Exercícios sobre triângulo de Pascal e números binomiais (com respostas comentadas)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

Os números binomiais e o triângulo de Pascal são ferramentas fundamentais da análise combinatória, essenciais para o desenvolvimento de potências e contagem de subconjuntos.

Nesta lista de exercícios, você vai explorar as propriedades de simetria, a relação de Stifel e os teoremas das linhas e colunas.

As questões contam com gabarito explicado, ajudando a compreender a aplicação prática de cada teorema no cálculo de somas e igualdades binomiais.

Questão 1

O valor da expressão

E igual a abre parênteses tabela linha com 6 linha com 4 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 6 linha com 5 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 7 linha com 6 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 8 linha com 7 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 9 linha com 8 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 10 linha com 9 fim da tabela fecha parênteses

É igual:

a) 50

b) 55

c) 60

d) 65

Gabarito explicado

Aplicamaos a Relação de Stifel

abre parênteses tabela linha com n linha com p fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com célula com p mais 1 fim da célula fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com célula com n mais 1 fim da célula linha com célula com p mais 1 fim da célula fim da tabela fecha parênteses

E igual a pilha pilha abre parênteses tabela linha com 6 linha com 4 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 6 linha com 5 fim da tabela fecha parênteses com chave inferior abaixo com abre parênteses tabela linha com 7 linha com 5 fim da tabela fecha parênteses abaixo mais abre parênteses tabela linha com 7 linha com 6 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 8 linha com 7 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 9 linha com 8 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 10 linha com 9 fim da tabela fecha parêntesesE igual a pilha pilha abre parênteses tabela linha com 7 linha com 5 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 7 linha com 6 fim da tabela fecha parênteses com chave inferior abaixo com abre parênteses tabela linha com 8 linha com 6 fim da tabela fecha parênteses abaixo mais abre parênteses tabela linha com 8 linha com 7 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 9 linha com 8 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 10 linha com 9 fim da tabela fecha parênteses.E igual a pilha pilha abre parênteses tabela linha com 8 linha com 6 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 8 linha com 7 fim da tabela fecha parênteses com chave inferior abaixo com abre parênteses tabela linha com 9 linha com 7 fim da tabela fecha parênteses abaixo mais abre parênteses tabela linha com 9 linha com 8 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 10 linha com 9 fim da tabela fecha parêntesesE igual a pilha pilha abre parênteses tabela linha com 9 linha com 7 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 9 linha com 8 fim da tabela fecha parênteses com chave inferior abaixo com abre parênteses tabela linha com 10 linha com 8 fim da tabela fecha parênteses abaixo mais abre parênteses tabela linha com 10 linha com 9 fim da tabela fecha parêntesesE igual a abre parênteses tabela linha com 10 linha com 8 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 10 linha com 9 fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com 11 linha com 9 fim da tabela fecha parênteses igual a numerador 11 fatorial sobre denominador 9 fatorial.2 fatorial fim da fração igual a numerador 11.10.9 fatorial sobre denominador 9 fatorial.2 fim da fração igual a 55

Questão 2

A soma de todas as soluções da equação abre parênteses tabela linha com 22 linha com 10 fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com 22 linha com célula com 7 x menos x ao quadrado fim da célula fim da tabela fecha parênteses?

a) 7

b) 9

c) 14

d) 22

Gabarito explicado

Dois números binomiais são iguais se:

abre parênteses tabela linha com n linha com p fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com n linha com k fim da tabela fecha parênteses seta dupla para a direita abre chaves atributos de tabela alinhamento de coluna left fim dos atributos linha com célula com p igual a k fim da célula linha com célula com p mais k igual a n fim da célula fim da tabela fecha

Com n vírgula espaço p e k espaço pertence reto números naturais

Então temos:

10 igual a 7 x menos x ao quadrado espaço o u espaço 12 igual a 7 x menos x ao quadradox ao quadrado menos 7 x mais 10 igual a 0 espaço o u espaço x ao quadrado menos 7 x mais 12 igual a 0x apóstrofo igual a 2 espaço o u espaço x apóstrofo apóstrofo igual a 5 espaço o u espaço x apóstrofo apóstrofo apóstrofo igual a 3 espaço o u espaço x apóstrofo apóstrofo apóstrofo apóstrofo igual a 4

Como todas as soluções satisfazem a equação teremos:

