高中数学 计数原理
高中数学计数原理知识点总结及练习教案-学生_图文.

明轩教育您身边的个性化辅导专家电话:二十一:住店法策略解决“允许重复排列问题”要注意区分两类元素:一类元素可以重复,另一类不能重复,把不能重复的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,再利用乘法原理直接求解. 例 21.七名学生争夺五项冠军,每项冠军只能由一人获得,获得冠军的可能的种数有 . 排列组合易错题正误解析 1 没有理解两个基本原理出错排列组合问题基于两个基本计数原理,即加法原理和乘法原理,故理解“分类用加、分步用乘”是解决排列组合问题的前提. 例 1 从 6 台原装计算机和 5 台组装计算机中任意选取 5 台,其中至少有原装与组装计算机各两台,则不同的取法有种. 例2 在一次运动会上有四项比赛的冠军在甲、乙、丙三人中产生,那么不同的夺冠情况共有((A) A4 3 )种. (B)4 3 (C) 3 4 3 (D) C 4 2 判断不出是排列还是组合出错在判断一个问题是排列还是组合问题时,主要看元素的组成有没有顺序性,有顺序的是排列,无顺序的是组合. 例 3 有大小形状相同的 3 个红色小球和 5 个白色小球,排成一排,共有多少种不同的排列方法? 3 重复计算出错在排列组合中常会遇到元素分配问题、平均分组问题等,这些问题要注意避免重复计数,产生错误。
例4 5 本不同的书全部分给 4 个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为((B)240 种(C)120 种(D)96 种))(A)480 种例5 种. (A)5040 4 遗漏计算出错某交通岗共有 3 人,从周一到周日的七天中,每天安排一人值班,每人至少值 2 天,其不同的排法共有((B)1260 (C)210 (D)630 0 ) 1, 3 在排列组合问题中还可能由于考虑问题不够全面,因为遗漏某些情况,而出错。
例6 用数字 0,1,2,3,4 组成没有重复数字的比 1000 大的奇数共有((B)48 个(C)66 个(D)72 个(A)36 个 2 3 1 4 5 5 忽视题设条件出错在解决排列组合问题时一定要注意题目中的每一句话甚至每一个字和符号,不然就可能多解或者漏解. 例7 如图,一个地区分为 5 个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不得使用同一颜色,现有 4 种.(以数字作答)种颜色可供选择,则不同的着色方法共有例 8 已知是关于 x 的一元二次方程,其中 a 、,求解集不同的一元二次方程的个数. 6 未考虑特殊情况出错在排列组合中要特别注意一些特殊情况,一有疏漏就会出错. 例9 现有1角、2角、5角、1元、2元、5元、10元、50元人民币各一张,100元人民币2张,从中至少取一张,共可组成不同的币值种数是()(A1024种 (B1023种 (C1536种 (D1535种 6明轩教育 7 题意的理解偏差出错例 10 (A)您身边的个性化辅导专家电话:现有 8 个人排成一排照相,其中有甲、乙、丙三人不能相邻的排法有()种. 3 5 8 6 3 3 3 8 4 (B)(C)(D)解题策略的选择不当出错例 11 高三年级的三个班到甲、乙、丙、丁四个工厂进行社会实践,其中工厂甲必须有班级去,每班去何工厂可自). (C)37 种(D)48 种由选择,则不同的分配方案有((A)16 种(B)18 种排列与组合习题 1.6 个人分乘两辆不同的汽车,每辆车最多坐 4 人,则不同的乘车方法数为( A.40 B.50 C.60 D.70 2.有 6 个座位连成一排,现有 3 人就坐,则恰有两个空座位相邻的不同坐法有( A.36 种 B.48 种 C.72 种 D.96 种 3.只用 1,2,3 三个数字组成一个四位数,规定这三个数必须同时使用,且同一数字不能相邻出现,这样的四位数有( A.6 个 B.9 个 C.18 个 D.36 个 4.男女学生共有 8 人,从男生中选取 2 人,从女生中选取 1 人,共有 30 种不同的选法,其中女生有( A.2 人或 3 人 B.3 人或 4 人 C.3 人 D.4 人 5.某幢楼从二楼到三楼的楼梯共 10 级,上楼可以一步上一级,也可以一步上两级,若规定从二楼到三楼用 8 步走完,则方法有( A.45 种 B.36 种 C.28 种 D.25 种 6.某公司招聘来 8 名员工,平均分配给下属的甲、乙两个部门,其中两名英语翻译人员不能分在同一个部门,另外三名电脑编程人员也不能全分在同一个部门,则不同的分配方案共有( A.24 种 B.36 种 C.38 种 D.108 种 7.已知集合 A={5},B={1,2},C={1,3,4},从这三个集合中各取一个元素构成空间直角坐标系中点的坐标,则确定的不同点的个数为( A.33 B.34 C.35 D.36 8.由 1、2、3、4、5、6 组成没有重复数字且 1、3 都不与 5 相邻的六位偶数的个数是( A.72 B.96 C.108 D.144 9.如果在一周内(周一至周日安排三所学校的学生参观某展览馆,每天最多只安排一所学校,要求甲学校连续参观两天,其余学校均只参观一天,那么不同的安排方法有( A.50 种B.60 种 C.120 种 D.210 种 10.安排 7 位工作人员在 5 月 1 日到 5 月 7 日值班,每人值班一天,其中甲、乙二人都不能安排在 5 月 1 日和 2 日,不同的安排方法共有________种.(用数字作答 11.今有 2 个红球、3 个黄球、4 个白球,同色球不加以区分,将这 9 个球排成一列有________种不同的排法.(用数字作答12.将 6 位志愿者分成 4 组,其中两个组各 2 人,另两个组各 1 人,分赴世博会的四个不同场馆服务,不同的分配方案有________种(用数字作答. 13.要在如图所示的花圃中的 5 个区域中种入 4 种颜色不同的花,要求相邻区域不同色,有________种不同的种法(用数字作答. 14. 将标号为 1,2,3,4,5,6 的 6 张卡片放入 3 个不同的信封中.若每个信封放 2 张,其中标号为 1,2 的卡片放入 7明轩教育同一信封,则不同的方法共有((A)12 种(B)18 种您身边的个性化辅导专家)(C)36 种(D)54 种电话: 15. 某单位安排 7 位员工在 10 月 1 日至 7 日值班,每天 1 人,每人值班 1 天,若 7 位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在 10 月 1 日,丁不排在 10 月 7 日,则不同的安排方案共有 A. 504 种 B. (B)96 960 种 C. 1008 种(D)144 ) D. 1108 种 16. 由 1、2、3、4、5、6 组成没有重复数字且 1、3 都不与 5 相邻的六位偶数的个数是(A)72 (C) 108 17. 在某种信息传输过程中,用 4 个数字的一个排列(数字允许重复)表示一个信息,不同排列表示不同信息,若所用数字只有 0 和 1,则与信息 0110 至多有两个对应位置上的数字相同的信息个数为( A.10 B.11 C.12 D.15 18. 现安排甲、乙、丙、丁、戌 5 名同学参加上海世博会志愿者服务活动,每人从事翻译、导游、礼仪、司机四项工作之一,每项工作至少有一人参加。
新教材2023年高中数学第六章计数原理6

第二步:从占据首位以外的 6 个元素中选 4 个排在除首位以外的其 他 4 个位置上,有 A46种排法.
由分步乘法计数原理,可得共有 A61·A64=2 160(种)排法. 解法三(间接法):即先不考虑限制条件,从 7 人中选出 5 人进行排列, 然后把不满足条件的排列去掉. 不考虑甲在首位的要求,总的可能情况有 A57种,甲在首位的情况有 A64种,所以符合要求的排法有 A75-A46=2 160(种).
(2)(把位置作为研究对象,先满足特殊位置)第一步:从甲以外的 6 个元素中选 2 个排在首末两个位置上,有 A62种方法;第二步:从未排上 的 5 个元素中选 3 个排在中间 3 个位置上,有 A35种排法;
根据分步乘法计数原理,有 A26·A35=1 800(种)排法. (3)(把位置作为研究对象)第一步:从甲、乙以外的 5 个元素中选 2 个排在首末两个位置,有 A25种排法; 第二步:从未排上的 5 个元素中选出 3 个排在中间 3 个位置上,有 A53种排法. 根据分步乘法计数原理,共有 A52·A53=1 200(种)排法.
第二类:女生乙不站在正中间,完成这件事可分为三步. 第一步:女生乙有 4 个位置可选择,有 4 种站法; 第二步:女生丙不能站在正中间(可站在两端),有 5 个位置可选择, 有 5 种站法; 第三步:其余 5 人可自由选择,有 A55种站法. 根据两个计数原理得,不同的站法共有 A66+4×5×A55=3 120 种.
共有 A55·A22=240 种不同的排法,选 C. (2)先将 6 个歌唱节目排好,其不同的排法为 A66种,这 6 个歌唱节目 的空隙及两端共七个位置中再排 4 个舞蹈节目有 A74种排法,由分步乘法 计数原理可知,任何两个舞蹈节目不得相邻的排法为 A47·A66=604 800(种).
