2022年数学练习题考试题高考题教案第十编计数原理 .pdf
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1、第十编计数原理10.1两个基本计数原理1.有不同颜色的四件上衣与不同颜色的三件长裤,如果一条长裤与一件上衣配成一套,则不同的配法有种.答案12 2.从 3 名女同学和2 名男同学中选1 人主持本班的某次主题班会,则不同的选法有种.答案5 3.一个乒乓球队里有男队员5 人,女队员4 人,从中选出男、女队员各一名组成混合双打,共有种不同的选法.答案20 4.将 4 个不同的小球放入3 个不同的盒子,其中每个盒子都不空的放法共有种.答案36 5.有一项活动需在3 名老师,8 名男同学和5 名女同学中选人参加,(1)若只需一人参加,有多少种不同的选法?(2)若需一名老师,一名学生参加,有多少种不同的选
2、法?(3)若只需老师,男同学,女同学各一人参加,有多少种不同的选法?解(1)“完成这件事”只需从老师、学生中选1 人即可,共有3+8+5=16 种.(2)“完成这件事”需选2 人,老师、学生各1 人,分两步进行:选老师有3 种方法,选学生有8+5=13种方法,共有313=39 种方法.(3)“完成这件事”需选3 人,老师、男同学、女同学各一人,可分三步进行,选老师有3 种方法,选男同学有 8 种方法,选女同学有5 种方法,共有385=120 种方法.例 1在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数共有多少个?解方法一按十位数上的数字分别是1,2,3,4,5,6,7,8 的情况分成8 类,在
3、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.由分类计数原理知,符合题意的两位数的个数共有:8+7+6+5+4+3+2+1=36(个).方法二按个位数字是2,3,4,5,6,7,8,9 分成 8 类,在每一类中满足条件的两位数分别有1 个、2 个、3 个、4 个、5 个、6 个、7 个、8 个,所以按分类计数原理共有:1+2+3+4+5+6+7+8=36(个).例 2已知集合 M=-3,-2,-1,0,1,2,P(a,b)表示平面上的点(a,bM),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?基础自测名师资
4、料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 22 页 -(3)P可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.根据分步计数原理,得到平面上的点数是66=36.(2)确定第二象限的点,可分两步完成:第一步确定a,由于 a0,所以有 3 种确定方法;第二步确定b,由于 b0,所以有 2 种确定方法.由分步计数原理,得到第二象限点的个数是32=6.(3)点 P(a,b)在直线 y=x 上的充要条件是a=b.因此 a 和 b 必须在集合M中取同一元素,共有6 种取法,即在直
5、线 y=x 上的点有 6 个.由(1)得不在直线y=x 上的点共有 36-6=30 个.例 3(16 分)现有高一四个班学生34 人,其中一、二、三、四班各7 人、8 人、9 人、10 人,他们自愿组成数学课外小组.(1)选其中一人为负责人,有多少种不同的选法?(2)每班选一名组长,有多少种不同的选法?(3)推选二人作中心发言,这二人需来自不同的班级,有多少种不同的选法?解(1)分四类:第一类,从一班学生中选1 人,有 7 种选法;第二类,从二班学生中选1 人,有 8 种选法;第三类,从三班学生中选1 人,有 9 种选法;第四类,从四班学生中选1 人,有 10 种选法.所以,共有不同的选法N=
6、7+8+9+10=34(种).4 分(2)分四步,第一、二、三、四步分别从一、二、三、四班学生中选一人任组长,所以共有不同的选法N=78910=5 040(种).8 分(3)分六类,每类又分两步,从一、二班学生中各选1 人,有 78种不同的选法;从一、三班学生中各选 1 人,有 79 种不同的选法;从一、四班学生中各选1 人,有 710 种不同的选法;从二、三班学生中各选 1 人,有 89 种不同的选法;从二、四班学生中各选1 人,有 810 种不同的选法;从三、四班学生中各选1 人,有 910 种不同的选法,14 分所以共有不同的选法N=78+79+710+89+810+910=431(种)
