2022届高三数学一轮复习(原卷版)第2讲 排列与组合.doc
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1、 第 2 讲 排列与组合 一、知识梳理 1排列、组合的定义 排列的定义 从 n 个不同元素中取出 m(mn)个元素 按照一定的顺序排成一列 组合的定义 合成一组 2.排列数、组合数的定义、公式、性质 排列数 组合数 定义 从n个不同元素中取出m(mn)个元素的所有不同排列的个数 从n个不同元素中取出m(mn)个元素的所有不同组合的个数 公式 Amnn(n1)(n2)(nm1)n!(nm)! CmnAmnAmmn(n1)(n2)(nm1)m! 性质 Annn! ,0!1 CmnCnmn,CmnCm1nCmn1 常用结论 1 “排列”与“组合”的辨析 排列与组合最根本的区别在于“有序”和“无序”
2、取出元素后交换顺序, 如果与顺序有关,则是排列;如果与顺序无关,则是组合 2解决排列、组合问题的十种技巧 (1)特殊元素优先安排 (2)合理分类与准确分步 (3)排列、组合混合问题要先选后排 (4)相邻问题捆绑处理 (5)不相邻问题插空处理 (6)定序问题倍缩法处理 (7)分排问题直排处理 (8)“小集团”排列问题先整体后局部 (9)构造模型 (10)正难则反,等价转化 二、教材衍化 16 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( ) A144 B120 C72 D24 解析:选 D “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
3、种数为 A3443224. 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( ) A8 B24 C48 D120 解析:选 C末位数字排法有 A12种,其他位置排法有 A34种,共有 A12A3448(种)排法,所以偶数的个数为 48. 3从 4 名男同学和 3 名女同学中选出 3 名参加某项活动,则男女生都有的选法种数是( ) A18 B24 C30 D36 解析:选 C选出的 3 人中有 2 名男同学 1 名女同学的方法有 C24C1318 种,选出的 3人中有 1 名男同学 2 名女同学的方法有 C14C2312 种, 故 3 名学生中男女生都有的选法有 C24C
4、13C14C2330 种故选 C 一、思考辨析 判断正误(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)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序( ) (3)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同( ) (4)若组合式 CxnCmn,则 xm 成立( ) (5)Amnn(n1)(n2)(nm)( ) 答案:(1) (2) (3) (4) (5) 二、易错纠偏 常见误区| (1)分类不清导致出错; (2)相邻元素看成一个整体,不相邻问题采用插空法是解决相邻与不相邻问题的基本方法 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
5、计算机和组装计算机各 2 台,则不同的取法有_种 解析:分两类:第一类,取 2 台原装计算机与 3 台组装计算机,有 C26C35种方法;第二类, 取 3 台原装计算机与 2 台组装计算机, 有 C36C25种方法 所以满足条件的不同取法有 C26C35C36C25350(种) 答案:350 2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:设这 5 件不同的产品分别为 A,B,C,D,E,先把产品 A 与产品 B 捆绑有 A22种摆法,再与产品 D,E 全排列有 A33种摆法,最后把产品 C 插空有 C13种摆法,所以共有
6、 A22A33C1336(种)不同摆法 答案:36 考点一 排列问题(基础型) 复习指导| 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 核心素养:数学建模 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 A57765432 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
7、A44种方法,共有A37A445 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 5A663 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 A26A553 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 A44A44576(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 A44A351 44
8、0(种) 求解排列应用问题的 6 种主要方法 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 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 13 本不同的数学书与 3 本不同的语文书放在书架同一层,则同类书不相邻的放法种数为( ) A36 B72 C108 D144 解析:选 B3 本数学书的放法有 A33种,将 3 本语文书
9、插入使得语文数学均不相邻的插法有 2A33种,故同类书不相邻的放法有 2A33A3326672(种) 26 名同学站成 1 排照相,要求甲同学既不站在最左边也不站在最右边,则不同站法共有_种 解析:法一:(位置优先法)先从其他 5 人中安排 2 人站在最左边和最右边,再安排余下4 人的位置,分为两步: 第 1 步,从除甲外的 5 人中选出 2 人分别站在最左边和最右边,有 A25种站法; 第 2 步,余下 4 人(含甲)站在剩下的 4 个位置上,有 A44种站法 由分步乘法计数原理可知,共有 A25A44480(种)不同站法 法二:(元素优先法)先安排甲的位置(既不站在最左边也不站在最右边),
10、再安排其他 5人的位置,分为两步:第 1 步,将甲排在除最左边、最右边外的任意位置上,有 A14种站法; 第 2 步,余下 5 人站在剩下的 5 个位置上,有 A55种站法由分步乘法计数原理可知,共有 A14A55480(种)不同的站法 答案:480 考点二 组合问题(基础型) 复习指导| 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 核心素养:数学建模 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,不同的取法有多少种? (2)其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种? (3)恰有 2 种假货