高二数学(选修2-3人教B版)-计数原理全章总结

例6、求 (1 2x)5的展开式的:
(1)第三项的二项式系数; (2)第三项的系数; (3)所有项的系数和. 解:(2)由通项可知,展开式的第三项是
T3 C52 13 (2x)2 40x2
所以,第三项的系数为40.
例6、求 (1 2x)5的展开式的:
表示?
(a b)n (a b)(a b) (a b)
n个a b
Tr1 Cnr anr br
例6、求 (1 2x)5的展开式的:
(1)第三项的二项式系数; (2)第三项的系数; (3)所有项的系数和.
例6、求 (1 2x)5的展开式的:
(1)第三项的二项式系数; (2)第三项的系数; (3)所有项的系数和.
解:首先将A、B、C、D排成一排,共有 A44 种排法,每一种
排法都会产生五个“空”,在这五个“空”中任选一个,将E
放入,共有 C51 种方法;其次,E中的两个元素可以交换,有 A22
种方法.
所以,共有 A44 C51 A22 240 种不同的排法.
问题4 (a b)n 的展开式中的系数为什么可以用组合数的形式
(
Cm n1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Cmn
Cm1 n
)?
作业: 1.一个集合由8个元素组成,这个集合含有3个元素的子集有多 少个? 2.将6名应届大学毕业生分配到两个用人单位,每个单位至少 两人,一共有多少种不同的分配方案? 3.求 (9x 1 )18 展开式的常数项,并说明它是展开式的第几项.
3x
入,共有 A43 种排法. 所以,一共有A33 A43 144 种不同的排法.
例5、有6位同学站成一排,符合下列各题要求的不同排法有多 少种? (2)甲、乙相邻. 解:(2) 设除甲、乙之外的另外四个同学为A、B、C、D. 因为甲、乙要相邻,所以可以把甲、乙“绑”在一起看作一个 元素(记为E).
人教版 高中数学选修2-3 教学案复习课(一) 计数原理

人教版高中数学精品资料复习课(一)计数原理对应学生用书P48(1)两个计数原理是学习排列与组合的基础,高考中一般以选择题、填空题的形式出现,难度中等.(2)运用两个计数原理解题的关键在于正确区分“分类”与“分步”.分类就是能“一步到位”——任何一类中任何一种方法都能完成这件事情,而分步则只能“局部到位”——任何一步中任何一种方法都不能完成这件事情,只能完成事件的某一部分,只有当各步全部完成时,这件事情才完成.[考点精要]计数原理(1)分类加法计数原理:N=n1+n2+n3+…+n m;(2)分步乘法计数原理:N=n1·n2·n3·…·n m.[典例]如图所示,花坛内有五个花池,有五种不同颜色的花卉可供栽种,每个花池内只能种同种颜色的花卉,相邻两池的花色不同,则最多的栽种方案有()A.180种B.240种C.360种D.420种[解析]由题意知,最少用三种颜色的花卉,按照花卉选种的颜色可分为三类方案,即用三种颜色,四种颜色,五种颜色.①当用三种颜色时,花池2,4同色和花池3,5同色,此时共有A35种方案.②当用四种颜色时,花池2,4同色或花池3,5同色,故共有2A45种方案.③当用五种颜色时有A55种方案.因此所有栽种方案为A35+2A45+A55=420(种).[答案] D[类题通法]使用两个原理解决问题时应注意的问题(1)对于一些比较复杂的既要运用分类加法计数原理又要运用分步乘法计数原理的问题,我们可以恰当地画出示意图或列出表格,使问题更加直观、清晰.(2)当两个原理混合使用时,一般是先分类,在每类方法里再分步.[题组训练]1.从黄瓜、白菜、油菜、扁豆4种蔬菜品种中选出3种,分别种在不同土质的三块土地上,其中黄瓜必须种植,不同的种植方法有()A.24种B.18种C.12种D.6种解析:选B法一:(直接法)若黄瓜种在第一块土地上,则有3×2=6种不同的种植方法.同理,黄瓜种在第二块、第三块土地上均有3×2=6种不同的种植方法.故不同的种植方法共有6×3=18种.法二:(间接法)从4种蔬菜中选出3种种在三块地上,有4×3×2=24种方法,其中不种黄瓜有3×2×1=6种方法,故共有不同的种植方法24-6=18种.2.有红、黄、蓝旗各3面,每次升一面、二面或三面在旗杆上纵向排列表示不同的信号,顺序不同则表示不同的信号,共可以组成的信号有________种.解析:每次升1面旗可组成3种不同的信号;每次升2面旗可组成3×3=9种不同的信号;每次升3面旗可组成3×3×3=27种不同的信号.根据分类加法计数原理,共可组成3+9+27=39种不同的信号.答案:39(1)高考中往往以实际问题为背景,考查排列与组合的综合应用,同时考查分类讨论的思想方法,常以选择题、填空题形式出现,有时与概率结合考查.(2)解决排列组合问题的关键是掌握四项基本原则①特殊优先原则:如果问题中有特殊元素或特殊位置,优先考虑这些特殊元素或特殊位置的解题原则.②先取后排原则:在既有取出又需要对取出的元素进行排列中,要先取后排,即完整地把需要排列的元素取出后,再进行排列.③正难则反原则:当直接求解困难时,采用间接法解决问题的原则.④先分组后分配原则:在分配问题中如果被分配的元素多于位置,这时要先进行分组,再进行分配.[考点精要]1.排列与组合的概念2.排列数与组合数的概念3.排列数与组合数公式 (1)排列数公式①A m n =n (n -1)…(n -m +1)=n !(n -m )!;②A n n =n !. (2)组合数公式C mn =A m n A m m =n (n -1)(n -2)…(n -m +1)m !=n !m !(n -m )!.4.组合数的性质(1)C m n =C n-mn;(2)C m n +C m -1n=C mn +1. [典例] (1)一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为( )A .3×3!B .3×(3!)3C .(3!)4D .9!(2)(重庆高考)某次联欢会要安排3个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是( )A .72B .120C .144D .168(3)从6位同学中选出4位参加一个座谈会,要求张、王两同学中至多有一个人参加,则不同选法的种数为( )A .9B .14C .12D .15[解析] (1)把一家三口看作一个排列,然后再排列这3家,所以有(3!)4种.(2)依题意,先仅考虑3个歌舞类节目互不相邻的排法种数为A 33A 34=144,其中3个歌舞类节目互不相邻但2个小品类节目相邻的排法种数为A 22A 22A 33=24,因此满足题意的排法种数为144-24=120,选B .(3)法一:(直接法)分两类,第一类张、王两同学都不参加,有C 44种选法;第二类张、王两同学中只有1人参加,有C12C34种选法.故共有C44+C12C34=9种选法.法二:(间接法)C46-C24=9种.[答案](1)C(2)B(3)A[类题通法]排列与组合综合问题的常见类型及解题策略(1)相邻问题捆绑法.在特定条件下,将几个相关元素视为一个元素来考虑,待整个问题排好之后,再考虑它们“内部”的排列.(2)相间问题插空法.先把一般元素排好,然后把特定元素插在它们之间或两端的空当中,它与捆绑法有同等作用.(3)特殊元素(位置)优先安排法.优先考虑问题中的特殊元素或位置,然后再排列其他一般元素或位置.[题组训练]1.有5盆各不相同的菊花,其中黄菊花2盆、白菊花2盆、红菊花1盆,现把它们摆放成一排,要求2盆黄菊花必须相邻,2盆白菊花不能相邻,则这5盆花的不同摆放种数是()A.12 B.24C.36 D.48解析:选B2盆黄菊花捆绑作为一个元素与一盆红菊花排列,2盆白菊花采用插空法,所以这5盆花的不同摆放共有A22A22A23=24种.2.某班准备从含甲、乙的7名男生中选取4人参加4×100米接力赛,要求甲、乙两人至少有一人参加,且若甲、乙同时参加,则他们在赛道上顺序不能相邻,那么不同的排法种数为()A.720 B.520C.600 D.360解析:选C根据题意,分2种情况讨论.①只有甲乙其中一人参加,有C12C35A44=480种情况;②若甲乙两人都参加,有C22C25A44=240种情况,其中甲乙相邻的有C22C25A33A22=120种情况,不同的排法种数为480+240-120=600种,故选C.(1)求二项展开式中的项或项的系数是高考的热点,通常以选择题、填空题形式考查,难度中低档.(2)解决此类问题常遵循“知四求一”的原则在二项式的通项公式中共含有a, b,n,k,T k+1这五个元素,只要知道其中的4个元素,便可求第5个元素的值,在有关二项式定理的问题中,常常会遇到这样的问题:知道这5个元素中的若干个(或它们之间的关系),求另外几个元素.这类问题一般是利用通项公式,把问题归结为解方程(组)或不等式(组).这里要注意n为正整数,k为自然数,且k≤n.[考点精要]1.二项式定理2.二项式系数的性质[典例](1)已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x2的系数为5,则a=()A.-4 B.-3C.-2 D.-1(2)设m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b,若13a=7b,则m=()A.5 B.6C.7 D.8(3)若(1-2x)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则a1+a2+a3+a4=________.