2021年高考数学(理)一轮复习讲义 第10章 第1讲 分类加法计数原理与分步乘法计数原理
高考总复习理数(人教版)第10章计数原理第1节分类加法计数原理与分步乘法计数原理

第一节分类加法计数原理与分步乘法计数原理考点高考试题考查内容核心素养分类加法计数原理与分步乘法计数原理2017·全国卷Ⅱ·T6·5分乘法原理与排列组合结合解决分工问题逻辑推理2016·全国卷Ⅱ·T5·5分应用分类加法计数原理与分步乘法计数原理求路径条数逻辑推理命题分析分类加法计数原理与分步乘法计数原理是学习概率统计的基础,在高考中占有特殊的地位,大多以选择题和填空题的形式出现,有时与概率统计知识综合出现在解答题中,主要考查基础知识、基本运算与思维能力,难度不大,多为送分题.1.分类加法计数原理完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有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.分步乘法计数原理完成一件事需要两个步骤,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.提醒:1.辨明两个易误点(1)切实理解“完成一件事”的含义,以确定需要分类还是需要分步进行.(2)分类的关键在于要做到“不重不漏”,分步的关键在于要正确设计分步的程序,即合理分类,准确分步.2.两个计数原理应用的步骤第一步,由于计数问题一般是解决实际问题,故首先要审清题意,弄清完成的事件是怎样的;第二步,分析完成这件事应采用分类、分步、先分类后分步、先分步后分类四类中的哪一种;第三步,弄清在每一类或每一步中的方法种数;第四步,根据分类加法计数原理或分步乘法计数原理计算出完成这件事的方法种数.1.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在分类加法计数原理中,两类不同方案中的方法可以相同.()(2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方法都能直接完成这件事.()(3)在分步乘法计数原理中,每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的.()(4)在分步乘法计数原理中,事情是分两步完成的,其中任何一个单独的步骤都能完成这件事.()答案:(1)×(2)√(3)√(4)×2.(教材习题改编)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.(教材习题改编)已知集合M={1,-2,3},N={-4,5,6,-7},从M,N这两个集合中各选一个元素分别作为点的横坐标、纵坐标,则这样的坐标在直角坐标系中可表示第一、第二象限内不同的点的个数是()A.12B.8C.6D.4解析:选C x=1时,y=5,6,有点(1,5),(1,6),x=3时,y=5,6,有点(3,5),(3,6),x=-2时,y=5,6,有点(-2,5),(-2,6),共6个点.4.(教材习题改编)5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中一个小组,则不同的报名方法有________种.解析:每位同学有两种报名方法2×2×2×2×2=25=32(种).答案:32分类加法计数原理[明技法]利用分类加法计数原理解题时2个注意点(1)根据问题的特点确定一个合适的分类标准,分类标准要统一,不能遗漏;(2)分类时,注意完成这件事件的任何一种方法必须属于某一类,不能重复.[提能力]【典例】高三一班有学生50人,其中男生30人,女生20人;高三二班有学生60人,其中男生30人,女生30人;高三三班有学生55人,其中男生35人,女生20人.(1)从高三一班或二班或三班中选一名学生任学生会主席,有多少种不同的选法?(2)从高三一班、二班男生中或从高三三班女生中选一名学生任学生会体育部长,有多少种不同的选法?解:(1)完成这件事有三类方法:第一类,从高三一班任选一名学生共有50种选法;第二类,从高三二班任选一名学生共有60种选法;第三类,从高三三班任选一名学生共有55种选法.根据分类加法计数原理,任选一名学生任学生会主席共有50+60+55=165(种)不同的选法.(2)完成这件事有三类方法:第一类,从高三一班男生中任选一名共有30种选法;第二类,从高三二班男生中任选一名共有30种选法;第三类,从高三三班女生中任选一名共有20种选法.根据分类加法计数原理,共有30+30+20=80(种)不同的选法.[刷好题]五名篮球运动员比赛前将外衣放在休息室,比赛后都回到休息室取衣服.由于灯光暗淡,看不清自己的外衣,则至少有两人拿对自己的外衣的情况有()A.30种B.31种C.35种D.40种解析:选B分类:第一类,两人拿对:2×C25=20种;第二类,三人拿对:C35=10种;第三类,四人拿对与五人拿对一样,所以有1种.故共有20+10+1=31种.分步乘法计数原理[析考情]分步乘法计数原理和分类加法计数原理是学习排列与组合的基础,高考中一般以选择题、填空题形式出现,难度中等,分值5分.[提能力]【典例】(1)(2016·全国卷Ⅱ)如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为()A.24B.18C.12D.9(2)有六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)从E点到F点的最短路径有6种,从F点到G点的最短路径有3种,所以从E点到G点的最短路径为6×3=18种,故选B.(2)每项限报一人,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)B(2)120[悟技法](1)利用分步乘法计数原理解决问题要按事件发生的过程合理分步,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)分步必须满足两个条件:一是步骤互相独立,互不干扰;二是步与步确保连续,逐步完成.[刷好题]1.将字母a,a,b,b,c,c排成三行两列,要求每行的字母互不相同,每列的字母也互不相同,则不同的排列方法共有()A.12种B.18种C.24种D.36种解析:选A先排第一列,由于每列的字母互不相同,因此共有A33种不同排法.再排第二列,其中第二列第一行的字母共有2种不同的排法,第二列第二、三行的字母只有1种排法.因此共有A33·2·1=12(种)不同的排列方法.2.如图一管道有6个联接点,如果一个联接点堵塞,则整个管道不通.现发现管道不通,那么联接点堵塞情况有________种.解析:因为每个联接点是否堵塞有2种,而只要一处堵塞,则整个管道不通.故共有26-1=63种可能.答案:63两个计数原理的综合应用[析考情]两个计数原理的应用,是高考命题的一个热点,多以选择题或填空题的形式呈现,试题难度不大,多为容易题或中档题.[提能力]命题点1:与数字有关的问题【典例1】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的有()A.18个B.15个C.12个D.9个解析:选B依题意,这个四位数百位、十位、个位之和为4,由(4,0,0),(3,1,0),(2,2,0),(1,1,2)各能组成3,6,3,3个.3+6+3+3=15个.命题点2:与几何有关的问题【典例2】从A到O有________种不同走法(不重复过一点).解析:分三类:一类一步完成A→O,二类两步完成A→B→O A→C→O,三类三步完成A→B→C→O A→C→B→O,共1+2+2=5种.答案:5命题点3:涂色问题【典例3】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()A BCDA.72种种C.24种D.12种解析:选A方法一首先涂A有C14=4(种)涂法,则涂B有C13=3(种)涂法,C与A,B相邻,则C有C12=2(种)涂法,D只与C相邻,则D有C13=3(种)涂法,所以共有4×3×2×3=72(种)涂法.方法二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).[悟技法]与两个计数原理有关问题的解题策略(1)在综合应用两个原理解决问题时,一般是先分类再分步,但在分步时可能又会用到分类加法计数原理.(2)对于较复杂的两个原理综合应用的问题,可恰当地画出示意图或列出表格,使问题形象化、直观化.[刷好题]1.如果一个三位正整数“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( )A .240B .204C .729D .920解析:选A 若a 2=2,则凸数为120与121,共1×2=2个.若a 2=3,则凸数有2×3=6个.若a 2=4,则凸数有3×4=12个,…,若a 2=9,则凸数有8×9=72个.所以所有凸数有2+6+12+20+30+42+56+72=240个.2.如图,用6种不同的颜色把图中A ,B ,C ,D 四块区域分开,若相邻区域不能涂同一种颜色,则不同的涂法共有( )A .400种B .460种C .480种D .496种解析:选C 完成此事可能使用4种颜色,也可能使用3种颜色.当使用4种颜色时:从A 开始,有6种方法,B 有5种,C 有4种,D 有3种,完成此事共有6×5×4×3=360(种)方法;当使用3种颜色时:A ,D 使用同一种颜色,从A ,D 开始,有6种方法,B 有5种,C 有4种,完成此事共有6×5×4=120(种)方法.由分类加法计数原理可知:不同涂法有360+120=480(种).3.已知ax 2-b =0是关于x 的一元二次方程,其中a ,b ∈{1,2,3,4},则解集不同的一元二次方程的个数为________.解析:从集合{1,2,3,4}中任意取两个不同元素作为a ,b ,方程有A 24个;当a ,b 取同一个数时方程有1个,共有A 24+1=13个方程.题设中:“求解集不同的一元二次方程的个数”,所以在上述解法中要去掉同种情况,由于⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =2和⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =4时方程同解.⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =1和⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =2时方程同解,故要减去2个,所求的方程个数为13-2=11.答案:11。
高考数学第一轮复习1 第1讲 分类加法计数原理与分步乘法计数原理

