内容正文:
第5讲 计数原理与排列组合
【复习目录】
一、捆绑法
二、插空法
三、特殊元素法
四、间接法
五、隔板法
六、倍缩法解决部分定序问题
七、不平均分组问题
八、平均分组问题
九、部分平均分组问题
十、分类分步问题
十一、特殊位置法
十二、染色问题
十三、排数问题
【知识归纳】
1.两个计数原理
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
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
2.排列与组合的概念
名称
定义
排列
从n个元素中取出m(m≤n)个元素
按照一定的顺序排成一列
组合
作为一组
3.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(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=n(n-1)·(n-2)·…·(n-m+1)=
C===
性质
A=n!,0!=1
C=C,C+C=C,C=1,C=1
【题型归纳】
题型一、捆绑法
1.(23-24高二下·河南濮阳·期末)某博物馆新增包括在内的8件文物,其中5件是清朝的,3件是唐朝的,且都是清朝的.现将这些文物摆成一排,要求必须相邻,但唐朝的文物不得相邻,则所有不同的摆法种数为( )
A.1440 B.2160 C.2880 D.3050
2.(2024·重庆渝中·模拟预测)甲、乙、丙、丁、戊共5名同学进行演讲比赛,决出第1名到第5名的名次.已知甲和乙都不是第1名,且丙和丁的名次相邻,则5人的名次排列可能有( )种不同的情况.
A.18 B.24 C.36 D.48
3.(23-24高二下·贵州贵阳·阶段练习)小王去秦始皇兵马俑博物馆游玩,买了8个不同的兵马俑纪念品,其中将军俑3个,骑兵俑3个,跪射俑2个,将这8个纪念品排成一排,要求同种类型相邻,则不同的排法共有( )种.
A.48 B.72 C.216 D.432
题型二、插空法
4.(2024·山东·模拟预测)某所学校的3名同学和2名老师站成一排合影,若两名老师之间至少有一名同学,则不同的站法种数为( )
A.120 B.72 C.64 D.48
5.(23-24高二下·云南大理·期中)在学校组织的一次活动结束后,3名男生和2名女生站成一排照相留念,其中2名女生不相邻,则不同的站法有( )
A.120种 B.72种 C.48种 D.24种
6.(23-24高二下·江苏南通·期中)某校表彰大会,共表彰 6 人,每个年级两人,6 人排成一排拍照留念,则高一两名学生相邻,高二两名学生不相邻的排法有( )种.
A.72 B.144 C.240 D.288
题型三、特殊元素法
7.(2024·宁夏银川·二模)今年两会期间,“新质生产力”被列为了2024年政府工作十大任务之首.某中学为了让高三同学对“新质生产力”有更多的了解,利用周五下午课外活动时间同时开设了四场有关“新质生产力”方面的公益讲座.已知甲、乙、丙、丁四位同学从中一共选择两场去学习,则甲、乙两人不参加同一个讲座的不同方法共有( )
A.48种 B. 84种 C.24种 D.12种
8.(23-24高二下·江苏泰州·期末)甲、乙、丙、丁、戊五人站成一排,若甲不站右端也不站左端,则不同站法数为( )
A. B. C. D.
9.(2024·宁夏银川·三模)现有5名来自清华、北大的选调生前往A,B,C三个城市任职工作,若每位选调生只能去其中的一个城市,且每个城市至少安排1名选调生,其中甲和乙两人必须去同一个城市,则不同的安排方法数是( )
A.18 B.24 C.36 D.48
题型四、间接法
10.(23-24高二下·河北唐山·期中)北斗七星是夜空中的七颗亮星,我国汉代纬书《春秋运斗枢》就有记载,它们成的图形像我国古代舀酒的斗,故命名北斗七星.北斗七星不仅是天上的星象,是古人藉以判断季节的依据之一.如图,用点A,B,C,D,E,F,G表示某季节的北斗七星,其中B,D,E,F看作共线,其他任何三点均不共线,若过这七个点中任意三个点作三角形,则所作的不同三角形的个数为( )
A.35 B.34
C.31 D.30
11.(23-24高二下·安徽芜湖·阶段练习)甲乙等5名同学坐成一排参加高考调研,若甲不在最左端且甲乙不相邻的不同排列方式为( )
A.64种 B.54种 C.48种 D.36种
12.(23-24高二下·湖南岳阳·阶段练习)郑州绿博园花展期间,安排6位志愿者到4个展区提供服务,要求甲、乙两个展区各安排一个人,剩下两个展区各安排两个人,其中的小李和小王不在一起,不同的安排方案共有( )
A.168种 B.156种 C.172种 D.180种
题型五、隔板法
13.(2024·辽宁抚顺·三模)将8个数学竞赛名额全部分给4个不同的班,每个班至少有1个名额,则不同的分配方案种数为( )
A.15 B.35 C.56 D.70
14.(23-24高二下·山西长治·阶段练习)将9个志愿者的名额分配给4个班,每班至少一个名额,则不同的分配方法的种数为( )
A.504 B.126 C.112 D.56
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用隔板法列式计算得解.
【详解】取9个小球排成一排形成8个空档,在8个空档中放入3个挡板,把9个小球分成4部分,
每一部分的小球个数即为分配到4个班的名额数,
所以不同的分配方法的种数为.
