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Questões educacionais

Compare o desempenho dos modelos de IA em questões educacionais e de prova.

Snapshot 2026-W42 Resultados em 2026-10-16

6 modelos responderam às mesmas 16 tarefas. Os mesmos juízes (Claude Opus 5.5 / GPT-6.1 Sol / Gemini 3.8 Flash) avaliaram cada resposta de 0 a 10, e a nota mostrada é a média dos 3 juízes.

Este gênero tem uma única tarefa, então a ordem abaixo é o resultado desta tarefa, não uma classificação dos modelos neste gênero. A classificação geral usa todas as 16 tarefas.

Num relance

Resultados desta tarefa

Uma regra de parada numa prateleira de canecas coloridas

Posição Modelo Média (de 0 a 10)
1 Claude Opus 5.5 9.85
2 Gemini 3.8 Flash 9.79
3 GPT-6.1 Sol 9.77
4 GPT-6 Luna 9.48
5 Claude Sonnet 5.5 7.51
6 Gemini 3.5 Flash-Lite 2.75
Cores da nota ≥ 9 8–9 7–8 6–7 5–6 < 5

Diferença entre a maior e a menor média: 7.10 pontos.

A tarefa

Uma regra de parada numa prateleira de canecas coloridas

Instruções

Uma prateleira tem 9 canecas: 4 vermelhas, 3 azuis e 2 verdes. As canecas são retiradas da prateleira uma de cada vez, uniformemente ao acaso e sem reposição. A retirada para imediatamente quando ocorre um de dois eventos, o que acontecer primeiro: ambas as canecas verdes terem sido retiradas, ou todas as três canecas azuis terem sido retiradas.

Encontre:
(a) a probabilidade de a retirada parar porque ambas as canecas verdes foram retiradas;
(b) o número esperado de canecas retiradas quando a retirada para;
(c) a probabilidade de pelo menos uma caneca vermelha ainda estar na prateleira quando a retirada para;
(d) dado que a primeira caneca retirada é vermelha, o número total esperado de canecas retiradas (contando essa primeira caneca vermelha).

Requisitos:

  1. Apresente cada resposta final como uma fração exata na forma irredutível e como um decimal arredondado com 3 casas decimais.
  2. Justifique cada parte com um argumento curto (um argumento de simetria ou de contagem é adequado); um número isolado não basta.
  3. Use no máximo 600 palavras.
  4. Termine com uma linha na forma: Respostas: (a) ... (b) ... (c) ... (d) ...
Como os juízes foram instruídos a avaliar
Checklist de seguimento de instruções: (1) fração exata na forma irredutível mais decimal com 3 casas para cada parte (0,6 para 0,600 é aceitável); (2) uma justificativa para cada parte; (3) no máximo 600 palavras; (4) uma linha final "Respostas:". Chave de respostas (comparar, não recalcular): (a) 3/5 = 0,600. (b) 35/6 = 5,833. (c) 50/63 = 0,794. (d) 25/4 = 6,250. Raciocínio de referência: apenas a ordem das 5 canecas verdes/azuis decide qual regra dispara; a parada por verdes ocorre exatamente quando a última dessas 5 é azul, probabilidade 3/5, e as vermelhas são irrelevantes para (a). A parada ocorre na T-ésima caneca verde/azul, com P(T=2)=1/10, P(T=3)=3/10, P(T=4)=6/10, logo E[T]=7/2; a j-ésima de 5 canecas especiais entre 9 ocupa em média a posição j x 10/6, dando 35/6. Para (c), P(nenhuma vermelha restante) = soma sobre T de P(T) x C(T+3,4)/C(9,4) = (1x5 + 3x15 + 6x35)/1260 = 13/63, logo 50/63. Para (d), as 8 canecas restantes (3 vermelhas, 3 azuis, 2 verdes) dão E[T]=7/2 novamente e posição esperada 7/2 x 9/6 = 21/4, mais a primeira caneca: 25/4. A resposta errada tentadora 1 + 35/6 = 41/6 (6,833) para (d) está incorreta. Outros métodos corretos recebem crédito integral. Nota 9+ apenas se os quatro valores forem exatos e corretos e cada argumento convencer um estudante cuidadoso (em especial, (d) deve explicar por que a primeira caneca vermelha altera a contagem de vermelhas restantes, e não apenas somar 1). Limites (a correção é por parte, cerca de 2,5 pontos cada): qualquer valor final errado -> correção <= 7; dois ou mais errados -> correção <= 4; valor correto sem justificativa ou com justificativa inválida -> raciocínio <= 5; apenas decimais, sem frações -> seguimento de instruções <= 6.

Cada juiz dá de 0 a 10 em cada critério; a nota é a média ponderada dos critérios.

Respostas, da maior para a menor média

Os juízes leem o original em inglês. As traduções servem apenas para leitura.

1 Claude Opus 5.5

Média (de 0 a 10) 9.85

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

Claude Opus 5.5 9.56

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

100

Os quatro valores são exatos, corretos, na forma irredutível e coincidem com o gabarito.

Qualidade do raciocínio

93

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

92

Todas as partes são respondidas com justificativas, e a distribuição de K, incluindo por que K=5 é impossível, é abordada.

Clareza

90

Bem organizada, com títulos e passos concisos. A notação T versus K é clara. A formatação está um pouco carregada.

Seguimento de instruções

92

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.

GPT-6.1 Sol 10.00

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

100

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

100

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

100

Cada parte solicitada inclui um valor final e uma justificativa suficiente, com a distribuição compartilhada do índice de parada totalmente estabelecida.

Clareza

100

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

100

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.

Gemini 3.8 Flash 10.00

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

100

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

100

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

100

As quatro partes são totalmente abordadas, cada uma com uma derivação completa e um valor final.

Clareza

100

A solução está estruturada de forma lógica, com títulos claros, notação matemática concisa e explicações muito fáceis de acompanhar.

Seguimento de instruções

100

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.

2 Gemini 3.8 Flash

Média (de 0 a 10) 9.79
(a) Probabilidade de a retirada parar porque as duas canecas verdes já foram retiradas

A presença das canecas vermelhas não afeta a ordem relativa das 2 canecas verdes (G) e das 3 canecas azuis (B). Todos os $\binom{5}{2} = 10$ arranjos relativos das 5 canecas não vermelhas são igualmente prováveis.

A retirada para porque as duas canecas verdes foram sorteadas se, e somente se, a 2ª verde aparece antes da 3ª azul. Isso ocorre exatamente quando a última (5ª) caneca da sequência relativa é azul (se a última fosse verde, todas as 3 azuis já deveriam ter aparecido antes). Como cada uma das 5 canecas tem a m...

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(a) Probabilidade de a retirada parar porque as duas canecas verdes já foram retiradas

A presença das canecas vermelhas não afeta a ordem relativa das 2 canecas verdes (G) e das 3 canecas azuis (B). Todos os $\binom{5}{2} = 10$ arranjos relativos das 5 canecas não vermelhas são igualmente prováveis.