[解析](1)展开式中含x2的系数为C25+a C15=5,解得a=-1,故选D.(2)由题意得:a=C m2m,b=C m2m+1,所以13C m2m=7C m2m+1,∴13·(2m)!m!·m!=7·(2m+1)!m!·(m+1)!,∴7(2m+1)m+1=13,解得m=6,经检验为原方程的解,选B.(3)令x=1可得a0+a1+a2+a3+a4=1,令x=0,可得a0=1,所以a1+a2+a3+a4=0.[答案](1)D(2)B(3)0[类题通法]求二项式展开式有关问题的常见类型及解题策略(1)求展开式中的特定项.可依据条件写出第r +1项,再由特定项的特点求出r 值即可. (2)已知展开式的某项,求特定项的系数.可由某项得出参数项,再由通项公式写出第r +1项,由特定项得出r 值,最后求出其参数.(3)与二项式各项系数的和有关的问题一般用赋值法求解.[题组训练]1.在x (1+x )6的展开式中,含x 3项的系数为( ) A .30 B .20 C .15D .10解析:选C 只需求(1+x )6的展开式中含x 2项的系数即可,而含x 2项的系数为C 26=15,故选C .2.若(x -1)4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4,则a 0+a 2+a 4的值为( ) A .9 B .8 C .6D .5解析:选B 令x =1,则a 0+a 1+a 2+a 3+a 4=0,令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4=16,∴a 0+a 2+a 4=8.1.设二项式⎝⎛⎭⎪⎫3x +3xn 的展开式各项系数的和为a ,所有二项式系数的和为b ,若a +2b =80,则n 的值为( )A .8B .4C .3D .2解析:选C 由题意a =4n ,b =2n ,∵a +2b =80, ∴4n +2×2n -80=0,即(2n )2+2×2n -80=0,解得n =3.2.教室里有6盏灯,由3个开关控制,每个开关控制2盏灯,则不同的照明方法有( ) A .63种 B .31种 C .8种D .7种解析:选D 由题意知,可以开2盏、4盏、6盏灯照明,不同方法有C 13+C 23+C 33=7(种).3.分配4名水暖工去3户不同的居民家里检查暖气管道.要求4名水暖工都分配出去,且每户居民家都要有人去检查,那么分配的方案共有( )A .A 34种B .A 33A 13种 C .C 24A 33种D .C 14C 13A 33种解析:选C 先将4名水暖工选出2人分成一组,然后将三组水暖工分配到3户不同的居民家,故有C 24A 33种.4.(x +2)2(1-x )5中x 7的系数与常数项之差的绝对值为( ) A .5 B .3 C .2D .0解析:选A 常数项为C 22·22·C 05=4,x 7系数为C 02·C 55(-1)5=-1,因此x 7系数与常数项之差的绝对值为5.5.⎝⎛⎭⎫x 2-12x 6的展开式中,常数项是( ) A .-54B .54C .-1516D .1516解析:选D T r +1=C r 6(x 2)6-r ⎝⎛⎭⎫-12x r =⎝⎛⎭⎫-12r C r 6x 12-13r ,令12-3r =0,解得r =4. ∴常数项为⎝⎛⎭⎫-124C 46=1516.故选D . 6.将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有( )A .10种B .20种C .36种D .52种解析:选A 分为两类:①1号盒子放入1个球,2号盒子放入3个球,有C 14=4种放球方法;②1号盒子放入2个球,2号盒子放入2个球,有C 24=6种放球方法.∴共有C 14+C 24=10种不同的放球方法.7.若将函数f (x )=x 5表示为f (x )=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 5(1+x )5,其中a 0,a 1,a 2,…,a 5为实数,则a 3=________.解析:不妨设1+x =t ,则x =t -1,因此有(t -1)5=a 0+a 1t +a 2t 2+a 3t 3+a 4t 4+a 5t 5,则a 3=C 25(-1)2=10.答案:108.农科院小李在做某项试验中,计划从花生、大白菜、大豆、玉米、小麦、高粱这6种种子中选出4种,分别种植在4块不同的空地上(1块空地只能种1种作物),若小李已决定在第1块空地上种玉米或高粱,则不同的种植方案有________种.(用数字作答)解析:由已知条件可得第1块地有C 12种种植方法,则第2~4块地共有A 35种种植方法,由分步乘法计数原理可得,不同的种植方案有C 12A 35=120种.答案:1209.(北京高考)把5件不同产品摆成一排,若产品A 与产品B 相邻,且产品A 与产品C不相邻,则不同的摆法有________种.解析:将A,B捆绑在一起,有A22种摆法,再将它们与其他3件产品全排列,有A44种摆法,共有A22A44=48种摆法,而A,B,C 3件在一起,且A,B相邻,A,C相邻有CAB,BAC两种情况,将这3件与剩下2件全排列,有2×A33=12种摆法,故A,B相邻,A,C 不相邻的摆法有48-12=36种.答案:3610.若(2x+3)3=a0+a1(x+2)+a2(x+2)2+a3(x+2)3,求a0+a1+2a2+3a3的值.解:由(2x+3)3=[2(x+2)-1]3=C03[2(x+2)]3(-1)0+C13[2(x+2)]2(-1)1+C23[2·(x+2)]1(-1)2+C33[2(x+2)]0(-1)3=8(x+2)3-12(x+2)2+6(x+2)-1=a0+a1(x+2)+a2(x+2)2+a3(x+2)3.则a0=-1,a1=6,a2=-12,a3=8.则a0+a1+2a2+3a3=5.11.将7个相同的小球放入4个不同的盒子中.(1)不出现空盒时的放入方式共有多少种?(2)可出现空盒时的放入方式共有多少种?解:(1)将7个相同的小球排成一排,在中间形成的6个空当中插入无区别的3个“隔板”将球分成4份,每一种插入隔板的方式对应一种球的放入方式,则共有C36=20种不同的放入方式.(2)每种放入方式对应于将7个相同的小球与3个相同的“隔板”进行一次排列,即从10个位置中选3个位置安排隔板,故共有C310=120种放入方式.12.已知(3x2+3x2)n展开式中各项的系数和比各项的二项式系数和大992.(1)求展开式中二项式系数的最大项;(2)求展开式中系数最大的项.解:(1)令x=1,则二项式各项系数和为(1+3)n=4n,展开式中各项的二项式系数之和为2n.由题意,知4n-2n=992.∴(2n)2-2n-992=0.∴(2n+31)(2n-32)=0.∴2n=-31(舍)或2n=32,∴n=5.由于n=5为奇数,∴展开式中二项式系数最大项为中间两项,它们是T3=C25(x 23)3(3x2)2=90x6,T4=C35(x23)2(3x2)3=270x223.(2)展开式通项公式为T r +1=C r 53r·(x 23)5-r (x 2)r =C r 5·3r ·x 103+4r 3. 假设T r +1项系数最大,则有⎩⎪⎨⎪⎧C r 53r ≥C r -15·3r -1,C r 53r ≥C r +15·3r +1, ∴⎩⎪⎨⎪⎧5!(5-r )!r !×3≥5!(6-r )!(r -1)!,5!(5-r )!r !≥5!(4-r )!(r +1)!×3.∴⎩⎨⎧3r ≥16-r,15-r ≥3r +1.∴72≤r ≤92. ∵r ∈N *,∴r =4.∴展开式中系数最大项为T 5=C 45·34·x 103+4×43=405x 263.。
高中数学知识点总结(第十一章 计数原理与概率、随机变量及其分布 分类加法计数原理与分步乘法计数原理)

