DOSSIÊ 900+ · ENEM 2017

Caminhão-cegonha

Sem posição: nem quem tirou 900 acertou metade
GABARITOB PARÂMETRO Bsem curva CAUSA DOMINANTEModelagem combinatória

Uma leitura completa da questão: o que a torna difícil, onde está a decisão estratégica e como transformar esse raciocínio em repertório para outras questões.

QUESTÃO OFICIAL

ANTES DA ANÁLISE, FAÇA A QUESTÃO.

ENEM 2017 Caderno 7 · Azul Q143

Um brinquedo infantil caminhão-cegonha é formado por uma carreta e dez carrinhos nela transportados, conforme a figura.

No setor de produção da empresa que fabrica esse brinquedo, é feita a pintura de todos os carrinhos. São utilizadas as cores amarelo, branco, laranja e verde, e cada carrinho é pintado apenas com uma cor. O caminhão-cegonha tem uma cor fixa.

A empresa determinou que em todo caminhão-cegonha deve haver pelo menos um carrinho de cada uma das quatro cores. Mudança de posição dos carrinhos no caminhão-cegonha não gera um novo modelo do brinquedo.

Com base nessas informações, quantos são os modelos distintos do brinquedo caminhão-cegonha que essa empresa poderá produzir?

Reconstrução vetorial de um caminhão-cegonha transportando dez carrinhos em três níveis.
ENEM 2017 · Caderno 7 Azul · Q143 · reconstrução vetorial baseada na figura oficial.Toque ou clique para ampliar.
A
C(6,4)
B
C(9,3)
C
C(10,4)
D
6⁴
E
4⁶

Transcrição editorial auditada a partir da prova oficial do ENEM.

DADOS DO INEP · ENEM 2017 · Q143

Acerto geral
11%
de 1.107 mil no caderno azul
Quem tira 700
5,8%
acerta
Quem tira 800
5,0%
acerta
Parâmetro b
900+
nem 900 acerta a metade

Sem posição: nem quem tirou 900 acertou metade. Microdados do ENEM 2017 (Inep). Retrato da prova aplicada, não previsão de nota.

APOIO DE CONTAGEM

O CAMINHÃO É SÓ O CONTEXTO. O MODELO É UMA DISTRIBUIÇÃO.

Como a posição dos carrinhos não cria um novo modelo, importa apenas quantos carrinhos há de cada cor. A condição “pelo menos um de cada” transforma o problema em uma composição inteira.

Esquema mostrando dez carrinhos distribuídos entre quatro cores, reservando um carrinho por cor e distribuindo os seis restantes com o método de estrelas e barras, resultando em C(9,3).
ENEM 2017 · Caderno 7 Azul · Q143 · apoio didático para combinação com repetição. Toque ou clique para ampliar.

MAPA DA QUESTÃO

ANTES DE RESOLVER, ENTENDA O TERRENO.

O QUE PARECE DIFÍCIL Pintar 10 carrinhos com 4 cores

A imagem sugere posições e arranjos, mas o próprio enunciado elimina a posição como critério de distinção.

O QUE REALMENTE DECIDE Contar quantidades por cor

Um modelo é determinado apenas pela quádrupla de quantidades das quatro cores, todas positivas e somando 10.

ONDE SE PERDE A QUESTÃO Usar arranjo em vez de composição

4¹⁰ ou permutações contam posições distintas, exatamente o que o enunciado diz para ignorar.

IDENTIFICAÇÃO

A QUESTÃO EM UMA LINHA

Caderno
Caderno 7 · Azul
Questão
143
Gabarito
B
Conteúdo
Análise combinatória
Subconteúdo
Combinação com repetição · soluções inteiras positivas · stars and bars

DIFICULDADE

ONDE A DIFICULDADE REALMENTE MORA

PARÂMETRO Bsem curvaSem posição: nem quem tirou 900 acertou metade
CAUSA DOMINANTEModelagem combinatória

Como ler o b? É o parâmetro de dificuldade que o Inep calcula para cada questão, posto na escala da nota de Matemática. Perto dessa nota, um aluno passa a ter boa chance de acertar. Quanto maior o b, mais alta a nota de quem costuma acertar. A causa dominante, ao lado, é a leitura do Prof. Rafael sobre por que a questão é difícil; ela não entra na posição.

Também pesa: Restrição de positividade · equivalência de modelos

POR QUE É DIFÍCIL?

A CONTA NÃO É O PRIMEIRO PROBLEMA

  • O desenho do caminhão e dos dez carrinhos induz naturalmente a pensar em posições, mas o enunciado avisa que trocar carrinhos de lugar não cria um novo modelo.
  • A condição pelo menos um de cada cor exige soluções inteiras positivas, e não simplesmente distribuir dez unidades livremente entre quatro categorias.
  • A resposta aparece na forma de uma combinação. O aluno precisa reconhecer a estrutura de combinação com repetição antes de tentar encaixar as alternativas.