故选:D
15.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)将20个无任何区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒子内的小球个数不小于它的编号数,则不同的放法有( )
A.90种 B.120种 C.160种 D.190种
题型六、倍缩法解决部分定序问题
16.(23-24高二下·安徽合肥·阶段练习)一班有5名棋手,出场次序已经排定,二班有2名棋手,现要排出这7人的出场顺序,如果不改变一班棋手出场次序,那么不同排法有( )种
A.12 B.20 C.30 D.42
17.(23-24高二下·黑龙江牡丹江·阶段练习)五人相约到电影院观看电影《第二十条》,恰好买到了五张连号的电影票.若甲、乙两人必须坐在丙的同一侧,则不同的坐法种数为( )
A.60 B.80 C.100 D.120
18.(23-24高二下·安徽滁州·阶段练习)五声音阶是中国古乐基本音阶,故有成语“五音不全”,中国古乐中的五声音阶依次为:宫、商、角、徵、羽,把这五个音阶排成一列,形成一个音序,若徵、羽两音阶相邻且在宫音阶之后,则可排成不同音序的种数为( )
A.128 B.64 C.48 D.24
题型七、不平均分组问题
19.(23-24高二下·吉林·期末)2024年第二届贵州“村超”总决赛阶段的比赛正式拉开帷幕.某校足球社的6名学生准备分成三组前往村超球队所在的平地村、口寨村、忠诚村3个村寨进行调研,每个组至多3名学生,且学生甲和学生乙不在同一组,则不同的安排方法种数为( )
A.354 B.368 C.336 D.420
20.(23-24高二下·河南濮阳·期末)2024年5月15日是全国低碳日,5月13-19日是全国节能宣传周.现有5位工作人员要到3个社区进行节能宣传,要求每个社区至少派1位工作人员,且每位工作人员只去1个社区,则不同的分派方法种数为( )
A.92 B.108 C.124 D.150
21.(2024·贵州贵阳·三模)第33届夏季奥运会预计2024年7月26日至8月11日在法国巴黎举办,这届奥运会将新增霹雳舞、滑板、攀岩、冲浪四个比赛项目及两个表演项目.现有三个场地,B,C分别承担这6个新增项目的比赛,且每个场地至少承办其中一个项目,其中两个表演项目不在一个场地举办,则不同的安排方法有( )
A.462种 B.300种 C.402种 D.390种
题型八、平均分组问题
22.(23-24高二下·山东济南·阶段练习)若将牡丹、玫瑰、月季、山茶、芙蓉、郁金香6盆鲜花放入3个不同的房间中,每个房间放2盆花,其中牡丹、郁金香必须放入同一房间,则不同的放法共有( )
A.18种 B.24种 C.36种 D.54种
23.(2024·辽宁葫芦岛·二模)某校要派4名教师到甲、乙两个社区开展志愿者服务,若每个教师只去一个社区,且两个社区都有教师去,则不同的安排方法有( )
A.20种 B.14种 C.10种 D.7种
24.(23-24高二下·重庆·阶段练习)某医院要派2名男医生和4名女医生去,,三个地方义诊,每位医生都必须选择1个地方义诊.要求,,每个地方至少有一名医生,且都要有女医生,同时男医生甲不去地,则不同的安排方案为( )
A.120种 B.144种 C.168种 D.216种
题型九、部分平均分组问题
25.(23-24高二下·吉林·期末)某班有4名同学报名参加校运会的六个比赛项目,若每项至多报一人,且每人只报一项,则报名方法的种数为( )
A.240 B.360 C.480 D.640
26.(23-24高二下·四川南充·阶段练习)从甲,乙,丙,丁,戊5人中选4人参加翻译,导游,礼仪,司机四项工作,要求每人参加一个项目,并且每个项目均有一人参加,则不同的安排方法数为( )
A. B. C.A D.C
27.(23-24高二下·陕西咸阳·阶段练习)为缩小城乡教育差距,某市根据各学校工作实际,为4所乡村学校实施帮扶活动.现选派甲、乙等6名名师去4所乡村学校帮扶教学,要求每名名师只能去一所乡村学校,每所乡村学校至少有一名名师,则甲、乙分在同一所乡村学校的不同的安排方法种数为( )
A.96 B.120 C.144 D.240
题型十、分类分步问题
28.(2024·四川南充·模拟预测)距高考30天之际,高三某班级五位同学打算利用周末亲近大自然,陶冶情操,释放压力.这五位同学准备星期天在凌云山景区,印象嘉陵江湿地公园,西山风景区三个景点中选择一个去游玩,已知每个景点至少有一位同学会选,五位同学都会进行选择并且只能选择其中一个景点,若学生甲和学生乙准备选同一个景点,则不同的选法种数为( )
A.18 B.36 C.48 D.32
29.(2024·陕西西安·模拟预测)现有4名男生和3名女生计划利用假期到某地景区旅游,由于是旅游的旺季,他们在景区附近订购了一家酒店的5间风格不同的房间,并约定每个房间都要住人,每个房间最多住2人,且男女不能混住.则不同的安排方法有( )种
A.1960 B.2160 C.2520 D.2880
30.(23-24高二下·广东惠州·阶段练习)为丰富学生在校的课余生活,某中学安排五位学生观看足球、篮球、乒乓球三个项目比赛,若一位同学只观看一个项目,三个项目均有学生观看,则不同的安排方案共有( )
A.18种 B.60种 C.90种 D.150种
题型十一、特殊位置法
31.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)3男3女站成一排拍照,左右两端的恰好是一男一女,则不同的排法种数为( )
A.240 B.720 C.432 D.216
32.(23-24高二下·湖南长沙·期中)某单位五一放假,安排甲、乙等五人值班五天,每人值班一天.若甲、乙都至少需要三天的连休假期,则不同的值班安排共有( )
A.60种 B.66种 C.72种 D.78种
33.(23-24高二下·河南郑州·期中)红海行动是一部现代化海军题材影片,该片讲述了中国海军“蛟龙突击队”奉命执行撤侨任务的故事.撤侨过程中,海军舰长要求队员们依次完成六项任务,并对任务的顺序提出了如下要求:重点任务A必须排在前三位,且任务、必须排在一起,则这六项任务的不同安排方案共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
题型十二、染色问题
34.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)如图,给六个点涂色,现有五种不同的颜色可供选用,要求每个点涂一种颜色,且每条线段的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法有( )种.