第十一章计数原理与概率、随机变量及其分布第一节分类加法计数原理与分步乘法计数原理两个计数原理(1)每类方法都能独立完成这件事,它是独立的、一次的,且每次得到的是最后结果,只需一种方法就可完成这件事.(2)各类方法之间是互斥的、并列的、独立的.(1)每一步得到的只是中间结果,任何一步都不能独立完成这件事,只有各个步骤都完成了才能完成这件事.(2)各步之间是相互依存的,并且既不能重复也不能遗漏.二、常用结论1.完成一件事可以有n类不同方案,各类方案相互独立,在第1类方案中有m1种不同的方法,在第2类方案中有m2种不同的方法……在第n类方案中有m n种不同的方法.那么,完成这件事共有N=m1+m2+…+m n种不同的方法.2.完成一件事需要经过n个步骤,缺一不可,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法……做第n步有m n种不同的方法.那么,完成这件事共有N=m1×m2×…×m n种不同的方法.考点一分类加法计数原理1.在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数的个数为________.解析:按十位数字分类,十位可为1,2,3,4,5,6,7,8,共分成8类,在每一类中满足条件的两位数分别有8个,7个,6个,5个,4个,3个,2个,1个,则共有8+7+6+5+4+3+2+1=36个两位数.答案:362.如图,从A 到O 有________种不同的走法(不重复过一点).解析:分3类:第一类,直接由A 到O ,有1种走法;第二类,中间过一个点,有A →B →O 和A →C →O 2种不同的走法;第三类,中间过两个点,有A →B →C →O 和A →C →B →O 2种不同的走法.由分类加法计数原理可得共有1+2+2=5种不同的走法.答案:53.若椭圆x 2m +y 2n=1的焦点在y 轴上,且m ∈{1,2,3,4,5},n ∈{1,2,3,4,5,6,7},则这样的椭圆的个数为________.解析:当m =1时,n =2,3,4,5,6,7,共6个;当m =2时,n =3,4,5,6,7,共5个;当m =3时,n =4,5,6,7,共4个;当m =4时,n =5,6,7,共3个;当m =5时,n =6,7,共2个.故共有6+5+4+3+2=20个满足条件的椭圆.答案:204.如果一个三位正整数如“a 1a 2a 3”满足a 1<a 2且a 2>a 3,则称这样的三位数为凸数(如120,343,275等),那么所有凸数的个数为________.解析:若a 2=2,则百位数字只能选1,个位数字可选1或0,“凸数”为120与121,共2个.若a 2=3,则百位数字有两种选择,个位数字有三种选择,则“凸数”有2×3=6(个).若a 2=4,满足条件的“凸数”有3×4=12(个),…,若a 2=9,满足条件的“凸数”有8×9=72(个).所以所有凸数有2+6+12+20+30+42+56+72=240(个).答案:240考点二 分步乘法计数原理[典例精析](1)已知集合M ={-3,-2,-1,0,1,2},P (a ,b )(a ,b ∈M )表示平面上的点,则P 可表示坐标平面上第二象限的点的个数为( )A.6B.12C.24D.36(2)有6名同学报名参加三个智力项目,每项限报一人,且每人至多参加一项,则共有________种不同的报名方法.[解析] (1)确定第二象限的点,可分两步完成:第一步确定a,由于a<0,所以有3种方法;第二步确定b,由于b>0,所以有2种方法.由分步乘法计数原理,得到第二象限的点的个数是3×2=6.(2)每项限报一个,且每人至多参加一项,因此可由项目选人,第一个项目有6种选法,第二个项目有5种选法,第三个项目有4种选法,根据分步乘法计数原理,可得不同的报名方法共有6×5×4=120(种).[答案](1)A(2)120[解题技法]利用分步乘法计数原理解决问题的策略(1)利用分步乘法计数原理解决问题时要注意按事件发生的过程来合理分步,即分步是有先后顺序的,并且分步必须满足:完成一件事的各个步骤是相互依存的,只有各个步骤都完成了,才算完成这件事.(2)分步必须满足的两个条件:一是各步骤相互独立,互不干扰;二是步与步之间确保连续,逐步完成.[题组训练]1.如图,某电子器件由3个电阻串联而成,形成回路,其中有6个焊接点A,B,C,D,E,F,如果焊接点脱落,整个电路就会不通.现发现电路不通,那么焊接点脱落的可能情况共有________种.解析:因为每个焊接点都有脱落与未脱落两种情况,而只要有一个焊接点脱落,则电路就不通,故共有26-1=63种可能情况.答案:632.从-1,0,1,2这四个数中选三个不同的数作为函数f(x)=ax2+bx+c的系数,则可组成________个不同的二次函数,其中偶函数有________个(用数字作答).解析:一个二次函数对应着a,b,c(a≠0)的一组取值,a的取法有3种,b的取法有3种,c的取法有2种,由分步乘法计数原理知共有3×3×2=18(个)二次函数.若二次函数为偶函数,则b=0,同上可知共有3×2=6(个)偶函数.答案:186考点三两个计数原理的综合应用[典例精析](1)如图所示的五个区域中,现有四种颜色可供选择,要求每一个区域只涂一种颜色,相邻区域所涂颜色不同,则不同的涂色方法种数为()A.24B.48C.72D.96(2)如果一条直线与一个平面垂直,那么称此直线与平面构成一个“正交线面对”.在一个正方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“正交线面对”的个数是()A.48B.18C.24D.36(3)如果一条直线与一个平面平行,那么称此直线与平面构成一个“平行线面组”.在一个长方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“平行线面组”的个数是()A.60B.48C.36D.24[解析](1)分两种情况:①A,C不同色,先涂A有4种,C有3种,E有2种,B,D各有1种,有4×3×2=24种涂法.②A,C同色,先涂A有4种,E有3种,C有1种,B,D各有2种,有4×3×2×2=48种涂法.故共有24+48=72种涂色方法.(2)第1类,对于每一条棱,都可以与两个侧面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有2×12=24(个);第2类,对于每一条面对角线,都可以与一个对角面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有12个.所以正方体中“正交线面对”共有24+12=36(个).(3)长方体的6个表面构成的“平行线面组”的个数为6×6=36,另含4个顶点的6个面(非表面)构成的“平行线面组”的个数为6×2=12,故符合条件的“平行线面组”的个数是36+12=48.[答案](1)C(2)D(3)B[解题技法]1.利用两个计数原理解决应用问题的一般思路(1)弄清完成一件事是做什么.(2)确定是先分类后分步,还是先分步后分类.(3)弄清分步、分类的标准是什么.(4)利用两个计数原理求解.2.涂色、种植问题的解题关注点和关键(1)关注点:首先分清元素的数目,其次分清在不相邻的区域内是否可以使用同类元素.(2)关键:是对每个区域逐一进行,选择下手点,分步处理.[题组训练]1.如图所示,用4种不同的颜色涂入图中的矩形A,B,C,D中,要求相邻的矩形涂色不同,则不同的涂法有________种.解析:按要求涂色至少需要3种颜色,故分两类:一是4种颜色都用,这时A有4种涂法,B有3种涂法,C有2种涂法,D有1种涂法,共有4×3×2×1=24(种)涂法;二是用3种颜色,这时A,B,C的涂法有4×3×2=24(种),D只要不与C同色即可,故D有2种涂法,所以不同的涂法共有24+24×2=72(种).答案:722.如图所示,在连接正八边形的三个顶点而成的三角形中,与正八边形有公共边的三角形有________个(用数字作答).解析:把与正八边形有公共边的三角形分为两类:第一类,有一条公共边的三角形共有8×4=32(个).第二类,有两条公共边的三角形共有8个.由分类加法计数原理知,共有32+8=40(个).答案:40[课时跟踪检测]A级1.集合P={x,1},Q={y,1,2},其中x,y∈{1,2,3,…,9},且P⊆Q.把满足上述条件的一对有序整数对(x,y)作为一个点的坐标,则这样的点的个数是()A.9B.14C.15D.21解析:选B当x=2时,x≠y,点的个数为1×7=7.当x≠2时,∵P⊆Q,∴x=y.∴x可从3,4,5,6,7,8,9中取,有7种方法.因此满足条件的点共有7+7=14(个).2.某班新年联欢会原定的6个节目已排成节目单,开演前又增加了3个新节目,如果将这3个新节目插入节目单中,那么不同的插法种数为()A.504B.210C.336D.120解析:选A分三步,先插第一个新节目,有7种方法,再插第二个新节目,有8种方法,最后插第三个节目,有9种方法.故共有7×8×9=504种不同的插法.3.已知两条异面直线a,b上分别有5个点和8个点,则这13个点可以确定不同的平面个数为()A.40B.16C.13D.10解析:选C分两类情况讨论:第1类,直线a 分别与直线b 上的8个点可以确定8个不同的平面;第2类,直线b 分别与直线a 上的5个点可以确定5个不同的平面.根据分类加法计数原理知,共可以确定8+5=13个不同的平面.4.从集合{1,2,3,4,…,10}中,选出5个数组成子集,使得这5个数中任意两个数的和都不等于11,则这样的子集有( )A.32个B.34个C.36个D.38个解析:选A 将和等于11的放在一组:1和10,2和9,3和8,4和7,5和6.从每一小组中取一个,有C 12=2(种).共有2×2×2×2×2=32(个)子集.5.从集合{1,2,3,…,10}中任意选出三个不同的数,使这三个数成等比数列,这样的等比数列的个数为( )A.3B.4C.6D.8解析:选D 当公比为2时,等比数列可为1,2,4或2,4,8;当公比为3时,等比数列可为1,3,9;当公比为32时,等比数列可为4,6,9.同理,公比为12,13,23时,也有4个.故共有8个等比数列.6.将1,2,3,…,9这9个数字填在如图所示的空格中,要求每一行从左到右、每一列从上到下分别依次增大,当3,4固定在图中的位置时,填写空格的方法为( )A.6种B.12种C.18种D.24种解析:选A 根据数字的大小关系可知,1,2,9的位置是固定的,如图所示,则剩余5,6,7,8这4个数字,而8只能放在A 或B 处,若8放在B 处,则可以从5,6,7这3个数字中选一个放在C 处,剩余两个位置固定,此时共有3种方法,同理,若8放在A 处,也有3种方法,所以共有6种方法.7.