第1讲分类加法计数原理与分步乘法计数原理课标要求考情分析1.理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理.2.能利用两个计数原理解决一些简单的实际问题.两个计数原理在高考中单独命题较少,一般是与排列、组合结合进行考查;两个计数原理的考查一般以选择题、填空题的形式出现.核心素养:数学建模、数学运算两个计数原理两个计数原理目标策略过程方法总数分类加法计数原理完成一件事有两类不同的方案在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法N=m+n种不同的方法分步乘法计数原理需要两个步骤做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法N=m×n种不同的方法1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在分类加法计数原理中,两类不同方案中的方法可以相同.()(2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方法都能直接完成这件事.()(3)在分步乘法计数原理中,每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的.()(4)在分步乘法计数原理中,事件是分两步完成的,其中任何一个单独的步骤都能完成这件事.()答案:(1)×(2)√(3)√(4)×2.(教材改编)已知某公园有4个门,从一个门进,另一个门出,则不同的走法的种数为()A.16 B.13 C.12 D.10解析:选C.将4个门编号为1,2,3,4,从1号门进入后,有3种出门的方式,共3种走法,从2,3,4号门进入,同样各有3种走法,共有不同走法4×3=12(种).3.(分类、分步标准不清致误)从0,1,2,3,4,5这六个数字中,任取两个不同数字相加,其和为偶数的不同取法的种数为()A.30 B.20C.10 D.6解析:选D.从0,1,2,3,4,5这六个数字中,任取两个不同数字相加和为偶数可分为两类:①取出的两数都是偶数,共有3种方法;②取出的两数都是奇数,共有3种方法,故由分类加法计数原理得共有N=3+3=6(种).4.书架的第1层放有4本不同的计算机书,第2层放有3本不同的文艺书,第3层放有2本不同的体育书.从书架中任取1本书,则不同取法的种数为________.解析:分三类:第一类,从第1层取一本书有4种取法,第二类,从第2层取一本书有3种取法,第三类,从第3层取一本书有2种取法.共有4+3+2=9(种)不同的取法.答案:95.把4封不同的信投入3个不同的信箱,不同的投法种数为________.解析:每封信都有3种不同的投法,由分步乘法计数原理可得,4封信共有3×3×3×3=34=81(种)投法.答案:81考点一分类加法计数原理(自主练透)1.甲、乙、丙三人踢毽子,互相传递,每人每次只能踢一下,由甲开始踢,经过4次传递后,毽子又被踢回给甲,则不同的传递方法共有() A.4种B.6种C.10种 D.16种解析:选B.分两类:甲第一次踢给乙时,满足条件的有3种方法(如图),同理,甲先传给丙时,满足条件的有3种方法.由分类加法计数原理知,共有3+3=6(种)传递方法.2.椭圆x2m+y2n=1(m>0,n>0)的焦点在x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()A.10 B.12 C.20 D.35解析:选A.因为焦点在x轴上,所以m>n,以m的值为标准分类,由分类加法计数原理,可分为四类:第一类:m=5时,使m>n,n有4种选择;第二类:m=4时,使m>n,n有3种选择;第三类:m=3时,使m>n,n有2种选择;第四类:m=2时,使m>n,n有1种选择.故符合条件的椭圆共有10个.故选A.3.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:根据题意,将十位上的数字按1,2,3,4,5,6,7,8的情况分成8类,在每一类中满足题目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.由分类加法计数原理知,符合条件的两位数共有8+7+6+5+4+3+2+1=36(个).答案:36分类加法计数原理的两个条件(1)根据问题的特点能确定一个适合它的分类标准,然后在这个标准下进行分类.(2)完成这件事的任何一种方法必须属于某一类,并且分别属于不同类的两种方法是不同的方法,只有满足这些条件,才可以用分类加法计数原理.考点二分步乘法计数原理(自主练透)1.一个小朋友从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数字中选取3个不同的数字组成三位数,则他写出的三位数的个数为()A.1 000 B.900 C.720 D.648 解析:选D.分三个步骤:第一步确定百位数字,有9种方法,第二步确定十位数字,有9种方法,第三步确定个位数字,有8种方法,所以由分步乘法计数原理得他写出的三位数有9×9×8=648(个).2.如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G 处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径的条数为()A.24 B.18 C.12 D.9解析:选B.由题意可知E→F共有6种走法,F→G共有3种走法,由分步乘法计数原理知,共有6×3=18(种)走法,故选B.3.有六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:每项限报一人,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:120利用分步乘法计数原理解题的策略(1)要按事件发生的过程合理分步,即分步是有先后顺序的.(2)分步要做到“步骤完整”,只有完成了所有步骤,才完成任务,根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法数相乘,得到总方法数.[提醒]分步必须满足两个条件:一是步骤互相独立,互不干扰;二是步与步确保连续,逐步完成.考点三两个计数原理的综合应用(师生共研)(1)生产过程中有4道工序,每道工序需要安排一人照看,现从甲、乙、丙等6名工人中安排4人分别照看一道工序,第一道工序只能从甲、乙两工人中安排1人,第四道工序只能从甲、丙两工人中安排1人,则不同的安排方案共有()A.24种B.36种C.48种D.72种(2)现有5种不同颜色的染料,要对如图所示的四个不同区域进行涂色,要求有公共边的两个区域不能使用同一种颜色,则不同的涂色方法的种数是()A.120 B.140C.240 D.260【解析】(1)分两类:①第一道工序安排甲时有1×1×4×3=12(种);②第一道工序不安排甲时有1×2×4×3=24(种).所以共有12+24=36(种).(2)由题意,先涂A处共有5种涂法,再涂B处有4种涂法,然后涂C处,若C处与A处所涂颜色相同,则C处共有1种涂法,D处有4种涂法;若C处与A处所涂颜色不同,则C处有3种涂法,D处有3种涂法,由此可得不同的涂色方法有5×4×(1×4+3×3)=260(种).【答案】(1)B(2)D完成一件事的方法种数的计算步骤第一步,审清题意,弄清要完成的事件是怎样的;第二步,分析完成这件事应采用分类、分步、先分类后分步、先分步后分类这四种方法中的哪一种;第三步,弄清在每一类或每一步中的方法种数;第四步,根据分类加法计数原理或分步乘法计数原理计算出完成这件事的方法种数.【对点训练】1.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.①首位为5,末位为0:4×3×2=24(个);②首位为5,末位为2:4×3×2=24(个);③首位为5,末位为4:4×3×2=24(个);④首位为4,末位为0:4×3×2=24(个);⑤首位为4,末位为2:4×3×2=24(个).由分类加法计数原理,得共有24+24+24+24+24=120(个).故选B.2.(2022·苏北新高考适应性考试)甲、乙、丙、丁、戊5名党员参加“党史知识竞赛”,决出第一名到第五名的名次(无并列名次),已知甲排第三,乙不是第一,丙不是第五.据此推测5人的名次排列情况的种数为() A.5 B.8C.14 D.21解析:选C.当乙排第五时,丙的排名有3种可能,丁、戊两人全排列,有3×2×1=6(种)情况;当乙排第二或第四时,丙的排名有2种可能,丁、戊两人全排列,有2×2×2×1=8(种)情况,故5人的名次排列情况的种数为6+8=14.故选C.3.如果一条直线与一个平面垂直,那么称此直线与该平面构成一个“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________.解析:分类讨论: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).答案:36[A级基础练]1.从集合{0,1,2,3,4,5,6}中任取两个互不相等的数a,b组成复数a+b i,其中虚数的个数是()A.30 B.42C.36 D.35解析:选C.因为a+b i为虚数,所以b≠0,即b有6种取法,a有6种取法,由分步乘法计数原理知可以组成6×6=36个虚数.2.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.40 B.16C.13 D.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.3.(2022·兰州市高三诊断考试)两位同学同时去乘坐地铁,一列地铁有6节车厢,两人进入车厢的方法共有()A.15种B.30种C.36种D.64种解析:选 C.设这两位同学分别为甲、乙,由题意,可分为两步:第一步,甲同学从这6节车厢中选择一节进入有6种选法,第二步,乙同学从这6节车厢中选择一节进入有6种选法,所以两人进入车厢的方法共有6×6=36(种),故选C.4.某电商为某次活动设计了“和谐”“爱国”“敬业”三种红包,活动规定每人可以依次点击4次,每次都会获得三种红包的一种,若集全三种即可获奖,但三种红包出现的顺序不同对应的奖次也不同.员工甲按规定依次点击了4次,直到第4次才获奖.则他获得奖次的不同情形种数为()A.9 B.12C.18 D.24解析:选C.根据题意,若员工甲直到第4次才获奖,则其第4次才集全“和谐”“爱国”“敬业”三种红包,则甲第4次获得的红包有3种情况,前三次获得的红包为其余的2种,有23-2=6种情况,则他获得奖次的不同情形种数为3×6=18.5.