A.1440 B.1920 C.2160 D.3360
35.(23-24高二下·重庆·期中)某市的5个区县,,,,地理位置如图所示,给这五个区域染色,每个区域只染一种颜色,且相邻的区域不同色.若有四种颜色可供选择,则不同的染色方案共有( )
A.24种 B.36种 C.48种 D.72种
36.(23-24高二下·江苏无锡·期中)在一个具有五个行政区域的地图上(如图),用5种颜色给这五个行政区着色,若相邻的区域不能用同一颜色,则不同的着色方法共有( )
A.420种 B.360种 C.540种 D.300种
题型十三、排数问题
37.(2024·广西·三模)已知这个数字,从中取三个不同的数字,把其中最大的数字放在个位上排成三位数,这样的三位数有( )
A.55个 B.70个 C.40个 D.35个
38.(23-24高二下·湖北·阶段练习)在数学中,自然常数.小布打算将自然常数的前6位数字2,7,1,8,2,8进行排列得到密码.如果排列时要求8不排最后一个,两个2相邻,那么小布可以设置的不同的密码个数为( ).
A.30 B.32 C.36 D.48
39.(23-24高二下·浙江·期中)从0,2,4中任取2个数,从1,3,5中任取2个数,则这4个数可以组成没有重复数字的四位数的个数有( )
A.126 B.180 C.216 D.300
【专题强化】
一、单选题
40.(23-24高二下·江西)有8名志愿者参加周六、周日的公益活动,每名志愿者只参加其中一天.这8人中甲、乙、丙三人精通日语,丁、戊两人精通英语,公益活动每天需要4名志愿者,且每天至少需要一名精通日语和一名精通英语的志愿者,则分配方法的总数为( )
A.32 B.36 C.48 D.56
41.(2024·安徽·模拟预测)学校食堂的一个窗口共卖5种菜,甲、乙2名同学每人从中选一种或两种,且两人之间不会互相影响,则不同的选法种数为( )
A.20 B.25 C.225 D.450
42.(2024·山东临沂·二模)若有2名女生和4名男生到“山东旅发”大会的两个志愿服务站参加服务活动,分配时每个服务站均要求既有女生又有男生,则不同的分配方案种数为( )
A.16 B.20 C.28 D.40
43.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)2024年3月19日,新加坡共和理工学院代表团一行3位嘉宾莅临我校,就拓宽大学与中学间的合作、深化国际人才培养等议题与我校进行了深入的交流.交流时嘉宾席位共有一排8个空座供3位嘉宾就坐,若要求每位嘉宾的两旁都有空座,且嘉宾甲必须坐在3位嘉宾中间,则不同的坐法有( )
A.8种 B.12种 C.16种 D.24种
44.(23-24高二上·山东青岛·期末)甲、乙、丙、丁、戊共5名同学进行唱歌比赛,决出第一名到第五名.丙和丁去询问成绩,回答者对丙说:很遗憾,你和丁都没有得到冠军,对丁说:你当然不会是最差的从这两个回答分析,5人的名次排列方式共有( )
A.24种 B.54种 C.96种 D.120种
45.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)京剧,又称平剧、京戏等,中国国粹之一,是中国影响最大的戏曲剧种,分布地以北京为中心,遍及全国各地.京剧班社有“七行七科”之说:七行即生行、旦行(亦称占行)、净行、丑行、杂行、武行、流行.某次京剧表演结束后7个表演者(七行中每行1人)排成一排合影留念,其中净行、丑行、杂行互不相邻,则不同的排法总数是( )
A.144 B.240 C.576 D.1440
46.(23-24高二上·福建龙岩·期末)某学校高二(1)班上午安排语文、数学、英语、体育、物理门课,要求第一节不安排体育,语文和数学必须相邻,则不同的排课方法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
47.(23-24高二上·江西·期末)北京时间2023年10月26日19时34分,神舟十六号航天员乘组(景海鹏,杜海潮,朱杨柱3人)顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组(汤洪波,唐胜杰,江新林3人)人驻“天宫”.随后,两个航天员乘组拍下“全家福”,共同向全国人民报平安.若这6名航天员站成一排合影留念,景海鹏不站最左边,汤洪波不站最右边,则不同的排法有( )
A.504种 B.432种 C.384种 D.240种
48.(23-24高二上·江西·期末)某校准备下一周举办运动会,甲、乙、丙、丁4位同学报名参加这4个项目的比赛,每人只报名1个项目,任意两人不报同一个项目,甲不报名参加项目,则不同的报名方法种数有( )
A.18 B.21 C.23 D.72
49.(23-24高二上·江苏南通·期末)为进一步在全县掀起全民健身热潮,如东县于年月日在如东小洋口旅游度假区举办大运河自行车系列赛.已知本次比赛设有个服务点,现将名志愿者分配到个服务点,要求每位志愿者都要到一个服务点服务,每个服务点都要安排志愿者,且最后一个服务点至少安排名志愿者,共有( )种不同的分配方式.