7、.16 分1.从 1 到 20这 20 个整数中,任取两个相加,使其和大于20,共有几种取法?解当一个加数是1 时,另一个加数只能是20,1 种取法.当一个加数是2 时,另一个加数可以是19,20,2种取法.当一个加数是3 时,另一个加数可以是18,19,20,3种取法.当一个加数是10 时,另一个加数可以是11,12,20,10种取法.当一个加数是11 时,另一个加数可以是12,13,20,9种取法.当一个加数是19 时,另一个加数是20,1 种取法.由分类计数原理可得共有1+2+3+10+9+8+1=100种取法.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 22 页 -2
8、.某体育彩票规定:从01 到 36 共 36 个号中抽出7 个号为一注,每注2 元.某人想先选定吉利号18,然后从 01 至 17 中选 3 个连续的号,从19 至 29 中选 2 个连续的号,从30 至 36 中选 1 个号组成一注.若这个人要把这种要求的号全买下,至少要花多少元钱?解先分三步选号,再计算总钱数.按号段选号,分成三步.第一步从 01 至 17 中选 3 个连续号,有15 种选法;第二步从 19 至 29 中选 2 个连续号,有10 种选法;第三步从 30 至 36 中选 1 个号,有 7 种选法.由分步计数原理可知,满足要求的号共有15107=1 050(注),故至少要花1
9、0502=2 100(元).3.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)任选 1 个班的学生参加社会实践,有多少种不同的选法?(2)三个年级各选一个班的学生参加社会实践,有多少种不同的选法?(3)选 2 个班的学生参加社会实践,要求这2 个班不同年级,有多少种不同的选法?解(1)分三类:第一类从高一年级选1 个班,有 6 种不同方法;第二类从高二年级选一个班,有7 种不同方法;第三类从高三年级选1 个班,有8 种不同方法.由分类计数原理,共有6+7+8=21 种不同的选法.(2)每种选法分三步:第一步从高一年级选一个班,有
10、6 种不同方法;第二步从高二年级选1 个班,有7 种不同方法;第三步从高三年级选1 个班,有8 种不同方法.由分步计数原理,共有678=336 种不同的选法.(3)分三类,每类又分两步.第一类从高一、高二两个年级各选一个班,有67 种不同方法;第二类从高一、高三两个年级各选1 个班,有68 种不同方法;第三类从高二、高三年级各选一个班,有78种不同的方法,故共有67+68+78=146种不同选法.一、填空题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,则不同的报名方法共有种.答案32 2.某 通 讯 公 司 推 出 一 组 手 机 卡 号 码,卡 号 的 前 七 位 数 字
11、 固 定,从“0000”到“9999”共10 000 个号码,公司规定:凡卡号的后四位中带有数字“4”或“7”的一律作为优惠卡,则这组号码中“优惠卡”共有个.答案5 904 3.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,这样的等比数列共有个.答案8 4.如图所示,用五种不同的颜色分别给A、B、C、D 四个区域涂色,相邻区域必须涂不同颜色,若允许同一种颜色多次使用,则不同的涂色方法共有种.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 22 页 -答案180 5.一植物园参观路径如图所示,若要全部参观并且路线不重复,则不同的参观路线种数共有种.答案48
12、 6.(2008全国文)将 1,2,3 填入 33 的方格中,要求每行、每列都没有重复数字,右面是一种填法,则不同的填写方法共有种.答案12 7.在 2008 年奥运选手选拔赛上,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.答案2 880 8.若一个 m,n 均为非负整数的有序数对(m,n),在做 m+n 的加法时各位均不会进位,则称(m,n)为“简单的”有序数对,m+n 称为有序数对(m,n)的值,那么值为1 942的“简单的”有序数对的个数是 .答案300 二、解答题9.(1)4 名
13、同学选报跑步、跳高、跳远三个项目,每人报一项,共有多少种报名方法?(2)4 名同学争夺跑步、跳高、跳远三项冠军,共有多少种可能的结果?解(1)要完成的是“4名同学每人从三个项目中选一项报名”这件事,因为每人必报一项,四个都报完才算完成,于是按人分步,且分为四步,又每人可在三项中选一项,选法为3 种,所以共有:3333=81种报名方法.(2)完成的是“三个项目冠军的获取”这件事,因为每项冠军只能有一人获得,三项冠军都有得主,这件事才算完成,于是应以“确定三项冠军得主”为线索进行分步.而每项冠军是四人中的某一人,有4 种可能的情况,于是共有:444=43=64 种可能的情况.10.用 5 种不同的