满足a,b∈{-1,0,1,2},且关于x的方程ax2+2x+b=0有实数解的有序数对(a,b)的个数为()A.14 B.13C.12 D.10解析:选B.当a=0时,关于x的方程为2x+b=0,此时有序数对(0,-1),(0,0),(0,1),(0,2)均满足要求;当a≠0时,Δ=4-4ab≥0,ab≤1,此时满足要求的有序数对为(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(-1,2),(1,-1),(1,0),(1,1),(2,-1),(2,0).综上,满足要求的有序数对共有13个,故选B.6.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.3 B.4C.6 D.8解析:选D.以1为首项的等比数列为1,2,4;1,3,9;以2为首项的等比数列为2,4,8;以4为首项的等比数列为4,6,9;把这4个数列的顺序颠倒,又得到另外的4个数列,所以所求的数列共有2(2+1+1)=8(个).7.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()A.256种B.128种C.72种D.64种解析:选C.首先涂A有4种涂法,则涂B有3种涂法,C与A,B相邻,则C有2种涂法,D只与C相邻,则D有3种涂法,所以共有4×3×2×3=72(种)涂法.8.已知集合M={1,-2,3},N={-4,5,6,-7},从两个集合中各取一个元素作为点的坐标,则在直角坐标系中,第一、二象限不同点的个数为________.解析:分两类:一是以集合M中的元素为横坐标,以集合N中的元素为纵坐标有3×2=6(个)不同的点;二是以集合N中的元素为横坐标,以集合M中的元素为纵坐标有4×2=8(个)不同的点.故由分类加法计数原理得,共有6+8=14(个)不同的点.答案:149.如图,在由电键组A与B所组成的并联电路中要接通电源且仅闭合其中一个电键,使电灯发光的方法有________种.解析:电灯发光有两种不同的方案,分别是接通电键组A中的2种方法和接通电键组B中的3种方法,应用分类加法计数原理得,共有2+3=5(种)使电灯发光的方法.答案:510.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________个.解析:将和等于11的数放在一组: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C12=2种,共有2×2×2×2×2=32(个)子集.答案:3211.工人在安装一个正六边形零件时,需要固定如图所示的六个位置的螺栓.若按一定顺序将每个螺栓固定紧,但不能连续固定相邻的2个螺栓.则不同的固定螺栓方式的种数是________.解析:根据题意,第一个可以从6个螺栓里任意选一个,共有6种选择方法,并且机会是相等的,若第一个选1号螺栓,第二个可以选3,4,5号螺栓,依次选下去,共可以得到10种方法,所以总共有10×6=60(种)方法.答案:60[B级综合练]12.将“福”“禄”“寿”填入到如图所示的4×4小方格中,每格内只填入一个汉字,且任意的两个汉字既不同行也不同列,则不同的填写方法有()A.288种B.144种C.576种D.96种解析:选C.依题意可分为以下3步:(1)先从16个格子中任选一格放入第一个汉字,有16种方法;(2)任意的两个汉字既不同行也不同列,第二个汉字只有9个格子可以放,有9种方法;(3)第三个汉字只有4个格子可以放,有4种方法,根据分步乘法计数原理可得不同的填写方法有16×9×4=576(种).13.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”有序对的个数为2×10×5×3=300.答案:300。
高考数学总复习 专题10 第1节 两个基本计数原理课件 理

(3)与侧棱AA1、BB1、CC1成异面直线的有6对(除去与上、下底面的);
(4)侧面对角线之间成异面直线的有6对. ∴由分类加法计数原理,异面直线共有15+9+6+6=36(对),故选D 点拨 分类时,首先要根据问题的特点确定一个适合于它的分类标准,然后在这 个标准下进行分类;其次分类时要注意完成这件事情的任何一种方法必须 属于某一类,并且分别属于不同种类的两种方法是不同的方法,只有满足 这些条件,才可以用分类加法计数原理. 考点二 分步乘法计数原理 【例2】 已知集合M={-3,-2,-1,0,1,2},P(a,b)表示平面上的点
第十单元 计数原理、概率、随机变量及 其分布
第一节 两个基本计数原理
知识汇合
1. 分类加法计数原理
完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方
案中有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. 分步乘法计数原理
完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同
解析:个位数字是9的有8个,个位数字是8的有7个,…,个位数字是2的有 1个,个位数字是0的有0个,因此共有8+7+6+…+1=36(个). 答案:C 3.美女换装游戏中,有5套裙子,4双鞋子,3顶帽子,要求裙、鞋、帽必须且 只能各选择一件,则有________种妆扮方案. 解析:根据分步计数原理知,有5×4×3=60种. 答案:60
(a,b∈M),问: (1)P可以表示平面上多少个不同的点?
(2)P可以表示平面上多少个第二象限的点?
(3)P可以表示多少个不在直线y=x上的点?
解 (1)确定平面上的点P(a,b)可分两步完成:
第一步确定a的值,共有6种确定方法;
第二步确定b的值,也有6种确定方法. 根据分步乘法计数原理,得到平面上的点的个数是6×6=36(个).
高考数学第一轮复习_分类分步计数原理(例题解析含答案)

分类加法计数原理与分步乘法计数原理基础梳理1.分类加法计数原理完成一件事有n类不同的方案,在第一类方案中有m1种不同的方法,在第二类方案中有m2种不同的方法,……,在第n类方案中有m n种不同的方法,则完成这件事情共有N=m1+m2+…+m n种不同的方法.2.分步乘法计数原理完成一件事情需要分成n个不同的步骤,完成第一步有m1种不同的方法,完成第二步有m2种不同的方法,……,完成第n步有m n种不同的方法,那么完成这件事情共有N=m1×m2×…×m n种不同的方法.两个原理分类加法计数原理与分步乘法计数原理是解决排列组合问题的基础并贯穿始终.分类加法计数原理中,完成一件事的方法属于其中一类并且只属于其中一类,简单的说分类的标准是“不重不漏,一步完成”.而分步乘法计数原理中,各个步骤相互依存,在各个步骤中任取一种方法,即是完成这件事的一种方法,简单的说步与步之间的方法“相互独立,多步完成”.双基自测1.(人教A版教材习题改编)由0,1,2,3这四个数字组成的四位数中,有重复数字的四位数共有().A.238个B.232个C.174个D.168个解析可用排除法由0,1,2,3可组成的四位数共有3×43=192(个),其中无重复的数字的四位数共有3A33=18(个),故共有192-18=174(个).答案 C2.(2010·广州模拟)已知集合A={1,2,3,4},B={5,6,7},C={8,9}.现在从这三个集合中取出两个集合,再从这两个集合中各取出一个元素,组成一个含有两个元素的集合,则一共可以组成多少个集合().A.24个B.36个C.26个D.27个解析C14C13+C14C12+C13C12=26,故选C.答案 C3.(2012·滨州调研)甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法有().A.6种B.12种C.24种D.30种解析分步完成.首先甲、乙两人从4门课程中同选1门,有4种方法,其次甲从剩下的3门课程中任选1门,有3种方法,最后乙从剩下的2门课程中任选1门,有2种方法,于是,甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法共有4×3×2=24(种),故选C.4.(2010·湖南)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解析若4个位置的数字都不同的信息个数为1;若恰有3个位置的数字不同的信息个数为C34;若恰有2个位置上的数字不同的信息个数为C24,由分类计数原理知满足条件的信息个数为1+C34+C24=11.5.某电子元件是由3个电阻组成的回路,其中有4个焊点A、B、C、D,若某个焊点脱落,整个电路就不通,现在发现电路不通了,那么焊点脱落的可能情况共有________种.解析法一当线路不通时焊点脱落的可能情况共有2×2×2×2-1=15(种).法二恰有i个焊点脱落的可能情况为C i4(i=1,2,3,4)种,由分类计数原理,当电路不通时焊点脱落的可能情况共C14+C24+C34+C44=15(种).考向一分类加法计数原理【例1】►(2011·全国)某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友一本,则不同的赠送方法共有().A.4种B.10种C.18种D.20种[审题视点] 由于是两类不同的书本,故用分类加法计数原理.解析赠送一本画册,3本集邮册,共4种方法;赠送2本画册,2本集邮册共C24种方法,由分类计数原理知不同的赠送方法共4+C24=10(种).【训练1】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.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).考向二分步乘法计数原理【例2】►(2011·北京)用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样的四位数共有________个(用数字作答).[审题视点] 组成这个四位数须分4步完成,故用分步乘法计数原理.解析法一用2,3组成四位数共有2×2×2×2=16(个),其中不出现2或不出现3的共2个,因此满足条件的四位数共有16-2=14(个).法二满足条件的四位数可分为三类:第一类含有一个2,三个3,共有4个;第二类含有三个2,一个3共有4个;第三类含有二个2,二个3共有C24=6(个),因此满足条件的四位数共有2×4+C24=14(个).考向三涂色问题【例3】►如图,用5种不同的颜色给图中A、B、C、D四个区域涂色,规定每个区域只涂一种颜色,相邻区域颜色不同,求有多少种不同的涂色方法?[审题视点] 根据乘法原理逐块涂色,要注意在不相邻的区域内可使用同一种颜色.解法一如题图分四个步骤来完成涂色这件事:涂A有5种涂法;涂B有4种方法;涂C有3种方法;涂D有3种方法(还可以使用涂A的颜色).