(2019·郴州模拟)用六种不同的颜色给如图所示的六个区域涂色,要求相邻区域不同色,则不同的涂色方法共有( )A.4 320种B.2 880种C.1 440种D.720种解析:选A 分步进行:1区域有6种不同的涂色方法,2区域有5种不同的涂色方法,3区域有4种不同的涂色方法,4区域有3种不同的涂色方法,6区域有4种不同的涂色方法,5区域有3种不同的涂色方法.根据分步乘法计数原理可知,共有6×5×4×3×3×4=4 320(种)不同的涂色方法.3 4 12 D 34 A C B 98.(2019·惠州调研)我们把各位数字之和为6的四位数称为“六合数”(如2 013是“六合数”),则“六合数”中首位为2的“六合数”共有()A.18个B.15个C.12个D.9个解析:选B由题意知,这个四位数的百位数,十位数,个位数之和为4.由4,0,0组成3个数,分别为400,040,004;由3,1,0组成6个数,分别为310,301,130,103,013,031;由2,2,0组成3个数,分别为220,202,022;由2,1,1组成3个数,分别为211,121,112,共有3+6+3+3=15(个).9.在某一运动会百米决赛上,8名男运动员参加100米决赛.其中甲、乙、丙三人必须在1,2,3,4,5,6,7,8八条跑道的奇数号跑道上,则安排这8名运动员比赛的方式共有________种.解析:分两步安排这8名运动员.第一步:安排甲、乙、丙三人,共有1,3,5,7四条跑道可安排.故安排方式有4×3×2=24(种).第二步:安排另外5人,可在2,4,6,8及余下的一条奇数号跑道上安排,所以安排方式有5×4×3×2×1=120(种).故安排这8人的方式共有24×120=2 880(种).答案:2 88010.有A,B,C型高级电脑各一台,甲、乙、丙、丁4个操作人员的技术等级不同,甲、乙会操作三种型号的电脑,丙不会操作C型电脑,而丁只会操作A型电脑.从这4个操作人员中选3人分别去操作这三种型号的电脑,则不同的选派方法有________种(用数字作答).解析:由于丙、丁两位操作人员的技术问题,要完成“从4个操作人员中选3人去操作这三种型号的电脑”这件事,则甲、乙两人至少要选派一人,可分四类:第1类,选甲、乙、丙3人,由于丙不会操作C型电脑,分2步安排这3人操作的电脑的型号,有2×2=4种方法;第2类,选甲、乙、丁3人,由于丁只会操作A型电脑,这时安排3人分别去操作这三种型号的电脑,有2种方法;第3类,选甲、丙、丁3人,这时安排3人分别去操作这三种型号的电脑,只有1种方法;第4类,选乙、丙、丁3人,同样也只有1种方法.根据分类加法计数原理,共有4+2+1+1=8种选派方法.答案:8B级1.把3封信投到4个信箱,所有可能的投法共有()A.24种B.4种C.43种D.34种解析:选C第1封信投到信箱中有4种投法;第2封信投到信箱中也有4种投法;第3封信投到信箱中也有4种投法.只要把这3封信投完,就做完了这件事情,由分步乘法计数原理可得共有43种投法.2.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40 000大的偶数共有()A.144个B.120个C.96个D.72个解析:选B由题意可知,符合条件的五位数的万位数字是4或5.当万位数字为4时,个位数字从0,2中任选一个,共有2×4×3×2=48个偶数;当万位数字为5时,个位数字从0,2,4中任选一个,共有3×4×3×2=72个偶数.故符合条件的偶数共有48+72=120(个).3.如图是一个由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的大正方形,现在用四种颜色给这四个直角三角形区域涂色,规定每个区域只涂一种颜色,相邻区域颜色不相同,则不同的涂色方法有()A.24种B.72种C.84种D.120种解析:选C如图,设四个直角三角形顺次为A,B,C,D,按A―→B―→C―→D顺序涂色,下面分两种情况:(1)A,C不同色(注意:B,D可同色、也可不同色,D只要不与A,C同色,所以D可以从剩余的2种颜色中任意取一色):有4×3×2×2=48种不同的涂法.(2)A,C同色(注意:B,D可同色、也可不同色,D只要不与A,C同色,所以D可以从剩余的3种颜色中任意取一色):有4×3×1×3=36种不同的涂法.故共有48+36=84种不同的涂色方法.4.(2018·湖南十二校联考)若m,n均为非负整数,在做m+n的加法时各位均不进位(例如:134+3 802=3 936),则称(m,n)为“简单的”有序对,而m+n称为有序对(m,n)的值,那么值为1 942的“简单的”有序对的个数是________.解析:第1步,1=1+0,1=0+1,共2种组合方式;第2步,9=0+9,9=1+8,9=2+7,9=3+6,…,9=9+0,共10种组合方式;第3步,4=0+4,4=1+3,4=2+2,4=3+1,4=4+0,共5种组合方式;第4步,2=0+2,2=1+1,2=2+0,共3种组合方式.根据分步乘法计数原理,值为1 942的“简单的”有序对的个数是2×10×5×3=300.答案:300-3,-2,-1,0,1,2,若a,b,c∈M,则:5.已知集合M={}(1)y=ax2+bx+c可以表示多少个不同的二次函数;(2)y=ax2+bx+c可以表示多少个图象开口向上的二次函数.解:(1)a的取值有5种情况,b的取值有6种情况,c的取值有6种情况,因此y=ax2+bx+c可以表示5×6×6=180个不同的二次函数.(2)y=ax2+bx+c的图象开口向上时,a的取值有2种情况,b,c的取值均有6种情况,因此y=ax2+bx+c可以表示2×6×6=72个图象开口向上的二次函数.。
60 高中数学知识点总结(第十一章 计数原理与概率、随机变量及其分布 第二节 排列与组合)

第二节排列与组合1.排列、组合的定义A m n=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=n!n-m!C m n=A m nA m m=n n-1n-2…n-m+1m!(1)C m n=C n-mn:从n个不同元素中取出m个元素的方法数等于取出剩余n-m个元素的方法数.(2)C m n+C m-1n=C m n+1:从n+1个不同元素中取出m个元素可分以下两种情况:①不含特殊元素A有C m n种方法;②含特殊元素A有C m-1n种方法.考点一排列问题[典例精析]有3名男生、4名女生,在下列不同条件下,求不同的排列方法总数.(1)选5人排成一排;(2)排成前后两排,前排3人,后排4人;(3)全体排成一排,甲不站排头也不站排尾;(4)全体排成一排,女生必须站在一起;(5)全体排成一排,男生互不相邻.[解](1)从7人中选5人排列,有A57=7×6×5×4×3=2 520(种).(2)分两步完成,先选3人站前排,有A37种方法,余下4人站后排,有A44种方法,共有A37A44=5 040(种).(3)法一:(特殊元素优先法)先排甲,有5种方法,其余6人有A66种排列方法,共有5×A66=3 600(种).法二:(特殊位置优先法)首尾位置可安排另6人中的两人,有A26种排法,其他有A55种排法,共有A26A55=3 600(种).(4)(捆绑法)将女生看作一个整体与3名男生一起全排列,有A44种方法,再将女生全排列,有A44种方法,共有A44·A44=576(种).(5)(插空法)先排女生,有A44种方法,再在女生之间及首尾5个空位中任选3个空位安排男生,有A35种方法,共有A44·A35=1 440(种).[解题技法]求解排列应用问题的6种主要方法[题组训练]1.(2019·太原联考)高三要安排毕业晚会的4个音乐节目,2个舞蹈节目和1个曲艺节目的演出顺序,要求2个舞蹈节目不连排,则不同排法的种数是()A.1 800B.3 600C.4 320D.5 040解析:选B先排除舞蹈节目以外的5个节目,共A55种,再把2个舞蹈节目插在6个空位中,有A26种,所以共有A55A26=3 600(种).2.(2019·石家庄模拟)用数字0,1,2,3,4组成没有重复数字且大于3 000的四位数,这样的四位数有()A.250个B.249个C.48个D.24个解析:选C①当千位上的数字为4时,满足条件的四位数有A34=24(个);②当千位上的数字为3时,满足条件的四位数有A34=24(个).由分类加法计数原理得满足条件的四位数共有24+24=48(个),故选C.3.将7个人(其中包括甲、乙、丙、丁4人)排成一排,若甲不能在排头,乙不能在排尾,丙、丁两人必须相邻,则不同的排法共有()A.1 108种B.1 008种C.960种D.504种解析:选B将丙、丁两人进行捆绑,看成一人.将6人全排列有A22A66种排法;将甲排在排头,有A22A55种排法;乙排在排尾,有A22A55种排法;甲排在排头,乙排在排尾,有A22A44种排法.则甲不能在排头,乙不能在排尾,丙、丁两人必须相邻的不同排法共有A22A66-A22A55-A22A55+A22A44=1 008(种).考点二组合问题[典例精析]某市工商局对35种商品进行抽样检查,已知其中有15种假货.现从35种商品中选取3种.(1)其中某一种假货必须在内,不同取法有多少种?(2)其中某一种假货不能在内,不同取法有多少种?(3)恰有2种假货在内,不同取法有多少种?