A. B. C. D.
50.(23-24高二上·河南南阳·期末)南阳市博物院为国家二级博物馆,是豫西南最大的地方综合性博物馆、文化新地标,是展示南阳悠久历史和灿烂文化的重要窗口.南阳市博物院每周一闭馆(节假日除外).某学校计划于2024年3月4日(周一)——3月10日(周日)组织高一、高二、高三年级的同学去南阳市博物院参观研学,每天只能有一个年级参观,其中高一年级需要连续两天,高二、高三年级各需要一天,则不同的方案有( )
A.20种 B.50种 C.60种 D.100种
51.(23-24高二上·江西九江·期末)四名同学分别到3个小区参加九江市创文志愿者活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,则不同的安排方法种数是( )
A.36 B.24 C.64 D.81
52.(23-24高二上·陕西西安·期末)陕西历史博物馆秦汉馆以“秦汉文明”为主题,采用“大历史小主题”展览叙述结构,将于2024年5月18日正式对公众开放.届时,将有6名同学到三个展厅做志愿者,每名同学只去1个展厅,主展厅“秦汉文明”安排3名,遗址展厅“城与陵”安排2名,艺术展厅“技与美”安排1名,则不同的安排方法共有( )
A.360种 B.120种 C.60种 D.30种
二、多选题
53.(23-24高二上·山东德州·期末)甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,下列结论正确的是( )
A.不同的站队方式共有120种
B.若甲和乙不相邻,则不同的站队方式共有36种
C.若甲在乙的左边,则不同的站队方式共有60种
D.若甲和乙相邻,且甲不在两端,则不同的站队方式共有36种
54.(23-24高二上·江苏常州·期末)甲、乙、丙等人排成一列,下列说法正确的有( )
A.若甲和乙相邻,共有种排法 B.若甲不排第一个共有种排法
C.若甲与丙不相邻,共有种排法 D.若甲在乙的前面,共有种排法
55.(23-24高二上·福建漳州·期末)2023年海峡两岸花博会的花卉展区设置在福建漳州,某花卉种植园有2种兰花,2种三角梅共4种精品花卉,其中“绿水晶”是培育的兰花新品种,4种精品花卉将去,展馆参展,每种只能去一个展馆,每个展馆至少有1种花卉参展,下列选项正确的是( )
A.若展馆需要3种花卉,有4种安排方法 B.共有14种安排方法
C.若“绿水晶”去展馆,有8种安排方法 D.若2种三角梅不能去往同一个展馆,有4种安排方法
56.(23-24高二上·江西新余·期末)在某次太空旅行中,宇航员们要对需要完成的A,B,C,D,E,F六个科学实验进行排序,则下列说法正确的是( )
A.若A,B相邻,则不同的排序种数有240种
B.若C,D相隔一个实验,则不同的排序种数有96种
C.若E不在第一个,F不在最后一个,则不同的排序种数有504种
D.A排在B,C之前的概率为
57.(23-24高二上·江苏常州·期末)2023年国外某智库发布《尖端技术研究国家竞争力排名》的报告,涵盖了超音速、水下无人潜航器、量子技术、人工智能、无人机等二十多个领域.报告显示,中国在其中19个领域处于领先.某学生是科技爱好者,打算从这19个领域中选取这5个领域给班级同学进行介绍,每天随机介绍其中一个领域,且每个领域只在其中一天介绍,则下列结论中正确的是( )
A.都在后3天介绍的方法种数为36
B.相隔一天介绍的方法种数为36
C.A不在第一天,不在最后一天介绍的方法种数为72
D.A在,之前介绍的方法种数为40
三、填空题
58.(23-24高二下·吉林·期末)在数轴上,一质点从原点出发,每次等可能地向左或向右平移一个单位长度,则经过11次平移后,该质点最终到达3的位置,则不同的平移方法共有 种.
59.(23-24高二下·内蒙古·期末)用4种不同颜色的颜料给图中五个区域涂色,要求每个区域涂一种颜色,有公共边的两个区域不能涂相同的颜色,则不同的涂色方法共有 种.