根据分步计数原理共有5×4×3×3=180种涂色方法.法二由于A、B、C两两相邻,因此三个区域的颜色互不相同,共有A35=60种涂法;又D 与B、C相邻、因此D有3种涂法;由分步计数原理知共有60×3=180种涂法.【训练3】如图所示,将一个四棱锥的每一个顶点染上一种颜色,并使同一条棱上的两端异色,如果只有5种颜色可供使用,求不同的染色方法种数.解法一可分为两大步进行,先将四棱锥一侧面三顶点染色,然后再分类考虑另外两顶点的染色数,用分步乘法原理即可得出结论.由题设,四棱锥S-ABCD的顶点S、A、B所染的颜色互不相同,它们共有5×4×3=60种染色方法.当S、A、B染好时,不妨设其颜色分别为1、2、3,若C染2,则D可染3或4或5,有3种染法;若C染4,则D可染3或5,有2种染法,若C染5,则D可染3或4,有2种染法.可见,当S、A、B已染好时,C、D还有7种染法,故不同的染色方法有60×7=420(种).法二以S、A、B、C、D顺序分步染色第一步,S点染色,有5种方法;第二步,A点染色,与S在同一条棱上,有4种方法;第三步,B点染色,与S、A分别在同一条棱上,有3种方法;第四步,C点染色,也有3种方法,但考虑到D点与S、A、C相邻,需要针对A与C是否同色进行分类,当A与C同色时,D点有3种染色方法;当A与C不同色时,因为C与S、B也不同色,所以C点有2种染色方法,D点也有2种染色方法.由分步乘法、分类加法计数原理得不同的染色方法共有5×4×3×(1×3+2×2)=420(种).规范解答20——如何解决涂色问题【问题研究】涂色问题是由两个基本原理和排列组合知识的综合运用所产生的一类问题,这类问题是计数原理应用的典型问题,由于涂色本身就是策略的一个运用过程,能较好地考查考生的思维连贯性与敏捷性,加之涂色问题的趣味性,自然成为新课标高考的命题热点. 【解决方案】涂色问题的关键是颜色的数目和在不相邻的区域内是否可以使用同一种颜色,具体操作法和按照颜色的数目进行分类法是解决这类问题的首选方法.【示例】►(本小题满分12分)用红、黄、蓝、白、黑五种颜色涂在“田”字形的4个小方格内,每格涂一种颜色,相邻两格涂不同的颜色,如果颜色可以反复使用,共有多少种不同的涂色方法?[解答示范] 如图所示,将4,第1个小方格可以从5种颜色中任取一种颜色涂上,有5种不同的涂法.(2分)①当第2个、第3个小方格涂不同颜色时,有A24=12种不同的涂法,第4个小方格有3种不同的涂法.由分步计数原理可知,有5×12×3=180种不同的涂法;(6分)②当第2个、第3个小方格涂相同颜色时,有4种涂法,由于相邻西格不同色,因此,第4个小方格也有4种不同的涂法,由分步计数原理可知.有5×4×4=80种不同的涂法.由分类加法计数原理可得,共有180+80=260种不同的涂法.(12分)。
核按钮(新课标)高考数学一轮复习第十章计数原理、概率、随机变量及其分布10.1分类加法计数原理与分步

3.两个计数原理的区别 分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决的都是有关做一件事的不 同方法的种数问题,区别在于:分类加法计数原理针对的是“分类”问题, 其中各种方法______________,用其中______________都可以做完这件事; 分步乘法计数原理针对的是“分步”问题,各个步骤中的方法 ______________,只有______________才算做完这件事. 4.两个计数原理解决计数问题时的方法 最重要的是在开始计算之前要进行仔细分析——是需要分类还是需要 分步. (1)分类要做到“______________”.分类后再分别对每一类进行计数, 最后用分类加法计数原理求和,得到总数. (2)分步要做到“______________”,即完成了所有步骤,恰好完成任务, 当然步与步之间要______________,分步后再计算每一步的方法数,最后 根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法数相乘,得到总数.
(2)分两步:先选教师,共 3 种选法,再选学生,共 6+8=14 种选法.由分步乘法计数原理知总选法数为 3×14=42(种).
(3)老师、男同学、女同学各一人可分三步,每步方法数依次为 3、6、8 种.由分步乘法计数原理知选法数为 3×6×8=144(种).
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类型二 两个原理的综合应用
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有一项活动需在 3 名老师,6 名男同学和 8 名女同学中选 人参加.
(1)若只需一人参加,有多少种不同选法? (2)若需一名老师,一名学生参加,有多少种不同选法? (3)若需老师、男同学、女同学各一人参加,有多少种不同选法?
解:(1)只需一人参加,可按老师、男同学、女同学分三类,各 自有 3、6、8 种选法,总选法数为 3+6+8=17(种).
2021版江苏高考数学一轮复习讲义:第10章 第1节 两个计数原理、排列与组合

全国卷五年考情图解高考命题规律把握1.考查形式高考在本章一般命制1道小题或者1道解答题,分值占5~17分.2.考查内容计数原理常与古典概型综合考查;对二项式定理的考查主要是利用通项公式求特定项;对正态分布的考查,可能单独考查也可能在解答题中出现;以实际问题为背景,考查分布列、期望等是高考的热点题型.3.备考策略从2019年高考试题可以看出,概率统计试题的阅读量和信息量都有所加强,考查角度趋向于应用概率统计知识对实际问题作出决策.第一节两个计数原理、排列与组合[最新考纲] 1.理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理.2.能正确区分“类”和“步”,并能利用两个原理解决一些简单的实际问题.3.理解排列的概念及排列数公式,并能利用公式解决一些简单的实际问题.4.理解组合的概念及组合数公式,并能利用公式解决一些简单的实际问题.1.两个计数原理 分类加法计数原理分步乘法计数原理 条件 完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m 种不同的方法,在第2类方案中有n 种不同的方法完成一件事需要两个步骤,做第1步有m 种不同的方法,做第2步有n 种不同的方法 结论 完成这件事共有N =m +n 种不同的方法 完成这件事共有N =mn 种不同的方法排列的定义从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素 按照一定的顺序排成一列 组合的定义 合成一组排列数组合数 定义 从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有不同排列的个数从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的所有不同组合的个数 公式A m n =n (n -1)(n -2)…(n -m +1)=n !(n -m )! C m n =A m n A m m=n (n -1)(n -2)…(n -m +1)m ! 性质 A n n =n !,0!=1 C m n =C n -m n ,C m n +C m -1n =C m n +1一、思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列. ( )(2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方法都能直接完成这件事.()(3)在分步乘法计数原理中,每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的.()(4)k C k n=n C k-1. ()n-1[答案](1)×(2)√(3)√(4)√二、教材改编1.图书馆的一个书架有三层,第一层有3本不同的数学书,第二层有5本不同的语文书,第三层有8本不同的英语书,现从中任取1本书,不同的取法有()A.12B.16C.64D.120B[书架上共有3+5+8=16本不同的书,从中任取一本共有16种不同的取法,故选B.]2.用数字1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,其中偶数的个数为()A.8 B.24C.48 D.120C[末位只能从2,4中选一个,其余的三个数字任意排列,故这样的偶数共有A34C12=4×3×2×2=48个.故选C.]3.6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为() A.144 B.120C.72 D.24D[[“插空法”,先排3个空位,形成4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A34=4×3×2=24.]4.五名学生报名参加四项体育比赛,每人限报一项,则不同的报名方法的种数为.五名学生争夺四项比赛的冠军(冠军不并列),则获得冠军的可能性有种. (用数字作答)4554[五名学生参加四项体育比赛,每人限报一项,可逐个学生落实,每个学生有4种报名方法,共有45种不同的报名方法.五名学生争夺四项比赛的冠军,可对4个冠军逐一落实,每个冠军有5种获得的可能性,共有54种获得冠军的可能性.]考点1两个计数原理的综合应用利用两个基本计数原理解决问题的步骤第一步,审清题意,弄清要完成的事件是怎样的.第二步,分析完成这件事应采用分类、分步、先分类后分步、先分步后分类这四种方法中的哪一种.第三步,弄清在每一类或每一步中的方法种数.第四步,根据两个基本计数原理计算出完成这件事的方法种数.(1)如果一个三位正整数如“a1a2a3”满足a1<a2,且a2>a3,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() A.240B.204C.729D.920(2)(2016·全国卷Ⅱ)如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为()A.24 B.18C.12 D.9(3)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.24 B.48C.72 D.96(1)A(2)B(3)C[(1)如果这个三位数含0,则0必在末位,共有这样的凸数C29个;如果这个三位数不含0,则这样的凸数共有C39A22+C29个.即共有2C29+C39A22=240个.(2)从E到G需要分两步完成:先从E到F,再从F到G.从F到G的最短路径,只要考虑纵向路径即可,一旦纵向路径确定,横向路径即可确定,故从F 到G的最短路径共有3条.