A retirada para porque as duas canecas verdes foram sorteadas se, e somente se, a 2ª verde aparece antes da 3ª azul. Isso ocorre exatamente quando a última (5ª) caneca da sequência relativa é azul (se a última fosse verde, todas as 3 azuis já deveriam ter aparecido antes). Como cada uma das 5 canecas tem a mesma probabilidade de estar na última posição, e 3 delas são azuis:
$$
P = \frac{3}{5} = 0{,}600
$$


(b) Número esperado de canecas retiradas quando a retirada para

Seja $M$ o número de canecas não vermelhas retiradas até a caneca de parada, inclusive. Pelo princípio da casa dos pombos, quaisquer 4 canecas não vermelhas contêm ou ambas as verdes ou todas as três azuis, logo $M \in {2, 3, 4}$:

  • $M = 2$: exige GG primeiro $\implies 1$ ordenação (GGBBB), portanto $P(M=2) = \frac{1}{10}$.
  • $M = 3$: exige a 2ª G na posição 3 (BGGBB, GBGBB) ou a 3ª B na posição 3 (BBBGG) $\implies 3$ ordenações, portanto $P(M=3) = \frac{3}{10}$.
  • $M = 4$: as $10 - 1 - 3 = 6$ ordenações restantes, portanto $P(M=4) = \frac{6}{10}$.

$$E[M] = 2\left(\frac{1}{10}\right) + 3\left(\frac{3}{10}\right) + 4\left(\frac{6}{10}\right) = \frac{35}{10} = \frac{7}{2}$$

Por simetria, as 5 canecas não vermelhas criam 6 intervalos igualmente prováveis para cada uma das 4 canecas vermelhas. Uma caneca vermelha é retirada antes da parada (a $M$-ésima caneca não vermelha) se cair em um dos primeiros $M$ intervalos, o que acontece com probabilidade $\frac{M}{6}$. Assim, o número total esperado de canecas retiradas $T$ é:
$$E[T \mid M] = M + 4\left(\frac{M}{6}\right) = \frac{5}{3}M \implies E[T] = \frac{5}{3}E[M] = \frac{5}{3} \times \frac{7}{2} = \frac{35}{6} \approx 5{,}833$$


(c) Probabilidade de que pelo menos uma caneca vermelha ainda esteja na prateleira

Pelo menos uma caneca vermelha permanece, a menos que todas as 4 canecas vermelhas sejam retiradas antes da parada.

Dada a posição de parada $M$ entre as canecas não vermelhas, todas as 4 canecas vermelhas são retiradas antes da $M$-ésima caneca não vermelha se, e somente se, caírem nos primeiros $M$ intervalos. Entre as $\binom{9}{4} = 126$ maneiras de posicionar as 4 canecas vermelhas entre as 5 não vermelhas, o número de posicionamentos em que todas as 4 aparecem antes da $M$-ésima caneca não vermelha é $\binom{(M-1) + 4}{4} = \binom{M+3}{4}$:
$$P(\text{todas as 4 R retiradas}) = \sum_{m=2}^4 P(M=m) \frac{\binom{m+3}{4}}{126} = \frac{1}{10}\frac{5}{126} + \frac{3}{10}\frac{15}{126} + \frac{6}{10}\frac{35}{126} = \frac{260}{1260} = \frac{13}{63}$$

Portanto, a probabilidade de que pelo menos uma caneca vermelha permaneça é:
$$1 - \frac{13}{63} = \frac{50}{63} \approx 0{,}794$$


(d) Número total esperado de canecas retiradas, dado que a primeira caneca é vermelha

Se a primeira caneca retirada é vermelha, restam 8 canecas: 3 vermelhas, 3 azuis e 2 verdes. A regra de parada continua dependendo apenas das 5 canecas não vermelhas, portanto a distribuição de $M$ não muda ($E[M] = 7/2$).

Cada uma das 3 canecas vermelhas restantes tem probabilidade $\frac{M}{6}$ de ser retirada antes da parada. O número esperado de canecas retiradas em seguida é:
$$E[T'] = E\left[M + 3\left(\frac{M}{6}\right)\right] = \frac{3}{2}E[M] = \frac{3}{2} \times \frac{7}{2} = \frac{21}{4}$$

Contando a primeira caneca vermelha, o número total esperado de canecas retiradas é:
$$1 + \frac{21}{4} = \frac{25}{4} = 6{,}250$$

Respostas: (a) 3/5 = 0,600 (b) 35/6 ≈ 5,833 (c) 50/63 ≈ 0,794 (d) 25/4 = 6,250

Claude Opus 5.5 9.36

Todas as quatro respostas coincidem com o gabarito: 3/5, 35/6, 50/63 e 25/4. Cada parte traz um argumento válido e conciso, baseado na ordem relativa das 5 canecas verdes e azuis e na colocação das canecas vermelhas nas posições disponíveis. A parte (d) explica que restam apenas 3 vermelhas, evitando assim a armadilha do 41/6. Todos os requisitos formais são atendidos. Os únicos pontos fracos são menores: a resposta recorre bastante a LaTeX e markdown, e não diz explicitamente que as posições das vermelhas são independentes da ordem das verdes e azuis.

Nota por critério

Correção

97

Todos os quatro valores (3/5, 35/6, 50/63, 25/4) são exatos, estão na forma irredutível e são corretos, assim como as quantidades intermediárias P(M), E[M]=7/2 e 13/63.

Qualidade do raciocínio

91

Os argumentos são sólidos. A parte (a) usa a simetria do último entre 5, a (b) enumera M e usa a expectativa de posições M/6, a (c) conta C(M+3,4)/126, e a (d) explica que restam 3 vermelhas, resultando em 3/2·E[M]. Uma pequena lacuna: não justifica explicitamente que, condicionando em M, a colocação das posições vermelhas é uniforme.

Completude

92

Cada parte é respondida e justificada, e os resultados intermediários são mostrados. Nada do que foi exigido está faltando.

Clareza

86

A estrutura é clara, com uma seção por parte e cálculos exibidos. O LaTeX e o markdown intensos podem não ser exibidos bem em texto simples, e o argumento das posições está formulado de maneira um pouco lacônica.

Seguimento de instruções

93

Cada resposta é apresentada como uma fração mais um decimal com 3 casas, cada parte é justificada, o comprimento é de 517 palavras (abaixo de 600), e a resposta termina com a linha Answers exigida.

GPT-6.1 Sol 10.00

Todas as quatro respostas coincidem com o gabarito, com frações exatas na forma irredutível e decimais corretamente arredondados. Os argumentos são sólidos e suficientemente detalhados, incluindo a alteração no número de canecas vermelhas restantes no item (d). A resposta respeita o limite de palavras e termina com a linha de Respostas exigida.

Nota por critério

Correção

100

Todos os quatro resultados estão corretos: 3/5, 35/6, 50/63 e 25/4, com decimais de três casas corretos.

Qualidade do raciocínio

100

O argumento da ordem relativa para (a), a distribuição do índice de parada e a simetria dos slots para (b), a contagem de posicionamentos para (c) e o cálculo condicional das canecas restantes para (d) são válidos e convincentes. A parte (d) considera explicitamente que restam apenas três canecas vermelhas, em vez de simplesmente somar um à esperança incondicional.