60.(2024·上海松江·二模)某校高一数学兴趣小组一共有30名学生,学号分别为,,,…,,老师要随机挑选三名学生参加某项活动,要求任意两人的学号之差绝对值大于等于5,则有 种不同的选择方法.
61.(23-24高二下·上海·期中)小张一次买了三串冰糖葫芦,其中一串有两颗冰糖葫芦,一串有三颗冰糖葫芦,一串有五颗冰糖葫芦.若小张每次随机从其中一串中吃一颗,每一串只能从上往下吃,那么不同的吃完的顺序有 种.(结果用数字作答)
62.(23-24高二上·江西萍乡·期末)将6名学生分配到甲、乙两个宿舍中,每个宿舍至少安排两名学生,不同的分配方案有 种.(用数字作答)
63.(23-24高二上·河南南阳·期末)南阳素有“月季花城”的美誉,是“中国月季之乡”和世界月季名城.某社区对一个街心公园进行改造,在公园中央有一个正方形区域如图示,它由四个全等的直角三角形和一个正方形构成.现对该区域种植月季,有5种不同的月季可供选择,要求相邻区域种植的月季不同.在所有的种植方案中随机选择一种方案,该方案恰好只用到四种月季的概率是 .
64.(23-24高二上·江苏南通·期末)第三届“一带一路”国际高峰论坛于年月在北京召开,某记者与参会的名代表一起合影留念(人站成一排).若记者不站两端,且代表甲与代表乙相邻的不同排法方式有 种.
65.(23-24高二上·河南南阳·期末)某观光旅游团计划在春节期间,安排游人去某地的甲、乙、丙、丁等六个小镇游览,每个小镇游览一天,连续游览六天.若小镇甲不排在首末两天,乙、丙、丁三个小镇排在相邻的三天,则不同的游览顺序方案共有 种.
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第5讲 计数原理与排列组合
【复习目录】
一、捆绑法
二、插空法
三、特殊元素法
四、间接法
五、隔板法
六、倍缩法解决部分定序问题
七、不平均分组问题
八、平均分组问题
九、部分平均分组问题
十、分类分步问题
十一、特殊位置法
十二、染色问题
十三、排数问题
【知识归纳】
1.两个计数原理
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
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
2.排列与组合的概念
名称
定义
排列
从n个元素中取出m(m≤n)个元素
按照一定的顺序排成一列
组合
作为一组
3.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(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=n(n-1)·(n-2)·…·(n-m+1)=
C===
性质
A=n!,0!=1
C=C,C+C=C,C=1,C=1
【题型归纳】
题型一、捆绑法
1.(23-24高二下·河南濮阳·期末)某博物馆新增包括在内的8件文物,其中5件是清朝的,3件是唐朝的,且都是清朝的.现将这些文物摆成一排,要求必须相邻,但唐朝的文物不得相邻,则所有不同的摆法种数为( )
A.1440 B.2160 C.2880 D.3050
【答案】C
【分析】用捆绑法和插空法解决相邻和不相邻问题,再利用分步乘法原理即可得结果.
【详解】先排列5件是清朝的,由于必须相邻,用捆绑法得排列数有:;
由于唐朝的3件文物不得相邻,用插空法得排列数有:;
由乘法原理得:所有不同的摆法种数为,
故选:C.
2.(2024·重庆渝中·模拟预测)甲、乙、丙、丁、戊共5名同学进行演讲比赛,决出第1名到第5名的名次.已知甲和乙都不是第1名,且丙和丁的名次相邻,则5人的名次排列可能有( )种不同的情况.
A.18 B.24 C.36 D.48
【答案】B
【分析】由题意知将丙和丁看成一个整体,按丙和丁的位置分4种情况讨论,结合分类计数原理计算即可求解.
【详解】由题意知,将丙和丁看成一个整体,
分4种情况分析:
①丙和丁的整体分别为第1、2名,有种情况;
②丙和丁的整体分别为第2、3名,第1名只能是戊,
所以甲和乙为第4、5名,有种情况;
③丙和丁的整体分别为第3、4名,第1名只能是戊,
所以甲和乙为第2、5名,有种情况;
④丙和丁的整体分别为第4、5名,第1名只能是戊,
所以甲和乙为第2、3名,有种情况;
所以共有种情况.
故选:B
3.(23-24高二下·贵州贵阳·阶段练习)小王去秦始皇兵马俑博物馆游玩,买了8个不同的兵马俑纪念品,其中将军俑3个,骑兵俑3个,跪射俑2个,将这8个纪念品排成一排,要求同种类型相邻,则不同的排法共有( )种.
A.48 B.72 C.216 D.432
【答案】D
【分析】利用相邻问题中的捆绑法可求出结果.
【详解】先将个将军俑捆在一起当一个元素使用,有种捆法,
将个骑兵俑捆在一起当一个元素使用,有种捆法,
将个跪射俑捆在一起当一个元素使用,有种捆法,
再将所得个元素作全排,有种排法,所以不同的排法共有种.
故选:D.
题型二、插空法
4.(2024·山东·模拟预测)某所学校的3名同学和2名老师站成一排合影,若两名老师之间至少有一名同学,则不同的站法种数为( )
A.120 B.72 C.64 D.48
【答案】B
【分析】根据给定条件,利用不相邻的排列问题列式计算即得.