如图,从E到F的最短路径有两类:先从E到A,再从A到F,或先从E到B,再从B到F.因为从A到F或从B到F都与从F到G的路径形状相同,所以从A到F,从B到F最短路径的条数都是3,所以从E 到F的最短路径有3+3=6(条).所以小明到老年公寓的最短路径条数为6×3=18.(3)法一:(以位置为主考虑)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.法二:(以颜色为主考虑)分两类.(1)取4色:着色方法有2A44=48(种).(2)取3色:着色方法有A34=24(种).所以共有着色方法48+24=72(种).](1)应用两个计数原理的难点在于明确是分类还是分步:分类要做到“不重不漏”,正确把握分类标准是关键;分步要做到“步骤完整”,步步相连才能将事件完成.(2)较复杂的问题可借助图表来完成.(3)对于涂色问题:①分清元素的数目以及在不相邻的区域内是否可以使用同类元素;②注意对每个区域逐一进行,分步处理.[教师备选例题]1.甲、乙、丙三人踢毽子,互相传递,每人每次只能踢一下,由甲开始踢,经过4次传递后,毽子又被踢回给甲,则不同的传递方式共有() A.4种B.6种C.10种D.16种B[分两类:甲第一次踢给乙时,满足条件的有3种传递方式(如图);同理,甲第一次踢给丙时,满足条件的也有3种传递方式.由分类加法计数原理可知,共有3+3=6(种)传递方式.]2.如图所示的几何体是由三棱锥P-ABC与三棱柱ABC-A1B1C1组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面涂色(底面A1B1C1不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的涂色方案共有()A.6种B.9种C.12种D.36种C[先涂三棱锥P-ABC的三个侧面,有3×2=6(种)涂法;然后涂三棱柱的三个侧面,有2×1=2(种)涂法.共有6×2=12(种)不同的涂法.]1.一个旅游景区的游览线路如图所示,某人从P点处进,Q点处出,沿图中线路游览A,B,C三个景点及沿途风景,则不同(除交汇点O外)的游览线路有()A.6种B.8种C.12种D.48种D[从点P处进入后,参观第一个景点时,有6个路口可以选择,从中任选一个,有C16种选法,参观完第一个景点,参观第二个景点时,有4个路口可以选择,从中任选一个,有C14种选法,参观完第二个景点,参观第三个景点时,有2个路口可以选择,从中任选一个,有C12种选法,则共有C16C14C12=48(种)线路.故选D.]2.(2019·河北六校联考)甲与其四位同事各有一辆私家车,车牌尾数分别是9,0,2,1,5,为遵守当地某月5日至9日5天的限行规定(奇数日车牌尾数为奇数的车通行,偶数日车牌尾数为偶数的车通行),五人商议拼车出行,每天任选一辆符合规定的车,但甲的车最多只能用一天,则不同的用车方案种数为() A.64 B.80C.96 D.120B[5日至9日,日期尾数分别为5,6,7,8,9,有3天是奇数日,2天是偶数日.第一步,安排偶数日出行,每天都有2种选择,共有2×2=4(种);第二步,安排奇数日出行,分两类,第一类,选1天安排甲的车,另外2天安排其他车,有3×2×2=12(种),第二类,不安排甲的车,每天都有2种选择,共有23=8(种),共计12+8=20(种).根据分步乘法计数原理,不同的用车方案种数为4×20=80.]考点2排列问题求解排列应用问题的6种常用方法直接法把符合条件的排列数直接列式计算优先法优先安排特殊元素或特殊位置捆绑法相隔问题把相邻元素看作一个整体与其他元素一起排列,同时注意捆绑元素的内部排列插空法对不相邻问题,先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空当中定序问题除法处理对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后,再除以定序元素的全排列间接法正难则反、等价转化的方法(1)若女生全排在一起,有多少种排法?(2)若女生都不相邻,有多少种排法?(3)[一题多解]若女生不站两端,有多少种排法?(4)其中甲必须排在乙左边(可不邻),有多少种排法?(5)[一题多解]其中甲不站最左边,乙不站最右边,有多少种排法?[解](1)(捆绑法)由于女生排在一起,可把她们看成一个整体,这样同5名男生合在一起有6个元素,排成一排有A66种排法,而其中每一种排法中,3名女生之间又有A33种排法,因此共有A66·A33=4 320种不同排法.(2)(插空法)先排5名男生,有A55种排法,这5名男生之间和两端有6个位置,从中选取3个位置排女生,有A36种排法,因此共有A55·A36=14 400种不同排法.(3)法一(位置分析法):因为两端不排女生,只能从5名男生中选2人排,有A 25种排法,剩余的位置没有特殊要求,有A 66种排法,因此共有A 25·A 66=14 400种不同排法.法二(元素分析法):从中间6个位置选3个安排女生,有A 36种排法,其余位置无限制,有A 55种排法,因此共有A 36·A 55=14 400种不同排法.(4)8名学生的所有排列共A 88种,其中甲在乙左边与乙在甲左边的各占12,因此符合要求的排法种数为12A 88=20 160.(5)甲、乙为特殊元素,左、右两边为特殊位置.法一(特殊元素法):甲在最右边时,其他的可全排,有A 77种不同排法;甲不在最右边时,可从余下6个位置中任选一个,有A 16种.而乙可排在除去最右边位置后剩余的6个中的任一个上,有A 16种,其余人全排列,共有A 16·A 16·A 66种不同排法.由分类加法计数原理知,共有A 77+A 16·A 16·A 66=30 960种不同排法. 法二(特殊位置法):先排最左边,除去甲外,有A 17种排法,余下7个位置全排,有A 77种排法,但应剔除乙在最右边时的排法A 16·A 66种,因此共有A 17·A 77-A 16·A 66=30 960种排法.法三(间接法):8名学生全排列,共A 88种,其中,不符合条件的有甲在最左边时,有A 77种排法,乙在最右边时,有A 77种排法,其中都包含了甲在最左边,同时乙在最右边的情形,有A 66种排法.因此共有A 88-2A 77+A 66=30 960种排法.(1)对于有限制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分析法,在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则,即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间接法.(2)对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采用倍缩法是解决有限制条件的排列问题的常用方法.1.把5件不同的产品摆成一排,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.36[(捆绑法和插空法的综合应用)记其余两种产品为D,E.将A,B视为一个元素,先与D,E进行排列,有A22A33种方法,再将C插入,每种排列均只有3个空位可选,故不同的摆法共有A22A33×3=2×6×3=36(种).] 2.(2019·衡水高三大联考)现有一圆桌,周边有标号为1,2,3,4的四个座位,甲、乙、丙、丁四位同学坐在一起探讨一个数学课题,每人只能坐一个座位,甲先选座位,且甲、乙不能相邻,则所有选座方法有种.(用数字作答) 8[先按排甲,其选座方法有C14种,由于甲、乙不能相邻,所以乙只能坐甲对面,而丙、丁两位同学坐另两个位置的坐法有A22种,所以共有坐法种数为C14·A22=4×2=8种.]考点3组合问题组合问题的常见类型与处理方法(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,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中选取.(2)“至少”或“至多”含有几个元素的题型:若直接法分类复杂时,逆向思维,间接求解.某课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各有一名队长.现从中选5人主持某种活动,依下列条件各有多少种选法?(1)只有一名女生当选;(2)两队长当选;(3)至少有一名队长当选;(4)至多有两名女生当选.[解](1)只有一名女生当选等价于有一名女生和四名男生当选.故共有C15·C48=350种.(2)两队长当选,共有C22·C311=165种.(3)至少有一名队长当选含有两类:只有一名队长当选,有两名队长当选.故共有C12·C411+C22·C311=825种.(或采用排除法:C513-C511=825(种)).(4)至多有两名女生当选含有三类:有两名女生当选,只有一名女生当选,没有女生当选.故选法共有C25·C38+C15·C48+C58=966种.含有附加条件的组合问题通常用直接法或间接法,应注意“至少”“最多”“恰好”等词的含义的理解.1.某单位拟安排6位员工在今年6月9日至11日值班,每天安排2人,每人值班1天.若6位员工中的甲不值9日,乙不值11日,则不同的安排方法共有()A.30种B.36种C.42种D.48种C[若甲在11日值班,则在除乙外的4人中任选1人在11日值班,有C14种选法,9日、10日有C24C22种安排方法,共有C14C24C22=24(种)安排方法;若甲在10日值班,乙在9日值班,余下的4人有C14C13C22种安排方法,共有12种安排方法;若甲、乙都在10日值班,则共有C24C22=6(种)安排方法.所以总共有24+12+6=42(种)安排方法.]2.现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张,从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为()A.232 B.252C.472 D.484C[分两类:第一类,含有1张红色卡片,不同的取法共有C14C212=264(种);第二类,不含有红色卡片,不同的取法共有C312-3C34=220-12=208(种).由分类加法计数原理知,不同的取法有264+208=472(种).]考点4 分组、分配问题分组、分配问题是排列组合的综合问题,解题思想是先分组后分配.(1)分组问题属于“组合”问题,常见的分组方法有三种:①完全均匀分组,每组元素的个数都相等;②部分均匀分组,应注意不要重复;③完全非均匀分组,这种分组不考虑重复现象.(2)分配问题属于“排列”问题,常见的分配方法有三种:①相同元素的分配问题,常用“挡板法”;②不同元素的分配问题,利用分步乘法计数原理,先分组,后分配; ③有限制条件的分配问题,采用分类求解.