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Tipo de Documento: Dissertação
Título: Princípios básicos e avançados sobre análise combinatória e uma proposta didática com o software SageMath
Autor(es): Santana, Amintas Vieira de
Data do documento: 22-Ago-2025
Orientador: Santos, Fábio Lima
Resumo: A Análise Combinatória é muitas vezes considerada por alunos e professores um assunto difícil. A dificuldade surge em decorrência da aplicação de métodos e abordagens inadequadas que, ao invés de priorizar o raciocínio, se baseiam quase que exclusivamente em aplicação de fórmulas. Neste trabalho abordamos princípios básicos de contagem tais como os Bijetivo, Aditivo e Multiplicativo, Permutações e Combinações, simples e com repetição, e também métodos avançados de contagem tais como o Princípio da Inclusão-Exclusão, Permutações Caóticas, os Lemas de Kaplansky, Contagem via Recorrência, e o Princípio da Casa dos Pombos. Além disso, apresentamos uma seção com estratégias de contagem e outra com os principais erros cometidos durante a resolução de problemas combinatórios. Como aplicação desses conteúdos, incluímos uma seção com problemas resolvidos da Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas e Particulares (OBMEP) e do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). Por fim, propomos a utilização de uma ferramenta tecnológica com o objetivo de contribuir para o ensino de Análise Combinatória no Ensino Médio. Para isto, foi desenvolvida uma sequência didática com atividades associadas ao software livre SageMath o qual exibe na tela todas as configurações possíveis de agrupamentos e conta suas quantidades. As atividades foram elaboradas seguindo um nível crescente de dificuldade permitindo que o aluno construa aos poucos o raciocínio necessário para compreender os conceitos envolvidos e assim, obtenha uma aprendizagem consistente.
Abstract: Combinatorial Analysis is frequently regarded by both students and teachers as a chal-lenging subject. This difficulty often stems from the use of inadequate methods and approaches that, rather than fostering logical reasoning, rely almost exclusively on the mechanical application of formulas. In this study, we present fundamental counting princi-ples such as the Bijective, Additive, and Multiplicative Principles, as well as Permutations and Combinations (both simple and with repetition). We also explore advanced count-ing techniques, including the Inclusion-Exclusion Principle, Derangements, Kaplansky’s Lemmas, Recurrence-Based Counting, and the Pigeonhole Principle. Furthermore, we provide a section on counting strategies and another addressing the most common erros encountered in solving combinatorial problems. As an application of these concepts, we include solved problems from the Brazilian Mathematics Olympiad for Public and Private Schools (OBMEP) and the National High School Exam (ENEM). Finally, we propose the integration of a technological tool to support the teaching of Combinatorial Analysis in secondary education. To this end, we developed a didactic sequence of activities using the open-source software SageMath, which displays all possible grouping configurations and calculates their quantities. The activities were designed with a progressive level of difficulty, enabling students to gradually build the reasoning required to understand the underlying concepts and thereby achieve consistent learning outcomes.
Palavras-chave: Ensino de análise combinatória
Métodos avançados de contagem
Problemas olímpicos
Estratégias de contagem
Análise de erros
Ensino médio
Sagemath
Sequência didática
Matemática – Estudo e ensino
Teaching Combinatorial Analysis
Advanced counting methods
Olympic problems
Counting strategies
Error analysis
High school
SageMath
Teaching sequence
área CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA
Idioma: por
Sigla da Instituição: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Programa de Pós-graduação: Mestrado Profissional em Matemática
Citação: SANTANA, Amintas Vieira de. Princípios básicos e avançados sobre análise combinatória e uma proposta didática com o software SageMath. 2025. 108 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Matemática) – Universidade Federal de Sergipe, Itabaiana, 2025.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/25850
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