ANTES DA CONTA

Esqueça a posição dos dez carrinhos. Chame de a, b, c e d as quantidades pintadas de cada cor. O problema vira a+b+c+d=10, com a,b,c,d ≥ 1. Reserve primeiro um carrinho para cada cor.

10
TOTAL DE CARRINHOS a+b+c+d = 10

só as quantidades por cor importam

4
CORES a,b,c,d ≥ 1

pelo menos um carrinho de cada cor

6
EXTRAS 10 − 4

depois de reservar um de cada cor

Quando a posição não diferencia os modelos, pare de pensar em “qual carrinho recebe qual cor” e passe a pensar em “quantos carrinhos de cada cor”.

DICAS PROGRESSIVAS

ABRA SÓ O QUE PRECISAR

DICA 01

Se cada cor precisa aparecer pelo menos uma vez, separe 4 dos 10 carrinhos: um para cada cor. Quantos ainda faltam distribuir?

DICA 02

Depois da reserva, sobram 6 carrinhos. Agora eles podem ser distribuídos livremente entre as quatro cores, inclusive zero extra para alguma delas.

DICA 03

Distribuir 6 objetos indistinguíveis entre 4 categorias equivale a organizar 6 estrelas e 3 separadores. Quantas posições há no total?

RESOLUÇÃO PADRÃO OURO

TROQUE POSIÇÕES POR QUANTIDADES

A questão fica muito menor quando você usa a frase “mudança de posição não gera novo modelo” como instrução matemática.

  1. INTERPRETAR
    Como mudar a posição dos carrinhos não cria um novo modelo, não importa qual carrinho específico recebe cada cor. Importa apenas a quantidade de carrinhos de cada cor.
  2. ESTRUTURAR
    Se a, b, c, d são as quantidades das quatro cores, temos a+b+c+d=10 e todas devem ser pelo menos 1.
  3. ESCOLHER ESTRATÉGIA
    Reserve 1 carrinho para cada cor. Isso consome 4 carrinhos e garante a condição mínima. Restam 6 carrinhos para distribuir sem restrição entre as quatro cores.
  4. CALCULAR
    Agora buscamos soluções não negativas de x₁+x₂+x₃+x₄=6. Pelo método de estrelas e barras, usamos 6 estrelas + 3 barras = 9 posições. Basta escolher as 3 posições das barras: C(9,3).
  5. CONFERIR
    Cada distribuição dos 6 extras determina uma única quádrupla positiva de quantidades que soma 10, e duas quádruplas diferentes produzem modelos diferentes. Portanto, a alternativa correta é B: C(9,3).

SEGUNDO CAMINHO

FÓRMULA DIRETA DAS COMPOSIÇÕES POSITIVAS

Também é possível aplicar diretamente a fórmula das soluções inteiras positivas de a+b+c+d=10: para n unidades distribuídas em k categorias positivas, o número de soluções é C(n−1,k−1). Aqui: C(10−1,4−1)=C(9,3). O método de reservar um de cada cor, porém, costuma ser mais transparente em prova.

NA PROVA EU FARIA ASSIM

1. Eu riscaria mentalmente a posição dos carrinhos: o enunciado diz que ela não importa.

2. Reservaria 1 de cada cor. Sobram 6.

3. Distribuir 6 extras entre 4 cores → 6 estrelas + 3 barras → C(9,3). Alternativa B.

VOCÊ FEZ 90% DA QUESTÃO — E ERROU AQUI.

O erro clássico é calcular 4¹⁰, como se cada uma das dez posições pudesse receber qualquer cor e toda troca de posição criasse um novo modelo. O enunciado proíbe exatamente essa interpretação: a posição não distingue modelos.

DISTRATOR PRINCIPAL

USAR OS NÚMEROS CERTOS NA ESTRUTURA ERRADA

C(10,4) parece plausível porque usa os números principais do enunciado, mas não representa a restrição “pelo menos um de cada cor”. Já as potências contam atribuições por posição e ignoram a equivalência entre permutações dos carrinhos.

COMO RECONHECER UMA PARECIDA?

POSIÇÃO IRRELEVANTE → COMPOSIÇÃO INTEIRA

Se objetos do mesmo tipo são distribuídos entre categorias e a ordem/posição não importa, procure uma equação do tipo x₁+⋯+xₖ=n. A frase “pelo menos um” costuma indicar soluções positivas; “pode não receber nenhum” indica soluções não negativas.

APRENDIZADO TRANSFERÍVEL

O QUE LEVAR PARA A PRÓXIMA QUESTÃO

Stars and bars aparece em distribuição de bolas em caixas, sabores em caixas de bombom, quantidades de moedas, lotes por categoria e qualquer situação em que se contam quantidades, não sequências. O passo decisivo é decidir se as variáveis podem ser zero ou precisam ser positivas.

ESTRATÉGIA DE TEMPOA frase “mudança de posição não gera um novo modelo” deve acender um alerta imediato: não conte permutações. Se você reservar um de cada cor em menos de 10 segundos, o resto da questão vira uma única combinação.