【详解】依题意,两名老师不相邻,所以不同的站法种数为.
故选:B
5.(23-24高二下·云南大理·期中)在学校组织的一次活动结束后,3名男生和2名女生站成一排照相留念,其中2名女生不相邻,则不同的站法有( )
A.120种 B.72种 C.48种 D.24种
【答案】B
【分析】借助插空法计算即可得.
【详解】先排三名男生,共有种站法,此时三名男生会产生四个空位,
则女生共有种站法,故共有种站法.
故选:B.
6.(23-24高二下·江苏南通·期中)某校表彰大会,共表彰 6 人,每个年级两人,6 人排成一排拍照留念,则高一两名学生相邻,高二两名学生不相邻的排法有( )种.
A.72 B.144 C.240 D.288
【答案】B
【分析】由捆绑法、插空法以及分步乘法计数原理即可求解.
【详解】由题意先将高一两名学生捆绑起来作为一个整体,再和高三的两名学生进行全排列共有,
此时已经形成了四个空,再将高二的两名学生插进去有,
所以满足题意的排法有种.
故选:B.
题型三、特殊元素法
7.(2024·宁夏银川·二模)今年两会期间,“新质生产力”被列为了2024年政府工作十大任务之首.某中学为了让高三同学对“新质生产力”有更多的了解,利用周五下午课外活动时间同时开设了四场有关“新质生产力”方面的公益讲座.已知甲、乙、丙、丁四位同学从中一共选择两场去学习,则甲、乙两人不参加同一个讲座的不同方法共有( )
A.48种 B. 84种 C.24种 D.12种
【答案】C
【分析】先排甲、乙两人,再排丙、丁,根据题意结合分步乘法计算原理分析求解.
【详解】由题意可知:先排甲、乙两人,因为同时开设了四场讲座,所以四场讲座是看作是相同的,
则有种;
再排丙、丁,每人均有2个选择,则有种;
所以共有.
故选:C.
8.(23-24高二下·江苏泰州·期末)甲、乙、丙、丁、戊五人站成一排,若甲不站右端也不站左端,则不同站法数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将特殊元素甲优先安排,结合分步乘法计数原理可求得结果.
【详解】先安排甲从除左端和右端的三个位置中选一个站,有种站法;
将剩余的人任意排序,有种站法;
由分步乘法计数原理可得,不同站法数有:种.
故选:C.
9.(2024·宁夏银川·三模)现有5名来自清华、北大的选调生前往A,B,C三个城市任职工作,若每位选调生只能去其中的一个城市,且每个城市至少安排1名选调生,其中甲和乙两人必须去同一个城市,则不同的安排方法数是( )
A.18 B.24 C.36 D.48
【答案】C
【分析】根据特殊元素优先法,先考虑甲和乙,再考虑另外3人到3个城市的分配方式,分类考虑,计算即得.
【详解】依题意,可以分成两步完成:第一步,安排甲和乙去一个城市,有种方法;
第二步分成两类情况:第一类,安排另外3人,每个城市一人,有种方法;
第二类,将另外3人按照1:2分组,再安排他们去另外的两个城市,有种方法.
根据分步乘法计数原理和分类加法计数原理,不同的安排方法有:种.
故选:C.
题型四、间接法
10.(23-24高二下·河北唐山·期中)北斗七星是夜空中的七颗亮星,我国汉代纬书《春秋运斗枢》就有记载,它们成的图形像我国古代舀酒的斗,故命名北斗七星.北斗七星不仅是天上的星象,是古人藉以判断季节的依据之一.如图,用点A,B,C,D,E,F,G表示某季节的北斗七星,其中B,D,E,F看作共线,其他任何三点均不共线,若过这七个点中任意三个点作三角形,则所作的不同三角形的个数为( )
A.35 B.34
C.31 D.30
【答案】C
【分析】由间接法,从所有三角形中减去不能构成三角形的情况计算即可.
【详解】从这七个点任意选取三个点有个,
其中共线的四点中有个不能构成三角形,
所以不同的三角形个数有31个,
故选:C.
11.(23-24高二下·安徽芜湖·阶段练习)甲乙等5名同学坐成一排参加高考调研,若甲不在最左端且甲乙不相邻的不同排列方式为( )
A.64种 B.54种 C.48种 D.36种
【答案】B
【分析】利用间接法,先考虑甲乙不相邻的不同排列方式数,再减去甲站在一端且甲乙不相邻的排列方式数,结合排列数运算求解.
【详解】先考虑甲乙不相邻的不同排列方式数,再减去甲站在左端且甲乙不相邻的排列方式数,
所以总数为种.
故选:B.