(4)至少有2种假货在内,不同取法有多少种?(5)至多有2种假货在内,不同取法有多少种?[解](1)从余下的34种商品中,选取2种有C234=561(种)取法,所以某一种假货必须在内的不同取法有561种.(2)从34种可选商品中,选取3种,有C334种或者C335-C234=C334=5 984(种)取法.所以某一种假货不能在内的不同取法有5 984种.(3)从20种真货中选取1种,从15种假货中选取2种有C120C215=2 100(种)取法.所以恰有2种假货在内的不同的取法有2 100种.(4)选取2种假货有C120C215种,选取3种假货有C315种,共有选取方式C120C215+C315=2 100+455=2 555(种).所以至少有2种假货在内的不同的取法有2 555种.(5)法一:(间接法)选取3种商品的总数为C335,因此共有选取方式C335-C315=6 545-455=6 090(种).所以至多有2种假货在内的不同的取法有6 090种.法二:(直接法)共有选取方式C320+C220C115+C120C215=6 090(种).所以至多有2种假货在内的不同的取法有6 090种.[解题技法]组合问题的2类题型及求解方法(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外的元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.(2)“至少”或“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.[题组训练]1.(2018·南宁二中、柳州高中第二次联考)从{1,2,3,…,10}中选取三个不同的数,使得其中至少有两个相邻,则不同的选法种数是()A.72B.70C.66D.64解析:选D从{1,2,3,…,10}中选取三个不同的数,恰好有两个数相邻,共有C12·C17+C17·C16=56种选法,三个数相邻共有C18=8种选法,故至少有两个数相邻共有56+8=64种选法.2.(2019·辽宁五校协作体联考)在《爸爸去哪儿》第二季第四期中,村长给6位“萌娃”布置一项搜寻空投食物的任务.已知:①食物投掷地点有远、近两处;②由于Grace年纪尚小,所以要么不参与该项任务,但此时另需一位小孩在大本营陪同,要么参与搜寻近处投掷点的食物;③所有参与搜寻任务的小孩须被均分成两组,一组去远处,一组去近处.那么不同的搜寻方案有()A.10种B.40种C.70种D.80种解析:选B若Grace不参与任务,则需要从剩下的5位小孩中任意挑出1位陪同,有C15种挑法,再从剩下的4位小孩中挑出2位搜寻远处,有C24种挑法,最后剩下的2位小孩搜寻近处,因此一共有C15C24=30种搜寻方案;若Grace参与任务,则其只能去近处,需要从剩下的5位小孩中挑出2位搜寻近处,有C25种挑法,剩下3位小孩去搜寻远处,因此共有C25=10种搜寻方案.综上,一共有30+10=40种搜寻方案.3.(2018·全国卷Ⅰ)从2位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,且至少有1位女生入选,则不同的选法共有________种.(用数字填写答案)解析:从2位女生,4位男生中选3人,共有C36种情况,没有女生参加的情况有C34种,故共有C 36-C 34=20-4=16(种).答案:16考点三 分组、分配问题考法(一) 整体均分问题[例1] 国家教育部为了发展贫困地区教育,在全国重点师范大学免费培养教育专业师范生,毕业后要分到相应的地区任教.现有6个免费培养的教育专业师范毕业生要平均分到3所学校去任教,有________种不同的分派方法.[解析] 先把6个毕业生平均分成3组,有C 26C 24C 22A 33=15(种)方法.再将3组毕业生分到3所学校,有A 33=6(种)方法,故6个毕业生平均分到3所学校,共有C 26C 24C 22A 33·A 33=90(种)分派方法. [答案] 90考法(二) 部分均分问题[例2] 有4名优秀学生A ,B ,C ,D 全部被保送到甲、乙、丙3所学校,每所学校至少去一名,则不同的保送方案共有________种.[解析] 先把4名学生分为2,1,1共3组,有C 24C 12C 11A 22=6(种)分法,再将3组对应3个学校,有A 33=6(种)情况,则共有6×6=36(种)不同的保送方案.[答案] 36考法(三) 不等分问题[例3] 若将6名教师分到3所中学任教,一所1名,一所2名,一所3名,则有________种不同的分法.[解析] 将6名教师分组,分三步完成:第1步,在6名教师中任取1名作为一组,有C 16种取法;第2步,在余下的5名教师中任取2名作为一组,有C 25种取法;第3步,余下的3名教师作为一组,有C 33种取法.根据分步乘法计数原理,共有C 16C 25C 33=60种取法.再将这3组教师分配到3所中学,有A 33=6种分法,故共有60×6=360种不同的分法.[答案] 360[题组训练]1.安排3名志愿者完成4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,则不同的安排方式共有( )A.12种B.18种C.24种D.36种解析:选D 因为安排3名志愿者完成4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,所以必有1人完成2项工作.先把4项工作分成3组,即2,1,1,有C 24C 12C 11A 22=6种,再分配给3个人,有A 33=6种,所以不同的安排方式共有6×6=36(种).2.冬季供暖就要开始,现分配出5名水暖工去3个不同的居民小区检查暖气管道,每名水暖工只去一个小区,且每个小区都要有人去检查,那么分配的方案共有______种.解析:5名水暖工去3个不同的居民小区,每名水暖工只去一个小区,且每个小区都要有人去检查,5名水暖工分组方案为3,1,1和1,2,2,则分配的方案共有⎝⎛⎭⎫C 35C 122+C 15C 242·A 33=150(种).答案:150 考点四 排列、组合的综合问题[典例精析](1)从0,1,2,3,4,5这六个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的四位数的个数为( )A.300B.216C.180D.162(2)用数字0,1,2,3,4,5,6组成没有重复数字的四位数,其中个位、十位和百位上的数字之和为偶数的四位数共有________个.(用数字作答)[解析] (1)分两类:第一类,不取0,即从1,2,3,4,5中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的四位数,根据分步乘法计数原理可知,共有C 23·C 22·A 44=72(个)符合要求的四位数;第二类,取0,此时2和4只能取一个,再取两个奇数,组成没有重复数字的四位数,根据分步乘法计数原理可知,共有C 12·C 23·(A 44-A 33)=108(个)符合要求的四位数.根据分类加法计数原理可知,满足题意的四位数共有72+108=180(个).(2)当个位、十位和百位上的数字为三个偶数时,若选出的三个偶数含有0,则千位上把剩余数字中任意一个放上即可,方法数是C 23A 33C 14=72;若选出的三个偶数不含0,则千位上只能从剩余的非0数字中选一个放上,方法数是A 33C 13=18,故这种情况下符合要求的四位数共有72+18=90(个).当个位、十位和百位上的数字为一个偶数、两个奇数时,若选出的偶数是0,则再选出两个奇数,千位上只要在剩余数字中选一个放上即可,方法数为C23A33C14=72;若选出的偶数不是0,则再选出两个奇数后,千位上只能从剩余的非0数字中选一个放上,方法数是C13 C23A33C13=162,故这种情况下符合要求的四位数共有72+162=234(个).根据分类加法计数原理,可得符合要求的四位数共有90+234=324(个).[答案](1)C(2)324[解题技法]解决排列、组合综合问题的方法(1)仔细审题,判断是组合问题还是排列问题,要按元素的性质分类,按事件发生的过程进行分步.(2)以元素为主时,先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素;以位置为主时,先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置.(3)对于有附加条件的比较复杂的排列、组合问题,要周密分析,设计出合理的方案,一般先把复杂问题分解成若干个简单的基本问题,然后应用分类加法计数原理或分步乘法计数原理来解决,一般遵循先选后排的原则.[题组训练]1.(2019·广州调研)某学校获得5个高校自主招生推荐名额,其中甲大学2个,乙大学2个,丙大学1个,并且甲大学和乙大学都要求必须有男生参加,学校通过选拔定下3男2女共5个推荐对象,则不同的推荐方法共有()A.36种B.24种C.22种D.20种解析:选B根据题意,分两种情况讨论:第一种,3名男生每个大学各推荐1人,2名女生分别推荐给甲大学和乙大学,共有A33A22=12种推荐方法;第二种,将3名男生分成两组分别推荐给甲大学和乙大学,共有C23A22A22=12种推荐方法.故共有24种推荐方法.2.