2 mais 3 mais 4 mais 5 igual a 14

Questão 3

Dado o polinômio P parêntese esquerdo x vírgula y parêntese direito igual a x à potência de 5 menos 5 x à potência de 4 y mais 10 x ao cubo y ao quadrado menos 10 x ao quadrado y ao cubo mais 5 x y à potência de 4 menos y à potência de 5, qual o valor de P parêntese esquerdo 3 vírgula menos 1 parêntese direito?

a) 512

b) 1024

c) 2048

d) 4096

Gabarito explicado

Observe que os coeficientes do polinômio são exatamente a Linha 5 do triângulo de Pascal/Tartaglia (1, 5, 10, 10, 5, 1) com os sinais alternados. Logo podemos reescrever o polinômio da seguinte forma:

P parêntese esquerdo x vírgula y parêntese direito igual a x à potência de 5 menos 5 x à potência de 4 y mais 10 x ao cubo y ao quadrado menos 10 x ao quadrado y ao cubo mais 5 x y à potência de 4 menos y à potência de 5P parêntese esquerdo x vírgula y parêntese direito igual a parêntese esquerdo x menos y parêntese direito à potência de 5P parêntese esquerdo 3 vírgula menos 1 parêntese direito igual a abre parênteses 3 menos parêntese esquerdo menos 1 parêntese direito fecha parênteses à potência de 5P parêntese esquerdo 3 vírgula menos 1 parêntese direito igual a parêntese esquerdo 3 mais 1 parêntese direito à potência de 5 P parêntese esquerdo 3 vírgula menos 1 parêntese direito igual a 4 à potência de 5P parêntese esquerdo 3 vírgula menos 1 parêntese direito igual a 1024

Questão 4

Qual o coeficiente de x ao cubo no desenvolvimento de abre parênteses x menos 1 sobre x ao cubo fecha parênteses à potência de 7?

a) 7

b) 6

c) menos 6

d) menos 7

Gabarito explicado

Para resolver esta questão podemos aplicar o termo geral para o binômio de Newton.

T com p mais 1 subscrito fim do subscrito igual a abre parênteses tabela linha com n linha com p fim da tabela fecha parênteses. a à potência de n menos p fim do exponencial. b à potência de pT com p mais 1 subscrito fim do subscrito igual a abre parênteses tabela linha com 7 linha com p fim da tabela fecha parênteses. x à potência de 7 menos p fim do exponencial. parêntese esquerdo menos 1 parêntese direito à potência de p. x à potência de menos 3 p fim do exponencialT com p mais 1 subscrito fim do subscrito igual a abre parênteses tabela linha com 7 linha com p fim da tabela fecha parênteses. x à potência de 7 menos 4 p fim do exponencial. parêntese esquerdo menos 1 parêntese direito à potência de p

Logo para obtermos o coeficiente do termo em x ao cubo devemos ter:

7 menos 4 p igual a 3menos 4 p igual a menos 4p igual a 1

Voltando ao termo geral

T com 2 subscrito igual a abre parênteses tabela linha com 7 linha com 1 fim da tabela fecha parênteses. x ao cubo. parêntese esquerdo menos 1 parêntese direito à potência de 1T com 2 subscrito igual a menos 7 x ao cubo

Cujo coeficiente é menos 7.

Ainda com dúvidas? Pergunta ao Ajudante IA do Toda Matéria

Questão 5

Dada a expressão

S igual a abre parênteses tabela linha com 2 linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 3 linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 4 linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 5 linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 6 linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 7 linha com 2 fim da tabela fecha parênteses

O valor de S é igual a:

a) 28

b) 35

c) 56

d) 70

Gabarito explicado

Pelo Teorema das Colunas temos:

S igual a soma de i igual a k para n de abre parênteses tabela linha com i linha com k fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com célula com n mais 1 fim da célula linha com célula com k mais 1 fim da célula fim da tabela fecha parêntesesS igual a soma de i igual a 2 para 7 de abre parênteses tabela linha com i linha com k fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com 8 linha com 3 fim da tabela fecha parênteses igual a numerador 8 fatorial sobre denominador 3 fatorial.5 fatorial fim da fração igual a numerador 8.7.6.5 fatorial sobre denominador 3.2.1.5 fatorial fim da fração igual a 56

Questão 6

Considere a soma do binomiais abaixo:

E igual a abre parênteses tabela linha com 2 linha com 0 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 3 linha com 1 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 4 linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 5 linha com 3 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 6 linha com 4 fim da tabela fecha parênteses