12.(23-24高二下·湖南岳阳·阶段练习)郑州绿博园花展期间,安排6位志愿者到4个展区提供服务,要求甲、乙两个展区各安排一个人,剩下两个展区各安排两个人,其中的小李和小王不在一起,不同的安排方案共有( )
A.168种 B.156种 C.172种 D.180种
【答案】B
【分析】根据题意,用间接法分析,先分4步进行不受限制的排法数目,再排除计算其中小李和小王在一起的排法数目,从而可得答案
【详解】根据题意,设剩下的2个展区为丙展区和丁展区,用间接法分析:
先计算小李和小王不受限制的排法数学:先在6位志愿者中任选1个,安排在甲展区,有种情况,
再在剩下的5个志愿者中任选1个,安排到乙展区,有种情况,
最后将剩下的4个志愿者平均分成2组,全排列后安排到剩下的2个展区,有种情况,
所以小李和小王不受限制的排法有种,
若小李和小王在一起,则两人去丙展区或丁展区,有2种情况:
在剩下的4位志愿者中任选1个,安排到甲展区,有种情况,
再在剩下的3个志愿者中任选1个,安排到乙展区,有种情况,
最后安排2个安排到剩下的展区,有1种情况,
则小李和小王在一起的排法有种,
所以小李和小不在一起的排法有种,
故选:B
题型五、隔板法
13.(2024·辽宁抚顺·三模)将8个数学竞赛名额全部分给4个不同的班,每个班至少有1个名额,则不同的分配方案种数为( )
A.15 B.35 C.56 D.70
【答案】B
【分析】根据题意,结合“隔板法”,即可求解.
【详解】将8个数学竞赛名额全部分给4个不同的班,每个班至少有1个名额,
可类比为用3个隔板插入8个小球中间的空隙中,将球分成4堆,
由于8个小球中间共有7个空隙,因此共有种不同的分法.
故选:B.
14.(23-24高二下·山西长治·阶段练习)将9个志愿者的名额分配给4个班,每班至少一个名额,则不同的分配方法的种数为( )
A.504 B.126 C.112 D.56
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用隔板法列式计算得解.
【详解】取9个小球排成一排形成8个空档,在8个空档中放入3个挡板,把9个小球分成4部分,
每一部分的小球个数即为分配到4个班的名额数,
所以不同的分配方法的种数为.
故选:D
15.(23-24高二上·辽宁沈阳·期末)将20个无任何区别的小球放入编号为1,2,3的三个盒子中,要求每个盒子内的小球个数不小于它的编号数,则不同的放法有( )
A.90种 B.120种 C.160种 D.190种
【答案】B
【分析】应用“隔板法”求解即可.
【详解】先在编号为2,3的盒子内分别放入1个,2个球,还剩17个小球,
则三个盒子内每个至少再放入1个球,
将17个球排成一排,有16个空隙,插入2块挡板分为三堆放入三个盒子中,
不同的放法共有(种).
故选:B.
题型六、倍缩法解决部分定序问题
16.(23-24高二下·安徽合肥·阶段练习)一班有5名棋手,出场次序已经排定,二班有2名棋手,现要排出这7人的出场顺序,如果不改变一班棋手出场次序,那么不同排法有( )种
A.12 B.20 C.30 D.42
【答案】D
【分析】把7名棋手作全排列,而原有5名棋手的排列只有一种顺序,利用缩倍法列式计算即得.
【详解】依题意,7名棋手作全排列为,其中原有5名棋手的排列有,
所以不改变一班棋手出场次序的不同排法种数有.
故选:D
17.(23-24高二下·黑龙江牡丹江·阶段练习)五人相约到电影院观看电影《第二十条》,恰好买到了五张连号的电影票.若甲、乙两人必须坐在丙的同一侧,则不同的坐法种数为( )
A.60 B.80 C.100 D.120
【答案】B
【分析】先求得五人的全排列数,再由定序排列法代入计算,即可得到结果.
【详解】由题意,五人全排列共有种不同的排法,
其中甲乙丙三人全排列共有种不同的排法,
其中甲乙在丙的同侧有:甲乙丙,乙甲丙,丙甲乙,丙乙甲共4种排法,
所以甲、乙两人必须坐在丙的同一侧,则不同的坐法种数为.
故选:B
18.(23-24高二下·安徽滁州·阶段练习)五声音阶是中国古乐基本音阶,故有成语“五音不全”,中国古乐中的五声音阶依次为:宫、商、角、徵、羽,把这五个音阶排成一列,形成一个音序,若徵、羽两音阶相邻且在宫音阶之后,则可排成不同音序的种数为( )
A.128 B.64 C.48 D.24
【答案】D
【分析】相邻问题用捆绑法,定序问题用倍缩法.
【详解】先将徵、羽两音阶相邻捆绑在一起有种,
然后与宫、商、角进行全排列有种,考虑到顺序问题,
则可排成不同音序的种数为.
故选:D.
题型七、不平均分组问题
19.(23-24高二下·吉林·期末)2024年第二届贵州“村超”总决赛阶段的比赛正式拉开帷幕.某校足球社的6名学生准备分成三组前往村超球队所在的平地村、口寨村、忠诚村3个村寨进行调研,每个组至多3名学生,且学生甲和学生乙不在同一组,则不同的安排方法种数为( )
A.354 B.368 C.336 D.420
【答案】C
【分析】按或将6人分成三组,再把分成的三组分配到3个村寨即可.
【详解】因为6人分成三组,且每组至多3人,所以可分成或两类,
当6人分成三组,且甲乙不同组时,有种情况;
当6人分成三组,且甲乙不同组时,有种情况,
所以不同的安排方法种数为.
