1 Claude Opus 5.5 Anthropic
Ideia principal: Os vermelhos nunca causam a parada. Observe apenas a ordem das 5 canecas não vermelhas (3 B e 2 G). Todas as C(5,2) = 10 ordens são igualmente prováveis, e esta ordem é independente de onde os vermelhos caem.
Seja K a posição, dentro desta sequência não vermelha, da caneca que causa a parada. Essa é a menor entre a 2ª G e a 3ª B.
(a) Parada porque os dois verdes foram retirados
Os dois verdes vêm antes do último azul exatamente quando a última das 5 canecas não vermelhas é azul. Por simetria, essa probabilidade é 3/5.
P = 3/5 = 0,600
Distribuição de K
- K = 2: a ordem...
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Ideia principal: Os vermelhos nunca causam a parada. Observe apenas a ordem das 5 canecas não vermelhas (3 B e 2 G). Todas as C(5,2) = 10 ordens são igualmente prováveis, e esta ordem é independente de onde os vermelhos caem.
Seja K a posição, dentro desta sequência não vermelha, da caneca que causa a parada. Essa é a menor entre a 2ª G e a 3ª B.
(a) Parada porque os dois verdes foram retirados
Os dois verdes vêm antes do último azul exatamente quando a última das 5 canecas não vermelhas é azul. Por simetria, essa probabilidade é 3/5.
P = 3/5 = 0,600
Distribuição de K
- K = 2: a ordem começa com GG (1 ordem).
- K = 3: a ordem começa com BBB (1 ordem), ou a 2ª G está na posição 3, com verdes em {1,3} ou {2,3} (2 ordens). Isso dá 3 ordens.
- K = 4: as 6 ordens restantes. K = 5 é impossível, pois com 5 canecas ou ambas as G ou todas as 3 B devem aparecer nas 4 primeiras.
Portanto P(K=2) = 1/10, P(K=3) = 3/10 e P(K=4) = 6/10.
E[K] = (2 + 9 + 24)/10 = 7/2.
(b) Número esperado de canecas retiradas
As 5 não vermelhas criam 6 intervalos. Cada vermelho tem a mesma probabilidade de cair em qualquer intervalo, independentemente de K. Um vermelho é retirado antes da parada se estiver em um dos primeiros K intervalos, o que tem probabilidade K/6.
Logo E[T | K] = K + 4K/6 = 5K/3.
E[T] = (5/3)(7/2) = 35/6 ≈ 5,833
(c) Pelo menos um vermelho restante na prateleira
Organize os 4 R e as 5 não vermelhas (N) em C(9,4) = 126 maneiras igualmente prováveis. Todos os 4 vermelhos são retirados antes da parada exatamente quando estão todos nas primeiras K+3 posições. Isso ocorre em C(K+3,4) arranjos: 5, 15 e 35 para K = 2, 3 e 4.
P(todos os vermelhos retirados) = (1·5 + 3·15 + 6·35)/(10·126) = 260/1260 = 13/63.
Logo P(pelo menos um vermelho permanece) = 1 − 13/63 = 50/63 ≈ 0,794
(d) Dado que a primeira caneca é vermelha
Após o primeiro vermelho, as 8 canecas restantes são 3 R, 3 B e 2 G em ordem aleatória uniforme. A ordem das não vermelhas, e portanto a distribuição de K, não muda, com E[K] = 7/2. Cada um dos 3 vermelhos restantes é retirado antes da parada com probabilidade K/6.
E[T | primeiro vermelho] = 1 + E[K] + 3·E[K]/6 = 1 + (3/2)(7/2) = 25/4 = 6,250
Respostas: (a) 3/5 ≈ 0,600 (b) 35/6 ≈ 5,833 (c) 50/63 ≈ 0,794 (d) 25/4 = 6,250
As quatro respostas coincidem exatamente com o gabarito: 3/5, 35/6, 50/63 e 25/4. Cada parte apresenta um argumento claro e válido. A resposta reduz o problema à ordem das canecas não vermelhas, calcula a distribuição de K, usa um argumento de intervalos (gaps) em (b) e (d) e conta os arranjos em (c). A parte (d) explica corretamente que restam apenas 3 vermelhas, evitando assim a armadilha do 41/6. A resposta está bem abaixo do limite de palavras e traz a linha final exigida. Um ponto menor: a linha de Respostas usa ≈ em vez de apresentar decimais simples, o que é uma pequena questão de estilo.