O valor de E é igual a:

a) 21

b) 35

c) 56

d) 70

Gabarito explicado

Pelo Teorema da Diagonal do Triângulo de Pascal temos:

S igual a soma de i igual a 0 para k de abre parênteses tabela linha com célula com n mais i fim da célula linha com i fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com célula com n mais k mais 1 fim da célula linha com k fim da tabela fecha parêntesesS igual a soma de i igual a 0 para 4 de abre parênteses tabela linha com célula com 2 mais i fim da célula linha com i fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com célula com 2 mais 4 mais 1 fim da célula linha com 4 fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com 7 linha com 4 fim da tabela fecha parênteses igual a numerador 7 fatorial sobre denominador 4 fatorial.3 fatorial fim da fração igual a numerador 7.6.5.4 fatorial sobre denominador 4 fatorial.3.2.1 fim da fração igual a 35

Questão 7

Determine o valor de n tal que abre parênteses tabela linha com n linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 3 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 4 fim da tabela fecha parênteses mais... mais abre parênteses tabela linha com n linha com célula com n menos 1 fim da célula fim da tabela fecha parênteses igual a 501.

a) 6

b) 7

c) 8

d) 9

Gabarito explicado

Observe que na soma faltam os 1º, 2° e o n-ésimo termos para completar toda a n-ésima linha do triângulo de Pascal.

abre parênteses tabela linha com n linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 3 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 4 fim da tabela fecha parênteses mais... mais abre parênteses tabela linha com n linha com célula com n menos 1 fim da célula fim da tabela fecha parênteses igual a 501abre parênteses tabela linha com n linha com 0 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 1 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 2 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 3 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com 4 fim da tabela fecha parênteses mais... mais abre parênteses tabela linha com n linha com célula com n menos 1 fim da célula fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com n fim da tabela fecha parênteses igual a 501 mais 1 mais n mais 1 igual a 2 à potência de n2 à potência de n igual a 503 mais n

Como queremos uma potência inteira de 2, n deve ser igual a 9. pois 2 à potência de 9 igual a 503 mais 9 igual a 512

Questão 8

Um professor de matemática deseja selecionar um grupo de alunos para uma monitoria a partir de uma turma de 10 voluntários.

Ele decidiu que o grupo poderá ser formado por exatamente 3 alunos ou por exatamente 4 alunos.

Nessas condições, o número total de maneiras distintas de se formar esse grupo é:

a) 120

b) 210

c) 330

d) 450

Gabarito explicado

Observe que estamos querendo a soma de dois binomiais consecutivos da mesma linha, portanto pela Relação de Stifel:

abre parênteses tabela linha com n linha com k fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com n linha com célula com k mais 1 fim da célula fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com célula com n mais 1 fim da célula linha com célula com k mais 1 fim da célula fim da tabela fecha parêntesesabre parênteses tabela linha com 10 linha com 3 fim da tabela fecha parênteses mais abre parênteses tabela linha com 10 linha com 4 fim da tabela fecha parênteses igual a abre parênteses tabela linha com 11 linha com 4 fim da tabela fecha parênteses igual a numerador 11 fatorial sobre denominador 4 fatorial.7 fatorial fim da fração igual a numerador 11.10.9.8.7 fatorial sobre denominador 4.3.2.1.7 fatorial fim da fração igual a 330

Para praticar mais:

Exercícios sobre Binômio de Newton resolvidos

Exercícios de análise combinatória (resolvidos e explicados)

Referências Bibliográficas

DANTE, Luiz Roberto. Matematica: contexto e aplicacoes. 3. ed. Sao Paulo: Atica, 2016.

IEZZI, Gelson; HAZAN, Samuel. Fundamentos de matematica elementar, 5: combinatoria, probabilidade. 8. ed. Sao Paulo: Atual, 2013.

MORGADO, Augusto Cesar; CARVALHO, Joao Bosco Pitombeira de; CARVALHO, Paulo Cezar Pinto; FERNANDEZ, Pedro. Analise combinatoria e probabilidade. 10. ed. Rio de Janeiro: SBM, 2006.

PAIVA, Manoel. Matematica: Paiva. 3. ed. Sao Paulo: Moderna, 2015.

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática com 20 anos de experiência, licenciado pela Universidade Gama Filho (UGF) e mestre pelo IMPA. Autor de livros e artigos, é referência na preparação para concursos e no ensino de Matemática.