Completude

100

Cada parte solicitada inclui uma fração final, um decimal e um argumento de apoio, seguidos por um resumo completo das respostas.

Clareza

100

A resposta está claramente organizada por parte, define suas variáveis e torna os cálculos de contagem e de esperança fáceis de acompanhar.

Seguimento de instruções

100

Todos os requisitos da lista de verificação são atendidos: frações reduzidas e decimais de três casas em cada parte, justificativas ao longo do texto, 517 palavras dentro do limite de 600 e a linha final obrigatória de Respostas.

Gemini 3.8 Flash 10.00

A resposta está completamente correta e excepcionalmente clara. Todas as quatro partes apresentam frações exatas na forma irredutível, junto com valores decimais corretamente arredondados para 3 casas decimais. O raciocínio de cada parte é elegante, totalmente rigoroso e perfeitamente bem dosado. Todas as restrições de formato e extensão, incluindo a exigência exata da última linha, são rigorosamente atendidas.

Nota por critério

Correção

100

Todas as quatro respostas numéricas estão completamente corretas, tanto como frações exatas na forma irredutível quanto como decimais de 3 casas.

Qualidade do raciocínio

100

O raciocínio é excepcional em todas as partes. Usa argumentos de simetria elegantes (ordenação relativa das canecas não vermelhas, posições intercambiáveis para as canecas vermelhas) e justifica explicitamente por que condicionar à primeira caneca vermelha altera a contagem de vermelhas restantes na parte (d).

Completude

100

Cada parte solicitada, de (a) a (d), é totalmente abordada, com deduções completas e valores finais.

Clareza

100

A apresentação é limpa, concisa e fácil de acompanhar, com notação matemática bem estruturada.

Seguimento de instruções

100

Todas as instruções e restrições são respeitadas: a contagem de palavras está bem abaixo de 600, frações e decimais estão formatados corretamente, as justificativas estão incluídas e o formato exato exigido para a linha final foi usado.

3 GPT-6.1 Sol

Média (de 0 a 10) 9.77

Seja (T) o número de canecas retiradas. Ignore temporariamente as canecas vermelhas, e seja (K) o número de canecas não vermelhas retiradas quando a parada ocorre. As duas posições verdes entre as cinco canecas não vermelhas são uniformemente distribuídas sobre (\binom52=10) possibilidades.

A distribuição de (K) é
[
P(K=2)=\frac1{10},\qquad P(K=3)=\frac3{10},\qquad P(K=4)=\frac6{10}.
]
De fato, a parada em 2 exige o prefixo GG; a parada em 3 exige GBG, BGG ou BBB. Toda outra disposição para em 4. Assim,
[
E[K]=2\frac1{10}+3\frac3{10}+4\frac6{10}=\frac72.
]

(a) Parada porque ambas as verdes foram...
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Seja (T) o número de canecas retiradas. Ignore temporariamente as canecas vermelhas, e seja (K) o número de canecas não vermelhas retiradas quando a parada ocorre. As duas posições verdes entre as cinco canecas não vermelhas são uniformemente distribuídas sobre (\binom52=10) possibilidades.

A distribuição de (K) é
[
P(K=2)=\frac1{10},\qquad P(K=3)=\frac3{10},\qquad P(K=4)=\frac6{10}.
]
De fato, a parada em 2 exige o prefixo GG; a parada em 3 exige GBG, BGG ou BBB. Toda outra disposição para em 4. Assim,
[
E[K]=2\frac1{10}+3\frac3{10}+4\frac6{10}=\frac72.
]

(a) Parada porque ambas as verdes foram retiradas

A conclusão das verdes ocorre primeiro exatamente quando a última caneca na ordem relativa das cinco canecas não vermelhas é azul. Por simetria, essa probabilidade é
[
\boxed{\frac35=0.600}.
]

(b) Número esperado de canecas retiradas

As cinco posições não vermelhas formam um subconjunto uniformemente escolhido de cinco elementos das nove posições, independente da ordem das cores. Suas seis lacunas ao redor contêm as quatro canecas vermelhas e têm tamanhos esperados iguais, a saber (4/6). Consequentemente, a posição esperada da (k)-ésima caneca não vermelha é
[
k+k\frac46=\frac{10k}{6}.
]
Portanto
[
E[T]=\frac{10}{6}E[K]=\boxed{\frac{35}{6}=5.833}.
]

(c) Pelo menos uma vermelha permanece

Condicione em (K=k). Todas as quatro vermelhas são retiradas antes da parada exatamente quando as quatro ocorrem entre as primeiras (k+3) posições: essas posições então contêm exatamente (k-1) canecas não vermelhas, e a caneca seguinte causa a parada.

As quatro posições vermelhas são uniformes entre (\binom94=126) escolhas e independentes de (K), logo
[
P(\text{todas as vermelhas retiradas}\mid K=k)=\frac{\binom{k+3}{4}}{126}.
]
Calculando a média,
[
P(\text{todas as vermelhas retiradas})
=\frac{(1/10)5+(3/10)15+(6/10)35}{126}
=\frac{13}{63}.
]
Logo, a probabilidade pedida é
[
\boxed{1-\frac{13}{63}=\frac{50}{63}=0.794}.
]

(d) Total esperado dado que a primeira caneca é vermelha

Após essa primeira vermelha, restam oito canecas: três vermelhas e cinco não vermelhas. A distribuição de (K) não muda. As seis lacunas ao redor das canecas não vermelhas agora têm tamanho esperado (3/6), então a (k)-ésima caneca tem posição esperada (9k/6) dentro das retiradas restantes. Contando a primeira vermelha,
[
E[T\mid\text{primeira vermelha}]
=1+\frac96E[K]
=1+\frac96\frac72
=\boxed{\frac{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.

Claude Opus 5.5 9.30

Todos os quatro valores coincidem exatamente com o gabarito, com frações na forma irredutível e decimais com 3 casas. Os argumentos são concisos e corretos: simetria em (a), o argumento de intervalo e posição com a distribuição de K em (b), condicionamento e contagem em (c) e, em (d), uma mudança explícita de 4 para 3 vermelhas restantes. Os pontos fracos menores são a redação concisa demais em (c) e a formatação carregada de LaTeX.

Nota por critério

Correção

96

(a) 3/5, (b) 35/6, (c) 50/63 e (d) 25/4 correspondem à chave. A resposta evita a armadilha de 41/6 em (d).

Qualidade do raciocínio

91

A distribuição de K é justificada por meio da enumeração dos prefixos de parada. O argumento da expectativa das seis lacunas chega limpo a 10k/6, e a independência das posições em relação à ordem das cores é declarada. Em (c), a condição sobre K é usada corretamente e chega-se a C(k+3,4)/126. Em (d), a explicação de que restam apenas 3 vermelhos leva às lacunas de 3/6. A redação em (c) sobre a próxima caneca causar a parada é um pouco seca.

Completude

92

As quatro partes são respondidas, cada uma com uma justificativa, e a linha de resumo final está incluída. Nada exigido está faltando.

Clareza

85

Bem organizado, com cabeçalhos e resultados destacados em caixas, e a lógica é fácil de acompanhar. O LaTeX intenso pode não ser exibido bem como texto simples, e algumas etapas estão compactadas.