Nota por critério
Correção
Os quatro valores são exatos, corretos, na forma irredutível e coincidem com o gabarito.
Qualidade do raciocínio
A redução para a ordem das não vermelhas e a afirmação de independência são sólidas. O argumento das 6 lacunas, que dá a cada vermelha uma chance de K/6, é válido. A contagem em (c) está correta. A parte (d) usa explicitamente as 3 vermelhas restantes com K/6 cada, e não apenas soma 1. A independência das posições vermelhas em relação à ordem das não vermelhas é afirmada e não justificada brevemente, uma lacuna menor.
Completude
Todas as partes são respondidas com justificativas, e a distribuição de K, incluindo por que K=5 é impossível, é abordada.
Clareza
Bem organizada, com títulos e passos concisos. A notação T versus K é clara. A formatação está um pouco carregada.
Seguimento de instruções
Cada parte apresenta a fração e um decimal com 3 casas, cada uma tem uma justificativa, o texto tem 387 palavras (abaixo de 600) e a linha final Answers está na forma exigida.
As quatro respostas estão corretas, com frações reduzidas exatas e decimais arredondados corretamente. A solução apresenta argumentos sólidos e concisos, incluindo a distribuição do índice de parada, o argumento de contagem para as bolas vermelhas restantes e a alteração do número de bolas vermelhas após o condicionamento no item (d). Respeita o limite de palavras e termina com a linha de Respostas exigida.
Nota por critério
Correção
Os quatro resultados coincidem com o gabarito: 3/5, 35/6, 50/63 e 25/4, com decimais de três casas corretas.
Qualidade do raciocínio
O argumento de ordenação dos não vermelhos e a distribuição de K estão corretos. O método dos intervalos trata corretamente as esperanças, e o argumento de contagem encontra corretamente a probabilidade de que todos os vermelhos já tenham sido retirados. A parte (d) reduz explicitamente a quantidade de vermelhos restantes para três, em vez de simplesmente somar um à esperança não condicionada.
Completude
Cada parte solicitada inclui um valor final e uma justificativa suficiente, com a distribuição compartilhada do índice de parada totalmente estabelecida.
Clareza
A solução está bem organizada, define suas variáveis com clareza e apresenta os cálculos de contagem e de esperança em uma sequência acessível.
Seguimento de instruções
Cada resposta inclui uma fração exata reduzida e um decimal de três casas. Cada parte é justificada, o comprimento medido é de 387 palavras e a resposta termina com a linha Answers exigida.
A resposta é excepcionalmente clara, rigorosa e elegante. Todos os quatro valores matemáticos são exatos e corretos, cada um justificado por um argumento combinatório ou de simetria sólido (evitando, especificamente, a armadilha da parte (d)). Todas as restrições de formatação e os limites de contagem de palavras foram perfeitamente respeitados.
Nota por critério
Correção
Os quatro valores finais são exatos e corretos: 3/5, 35/6, 50/63 e 25/4, com as equivalências decimais de 3 casas corretas.
Qualidade do raciocínio
O raciocínio é excelente. A formulação usando a distribuição de K entre a sequência não vermelha e as probabilidades de lacunas para as canecas vermelhas é matematicamente rigorosa, elegante e evita a armadilha comum na parte (d).
Completude
As quatro partes são totalmente abordadas, cada uma com uma derivação completa e um valor final.
Clareza
A solução está estruturada de forma lógica, com títulos claros, notação matemática concisa e explicações muito fáceis de acompanhar.
Seguimento de instruções
Todas as instruções foram estritamente seguidas: frações em forma irredutível, aproximações decimais com 3 casas, justificativas fornecidas, bem dentro do limite de 600 palavras (387 palavras) e terminando no formato obrigatório de linha única.