整体均分问题 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.90 [先把6个毕业生平均分成3组,有C 26C 24C 22A 33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.]本题属于整体均分问题,解题时要注意分组后,不管它们的顺序如何,都是一种情况,所以分组后一定要除以A n n(n 为均分的组数),避免重复计数. 部分均分问题将6本不同的书分给甲、乙、丙、丁4个人,每人至少1本的不同分法共有 种.(用数字作答)1 560 [把6本不同的书分成4组,每组至少1本的分法有2种.①有1组3本,其余3组每组1本,不同的分法共有C36C13C12C11A33=20(种);②有2组每组2本,其余2组每组1本,不同的分法共有C26C24A22·C12C11A22=45(种).所以不同的分组方法共有20+45=65(种).然后把分好的4组书分给4个人,所以不同的分法共有65×A44=1 560(种).] 本题属于局部均分问题,解题时注意重复的次数是均匀分组的阶乘数,即若有m组元素个数相等,则分组时应除以m!,一个分组过程中有几个这样的均匀分组就要除以几个这样的全排列数.(2019·淄博模拟)第二届“一带一路”国际合作高峰论坛于2019年4月25日至27日在北京举行,为了保护各国元首的安全,将5个安保小组全部安排到指定三个区域内工作,且这三个区域每个区域至少有一个安保小组,则这样的安排方法共有()A.96种B.100种C.124种D.150种D[因为三个区域每个区域至少有一个安保小组,所以可以把5个安保小组分成三组,有两种分组的情况:一种是1,1,3,另一种是1,2,2.当按照1,1,3来分时,共有N1=C15C14C33A22·A 33=60(种),当按照1,2,2来分时,共有N2=C25C23C11A22·A33=90(种),根据分类加法计数原理知N=N1+N2=150种.]不等分问题(1)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.(2)把8个相同的小球全部放入编号为1,2,3,4的四个盒中,则不同的放法种数为()A.35 B.70C.165 D.1 860(1)360(2)C[(1)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C16种分法;第2步,在余下的5名教师中任取2名作为一组,有C25种分法;第3步,余下的3名教师作为一组,有C33种分法.根据分步乘法计数原理,共有C16C25C33=60种分法.再将这3组教师分配到3所中学,有A33=6种分法,故共有60×6=360种不同的分法.(2)根据题意,分4种情况讨论:①没有空盒,将8个相同的小球排成一列,排好后,各球之间共有7个空位,在7个空位中任选3个,插入隔板,将小球分成4组,顺次对应4个盒子,有C37=35种放法;②有1个空盒,在4个盒中任选3个,放入小球,有C34=4种选法,将8个相同的小球排成一列,排好后,各球之间共有7个空位,在7个空位中任选2个,插入隔板,将小球分成3组,顺次对应3个盒子,有C27=21种分组方法,则有4×21=84种放法;③有2个空盒,在4个盒中任选2个,放入小球,有C24=6种选法,将8个相同的小球排成一列,排好后,各球之间共有7个空位,在7个空位中任选1个,插入隔板,将小球分成2组,顺次对应2个盒子,有C17=7种分组方法,则有6×7=42种方法;④有3个空盒,即将8个小球全部放进1个盒子,有4种放法.故一共有35+84+42+4=165种放法.]本题属于不等分问题,只需先分组,后排列,注意分组时任何组中元素的个数都不相等,所以不需要除以全排列数.1.将甲、乙等5名交警分配到三个不同路口疏导交通,每个路口至少一人,且甲、乙在同一路口的分配方案共有()A.18种B.24种C.36种D.72种C[1个路口3人,其余路口各1人的分配方法有C13C22A33种.1个路口1人,2个路口各2人的分配方法有C23C22A33种,由分类加法计数原理知,甲、乙在同一路口的分配方案为C13C22A33+C23C22A33=36种.]2.(2019·唐山二模)将六名教师分配到甲、乙、丙、丁四所学校任教,其中甲校至少分配两名教师,其它三所学校至少分配一名教师,则不同的分配方案共有种.(用数字作答.....)660[若甲校2人,乙、丙、丁其中一校2人,共有C26C24A33种,若甲校3人,乙、丙、丁每校1人,共有C36A33种,则不同的分配方案共有C26C24A33+C36A33=660种.]。
高考数学第十章计数原理、概率、随机变量及其分布10.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理理
2021/12/12
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解法 2:a=b 时有 4 种情况,故椭圆个数为 4×8-4=28 个. (2)根据“凸数”的特点,中间的数字只能是 3,4,5,故分三 类,第一类,当中间数字为“3”时,此时有 2 种(132,231); 第二类,当中间数字为“4”时,从 1,2,3 中任取两个放在 4 的 两边,故有 6 种; 第三类,当中间数字为“5”时,从 1,2,3,4 中任取两个放在 5 的两边,故有 12 种; 根据分类加法计数原理,得到由 1,2,3,4,5 可以组成无重复数 字的三位“凸数”的个数是 2+6+12=20.
有 1 个;a=4 时,有 3 个;a=6 时,有 5 个;a=8 时,有 7 个,
共有 1+3+5+7=16 个.
若焦点在 y 轴上,则 b>a,b=3 时,有 1 个;b=4 时,有 1 个;b=5 时,有 2 个;b=6 时,有 2 个;b=7 时,有 3 个;b =8 时,有 3 个.共有 1+1+2+2+3+3=12 个.故共有 16+ 12=28 个.
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4.已知某公园有 5 个门,从任一门进,另一门出,则不同的走法
的种数为 __2_0___(用数字作答).
解析:分两步,第一步选一个门进有 5 种方法,第二步再 选一个门出有 4 种方法,所以共有 5×4=20 种走法.
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一个旅游景区的游览线路如图所示,某人从 P 点处进,Q 点处出, 沿图中线路游览 A,B,C 三个景点及沿途风景,则不同(除交汇点 O 外)
的游览线路有____4_8____种.(用数字作答)
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高中数学高考高三理科一轮复习资料第10章 10.5 分类加法计数原理
解析:分两步完成,第一步选一套“福娃”吉祥物饰品有 7 种选法,第二步选一套藏羚羊卡通饰品有 8 种选法,因此共 有 7×8=56(种)不同的选法. 答案:56
说考点
拓展延伸串知识
疑点清源 1.分类加法计数原理和“分类”有关,如果完成某件事情 有 n 类办法,这 n 类办法之间是互斥的、是独立的,每一类的 每一种方法都可以完成这件事. 那么求完成这件事情的方法总 数就用分类加法计数原理. 2.分步乘法计数原理和“分步”有关,是针对“分步完 成”的问题.如果完成某件事情有 n 个步骤,而这 n 个步骤缺 一不可, 当且仅当依次完成这 n 个步骤后, 这件事情才算完成, 那么求完成这件事情的方法总数时,就用分步乘法计数原理.
2.某班新年联欢会原定的 5 个节目已排成节目单,开演 前又增加了两个新节目,如果将这两个节目插入原节目单中, 那么不同插法的种类为( ) A.42 B.30 C.20 D.12
解析:第一个节目有 6 种排法,第二个节目有 7 种排法, 共 6×7=42(种). 答案:A
3.若 x、y∈N*,且 x+y≤6,则有序自然数对(x,y)共有 __________个.
解析:当 b=1 时,c=4;当 b=2 时,c=4,5;当 b=3 时, c=4,5,6;当 b=4 时,c=4,5,6,7.故共有 10 个这样的三角形. 答案:A
题型二 分步乘法计数原理的应用 例 2 已知集合 M={-3,-2,-1,0,1,2},P(a,b)表示平 面上的点(a,b∈M),问: (1)P 可表示平面上多少个不同的点? (2)P 可表示平面上多少个第二象限的点? (3)P 可表示多少个不在直线 y=x 上的点?
3.两个原理的区别与联系 分类加法计数原理与分步乘法计数原理,都涉及③______ 的不同方法的种数.它们的区别在于:分类加法计数原理与④ ________有关,各种方法相互独立,用其中的任一种方法都可 以完成这件事;分步乘法计数原理与⑤________有关,各个步 骤⑥____________, 只有各个步骤都完成了, 这件事才算完成.
第十章 第一节 分类加法计数原理与分步乘法计数原理 课件(共30张PPT)
学科素养: 数学建模、数学抽象.
知识·分步落实
⊲学生用书 P165
两个计数原理
分类加法计数原理
分步乘法计数原理
条 完成一件事有两__类__不__同__方__案__,在第 1 完成一件事需要两__个__步__骤__,做
件 类方案中有 m 种不同的方法,在第 2 第 1 步有 m 种不同的方法,做
法,所以由分步乘法计数原理得直线有 5×4=20(条).]
4.书架的第 1 层放有 4 本不同的语文书,第 2 层放有 5 本不同的数学书, 第 3 层放有 6 本不同的体育书.从第 1,2,3 层分别各取 1 本书,则不同的 取法种数为________.
解析: 由分步乘法计数原理知,从第 1,2,3 层分别各取 1 本书,不 同的取法共有 4×5×6=120(种).
(2)区域 3 有 4 种选法,区域 1 有 3 种选法,区域 2 有 2 种选法,区域 4 从区域 1,2 所选颜色中选有 2 种选法,区域 5 可选剩下的一种和区域 1,2 所选被区域 4 选剩下的一种,有 2 种选法,共有 4×3×2×2×2=96 种.
答案: 144;96
用分步乘法计数原理解决问题的三个步骤
类方案中有 n 种不种的方法
第 2 步有 n 种不同的方法
结 完成这件事共有 N=m__+__n_种不同的 完成这件事共有 N=_m_·_n_种不
论 方法
同的方法
[注意] 分类的关键在于要做到“不重不漏”;分步的关键在于要正确 设计分步的程序,即合理分类,准确分步.在分类与分步之前要确定题目中 是否有特殊条件限制.
1.分类加法计数原理中,完成一件事的方法属于其中一类,并且只属于 其中一类.
2.分步乘法计数原理中,各个步骤相互依存,步与步之间“相互独立, 分步完成”.