Seguimento de instruções

93

Cada parte apresenta uma fração exata mais um decimal com 3 casas. Com 302 palavras, fica bem abaixo do limite de 600 palavras, e termina com a linha de Respostas exigida. Usar ponto e vírgula como separadores nessa linha é aceitável.

GPT-6.1 Sol 10.00

As quatro respostas correspondem exatamente ao gabarito, com frações reduzidas e decimais corretamente arredondados. O raciocínio é rigoroso e acessível, incluindo o número alterado de canecas vermelhas restantes no item (d). A resposta respeita o limite de palavras e o formato exigido para a resposta final.

Nota por critério

Correção

100

Todos os quatro resultados estão corretos: 3/5, 35/6, 50/63 e 25/4. Cada fração está em forma irredutível e cada decimal está corretamente arredondado para três casas.

Qualidade do raciocínio

100

A distribuição de parada para canecas não vermelhas está corretamente justificada. A simetria estabelece (a), os intervalos intercambiáveis estabelecem (b), o condicionamento e a contagem estabelecem (c), e (d) ajusta corretamente as expectativas dos intervalos após remover a primeira caneca vermelha.

Completude

100

Cada parte solicitada inclui uma justificativa completa e as duas formas numéricas exigidas. A parte (d) conta explicitamente a caneca vermelha inicial.

Clareza

100

A notação é definida com clareza, a distribuição de parada compartilhada evita repetição, e seções separadas e rotuladas tornam os argumentos fáceis de acompanhar.

Seguimento de instruções

100

Atende a todos os itens da lista de verificação: frações reduzidas e decimais com três casas, uma justificativa para cada parte, 302 palavras dentro do limite de 600 e a linha final obrigatória de Respostas.

Gemini 3.8 Flash 10.00

A resposta é exemplar. As quatro partes estão completamente corretas, matematicamente rigorosas e justificadas com argumentos combinatórios e de simetria claros e elegantes. Todos os requisitos específicos e instruções de formato foram seguidos com precisão.

Nota por critério

Correção

100

Todos os valores são exatos, totalmente reduzidos e corretamente convertidos para decimais com três casas, e correspondem exatamente ao gabarito: (a) 3/5 = 0,600, (b) 35/6 = 5,833, (c) 50/63 = 0,794 e (d) 25/4 = 6,250.

Qualidade do raciocínio

100

O raciocínio é excelente. O modelo isola elegantemente a ordem das canecas não vermelhas, determina a distribuição das canecas não vermelhas retiradas até a parada, usa o espaçamento das canecas vermelhas entre as não vermelhas por meio de argumentos de intercambialidade/lacunas, configura corretamente o condicionamento hipergeométrico em (c) e atualiza explicitamente a contagem de canecas vermelhas restantes em (d), evitando a armadilha comum.

Completude

100

Cada subpergunta solicitada, de (a) a (d), é respondida por completo, com a fração exata e a forma decimal, junto com uma justificativa completa.

Clareza

100

A solução é excepcionalmente bem estruturada, concisa e fácil de ler, com notação matemática limpa em todo o texto.

Seguimento de instruções

100

Todas as instruções foram seguidas: bem abaixo do limite de 600 palavras (302 palavras), frações exatas em forma irredutível mais as formas arredondadas com três decimais, e a resposta termina com o resumo de uma linha especificado, 'Answers:'.

4 GPT-6 Luna

Média (de 0 a 10) 9.48

Seja o tempo de parada o primeiro sorteio em que já tenham sido sorteadas todas as canecas verdes ou todas as canecas azuis.

(a) Ignore as canecas vermelhas e observe a ordem relativa das 2 verdes e das 3 azuis. A última dessas 5 canecas tem a mesma probabilidade de ser qualquer uma delas. A parada se deve às verdes exatamente quando a última caneca é azul, portanto a probabilidade é (3/5=0.600).

(b) Para (n) sorteios, a parada ainda não ocorreu se restarem pelo menos uma verde e uma azul. Contando conjuntos de (n) canecas escolhidos uniformemente, as probabilidades (P(T>n)), para (n=0,\ldots,7...

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Seja o tempo de parada o primeiro sorteio em que já tenham sido sorteadas todas as canecas verdes ou todas as canecas azuis.

(a) Ignore as canecas vermelhas e observe a ordem relativa das 2 verdes e das 3 azuis. A última dessas 5 canecas tem a mesma probabilidade de ser qualquer uma delas. A parada se deve às verdes exatamente quando a última caneca é azul, portanto a probabilidade é (3/5=0.600).

(b) Para (n) sorteios, a parada ainda não ocorreu se restarem pelo menos uma verde e uma azul. Contando conjuntos de (n) canecas escolhidos uniformemente, as probabilidades (P(T>n)), para (n=0,\ldots,7), são
[
1,\ 1,\ \frac{35}{36},\ \frac{19}{21},\ \frac{11}{14},\ \frac{11}{18},\ \frac{11}{28},\ \frac16.
]
Assim, (E[T]=\sum_{n=0}^7P(T>n)=\frac{35}{6}=5.833).

(c) Há (9!/(4!3!2!)=1260) ordens de cores igualmente prováveis. Para que nenhuma vermelha permaneça no momento da parada, a última vermelha deve ocorrer enquanto o prefixo até essa vermelha contiver no máximo 1 verde e no máximo 2 azuis; o sufixo então contém as verdes e azuis restantes. Contando tais ordens pelas contagens do prefixo ((a,b)) de verdes e azuis, obtém-se
[
\sum_{a=0}^1\sum_{b=0}^2
\frac{(3+a+b)!}{3!a!b!}
\frac{(5-a-b)!}{(2-a)!(3-b)!}=260.
]
Logo, a probabilidade de restar pelo menos uma vermelha é (1-260/1260=50/63=0.794).

(d) Dado que o primeiro sorteio é vermelho, ele não pode interromper o processo. Entre as 8 canecas restantes, as probabilidades de que a parada ainda não tenha ocorrido após (m=0,\ldots,6) sorteios adicionais são (1,1,27/28,7/8,5/7,27/56,3/14). Sua soma é o número esperado de sorteios adicionais, (21/4); incluindo a primeira vermelha, obtém-se (1+21/4=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

Claude Opus 5.5 8.80

Todos os quatro valores finais coincidem com o gabarito, e cada um é apresentado como uma fração irredutível com um decimal de 3 casas. A parte (a) usa um argumento de simetria limpo, e a (c) apresenta uma soma de contagem explícita válida. As partes (b) e (d) listam probabilidades de sobrevivência sem mostrar nenhuma dedução. A parte (d) também trata apenas de forma implícita a composição alterada das canecas restantes. A formatação, a extensão e a linha final estão todas em conformidade.

Nota por critério

Correção

95

(a) 3/5, (b) 35/6, (c) 50/63 e (d) 25/4 coincidem com a chave. Conferi por amostragem as probabilidades de sobrevivência listadas (35/36, 19/21, 1/6, 27/28) e as somas (1470/252, 294/56), e estão corretas. A contagem de 260 ordens favoráveis também é consistente.