(2019·成都诊断)从甲、乙等8名志愿者中选5人参加周一到周五的社区服务,每天安排一人,每人只参加一天.若要求甲、乙两人至少选一人参加,且当甲、乙两人都参加时,他们参加社区服务的日期不相邻,那么不同的安排种数为________.(用数字作答)解析:根据题意,分2种情况讨论,若甲、乙之中只有一人参加,有C12·C46·A55=3 600(种);若甲、乙两人都参加,有C22·A36·A=241 440(种).则不同的安排种数为3 600+1 440=5 040.答案:5 040[课时跟踪检测]A级1.某小区有排成一排的7个车位,现有3辆不同型号的车需要停放,如果要求剩余的4个车位连在一起,那么不同的停放方法的种数为()A.16B.18C.24D.32解析:选C将4个车位捆绑在一起,看成一个元素,先排3辆不同型号的车,在3个车位上任意排列,有A33=6(种)方法,再将捆绑在一起的4个车位插入4个空当中,有4种方法,故共有4×6=24(种)方法.2.(2019·惠州调研)旅游体验师小明受某网站邀请,决定对甲、乙、丙、丁这四个景区进行体验式旅游,若不能最先去甲景区旅游,不能最后去乙景区和丁景区旅游,则小李可选的旅游路线数为()A.24B.18C.16D.10解析:选D分两种情况,第一种:最后体验甲景区,则有A33种可选的路线;第二种:不在最后体验甲景区,则有C12·A22种可选的路线.所以小李可选的旅游路线数为A33+C12·A22=10.3.(2019·开封模拟)某地实行高考改革,考生除参加语文、数学、英语统一考试外,还需从物理、化学、生物、政治、历史、地理六科中选考三科.学生甲要想报考某高校的法学专业,就必须要从物理、政治、历史三科中至少选考一科,则学生甲的选考方法种数为()A.6B.12C.18D.19解析:选D从六科中选考三科的选法有C36种,其中不选物理、政治、历史中任意一科的选法有1种,因此学生甲的选考方法共有C36-1=19种.4.(2019·沈阳教学质量监测)若4个人按原来站的位置重新站成一排,恰有1个人站在自己原来的位置,则不同的站法共有()A.4种B.8种C.12种D.24种解析:选B将4个人重排,恰有1个人站在自己原来的位置,有C14种站法,剩下3人不站原来位置有2种站法,所以共有C14×2=8种站法.5.(2018·甘肃二诊)某微信群中有甲、乙、丙、丁、戊五个人玩抢红包游戏,现有4个红包,每人最多抢一个,且红包被全部抢完,4个红包中有2个6元,1个8元,1个10元(红包中金额相同视为相同红包),则甲、乙都抢到红包的情况有()A.18种B.24种C.36种D.48种解析:选C若甲、乙抢的是一个6元和一个8元的红包,剩下2个红包,被剩下的3人中的2个人抢走,有A22A23=12种;若甲、乙抢的是一个6元和一个10元的红包,剩下2个红包,被剩下的3人中的2个人抢走,有A22A23=12种;若甲、乙抢的是一个8和一个10元的红包,剩下2个红包,被剩下的3人中的2个人抢走,有A22C23=6种;若甲、乙抢的是两个6元的红包,剩下2个红包,被剩下的3人中的2个人抢走,有A23=6种,根据分类加法计数原理可得,共有12+12+6+6=36种情况.6.(2019·南昌调研)某校毕业典礼上有6个节目,考虑整体效果,对节目演出顺序有如下要求:节目甲必须排在前三位,且节目丙、丁必须排在一起.则该校毕业典礼节目演出顺序的编排方案共有()A.120种B.156种C.188种D.240种解析:选A记演出顺序为1~6号,按甲的编排进行分类,①当甲在1号位置时,丙、丁相邻的情况有4种,则有C14A22A33=48种;②当甲在2号位置时,丙、丁相邻的情况有3种,共有C13A22A33=36种;③当甲在3号位置时,丙、丁相邻的情况有3种,共有C13A22A33=36种.所以编排方案共有48+36+36=120种.7.从5名学生中选出4名分别参加数学、物理、化学、生物四科竞赛,其中甲不能参加生物竞赛,则不同的参赛方案种数为()A.48B.72C.90D.96解析:选D由于甲不参加生物竞赛,则安排甲参加另外3场竞赛或甲不参加任何竞赛.①当甲参加另外3场竞赛时,共有C13A34=72种选择方案;②当甲学生不参加任何竞赛时,共有A44=24种选择方案.综上所述,所有参赛方案有72+24=96(种).8.某班上午有五节课,分别安排语文、数学、英语、物理、化学各一节课.要求语文与化学相邻,数学与物理不相邻,且数学课不排第一节,则不同排课方案的种数是()A.16B.24C.8D.12解析:选A根据题意,分三步进行分析,①要求语文与化学相邻,将语文和化学看成一个整体,考虑其顺序,有A22=2种情况;②将这个整体与英语全排列,有A22=2种情况,排好后,有3个空位;③数学课不排第一节,有2个空位可选,在剩下的2个空位中任选1个,安排物理,有2种情况,则数学、物理的安排方法有2×2=4种,则不同排课方案的种数是2×2×4=16.9.(2019·洛阳第一次统考)某校有4个社团向高一学生招收新成员,现有3名同学,每人只选报1个社团,恰有2个社团没有同学选报的报法有________种.(用数字作答)解析:第一步,选2名同学报名某个社团,有C 23C 14=12种报法;第二步,从剩余的3个社团里选一个社团安排另一名同学,有C 13C 11=3种报法.由分步乘法计数原理得共有12×3=36种报法.答案:3610.(2018·莆田期中)某学校需从3名男生和2名女生中选出4人,分派到甲、乙、丙三地参加义工活动,其中甲地需要选派2人且至少有1名女生,乙地和丙地各需要选派1人,则不同的选派方法有________种.(用数字作答)解析:由题设可分两类:一是甲地只选派1名女生,先考虑甲地有C 12C 13种情形,后考虑乙、丙两地,有A 23种情形,共有C 12C 13A 23=36种情形;二是甲地选派2名女生,则甲地有C 22种情形,乙、丙两地有A 23种情形,共有C 22A 23=6种情形.由分类加法计数原理可知共有36+6=42种情形.答案:4211.(2018·南阳二模)如图所示2×2方格,在每一个方格中填入一个数字,数字可以是1,2,3,4中的任何一个,允许重复.若填入A 方格的数字大于B 方格的数字,则不同的填法共有______种.(用数字作答)解析:根据题意,对于A ,B 两个方格,可在1,2,3,4中任选2个,大的放进A 方格,小的放进B 方格,有C 24=6种情况,对于C ,D 两个方格,每个方格有4种情况,则共有4×4=16种情况,则不同的填法共有16×6=96种.答案:96B 级1.将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有( )A.12种B.10种C.9种D.8种 解析:选A 将4名学生均分为2个小组共有C 24C 22A 22=3(种)分法;将2个小组的同学分给2名教师共有A 22=2(种)分法;最后将2个小组的人员分配到甲、乙两地有A 22=2(种)分法.故不同的安排方案共有3×2×2=12(种).2.(2019·马鞍山模拟)某学校有5位教师参加某师范大学组织的暑期骨干教师培训,现有5个培训项目,每位教师可任意选择其中一个项目进行培训,则恰有两个培训项目没有被这5位教师中的任何一位教师选择的情况数为( )A.5 400B.3 000C.150D.1 500解析:选D 分两步: 第一步:从5个培训项目中选取3个,共C 35种情况;第二步:5位教师分成两类:①选择选出的3个培训项目的教师人数分别为1人,1人,3人,共C 35C 12C 11A 22种情况;②选择选出的3个培训项目的教师人数分别为1人,2人,2人,共C 25C 23C 11A 22种情况.故选择情况数为C 35⎝⎛⎭⎫C 35C 12C 11A 22+C 25C 23C 11A 22A 33=1 500(种). 3.将编号为1,2,3,4,5,6的六个小球放入编号为1,2,3,4,5,6的六个盒子中,每个盒子放一个小球,若有且只有三个盒子的编号与放入的小球编号相同,则不同的放法总数是( )A.40B.60C.80D.100解析:选A 根据题意,有且只有三个盒子的编号与放入的小球编号相同,在六个盒子中任选3个,放入与其编号相同的小球,有C 36=20种选法,剩下的三个盒子的编号与放入的小球编号不相同,假设这三个盒子的编号为4,5,6,则4号小球可以放入5,6号盒子,有2种选法,剩下的2个小球放入剩下的两个盒子,有1种情况,则不同的放法总数是20×2×1=40.4.(2019·赣州联考)将标号分别为1,2,3,4,5,6的6个小球放入3个不同的盒子中.若每个盒子放2个,其中标号为1,2的小球放入同一盒子中,则不同的放法共有( )A.12种B.16种C.18种D.36种解析:选C 先将标号为1,2的小球放入盒子,有3种情况;再将剩下的4个球平均放入剩下的2个盒子中,共有C 24·C 222!·A 22=6(种)情况,所以不同的放法共有3×6=18(种). 5.将A ,B ,C ,D ,E 排成一列,要求A ,B ,C 在排列中顺序为“A ,B ,C ”或“C ,B ,A ”(可以不相邻),这样的排列数有__________种.解析:五个元素没有限制全排列数为A 55,由于要求A ,B ,C 的次序一定(按A ,B ,C 或C ,B ,A ),故除以这三个元素的全排列A 33,可得这样的排列数有A 55A 33×2=40(种). 答案:406.如图,∠MON 的边OM 上有四点A 1,A 2,A 3,A 4,ON 上有三点B 1,B 2,B 3,则以O ,A 1,A 2,A 3,A 4,B 1,B 2,B 3为顶点的三角形个数为________.解析:用间接法.先从这8个点中任取3个点,最多构成三角形C 38个,再减去三点共线的情形即可.共有C 38-C 35-C 34=42(个).答案:427.将7个相同的小球放入4个不同的盒子中.(1)不出现空盒时的放入方式共有多少种?(2)可出现空盒时的放入方式共有多少种?解:(1)将7个相同的小球排成一排,在中间形成的6个空当中插入无区别的3个“隔板”将球分成4份,每一种插入隔板的方式对应一种球的放入方式,则共有C36=20种不同的放入方式.(2)每种放入方式相当于将7个相同的小球与3个相同的“隔板”进行一次排列,即从10个位置中选3个位置安排隔板,故共有C310=120种不同的放入方式.。
