíveis em um conjunto de caracteres. Para aprofundar, estude as fórmulas de combinação e arranjo, que são fundamentais para entender como calcular a probabilidade em diferentes contextos.

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