§10.1 分类加法计数原理与分步乘法计数理
变式训练 3
如图所示,将一个四棱锥的每一个顶点染上一种颜色,并 使同一条棱上的两端异色,如果只有5种颜色可供使用,求 不同的染色方法总数. 方法三 按所用颜色种数分类. 第一类:5种颜色全用,共有 A 5 种不同的方法; 5 第二类:只用4种颜色,则必有某两个顶点同色(A与C, 或B 与D),共有2× A 5 种不同的方法;
r
n r
b
r
对称性 增减性与最大值 各二项式系数的和 C
0 2 1
0 n
Cn 2
n
n
Cn Cn Cn Cn 2
3
n1
主页
要点梳理
忆一忆知识要点
3.分类加法计数原理与分步乘法计数原理, 都涉及完成一件事情的不同方法的种数.它们的 区别在于:分类加法计数原理与分类有关,各种方法 相互独立,用其中的任一种方法都可以完成这件事; 分步乘法计数原理与分步有关,各个步骤相互依存, 只有各个步骤都完成了,这件事才算完成.
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主页
预祝各位同学, 2013年高考取得好成绩!
A组
专项基础训练题组
一、选择题
题号 答案
二、填空题
4. 48
5. 40
1 C
2 C
3 D
6. 2880
主页
三、解答题
变式训练 3
解:方法二 可分为两大步进行,先将四棱锥一侧面三顶点 染色,然后再分类考虑另外两顶点的染色数,用分步乘法 计数原理即可得出结论. 由题设, 四棱锥S—ABCD的顶点S, A, B所染的颜色互不 相同,它们共有5×4×3=60(种)染色方法. 当S, A, B染好时,不妨设其颜色分别为1, 2, 3, 若C染2,则D可染3或4或5,有3种染法; 若C染4,则D可染3或5,有2种染法; 若C染5,则D可染3或4,有2种染法. 可见,当S、A、B已染好时,C、D还有7种染法, 故不同的染色方法有60×7=420(种).
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第1讲分类加法计数原理与分步乘法计数原理一、知识梳理1.两个计数原理两个计数原理目标策略过程方法总数分类加法计数原理完成一件事有两类不同的方案在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法N=m+n种不同的方法分步乘法计数原理需要两个步骤做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法N=m×n种不同的方法分类加法计数原理与分类有关,各种方法相互独立,用其中的任一种方法都可以完成这件事;分步乘法计数原理与分步有关,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了,这件事才算完成.常用结论三个易错点(1)应用两个计数原理首先要弄清楚先分类还是先分步.(2)分类要做到“不重不漏”,正确把握分类标准.(3)分步要做到“步骤完整”,步步相连.二、习题改编1.(选修2-3P10练习T4改编)已知某公园有4个门,从一个门进,另一个门出,则不同的走法的种数为()A.16B.13C.12 D.10解析:选C.将4个门编号为1,2,3,4,从1号门进入后,有3种出门的方式,共3种走法,从2,3,4号门进入,同样各有3种走法,共有不同走法4×3=12(种).2.(选修2-3P12A组T2改编)如图,从A城到B城有3条路;从B城到D城有4条路;从A城到C城有4条路,从C城到D城有5条路,则某旅客从A城到D城共有________条不同的路线.解析:不同路线共有3×4+4×5=32(条).答案:323.(选修2-3P12A组T5改编)已知集合M={1,-2,3},N={-4,5,6,-7},从M,N这两个集合中各选一个元素分别作为点的横坐标,纵坐标,则这样的坐标在直角坐标系中可表示第一、第二象限内不同的点的个数是________.解析:分两步:第一步先确定横坐标,有3种情况,第二步再确定纵坐标,有2种情况,因此第一、二象限内不同点的个数是3×2=6.答案:6一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在分类加法计数原理中,两类不同方案中的方法可以相同.()(2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方法都能直接完成这件事.()(3)在分步乘法计数原理中,每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的.()(4)在分步乘法计数原理中,事件是分两步完成的,其中任何一个单独的步骤都能完成这件事.()答案:(1)×(2)√(3)√(4)×二、易错纠偏常见误区|K分类、分步标准不清致误1.从0,1,2,3,4,5这六个数字中,任取两个不同数字相加,其和为偶数的不同取法的种数有( )A .30B .20C .10D .6解析:选D.从0,1,2,3,4,5这六个数字中,任取两个不同数字相加和为偶数可分为两类,①取出的两数都是偶数,共有3种方法;②取出的两数都是奇数,共有3种方法,故由分类加法计数原理得共有N =3+3=6(种).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________.解析:3个新节目一个一个插入节目单中,分别有7,8,9种方法,所以不同的插法种数为7×8×9=504.答案:5043.书架的第1层放有4本不同的语文书,第2层放有5本不同的数学书,第3层放有6本不同的体育书.从书架上任取1本书,不同的取法种数为________,从第1,2,3层分别各取1本书,不同的取法种数为________.解析:由分类加法计数原理知,从书架上任取1本书,不同的取法种数为4+5+6=15.由分步乘法计数原理知,从1,2,3层分别各取1本书,不同的取法种数为4×5×6=120.答案:15 120分类加法计数原理(典例迁移)(1)椭圆x 2m +y 2n=1(m >0,n >0)的焦点在x 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( )A .10B .12C .20D .35(2)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】 (1)因为焦点在x 轴上,m >n ,以m 的值为标准分类,由分类加法计数原理,可分为四类:第一类:m =5时,使m >n ,n 有4种选择;第二类:m =4时,使m >n ,n有3种选择;第三类:m=3时,使m>n,n有2种选择;第四类:m=2时,使m>n,n 有1种选择.故符合条件的椭圆共有10个.故选A.(2)根据题意,将十位上的数字按1,2,3,4,5,6,7,8的情况分成8类,在每一类中满足题目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.由分类加法计数原理知,符合条件的两位数共有8+7+6+5+4+3+2+1=36(个).【答案】(1)A(2)36【迁移探究1】(变条件)在本例(1)中,若m∈{1,2,…,k},n∈{1,2,…,k}(k∈N*),其他条件不变,这样的椭圆有多少个?解:因为m>n.当m=k时,n=1,2,…,k-1.当m=k-1时,n=1,2,…,k-2.…当m=3时,n=1,2.当m=2时,n=1.所以共有1+2+…+(k-1)=k(k-1)2(个).【迁移探究2】(变条件)若本例(2)条件变为“个位数字不小于十位数字”,则这样的两位数的个数是多少?解:分两类:一类:个位数字大于十位数字的两位数,由本例(2)知共有36个;另一类:个位数字与十位数字相同的有11,22,33,44,55,66,77,88,99,共9个.由分类加法计数原理知,共有36+9=45(个).分类加法计数原理的两个条件(1)根据问题的特点能确定一个适合它的分类标准,然后在这个标准下进行分类.(2)完成这件事的任何一种方法必须属于某一类,并且分别属于不同类的两种方法是不同的方法,只有满足这些条件,才可以用分类加法计数原理.1.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:52.如果一个三位正整数如“a1a2a3”满足a1<a2,且a2>a3,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a2=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a2=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a2=4,满足条件的“凸数”有3×4=12(个),…,若a2=9,满足条件的“凸数”有8×9=72(个).所以所有凸数共有2+6+12+20+30+42+56+72=240(个).答案:240分步乘法计数原理(典例迁移)(1)将4封不同的信投入3个信箱,不同的投法种数为()A.96 B.81C.64 D.24(2)如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为()A.24B.18C.12 D.9(3)有六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)每封信都有3种不同的投法,由分步乘法计数原理可得,4封信共有3×3×3×3=34=81种不同的投法.故选B.(2)由题意可知E→F共有6种走法,F→G共有3种走法,由分步乘法计数原理知,共有6×3=18种走法,故选B.(3)每项限报一人,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)B(2)B(3)120【迁移探究1】(变条件)若本例(3)中将条件“每项限报一人,且每人至多参加一项”改为“每人恰好参加一项,每项人数不限”,则有多少种不同的报名方法?解:每人都可以从这三个智力项目中选报一项,各有3种不同的报名方法,根据分步乘法计数原理,可得不同的报名方法共有36=729(种).【迁移探究2】(变条件)若将本例(3)条件中的“每人至多参加一项”改为“每人参加的项目数不限”,其他不变,则有多少种不同的报名方法?解:每人参加的项目数不限,因此每一个项目都可以从六人中任选一人,根据分步乘法计数原理,可得不同的报名方法共有63=216(种).利用分步乘法计数原理解题的策略(1)要按事件发生的过程合理分步,即分步是有先后顺序的.(2)分步要做到“步骤完整”,只有完成了所有步骤,才完成任务,根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法数相乘,得到总方法数.[提醒]分步必须满足两个条件:一是步骤互相独立,互不干扰;二是步与步确保连续,逐步完成.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:18 6两个计数原理的综合应用(多维探究)角度一涂色、种植问题(2020·重庆模拟)某地行政区域如图,请你用4种不同的颜色为每个区域涂色,要求相邻区域不同色,共有________种不同的涂色方法.(用具体数字作答)【解析】假设按a→b→c→d→e顺序涂色.对于a有4种涂色的方法,对于b有3种涂色方法,对于c有2种涂色方法,对于e:若c与d颜色相同,则有2种涂色方法,若c 与d颜色不相同,则只有1种涂色方法.故共有4×3×2×(2+1)=72种不同的涂色方法.【答案】72角度二与几何有关的问题(1)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.60 B.48C.36 D.24(2)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】(1)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.