分步乘法计数原理-高中数学知识点讲解

分步乘法计数原理1.分步乘法计数原理【知识点的认识】1.定义:完成一件事需要分成两个步骤:做第 1 步有m 种不同的方法,做第 2 步有n 种不同的方法,那么完成这件事共有:N=m×n 种不同的方法.2.推广:完成一件事需要分成n 个步骤:做第 1 步有m1 种不同的方法,做第 2 步有m2 种不同的方法,…,做第n 步有m n 种不同的方法,那么完成这件事共有:N=m1×m2×…×m n 种不同的方法.3.特点:完成一件事的n 个步骤相互依存,必须依次完成n 个步骤才能完成这件事;4.注意:与分类加法计数原理区别分类加法计数原理分步乘法计数原理相同点计算“完成一件事”的方法种数不同点分类完成,类类相加分步完成,步步相乘每类方案中的每一种方法都每步依次完成才算完成这件能独立完成这件事事情(每步中的每一种方法不能独立完成这件事)注意点类类独立,不重不漏步步相依,步骤完整【解题步骤】如果完成一件事情有n 个步骤,各个步骤都是不可缺少的,需要依次完成所有的步骤才能完成这件事,则可使用分步乘法计数原理.实现步骤:(1)分步;(2)对每一步的方法进行计数;(3)用分步乘法计数原理求积;【命题方向】1/ 2与实际生活相联系,以选择题、填空题的形式出现,并综合排列组合知识成为能力型题目,主要考查学生分析问题和解决问题的能力及分类讨论思想.例:从 1,2,3,4,5,6,7 这七个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数字的四位数,其中奇数的个数为()A.432B.288C.216D.108分析:本题是一个分步计数原理,先从 4 个奇数中取 2 个再从 3 个偶数中取 2 个共C42C32,再把 4 个数排列,其中是奇数的共A21A33 种,根据分步计数原理得到结果.解答:∵由题意知本题是一个分步计数原理,第一步先从 4 个奇数中取 2 个再从 3 个偶数中取 2 个共C42C32=18 种,第二步再把 4 个数排列,其中是奇数的共A21A33=12 种,∴所求奇数的个数共有 18×12=216 种.故选C.点评:本题考查分步计数原理,是一个数字问题,数字问题是排列中的一大类问题,把排列问题包含在数字问题中,解题的关键是看清题目的实质,很多题目要分类讨论,要做到不重不漏.2/ 2。
计数原理-完整版课件

• 7.某校高中部,高一有6个班,高二有7个班,高三有8个班,学 校利用星期六组织学生到某厂进行社会实践活动.
• 1.书架上有不同的语文书10本,不同的英语书7本,不同的数学 书5本,现从中任选一本阅读,不同的选法有( )
• A.22种 B.350种
• C.32种 D.20种
• 解析: 由分类加法计数原理得,不同的选法有10+7+5=22 种.
• 答案: A
• 2.一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的 坐法种数为( )
两通项相乘得:C6r x3r Ck10x-4k=C6r C1k0x3r -4k,
令
r 3
-
k 4
=0,得4r=3k,这样一来,(r,k)只有三组:
(0,0),(3,4),(6,8)满足要求.
故常数项为:1+C36C410+C66C810=4 246.
答案: 4 246
6.C16+C26+C36+C46+C56的值为________.
• A.3×3! B.3×(3!)3
• C.(3!)4 D.9!
• 解析: 把一家三口看作一个排列,然后再排列这3家,所以有 (3!)4种.
• 答案: C
• 3.(2013·山东卷)用0,1,…,9十个数字,可以组成有重复数字的 三位数的个数为( )
• A.243 B.252
• C.261 D.279
• 解析: 能够组成三位数的个数是9×10×10=900,能够组成无 重复数字的三位数的个数是9×9×8=648,故能够组成有重复数字的三 位数的个数是900-648=252.
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第一章 计数原理单元测试题
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分) 1.5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同报名方法共有( ) A.10种 B.20种 C.25种 D.32种 2.甲、乙、丙3位同学选修课程,从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,则不同的选修方案共有( ) A.36种 B.48种 C.96种 D.192种 3. 记者要为5名志愿者和他们帮助的2位老人拍照,要求排成一排,2位老人相邻但不排在两端,不同的排法共有( ) A.1440种 B.960种 C.720种 D.480种 4. 某城市的汽车牌照号码由2个英文字母后接4个数字组成,其中4个数字互不相同的牌照号码共有( ) A.2142610CA个 B.242610AA个 C.2142610C个 D.242610A个 5.(x-2y)10的展开式中x6y4项的系数是( ) A. 840 B. -840 C. 210 D.-210 6. 由数字0,1,2,3,4,5可以组成无重复数字且奇偶数字相间的六位数的个数有( ) A.72 B.60 C.48 D.52 7.用0,1,2,3,4组成没有重复数字的全部五位数中,若按从小到大的顺序排列,则数字12340应是第( )个数. A.6 B.9 C.10 D.8 8.AB和CD为平面内两条相交直线,AB上有m个点,CD上有n个点,且两直线上各有一个与交点重合,则以这m+n-1个点为顶点的三角形的个数是( ) A.2121mnnmCCCC B. 21121mnnmCCCC C.21211mnnmCCCCD.2111211mnnmCCCC 9.设10102210102xaxaxaax,则292121020aaaaaa的值为( )
A.0 B.-1 C.1 D.
10.某城市的街道如图,某人要从A地前往B地,则路程最短的走法有( )
A.8种 B.10种 C.12种 D.32种
11.从6个正方形拼成的12个顶点(如图)中任取3个顶点作为一组,其中可以构成三角形的组数
为 ( )
A.208 B.204 C.200 D.196
12. 从不同号码的五双靴中任取4只,其中恰好有一双的取法种数为 ( )
A.120 B.240 C.360 D.72
二、 填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
13. 今有2个红球、3个黄球、4个白球,同色球不加以区分,将这9个球排成一列
有 种不同的方法(用数字作答).
14. 用数字0,1,2,3,4组成没有重复数字的五位数,则其中数字1,2相邻的偶数有 个
(用数字作答).
15. 若(2x3+x1)n的展开式中含有常数项,则最小的正整数n= .
16. 从班委会5名成员中选出3名,分别担任班级学习委员、文娱委员与体育委员,其中甲、乙二
人不能担任文娱委员,则不同的选法共有_____种。(用数字作答)
三、解答题(本大题共6小题,共74分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。)
17.从4名男生,3名女生中选出三名代表
(1)不同的选法共有多少种?
(2)至少有一名女生的不同的选法共有多少种?
(3)代表中男、女生都要有的不同的选法共有多少种?
(第10题)
(第11题)
18.平面内有12个点,其中有4点共线,此外再无任何3点共线,以这些点为顶点可得到多少个
不同的三角形?
19. 六人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?
(l)甲不站两端;
(2)甲、乙必须相邻;
(3)甲、乙不相邻;
(4)甲、乙之间间隔两人;
(5)甲、乙站在两端;
(6)甲不站左端,乙不站右端.
20.把1、2、3、4、5这五个数字组成无重复数字的五位数,并把它们按由小到大的顺序排列成一
个数列.
(1) 43251是这个数列的第几项?
(2) 这个数列的第96项是多少?
(3) 求所有五位数的各位上的数字之和
(4) 求这个数列的各项和.
21.在的展开式中,如果第4r项和第r+2项的二项式系数相等。
(1)求r的值;
(2)写出展开式中的第4r项和第r+2项。
22.(本小题满分12分)求证:能被25整除。