Coeficiente Binomial — O Que É, Fórmula, Interpretação e Exercícios

Coeficiente Binomial — O Que É, Fórmula, Interpretação e Exercícios

O coeficiente binomial, escrito como \(\binom{n}{p}\) e lido “n sobre p”, é um dos conceitos mais importantes da Análise Combinatória. Ele aparece quando precisamos contar quantos grupos podem ser formados, quando a ordem não importa (diferente de arranjos e permutações).

Na prática, \(\binom{n}{p}\) é o coração de vários temas: combinações, Triângulo de Pascal, Binômio de Newton e muitos exercícios de ENEM e concursos.

Coeficiente Binomial - binom(n,p)

O que é coeficiente binomial?

O coeficiente binomial \(\binom{n}{p}\) representa o número de maneiras de escolher p elementos de um conjunto com n elementos, sem repetição e com ordem não importando.

Interpretação dos símbolos:

  • \(n\): total de elementos disponíveis;
  • \(p\): quantidade de elementos escolhidos;
  • \(\binom{n}{p}\): número de grupos (seleções) possíveis.

Exemplo rápido: escolher 2 pessoas entre 5 (sem se importar com a ordem) é \(\binom{5}{2}\).

Relação direta com Combinação Simples

O coeficiente binomial é exatamente a combinação simples. Por isso, vale a conexão: Combinação Simples \(\Longleftrightarrow\) \(\binom{n}{p}\).

\[ \binom{n}{p} = C_{n,p} \]

Fórmula do coeficiente binomial

A forma mais usada para calcular \(\binom{n}{p}\) envolve fatoriais. Isso explica por que estudar fatorial antes é tão importante.

O que cada parte faz?
\(n!\) conta todas as ordens possíveis; dividir por \(p!\) e \((n-p)!\) remove as repetições de ordem que não criam grupos novos.

\[ \binom{n}{p}=\frac{n!}{p!(n-p)!} \]

Como saber quando usar \(\binom{n}{p}\)?

Use coeficiente binomial quando:

  • você escolhe um grupo (comissão, equipe, conjunto);
  • a ordem não importa (AB = BA);
  • não há repetição de elementos na escolha.

Se a ordem importa, geralmente você está em arranjo simples. Se usa todos os elementos e ordena, é permutação simples. Se há repetição, pode cair em permutação com repetição ou em estruturas com repetição (ex.: códigos), como arranjo com repetição.

Propriedades importantes (atalhos de prova)

  • Simetria: \(\binom{n}{p}=\binom{n}{n-p}\)
  • Casos extremos: \(\binom{n}{0}=\binom{n}{n}=1\)
  • Recorrência (Pascal): \(\binom{n}{p}=\binom{n-1}{p}+\binom{n-1}{p-1}\)

Essa recorrência é a base do Triângulo de Pascal.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: Quantos grupos de 3 pessoas podem ser formados a partir de 8 pessoas?

Ver solução
\[ \binom{8}{3}=\frac{8!}{3!\,5!} =\frac{8\cdot 7\cdot 6\cdot 5!}{(3\cdot 2\cdot 1)\cdot 5!} =\frac{336}{6}=56 \]

Resposta: \(\boxed{56}\).

Exemplo 2: De quantas formas escolher 2 elementos de um conjunto com 10 elementos?

Ver solução
\[ \binom{10}{2}=\frac{10!}{2!\,8!} =\frac{10\cdot 9\cdot 8!}{2\cdot 8!} =\frac{90}{2}=45 \]

Resposta: \(\boxed{45}\).

Exercícios resolvidos

Exercício 1

Uma turma tem 12 alunos. Quantas comissões de 4 alunos podem ser formadas?

Ver solução
\[ \binom{12}{4}=\frac{12!}{4!\,8!} =\frac{12\cdot 11\cdot 10\cdot 9\cdot 8!}{24\cdot 8!} =\frac{11880}{24}=495 \]

Resposta: \(\boxed{495}\).

Exercício 2

Quantos subconjuntos de 5 elementos podem ser escolhidos a partir de um conjunto de 9 elementos?

Ver solução
\[ \binom{9}{5}=\binom{9}{4} =\frac{9!}{4!\,5!} =\frac{9\cdot 8\cdot 7\cdot 6}{24} =\frac{3024}{24}=126 \]

Resposta: \(\boxed{126}\).

Exercício 3

Um sorteio escolhe 6 números dentre 60 (ordem não importa). Qual expressão representa esse total?

Ver solução

Como é escolha de grupo sem ordem, usamos coeficiente binomial:

\[ \binom{60}{6} \]

Resposta: \(\boxed{\binom{60}{6}}\).

Conexões estratégicas (para avançar)

O coeficiente binomial se conecta diretamente ao Princípio Fundamental da Contagem, ao fatorial, à combinação simples e ao tema de permutações circulares (em problemas de roda/mesa).

Para revisar o panorama completo: Análise Combinatória, Arranjo Simples, Permutação Simples, Permutação com Repetição, Arranjo com Repetição.

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