11、在内,不同的取法有多少种? (4)至少有 2 种假货在内,不同的取法有多少种? (5)至多有 2 种假货在内,不同的取法有多少种? 【解】 (1)从余下的 34 种商品中, 选取 2 种有 C234561 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 C335C234C3345 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 C120C2152 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
12、2 种假货有 C120C215种, 选取 3 种假货有 C315种, 共有选取方式 C120C215C3152 1004552 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 种的总数为 C335,因此共有选取方式 C335C3156 5454556 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 C320C220C115C120C2156 090(种) 所以至多有 2 种假货在内的不同的取法有 6 090 种 两类有附加条件的组合问题的解法 (1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题
13、型:若“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;若“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“最多”含有几个元素的组合题型:解这类题目必须十分重视“至少”与“最多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解用直接法或间接法都可以求解,通常用直接法,分类复杂时,用间接法求解 1(2020 沈阳模拟)某地区高考改革实行“312”模式, “3”指语文、数学、外语三门必考科目, “1”指在物理、历史两门科目中必选一门科目, “2”指在化学、生物、政治、地理以及除了必选一门以外的历史或物理这五门科目中任意选择两门科目, 则一名学生的不同选科组合有( ) A8 种 B12 种 C1
14、6 种 D20 种 解析:选 C若一名学生只选物理和历史中的一门,则有 C12C2412 种组合;若一名学生物理和历史都选,则有 C144 种组合,因此共有 12416 种组合故选 C 2甲、乙两人从 4 门课程中各选修 2 门,求: (1)甲、乙所选的课程中恰有 1 门相同的选法有多少种? (2)甲、乙所选的课程中至少有 1 门不相同的选法有多少种? 解:(1)甲、乙两人从 4 门课程中各选修 2 门,且甲、乙所选课程中恰有 1 门相同的选法种数共有 C24C12C1224(种) (2)甲、乙两人从 4 门课程中各选 2 门不同的选法种数为 C24C24,又甲、乙两人所选的 2门课程都相同的
15、选法种数为 C24种,因此满足条件的不同选法种数为 C24C24C2430(种) 考点三 排列、组合的综合应用(应用型) 复习指导| 先选后排法是解答排列、组合应用问题的根本方法,利用先选后排法解答问题只需三步即可完成 第一步:选元素,即选出符合条件的元素; 第二步:进行排列,即把选出的元素按要求进行排列; 第三步:计算总数,即根据分步乘法计数原理、分类加法计数原理计算总数 (1)将标号为 1,2,3,4 的四个篮球分给三位小朋友,每位小朋友至少分到一个篮球,且标号 1,2 的两个篮球不能分给同一个小朋友,则不同的分法种数为( ) A15 B20 C30 D42 (2)将 6 本不同的书分给甲
16、、乙、丙 3 名学生,其中一人得 1 本,一人得 2 本,一人得 3本,则有_种不同的分法 【解析】 (1)四个篮球中两个分到一组有 C24种分法, 三个篮球进行全排列有 A33种分法,标号 1, 2 的两个篮球分给同一个小朋友有 A33种分法, 所以有 C24A33A3336630 种分法 (2)先把书分成三组,把这三组分给甲、乙、丙 3 名学生先选 1 本,有 C16种选法;再从余下的 5 本中选 2 本, 有 C25种选法;最后余下 3 本全选, 有 C33种选法 故共有 C16 C25C3360 种选法由于甲、乙、丙是不同的 3 人,还应考虑再分配,故共有 60A33360 种分配方法
17、 【答案】 (1)C (2)360 (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 1甲、乙、丙、丁四位同学高考之后计划去 A、B、C 三个不同社区进行帮扶活动,每人只能去一个社区,每个社区至少一人其中甲必须去 A 社区,乙不去 B 社区,则不同的安
18、排方法种数为( ) A8 B7 C6 D5 解析:选 B根据题意,分 2 种情况讨论:乙和甲一起去 A 社区,此时将丙丁二人安排到 B、C 社区即可,有 A222 种情况,乙不去 A 社区,则乙必须去 C 社区,若丙丁都去 B 社区,有 1 种情况,若丙丁中有 1 人去 B 社区,则先在丙丁中选出 1 人,安排到 B 社区,剩下 1 人安排到 A 或 C 社区,有 224 种情况,则不同的安排方法种数有 2147 种故选 B 2从 0,2 中选一个数字,从 1,3,5 中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为( ) A24 B18 C12 D6 解析:选 B从 0,2 中选一个数
19、字 0,则 0 只能排在十位,从 1,3,5 中选两个数字排在个位与百位,共有 A236 种;从 0,2 中选一个数字 2,则 2 排在十位(或百位),从 1,3,5 中选两个数字排在百位(或十位)、个位,共有 A12A2312 种,故共有 A23A12A2318种故选 B 基础题组练 1(2020 广西桂林一模)中国古代的五经是指: 诗经 尚书 礼记 周易 春秋 ;现甲、乙、丙、丁、戊 5 名同学各选一本书作为课外兴趣研读,若甲、乙都没有选诗经 ,乙也没选春秋 ,则 5 名同学所有可能的选择有( ) A18 种 B24 种 C36 种 D54 种 解析:选 D(1)若甲选春秋 ,则有 C13
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- 2022 届高三 数学 一轮 复习 原卷版 排列 组合
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