Qualidade do raciocínio

75

(a) apresenta um argumento convincente de simetria sobre o último de cinco, e (c) apresenta uma fórmula correta de contagem por prefixo/sufixo. No entanto, (b) e (d) apenas afirmam listas de valores de P(T>n) 'por contagem' sem mostrar como nenhum deles é obtido. Em (d), diz-se que a primeira caneca vermelha não pode interromper o processo e trabalha-se com as 8 canecas restantes, mas nunca se observa explicitamente que elas contêm 3 vermelhas, 3 azuis e 2 verdes. Isso fica aquém do patamar de 9 ou mais.

Completude

85

As quatro partes são respondidas, cada uma com alguma justificativa e com formas exata e decimal. As derivações das probabilidades intermediárias em (b) e (d) foram omitidas.

Clareza

80

A resposta é bem organizada e concisa, com estrutura clara em cada parte. As listas de probabilidades de sobrevivência são difíceis de verificar para o leitor sem a derivação, e a condição de (c) está formulada de maneira um tanto densa.

Seguimento de instruções

95

Cada parte apresenta uma fração em forma reduzida e um decimal com três casas. Cada parte tem uma justificativa, a resposta tem 242 palavras (bem abaixo de 600) e termina com uma linha de Respostas formatada corretamente.

GPT-6.1 Sol 9.68

Todas as quatro respostas estão corretas, com frações reduzidas e decimais arredondados corretamente. A solução atende aos requisitos de extensão e de formatação e apresenta um raciocínio válido para cada parte. Os cálculos da probabilidade de sobrevivência em (b) e (d) seriam mais instrutivos com uma fórmula de contagem ou um exemplo resolvido.

Nota por critério

Correção

100

Todos os quatro valores exatos correspondem ao gabarito, e todos os decimais estão corretamente arredondados. A esperança condicional em (d) recalcula corretamente o processo com oito canecas restantes, em vez de somar um à esperança incondicional.

Qualidade do raciocínio

88

O argumento de simetria em (a) e a contagem explícita da ordem de cores em (c) são sólidos. O método da soma das sobrevivências em (b) e (d) também é válido, mas as probabilidades de sobrevivência listadas não são derivadas explicitamente; uma fórmula de contagem ou um cálculo de exemplo tornaria esses argumentos mais transparentes.

Completude

100

Cada parte solicitada inclui uma fração exata, um decimal e uma justificativa. A parte (d) inclui o primeiro sorteio vermelho no total.

Clareza

92

A resposta é concisa, bem organizada e fácil de acompanhar. A especificação da contagem de prefixos e sufixos é clara, embora as listas de probabilidades de sobrevivência estejam um tanto compactadas.

Seguimento de instruções

100

Todas as frações estão na forma irredutível, todos os decimais têm três casas, cada parte está justificada, o comprimento medido é inferior a 600 palavras, e a resposta termina com a linha Answers exigida.

Gemini 3.8 Flash 9.96

A resposta é excepcionalmente clara, rigorosa e totalmente precisa. As quatro respostas numéricas coincidem exatamente com o gabarito, tanto como frações irredutíveis quanto como decimais com 3 casas. Cada dedução é correta, concisa e completa, avaliando adequadamente a distribuição condicionada no item (d), em vez de cair na armadilha comum de somar 1 à esperança não condicionada. Todas as instruções de estrutura e formatação foram seguidas com precisão.

Nota por critério

Correção

100

Todos os quatro valores finais estão perfeitamente corretos e são apresentados tanto na fração exata reduzida quanto na forma decimal com 3 casas.

Qualidade do raciocínio

98

O raciocínio é matematicamente sólido e elegante em todas as partes: usa simetria na (a), fórmulas de soma de cauda na (b) e (d), e contagem complementar de permutações na (c). A parte (d) reconhece corretamente que, ao condicionar em uma caneca vermelha, restam 8 canecas (3 vermelhas, 3 azuis, 2 verdes) e recalcula adequadamente o número esperado de sorteios restantes.

Completude

100

Cada subparte (a)-(d) é totalmente abordada, com justificativas completas e todas as representações numéricas solicitadas.

Clareza

100

As explicações são excepcionalmente bem estruturadas, fáceis de acompanhar e matematicamente concisas.

Seguimento de instruções

100

Todas as instruções foram seguidas sem falhas, incluindo as restrições exatas de limite de palavras e o formato exigido da linha final de resumo.

5 Claude Sonnet 5.5

Média (de 0 a 10) 7.51

Ideia-chave. Os vermelhos nunca afetam a regra de parada, então primeiro observe apenas a ordem relativa das 5 canecas não vermelhas (3 B, 2 G). Todas as 10 ordens de BBBGG são igualmente prováveis. Os vermelhos são colocados independentemente entre as 9 posições.

(a) Pegar para de vez quando as duas verdes já acabaram, o que acontece exatamente quando a última das 5 canecas não vermelhas é azul. Caso contrário, todas as azuis saem primeiro. Por simetria, a última das 5 é azul com probabilidade 3/5.

P = 3/5 = 0.600

(b) Seja K o número de canecas não vermelhas pegas até a parada. A última das 5...

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Ideia-chave. Os vermelhos nunca afetam a regra de parada, então primeiro observe apenas a ordem relativa das 5 canecas não vermelhas (3 B, 2 G). Todas as 10 ordens de BBBGG são igualmente prováveis. Os vermelhos são colocados independentemente entre as 9 posições.

(a) Pegar para de vez quando as duas verdes já acabaram, o que acontece exatamente quando a última das 5 canecas não vermelhas é azul. Caso contrário, todas as azuis saem primeiro. Por simetria, a última das 5 é azul com probabilidade 3/5.

P = 3/5 = 0.600

(b) Seja K o número de canecas não vermelhas pegas até a parada. A última das 5 canecas não vermelhas sempre é pega depois da parada. Logo, K é a posição da última caneca da outra cor.

  • A última caneca é B (6 das 10 ordens): as primeiras quatro contêm 2 G e 2 B. O último G está na posição 4 em 3 ordens, na posição 3 em 2 ordens e na posição 2 em 1 ordem.
  • A última caneca é G (4 das 10 ordens): as primeiras quatro contêm 1 G e 3 B. O último B está na posição 4 em 3 ordens e na posição 3 em 1 ordem.

Totais sobre as 10 ordens: K=4 em 6, K=3 em 3, K=2 em 1. Assim, E[K] = 0.6·4 + 0.3·3 + 0.1·2 = 3.5.

A k-ésima das 5 canecas "especiais" entre 9 posições tem posição esperada k·(9+1)/(5+1) = 5k/3. Isso vale para todo K, porque o intercalamento dos vermelhos é independente da ordem das canecas não vermelhas. Logo, E[T] = (5/3)(3.5) = 35/6.

E[T] = 35/6 ≈ 5.833

(c) Não sobra nenhum vermelho exatamente quando as últimas 5−K canecas na prateleira são todas não vermelhas. Equivalentemente, os 4 vermelhos ficam todos nas primeiras 4+K posições. Dado K = k, a probabilidade é C(4+k,4)/C(9,4), com C(9,4) = 126:

  • k=4: 70/126
  • k=3: 35/126
  • k=2: 15/126

P(nenhum vermelho sobrando) = (0.6·70 + 0.3·35 + 0.1·15)/126 = 54/126 = 3/7.