14、颜色给图中所给出的四个区域涂色,每个区域涂一种颜色,若要求相邻(有公共边)的区域不同色,那么共有多少种不同的涂色方法?解完成该件事可分步进行.涂区域 1,有 5 种颜色可选.涂区域 2,有 4 种颜色可选.涂区域 3,可先分类:若区域3 的颜色与 2 相同,则区域4 有 4 种颜色可选.若区域 3 的颜色与 2 不同,则区域 3 有 3 种颜色可选,此时区域4 有 3 种颜色可选.所以共有 54(14+33)=260 种涂色方法.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 22 页 -11.在平面直角坐标系内,点P(a,b)的坐标满足ab,且 a,b 都是集合 1,2,3,4
15、,5,6的元素,又点 P 到原点的距离|OP|5.求这样的点P的个数.解按点 P的坐标 a 将其分为 6 类:(1)若 a=1,则 b=5 或 6,有 2 个点;(2)若 a=2,则 b=5 或 6,有 2 个点;(3)若 a=3,则 b=5 或 6 或 4,有 3 个点;(4)若 a=4,则 b=3 或 5 或 6,有 3 个点;(5)若 a=5,则 b=1,2,3,4,6,有 5 个点;(6)若 a=6,则 b=1,2,3,4,5,有 5 个点;共有 2+2+3+3+5+5=20(个)点.12.将 3 种作物种植在如图所示的5 块试验田里,每块种植一种作物且相邻的试验田不能种植同一种作物,
16、不同的种植方法共有多少种?解设由左到右五块田中要种a,b,c 三种作物,不妨先设第一块种a,则第二块可种b,c,有两种选法.同理,如果第二块种b,则第三块可种a 和 c,也有两种选法,由分步计数原理共有12222=16.其中要去掉 ababa 和 acaca 两种方法.故 a 种作物种在第一块田中时的种法数有16-2=14(种).同理 b 种或 c 种作物种在第一块田中时的种法数也都为14 种.所以符合要求的种植方法共有3(2222-2)=3(16-2)=42(种).10.2 排列与组合1.从 1,2,3,4,5,6 六个数字中,选出一个偶数和两个奇数,组成一个没有重复数字的三位数,这样的三位
17、数共有个.基础自测名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 22 页 -答案54 2.(2008福建理)某班级要从4 名男生、2 名女生中选派4 人参加某次社区服务,如果要求至少有1 名女生,那么不同的选派方案共有种.答案14 3.停车场每排恰有10 个停车位.当有 7 辆不同型号的车已停放在同一排后,恰有3 个空车位连在一起的排法有种.(用式子表示)答案A884.在 100 件产品中有6 件次品,现从中任取3 件产品,至少有1 件次品的不同取法种数是(用式子表示).答案3100C-394C5.(2007天津理)如图,用6 种不同的颜色给图中的4 个格子涂色,每个格子涂一种
18、颜色,要求最多使用3 种颜色且相邻的两个格子颜色不同,则不同的涂色方法共有种(用数字作答).答案390 例 1六人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?(1)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.解(1)方法一要使甲不站在两端,可先让甲在中间4 个位置上任选1 个,有 A14种站法,然后其余5 人在另外 5 个位置上作全排列有A55种站法,根据分步计数原理,共有站法:A14A55=480(种).方法二由于甲不站两端,这两个位置只能从其余5 个人中选 2 个人站,有A25种站法,然后中间4 人有A
19、44种站法,根据分步计数原理,共有站法:A25A44=480(种).方法三若对甲没有限制条件共有A66种站法,甲在两端共有2A55种站法,从总数中减去这两种情况的排列数,即共有站法:A66-2A55=480(种).(2)方法一先把甲、乙作为一个“整体”,看作一个人,和其余4 人进行全排列有A55种站法,再把甲、乙进行全排列,有A22种站法,根据分步计数原理,共有A55A22=240(种)站法.方法二先把甲、乙以外的4 个人作全排列,有A44种站法,再在5 个空档中选出一个供甲、乙放入,有名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 22 页 -A15种方法,最后让甲、乙全排列,