(2)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】(1)B(2)40角度三排数与排队问题(1)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(2)生产过程中有4道工序,每道工序需要安排一人照看,现从甲、乙、丙等6名工人中安排4人分别照看一道工序,第一道工序只能从甲、乙两工人中安排1人,第四道工序只能从甲、丙两工人中安排1人,则不同的安排方案共有()A.24种B.36种C.48种D.72种【解析】(1)①首位为5,末位为0:4×3×2=24(个);②首位为5,末位为2:4×3×2=24(个);③首位为5,末位为4:4×3×2=24(个);④首位为4,末位为0:4×3×2=24(个);⑤首位为4,末位为2:4×3×2=24(个).由分类加法计数原理,得共有24+24+24+24+24=120(个).故选B.(2)分两类:①第一道工序安排甲时有1×1×4×3=12(种);②第一道工序不安排甲时有1×2×4×3=24(种).所以共有12+24=36(种).故选B.【答案】(1)B(2)B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.1.如图,用6种不同的颜色分别给图中A,B,C,D四块区域涂色,若相邻区域不能涂同一种颜色,则不同的涂法共有()A.400种B.460种C.480种D.496种解析:选C.完成此事可能使用4种颜色,也可能使用3种颜色.当使用4种颜色时:从A开始,有6种方法,B有5种,C有4种,D有3种,完成此事共有6×5×4×3=360种方法;当使用3种颜色时:A,D使用同一种颜色,从A,D开始,有6种方法,B有5种,C有4种,完成此事共有6×5×4=120种方法.由分类加法计数原理可知:不同的涂法有360+120=480(种).2.如果一条直线与一个平面垂直,那么称此直线与该平面构成一个“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.48 B.18C.24 D.36解析:选D.分类讨论: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).[基础题组练]1.从集合{0,1,2,3,4,5,6}中任取两个互不相等的数a,b组成复数a+b i,其中虚数的个数是()A.30B.42C.36 D.35解析:选C.因为a+b i为虚数,所以b≠0,即b有6种取法,a有6种取法,由分步乘法计数原理知可以组成6×6=36个虚数.2.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.40 B.16C.13 D.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.3.已知集合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.9 B.14C.15 D.21解析:选B.因为P={x,1},Q={y,1,2},且P⊆Q,所以x∈{y,2}.所以当x=2时,y=3,4,5,6,7,8,9,共7种情况;当x=y时,x=3,4,5,6,7,8,9,共7种情况.故共有7+7=14种情况,即这样的点的个数为14.4.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.3 B.4C.6 D.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.5.(2020·兰州模拟)将边长为3的正方形ABCD的每条边三等分,使之成为3×3表格.将其中6个格染成黑色,使得每行每列都有两个黑格的染色方法的种数为() A.12 B.6C.36 D.18解析:选B.根据题意可按照列选择染色的元素,第一列可有3种选择方式,第一列方格标号为1,2,3.当第一列选定时比如选定1,2,第二列有两种选择,染第一行和第三行,或者染第二行和第三行,当第二列确定时,第三列也就确定了.故共3×2=6种染色方法.故选B.6.在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.24种B.48种C.72种D.96种解析:选C.分两种情况:(1)A,C不同色,先涂A有4种,C有3种,E有2种,B,D有1种,有4×3×2=24(种).(2)A,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).综上两种情况,不同的涂色方法共有48+24=72(种).7.某市汽车牌照号码可以上网自编,但规定从左到右第二个号码只能从字母B,C,D 中选择,其他四个号码可以从0~9这十个数字中选择(数字可以重复),有车主第一个号码(从左到右)只想在数字3,5,6,8,9中选择,其他号码只想在1,3,6,9中选择,则他的车牌号码可选的所有可能情况有()A .180种B .360种C .720种D .960种解析:选D.按照车主的要求,从左到右第一个号码有5种选法,第二个号码有3种选法,其余三个号码各有4种选法.因此车牌号码可选的所有可能情况有5×3×4×4×4=960(种).8.直线l :x a +y b=1中,a ∈{1,3,5,7},b ∈{2,4,6,8}.若l 与坐标轴围成的三角形的面积不小于10,则这样的直线的条数为( )A .6B .7C .8D .16解析:选B.l 与坐标轴围成的三角形的面积为S =12ab ≥10,即ab ≥20. 当a =1时,不满足;当a =3时,b =8,即1条.当a ∈{5,7}时,b ∈{4,6,8},此时a 的取法有2种,b 的取法有3种,则直线l 的条数为2×3=6.故满足条件的直线的条数为1+6=7.故选B.9.一个旅游景区的游览线路如图所示,某人从P 点处进,Q 点处出,沿图中线路游览A ,B ,C 三个景点及沿途风景,则不重复(除交汇点O 外)的不同游览线路有( )A .6种B .8种C .12种D .48种解析:选D.从P 点处进入结点O 以后,游览每一个景点所走环形路线都有2个入口(或2个出口),若先游览完A 景点,再进入另外两个景点,最后从Q 点处出有(4+4)×2=16种不同的方法;同理,若先游览B 景点,有16种不同的方法;若先游览C 景点,有16种不同的方法,因而所求的不同游览线路有3×16=48(种).10.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.依题意,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.共计:3+6+3+3=15(个).11.满足a,b∈{-1,0,1,2},且关于x的方程ax2+2x+b=0有实数解的有序数对(a,b)的个数为()A.14 B.13C.12 D.10解析:选B.当a=0时,关于x的方程为2x+b=0,此时有序数对(0,-1),(0,0),(0,1),(0,2)均满足要求;当a≠0时,Δ=4-4ab≥0,ab≤1,此时满足要求的有序数对为(-1,-1),(-1,0),(-1,1),(-1,2),(1,-1),(1,0),(1,1),(2,-1),(2,0).综上,满足要求的有序数对共有13个,故选B.12.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,填写空格的方法有()A.6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.13.从集合{1,2,3,4,…,5个数中任意两个数的和都不等于11,则这样的子集有________个.解析:将和等于11的数放在一组: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C12=2种,共有2×2×2×2×2=32个子集.答案:3214.从班委会5名成员中选出3名,分别担任班级学生委员、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).解析:第一步,先选出文娱委员,因为甲、乙不能担任,所以从剩下的3人中选1人担任文娱委员,有3种选法.第二步,从剩下的4人中选学习委员和体育委员,又可分两步进行:先选学习委员有4种选法,再选体育委员有3种选法.由分步乘法计数原理可得,不同的选法共有3×4×3=36(种).答案:3615.(一题多解)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:法一:首先涂A有4种涂法,则涂B有3种涂法,C与A,B相邻,则C有2种涂法,D只与C相邻,则D有3种涂法,所以共有4×3×2×3=72种涂法.法二: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:7216.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:2 880[综合题组练]1.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,故选A.2.在某校举行的羽毛球两人决赛中,采用5局3胜制的比赛规则,先赢3局者获胜,直到决出胜负为止.若甲、乙两名同学参加比赛,则所有可能出现的情形(个人输赢局次的不同视为不同情形)共有()A.6种B.12种C.18种D.20种解析:选D.分三种情况:恰好打3局(一人赢3局),有2种情形;恰好打4局(一人前3局中赢2局,输1局,第4局赢),共有2×3=6种情形;恰好打5局(一人前4局中赢2局,=12种情形.所有可能出现的情形共有2+6+12=20种.故输2局,第5局赢),共有2×4×32选D.3.已知△ABC三边a,b,c的长都是整数,且a≤b≤c,如果b=25,则符合条件的三角形共有________个.解析:根据三边构成三角形的条件可知,c<25+a.第一类:当a=1,b=25时,c可取25,共1个值;第二类,当a=2,b=25时,c可取25,26,共2个值;……当a=25,b=25时,c可取25,26,…,49,共25个值;所以三角形的个数为1+2+…+25=325.答案:3254.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”有序对的个数为2×10×5×3=300.答案:3005.已知集合M={-3,-2,-1,0,1,2},若a,b,c∈M,则:(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)y=ax2+bx+c表示二次函数时,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)当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.6.如图所示,将一个四棱锥的每一个顶点染上一种颜色,并使同一条棱上的两端异色,如果只有5种颜色可供使用,求不同的染色方法种数.解:法一:按所用颜色种数分类.第一类:5种颜色全用,共有A55种不同的方法;第二类:只用4种颜色,则必有某两个顶点同色(A与C,或B与D),共有2×A45种不同的方法;第三类:只用3种颜色,则A与C,B与D必定同色,共有A35种不同的方法.由分类加法计数原理,得不同的染色方法种数为A55+2×A45+A35=420(种).法二:以S,A,B,C,D顺序分步染色.第一步:S点染色,有5种方法;第二步:A点染色,与S在同一条棱上,有4种方法;第三步:B点染色,与S,A分别在同一条棱上,有3种方法;第四步:C点染色,也有3种方法,但考虑到D点与S,A,C相邻,需要针对A与C 是否同色进行分类,当A与C同色时,D点有3种染色方法;当A与C不同色时,因为C 与S,B也不同色,所以C点有2种染色方法,D点也有2种染色方法.由分步乘法、分类加法计数原理得不同的染色方法共有5×4×3×(1×3+2×2)=420(种).。