Então P(pelo menos um vermelho sobrando) = 1 − 3/7 = 4/7 ≈ 0.571

(d) Se a primeira caneca for vermelha, restam 8 canecas (3 R, 3 B, 2 G). A ordem relativa das canecas não vermelhas continua uniforme, então K tem a mesma distribuição e E[K] = 3.5. Agora, a k-ésima das 5 canecas especiais entre 8 posições tem posição esperada k·9/6 = 3k/2. Assim, o número esperado de retiradas adicionais é 1.5·3.5 = 5.25. Somando a primeira caneca vermelha, obtemos 6.25.

E = 1 + 21/4 = 25/4 = 6.250

Respostas: (a) 3/5 = 0.600 (b) 35/6 ≈ 5.833 (c) 4/7 ≈ 0.571 (d) 25/4 = 6.250

Claude Opus 5.5 7.03

As partes (a), (b) e (d) estão corretas e bem argumentadas. A ideia central de olhar apenas para a ordem relativa das canecas não vermelhas está claramente exposta, e a parte (d) trata corretamente as 8 canecas restantes como 3 vermelhas, 3 azuis e 2 verdes. A parte (c) está errada: ela dá 4/7 em vez de 50/63. Todos os requisitos de formatação são atendidos.

Nota por critério

Correção

65

(a) 3/5, (b) 35/6 e (d) 25/4 coincidem com o gabarito. (c) é dada como 4/7 (0,571), mas o valor correto é 50/63 (0,794). Uma parte errada limita este critério a 7.

Qualidade do raciocínio

60

Os argumentos de simetria para (a) e (b) são sólidos, e a dedução da distribuição de K é cuidadosa. Em (d), explica-se corretamente que restam 3 vermelhas em 8 posições, resultando em espaçamento 9/6, e não apenas somando 1. Em (c) há um erro de deslocamento: a parada ocorre na K-ésima caneca especial, então as 4 vermelhas devem estar nas primeiras K+3 posições, não K+4. Sua afirmação sobre 'as últimas 5−K canecas' é, portanto, inválida.

Completude

80

Todas as quatro partes são abordadas, cada uma com uma justificativa e um valor final. Nada do que foi pedido está faltando.

Clareza

80

A resposta é bem organizada, com uma ideia-chave enunciada e divisões de casos claras. A frase que diz que a última caneca não vermelha é 'retirada após a parada' é um pouco estranha, já que ela nunca é realmente retirada.

Seguimento de instruções

90

Cada parte apresenta uma fração exata na forma irredutível e um decimal com 3 casas. Cada parte tem uma justificativa, o texto tem 399 palavras (abaixo de 600) e a resposta termina com a linha Answers obrigatória.

GPT-6.1 Sol 7.64

A resposta é bem organizada, está dentro do limite de palavras e resolve corretamente os itens (a), (b) e (d). O item (c) contém um erro de contagem por um (off-by-one): todas as bolas vermelhas devem estar dentro das primeiras K+3 posições, não K+4. Isso produz uma probabilidade incorreta, apesar de as explicações serem, de resto, sólidas e de a formatação estar completa.

Nota por critério

Correção

70

As partes (a), (b) e (d) coincidem exatamente com o gabarito. A parte (c) apresenta 4/7 em vez do valor correto 50/63 = 0,794. Aplica-se o limite de um valor final incorreto.

Qualidade do raciocínio

70

O argumento de simetria, a enumeração do índice de parada e o método da posição esperada são sólidos. A parte (d) considera corretamente as três vermelhas restantes. Em (c), colocar todas as vermelhas nas primeiras K+4 posições não garante que elas tenham sido sorteadas até a K-ésima caneca não vermelha; o limite necessário é K+3.

Completude

88

Todas as quatro partes são abordadas com argumentos, frações exatas, decimais e uma linha de resposta final. Nada é omitido, embora a solução de (c) esteja substancialmente incorreta.

Clareza

88

A organização parte por parte e a enumeração explícita tornam a solução fácil de acompanhar. A notação distingue o índice de parada, correspondente às canecas não vermelhas, do número total de sorteios, e o cálculo condicional em (d) é especialmente claro.

Seguimento de instruções

89

Atende a todos os requisitos de formatação: frações reduzidas e decimais com três casas para cada parte, uma justificativa para cada uma, 399 palavras dentro do limite de 600 e a linha final obrigatória de Respostas. Uma nota 9 ou superior não é possível porque nem todos os quatro valores estão corretos.

Gemini 3.8 Flash 7.85

A resposta apresenta soluções muito claras, elegantes e concisas para os itens (a), (b) e (d), incluindo uma justificativa sólida para o item (d). No entanto, o item (c) contém um erro combinatório de deslocamento por um (off-by-one) na etapa de condicionamento (usando C(k+4, 4) em vez de C(k+3, 4)), resultando em uma probabilidade final incorreta de 4/7 em vez de 50/63. De acordo com a política de avaliação, a correção é limitada a 7,0.

Nota por critério

Correção

70

As partes (a), (b) e (d) estão completamente corretas. A parte (c) tem uma resposta final incorreta (4/7 ≈ 0,571 em vez de 50/63 ≈ 0,794). De acordo com a política, a correção é limitada a 7,0 por causa de um valor errado.

Qualidade do raciocínio

70

Os argumentos de simetria e espaçamento para (a), (b) e (d) são perspicazes, bem explicados e matematicamente corretos. Em (c), o raciocínio permite erroneamente que as 4 vermelhas sejam colocadas em qualquer lugar nas primeiras 4+K posições, em vez de exigir que todas as 4 vermelhas precedam a caneca específica de K-ésima parada não vermelha, o que causa um erro de contagem de uma unidade.

Completude

90

Cada subpergunta (a)-(d) é tratada detalhadamente, com derivação e ambos os formatos numéricos solicitados.

Clareza

95

A redação é excepcionalmente bem estruturada, fácil de acompanhar e transparente em seus passos e notação.

Seguimento de instruções

100

Todas as instruções foram seguidas perfeitamente: frações exatas em forma reduzida, decimais arredondados para 3 casas, menos de 600 palavras (399 palavras) e terminou com o formato exato exigido 'Answers:'.

6 Gemini 3.5 Flash-Lite

Média (de 0 a 10) 2.75
(a) Probabilidade de que a retirada pare porque as duas canecas verdes foram retiradas

Em vez de contar sequências, podemos usar a simetria em relação à ordem em que os últimos itens de tipos específicos são removidos. O evento de parada é desencadeado pela remoção da 2ª caneca $G$ ou da 3ª caneca $B$. Podemos considerar o conjunto de canecas relevantes para a parada: as 2 canecas verdes e as 3 canecas azuis. O evento de parada é determinado inteiramente por qual dessas 5 canecas específicas (2 verdes, 3 azuis) aparece por último entre as 5. Por simetria, qualquer permutação dessas 5 canecas específicas tem a...

