Rogério Cesar dos Santos
UnB/FUP


O jogo da memória é bastante conhecido e traz consigo boas oportunidades para efetuarmos cálculos combinatórios, como mostram os problemas a seguir.

 

Problema 1

Suponha que o jogo possua  2n  cartas, sendo  n  pares distintos. Qual é a probabilidade de, já na primeira tentativa, o primeiro jogador virar corretamente todos os pares em sequência? Vamos por partes:

Probabilidade de o jogador virar corretamente um par na primeira tentativa: , pois, qualquer que seja a primeira carta sorteada, apenas uma das  2n – 1 restantes forma um par com ela.

Probabilidade de o jogador virar corretamente um par na segunda tentativa, dado que ele já virou um par na primeira: , pois sobraram 2n – 2  cartas sobre a mesa e, qualquer que seja a carta sorteada a seguir, apenas uma das  2n – 3  restantes forma um par com ela.

Continuando, temos:

Probabilidade de o jogador virar um par correto, quando há na mesa apenas quatro  cartas, isto é, dois pares, dado que ele já virou todos os demais pares corretamente nas sucessivas tentativas anteriores: .

Probabilidade de o jogador virar o último par correto é, obviamente, igual a 1.

Então, considerando que cada par virado é um evento independente dos demais, temos que a probabilidade P de o jogador virar, correta e sucessivamente, todos os pares da mesa é:

P =  × × ... × .

Podemos exprimir essa probabilidade usando fatoriais, bastando inserir os termos que faltam para o denominador tornar-se um fatorial:

P =

Por exemplo, se um jogo possui 10 pares (20 cartas), a probabilidade de alguém ganhar todo o jogo desde a primeira tentativa é:

ou  0,00000015%.

Já se o jogo possui 3 pares, a probabilidade será   0,067ou  6,7%.

Se o jogo possui 2 pares, a probabilidade será, de acordo com a fórmula,  1/3,  ou aproximadamente de 33,33%.  Porém, é fácil ver o resultado intuitivamente neste caso: se o jogo possui 2 pares, então, após virar a primeira carta, ele terá  1/3  de chance de virar o seu par correspondente. E o segundo e último par ele vira com probabilidade 1.

 

Problema 2

Suponha que na mesa, após algumas rodadas, sobraram  2m  cartas, e suponha que o jogador conheça a posição de  k  dessas cartas, com nenhum par casado dentre essas  k  cartas (pois senão o par conhecido seria o primeiro a ser virado por ele, e não entraria nos cálculos da probabilidade).

Nessa situação, existem, portanto,  k  pares que gozam da seguinte propriedade: uma carta do par está em posição conhecida e a carta correspondente que lhe faz par está em posição desconhecida. E ainda há ao todo  2m k  cartas que estão em posições desconhecidas. Obviamente, ele não vai virar, de primeira, uma carta cuja posição lhe é conhecida. Sendo assim, a pergunta é: qual é a probabilidade   de ele virar corretamente algum par na sua próxima tentativa?

Será a probabilidade  P1  de ele  virar um par cujas cartas ele  não sabe a posição, mais a probabilidade P2  de ele virar um par do qual ele conhece a posição de uma das cartas.

Vamos calcular essas probabilidades.

Para calcular  P1,  observamos que, nesse instante, existem  2mk  cartas com posições desconhecidas, das quais  2(mk )  correspondem a pares para os quais ambas as cartas são desconhecidas.

A probabilidade de a primeira carta sorteada ser uma dessas cartas é, portanto, ; a probabilidade de, a seguir, sortear a carta que forma o par é . Portanto,

P1 = .

Para calcular P2, observe que o evento favorável aqui será aquele no qual ele vira inicialmente, dentre as  2mcartas com posições desconhecidas, alguma das  k  cartas cujos respectivos pares estão em posições conhecidas. Virando uma dessas cartas, a sua correspondente é virada automaticamente com probabilidade 1. Logo,

P2 = .

Finalmente, a probabilidade  P  será  P1 + P2.

Por exemplo, se num determinado momento você sabe a posição de  3  cartas, de um total de 14 cartas  (m = 7 pares ao todo) que estão na mesa, a probabilidade de você virar um par correto na sua próxima tentativa é:

ou 34,5%.

Se há  4  cartas sobre a mesa,  2  das quais você sabe a posição, a probabilidade de você virar um par correto na próxima tentativa é, obviamente, de 100%. Pela fórmula:

P = = 0 + 1 = 1,

sendo que o zero na primeira parcela nos diz que não há nenhum par cujas duas cartas estão em posições desconhecidas. E o  1  da segunda parcela nos diz que a chance de virar um par com uma das cartas em posição conhecida é de 100%.

Aliás, sempre que houver na mesa 2m cartas, sendo  delas com posições conhecidas, a probabilidade de virar corretamente um par na próxima jogada é de  100%,  obviamente. Pela fórmula, fazendo  m = k,  obtemos

= 0 + 1 ou 100%