20、有A22种方法,共有A44A15A22=240(种).(3)因为甲、乙不相邻,中间有隔档,可用“插空法”,第一步先让甲、乙以外的4 个人站队,有A44种站法;第二步再将甲、乙排在4 人形成的5 个空档(含两端)中,有A25种站法,故共有站法为A44A25=480(种).也可用“间接法”,6 个人全排列有A66种站法,由(2)知甲、乙相邻有A55A22=240 种站法,所以不相邻的站法有A66-A55A22=720-240=480(种).(4)方法一先将甲、乙以外的4 个人作全排列,有A44种,然后将甲、乙按条件插入站队,有3A22种,故共有A44(3A22)=144(种)站法.方法二先从甲、乙
21、以外的4 个人中任选2 人排在甲、乙之间的两个位置上,有A24种,然后把甲、乙及中间 2 人看作一个“大”元素与余下2 人作全排列有A33种方法,最后对甲、乙进行排列,有A22种方法,故共有A24A33A22=144(种)站法.(5)方法一首先考虑特殊元素,甲、乙先站两端,有A22种,再让其他4 人在中间位置作全排列,有A44种,根据分步计数原理,共有A22A44=48(种)站法.方法二首先考虑两端两个特殊位置,甲、乙去站有A22种站法,然后考虑中间4 个位置,由剩下的4 人去站,有 A44种站法,由分步计数原理共有A22A44=48(种)站法.(6)方法一甲在左端的站法有A55种,乙在右端的
22、站法有A55种,且甲在左端而乙在右端的站法有A44种,共有 A66-2A55+A44=504(种)站法.方法二以元素甲分类可分为两类:甲站右端有A55种站法,甲在中间4 个位置之一,而乙不在右端有 A14A14A44种,故共有A55+A14A14A44=504(种)站法.例 2(16 分)男运动员6 名,女运动员4 名,其中男女队长各1 人.选派 5 人外出比赛.在下列情形中各有多少种选派方法?(1)男运动员3 名,女运动员2 名;(2)至少有 1 名女运动员;(3)队长中至少有1 人参加;(4)既要有队长,又要有女运动员.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 22 页
23、 -解(1)第一步:选3 名男运动员,有C36种选法.第二步:选2 名女运动员,有C24种选法.共有 C36C24=120 种选法.4分(2)方法一至少 1 名女运动员包括以下几种情况:1 女 4 男,2 女 3 男,3 女 2 男,4 女 1 男.由分类计数原理可得总选法数为C14C46+C24C36+C34C26+C44C16=246 种.8 分方法二“至少 1 名女运动员”的反面为“全是男运动员”可用间接法求解.从 10 人中任选 5 人有 C510种选法,其中全是男运动员的选法有C56种.所以“至少有1 名女运动员”的选法为C510-C56=246 种.8 分(3)方法一可分类求解:“
24、只有男队长”的选法为C48;“只有女队长”的选法为C48;“男、女队长都入选”的选法为C38;所以共有 2C48+C38=196 种选法.12 分方法二间接法:从 10 人中任选 5 人有 C510种选法.其中不选队长的方法有C58种.所以“至少 1 名队长”的选法为C510-C58=196 种.12 分(4)当有女队长时,其他人任意选,共有C49种选法.不选女队长时,必选男队长,共有C48种选法.其中不含女运动员的选法有C45种,所以不选女队长时的选法共有C48-C45种选法.所以既有队长又有女运动员的选法共有C49+C48-C45=191 种.16 分例 3 4个不同的球,4 个不同的盒子
25、,把球全部放入盒内.(1)恰有 1 个盒不放球,共有几种放法?(2)恰有 1 个盒内有 2 个球,共有几种放法?(3)恰有 2 个盒不放球,共有几种放法?解(1)为保证“恰有1 个盒不放球”,先从4 个盒子中任意取出去一个,问题转化为“4个球,3 个盒子,每个盒子都要放入球,共有几种放法?”即把4 个球分成2,1,1 的三组,然后再从3 个盒子中选 1 个放 2 个球,其余2 个球放在另外 2 个盒子内,由分步计数原理,共有C14C24C13A22=144 种.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 22 页 -(2)“恰有 1 个盒内有 2 个球”,即另外3 个盒子放
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