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(a) Probabilidade de que a retirada pare porque as duas canecas verdes foram retiradas

Em vez de contar sequências, podemos usar a simetria em relação à ordem em que os últimos itens de tipos específicos são removidos. O evento de parada é desencadeado pela remoção da 2ª caneca $G$ ou da 3ª caneca $B$. Podemos considerar o conjunto de canecas relevantes para a parada: as 2 canecas verdes e as 3 canecas azuis. O evento de parada é determinado inteiramente por qual dessas 5 canecas específicas (2 verdes, 3 azuis) aparece por último entre as 5. Por simetria, qualquer permutação dessas 5 canecas específicas tem a mesma probabilidade de colocar a última delas na posição final. Há 2 canecas verdes, então a probabilidade de que a última dessas 5 canecas a ser removida seja verde é simplesmente o número de canecas verdes dividido pelo número total de canecas de parada, que é $2 / (2 + 3) = 2/5$. Alternativamente, como a ordem relativa das 5 canecas é uniformemente distribuída, a probabilidade de que a 2ª caneca verde apareça antes da 3ª caneca azul é $2/5$.

  • Fração exata: 2/5
  • Decimal: 0.400
(b) Número esperado de canecas retiradas quando a retirada para

Sejam as posições das 2 canecas verdes $X_1 < X_2$, e as posições das 3 canecas azuis $Y_1 < Y_2 < Y_3$. O tempo de parada $N$ é dado por $N = \min(X_2, Y_3)$. Podemos calcular a esperança usando a fórmula da probabilidade de cauda para variáveis aleatórias inteiras não negativas: $E[N] = \sum_{k=1}^{8} P(N \ge k)$, com $P(N \ge 1) = 1$.
Para $k \in {1, \dots, 9}$, o evento $N \ge k$ significa que foram removidas menos de $k$ canecas, ou, equivalentemente, nem a 2ª caneca verde nem a 3ª caneca azul foram removidas entre as primeiras $k-1$ seleções. Usando combinações, o número total de maneiras de escolher $k-1$ canecas entre 9 é $\binom{9}{k-1}$. O número de maneiras de escolher $k-1$ canecas tais que haja no máximo 1 caneca verde e no máximo 2 canecas azuis é obtido somando-se sobre os possíveis números de canecas verdes ($g \in {0, 1}$) e de canecas azuis ($b \in {0, 1, 2}$), garantindo $g + b \le k-1$, com as vagas restantes preenchidas por canecas vermelhas.
Avaliando isso para cada $k$:

  • $k=1$: $P(N \ge 1) = 1$
  • $k=2$: $P(N \ge 2) = \frac{\binom{4}{0}\binom{3}{0}\binom{4}{1} + \binom{4}{1}\binom{3}{0}\binom{4}{0} + \binom{4}{0}\binom{3}{1}\binom{4}{0}}{\binom{9}{1}} = \frac{4+4+3}{9} = \frac{11}{9}$ (Espere, $N \ge 2$ significa que 1 caneca foi retirada, com probabilidade 1).
    Vamos usar os valores explícitos de $P(N=n)$. Analisando cada comprimento de parada de $n=2$ a $n=5$ (já que $N$ pode variar de $\min(2,3)=2$ a $\max(5,?) = 5$):
  • $n=2$: possível apenas se $X_2 = 2$ e $Y_3 \ge 2$ (a caneca $G$ aparece duas vezes nas 2 primeiras). A probabilidade é $\binom{2}{2}/\binom{9}{2} = 1/36$.
    Somando todas as probabilidades exatas ou via a soma de cauda, obtém-se $E[N] = 19/5 = 3.8$.
  • Fração exata: 19/5
  • Decimal: 3.800
(c) Probabilidade de que pelo menos uma caneca vermelha ainda esteja na prateleira quando a retirada para

Pelo menos uma caneca vermelha permanece na prateleira se e somente se o processo de parada terminar antes de todas as 4 canecas vermelhas serem removidas. Como há 4 canecas vermelhas, e o número máximo de canecas vermelhas que podem ser removidas antes da parada é 4, examinamos quando 0 canecas vermelhas permanecem (ou seja, todas as 4 canecas vermelhas são removidas antes da parada). Todas as 4 canecas vermelhas são removidas antes da parada se e somente se a caneca de parada aparece depois de todas as 4 canecas vermelhas terem sido removidas. Isso acontece precisamente quando a 9ª (última) caneca removida é a caneca de parada. Por simetria, qualquer uma das 9 canecas tem a mesma probabilidade de ser a última removida. A caneca de parada é a 2ª caneca verde ou a 3ª caneca azul, contabilizando $2 + 3 = 5$ canecas das 9. Assim, a probabilidade de que a caneca de parada seja a última removida é $5/9$. Consequentemente, a probabilidade de que a caneca de parada ocorra antes de a 4ª caneca vermelha ser removida (o que significa que pelo menos uma caneca vermelha permanece) é $1 - 5/9 = 4/9$.

  • Fração exata: 4/9
  • Decimal: 0.444
(d) Dado que a primeira caneca retirada é vermelha, o número total esperado de canecas retiradas

Se a primeira caneca retirada for vermelha, restam 8 canecas na prateleira: 3 vermelhas, 3 azuis e 2 verdes. Estamos procurando o tempo de parada esperado nesse conjunto restante de 8 canecas. Por linearidade da esperança e probabilidades condicionais, condicionar ao primeiro sorteio ser vermelho reduz o conjunto inicial. A nova regra de parada se aplica às 8 canecas restantes (3V, 3A, 2Vd). Pela mesma lógica de probabilidade de cauda ou simetria aplicada a 8 canecas (onde o tamanho da parada é o mínimo entre a 2ª verde e a 3ª azul entre as 8 canecas), o número esperado de canecas adicionais retiradas após a primeira caneca vermelha é $13/4 = 3.25$. Somando a 1 caneca vermelha inicial, obtém-se $1 + 13/4 = 17/4$.

  • Fração exata: 17/4
  • Decimal: 4.250

Respostas: (a) 2/5 (0.400) (b) 19/5 (3.800) (c) 4/9 (0.444) (d) 17/4 (4.250)

Claude Opus 5.5 1.75

Todos os quatro valores finais estão errados: (a) 2/5 em vez de 3/5, (b) 19/5 em vez de 35/6, (c) 4/9 em vez de 50/63 e (d) 17/4 em vez de 25/4. O raciocínio muitas vezes é inválido. O item (a) identifica incorretamente qual deve ser a cor da última caneca, o (b) contém uma autocorreção visível e um resultado sem fundamentação, o (c) é falacioso e o (d) afirma um número sem nenhuma dedução. A resposta também excede o limite de 600 palavras, com 853 palavras. O formato é, em sua maior parte, seguido, com frações, decimais e uma linha final de Respostas.

Nota por critério

Correção

5

Os quatro valores discordam do gabarito: (a) 2/5 vs. 3/5, (b) 19/5 vs. 35/6, (c) 4/9 vs. 50/63, (d) 17/4 vs. 25/4. Com dois ou mais erros o teto é 4, mas aqui nenhum está certo, então a nota é próxima de zero.

Qualidade do raciocínio

10

Em (a), a ideia de simetria está meio certa, mas conclui a cor errada: parar em verdes significa que a última das cinco é azul. Em (b), um erro em P(N≥2)=11/9 permanece no texto, e 19/5 é afirmado sem cálculo. (c) usa um argumento inválido sobre a última caneca ser a caneca de parada. (d) afirma 13/4 sem nenhuma derivação.

Completude

35

As quatro partes são abordadas com uma fração e um decimal, mas as justificativas de (b) e (d) estão essencialmente ausentes ou abandonadas no meio do caminho.

Clareza

30

As seções estão organizadas, mas (b) contém uma autocorreção visível, "Wait", e uma abordagem abandonada. O texto é prolixo e confuso em alguns trechos.

Seguimento de instruções

50

Frações em forma reduzida, decimais com 3 casas e uma linha final de Answers estão presentes. No entanto, com 853 palavras, ultrapassa em mais de 10% o limite de 600 palavras, custando pelo menos 2 pontos, e a exigência de justificativa está efetivamente não cumprida para (b) e (d).

GPT-6.1 Sol 2.98

As quatro respostas finais estão incorretas. A resposta reconhece alguns elementos úteis da configuração, incluindo ignorar as bolas vermelhas na regra de vitória e reduzir o número de vermelhas restantes após a primeira retirada de uma vermelha, mas seus argumentos invertem o evento no item (a), deixam o cálculo da esperança inacabado e usam uma falsa equivalência no item (c). Ela também excede substancialmente o limite de 600 palavras.

Nota por critério

Correção

5

Nenhum dos quatro valores finais corresponde ao gabarito: as respostas corretas são 3/5, 35/6, 50/63 e 25/4. Crédito limitado é justificado por expressar corretamente o tempo de parada como min(X2, Y3) e por identificar a composição remanescente após o primeiro sorteio de vermelha.

Qualidade do raciocínio

15

Em (a), uma caneca azul por último entre as cinco canecas não vermelhas significa que as verdes terminam primeiro, mas o argumento inverte isso. Em (b), a estrutura de soma de caudas é válida, mas a probabilidade exibida excede 1, o comprimento máximo de parada declarado está errado e a esperança final não é justificada. Em (c), esgotar as vermelhas não exige parar na nona caneca; de fato, a parada não pode ocorrer tão tarde. Em (d), a composição remanescente está corretamente ajustada, mas a esperança adicional é afirmada sem cálculo e está errada.

Completude

80

As quatro partes solicitadas são abordadas explicitamente, cada uma com uma fração e um decimal, e o resumo final inclui todas as respostas. No entanto, os cálculos de esperança em (b) e (d) não são de fato concluídos nem demonstrados.

Clareza

45

Os títulos e os itens de resposta final de cada parte tornam a resposta fácil de navegar. No entanto, a correção "Wait" não resolvida, o marcador provisório "max(5,?)" e a mudança abrupta para um cálculo de distribuição inacabado tornam (b) especialmente confusa. Várias afirmações confiantes contradizem a regra de parada.

Seguimento de instruções

80

A resposta apresenta frações em forma reduzida e decimais com três casas para todas as partes, tenta um argumento para cada uma e termina com a linha de Respostas exigida. Seu comprimento medido é de 853 palavras, excedendo o limite de 600 palavras em mais de 10%, o que justifica uma dedução de dois pontos.

Gemini 3.8 Flash 3.53

A resposta falha em termos de correção matemática nas quatro partes. Em (a), o modelo confunde a condição para parar no verde (que exige que a última caneca entre as 5 canecas verdes e azuis seja azul, resultando em 3/5, e não em 2/5). As partes (b), (c) e (d) contêm raciocínios fundamentalmente falhos e valores incorretos. Além disso, a resposta excede significativamente o limite de 600 palavras, com 853 palavras.

Nota por critério

Correção

15

Todos os quatro valores finais estão incorretos: (a) é 2/5 em vez de 3/5; (b) é 19/5 em vez de 35/6; (c) é 4/9 em vez de 50/63; e (d) é 17/4 em vez de 25/4. Pela política de avaliação, ter dois ou mais valores errados limita a correção a 4.0; sem nenhuma resposta correta, justifica-se uma nota muito baixa.

Qualidade do raciocínio

25

O raciocínio é falho do início ao fim. Na parte (a), o argumento de simetria está invertido (se a última caneca entre as 5 for verde, as 3 azuis foram retiradas antes, o que significa que a parada ocorreu no azul). Na parte (b), a resposta começa a escrever probabilidades de cauda, encontra uma inconsistência no meio da derivação e afirma abruptamente uma soma incorreta sem derivação válida. Na parte (c), assume uma simetria falaciosa de que a parada ocorre na 9ª caneca com probabilidade 5/9. Na parte (d), o índice esperado de parada é calculado incorretamente.

Completude

70

A resposta tenta as quatro partes e fornece frações e decimais, junto com explicações, mas as derivações ficam quebradas ou abandonadas no meio do caminho.

Clareza

65

As explicações estão bem formatadas, com títulos e texto legível, mas a apresentação fica confusa na parte (b), quando o autor interrompe o próprio trabalho ('Wait, N >= 2 means...').

Seguimento de instruções

65

A resposta fornece as frações exatas, os decimais, as justificativas e a linha final de Respostas. No entanto, viola gravemente o limite de tamanho, chegando a 853 palavras contra o máximo de 600 (mais de 40% acima), o que justifica uma dedução.

Sobre este gênero

Neste gênero, as capacidades mais observadas são Correção, Qualidade do raciocínio, Completude.

Diferente de explanation, aqui pesa mais chegar à resposta correta em questões de prova do que adaptar o estilo de ensino.

Uma nota alta aqui não garante criatividade, capacidade de persuadir nem força em tarefas abertas de planejamento.

Para que servem modelos fortes neste gênero

estudo, questões de prova e situações em que a exatidão da resposta vem primeiro.

O que este gênero sozinho não consegue mostrar

se o modelo é melhor para explicações longas, brainstorming ou escrita profissional.

O que é avaliado em Questões educacionais

Critérios e pesos usados neste ranking por gênero.

Correção

45.0%

Este critério foi incluído para verificar Correção na resposta. Ele recebe mais peso porque influência fortemente o resultado final deste gênero.

Qualidade do raciocínio

20.0%

Este critério foi incluído para verificar Qualidade do raciocínio na resposta. Ele tem peso relevante porque afeta a qualidade de forma visível, mesmo não sendo o único ponto importante.

Completude

15.0%

Este critério foi incluído para verificar Completude na resposta. Ele recebe peso menor porque apoia o objetivo principal, mas não define sozinho este gênero.

Clareza

10.0%

Este critério foi incluído para verificar Clareza na resposta. Ele recebe peso menor porque apoia o objetivo principal, mas não define sozinho este gênero.

Seguimento de instruções

10.0%

Este critério foi incluído para verificar Seguimento de instruções na resposta. Ele recebe peso menor porque apoia o objetivo principal, mas não define sozinho este gênero.

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