故选:C
20.(23-24高二下·河南濮阳·期末)2024年5月15日是全国低碳日,5月13-19日是全国节能宣传周.现有5位工作人员要到3个社区进行节能宣传,要求每个社区至少派1位工作人员,且每位工作人员只去1个社区,则不同的分派方法种数为( )
A.92 B.108 C.124 D.150
【答案】D
【分析】由条件求出所有满足条件的分堆方法数,再结合分步乘法计数原理求出安排方法的总数.
【详解】将5位工作人员分成三组,有两种类型,即1,1,3与1,2,2,
其中分成1,1,3三组的方法有种,分成1,2,2三组的方法有种,
一共有种分组方法,将分好的三组全排列有种方法,
则不同的分派方法有种.
故选:D.
21.(2024·贵州贵阳·三模)第33届夏季奥运会预计2024年7月26日至8月11日在法国巴黎举办,这届奥运会将新增霹雳舞、滑板、攀岩、冲浪四个比赛项目及两个表演项目.现有三个场地,B,C分别承担这6个新增项目的比赛,且每个场地至少承办其中一个项目,其中两个表演项目不在一个场地举办,则不同的安排方法有( )
A.462种 B.300种 C.402种 D.390种
【答案】D
【分析】分情况分别求出安排种数,再根据分类加法原理相加即可.
【详解】若三个场地分别承担个项目,则有种安排;
若三个场地分别承担个项目,则有种安排;
若三个场地分别承担个项目,则有种安排,
综上,不同的安排方法共有种.
故选:D.
题型八、平均分组问题
22.(23-24高二下·山东济南·阶段练习)若将牡丹、玫瑰、月季、山茶、芙蓉、郁金香6盆鲜花放入3个不同的房间中,每个房间放2盆花,其中牡丹、郁金香必须放入同一房间,则不同的放法共有( )
A.18种 B.24种 C.36种 D.54种
【答案】A
【分析】先求将玫瑰、月季、山茶、芙蓉盆鲜花均分为2组的方法数,再求将3组鲜花分配到个房间的方法数,结合分步乘法计数原理可得结论.
【详解】先分组,已知牡丹、郁金香必须放入同一房间为一组则剩下四盆花有组,
再将3组鲜花分配到3个不同的房间中,共有种排法,
由分步乘法计数原理可得不同的放法数为.
故选:A.
23.(2024·辽宁葫芦岛·二模)某校要派4名教师到甲、乙两个社区开展志愿者服务,若每个教师只去一个社区,且两个社区都有教师去,则不同的安排方法有( )
A.20种 B.14种 C.10种 D.7种
【答案】B
【分析】按照分组,分配的方法,结合组合和排列数公式,即可求解.
【详解】第一步:将4名教师分成两组,有两种情况:一种情况是1组1人、1组3人,一种情况是每组2人,
共有种分法;
第二步:将第一步得到的两个不同组分给两个不同社区,有种分法,
则不同的安排方法有(种).
故选:B.
24.(23-24高二下·重庆·阶段练习)某医院要派2名男医生和4名女医生去,,三个地方义诊,每位医生都必须选择1个地方义诊.要求,,每个地方至少有一名医生,且都要有女医生,同时男医生甲不去地,则不同的安排方案为( )
A.120种 B.144种 C.168种 D.216种
【答案】D
【分析】先求出2名男医生到3地的可能结果,再安排4名女医生,结合分步乘法计数原理计算即可求解.
【详解】设2名男医生分别为甲、乙,
若乙去,则甲可能去或,有2种结果;
若乙去,则甲可能去或,有2种结果;
若乙去,则甲可能去或,有2种结果,
共有6种结果;
将4名女医生分配到,,三个地方,分为211三组,
可能的结果有种,
所以满足题意的有种结果.
故选:D
题型九、部分平均分组问题
25.(23-24高二下·吉林·期末)某班有4名同学报名参加校运会的六个比赛项目,若每项至多报一人,且每人只报一项,则报名方法的种数为( )
A.240 B.360 C.480 D.640
【答案】B
【分析】由分步计数原理得到答案.
【详解】每项限报一人,且每人只报一项,因此可由人选项目.
第一个人有6种不同的选法,第二个人有5种不同的选法,
第三个人有4种不同的选法,第四个人有3种不同的选法,
由分步计数原理得共有报名方法种.
故选:B
26.(23-24高二下·四川南充·阶段练习)从甲,乙,丙,丁,戊5人中选4人参加翻译,导游,礼仪,司机四项工作,要求每人参加一个项目,并且每个项目均有一人参加,则不同的安排方法数为( )
A. B. C.A D.C
【答案】C
【分析】从5人中先选4人,选出的4人参加4个工作,全排列即可计算安排方法数.
【详解】由题意可知,先从从5人中先选4人有种,
再将选的4人对应4个工作全排有种,
故总数有种.
故选:C.
27.(23-24高二下·陕西咸阳·阶段练习)为缩小城乡教育差距,某市根据各学校工作实际,为4所乡村学校实施帮扶活动.现选派甲、乙等6名名师去4所乡村学校帮扶教学,要求每名名师只能去一所乡村学校,每所乡村学校至少有一名名师,则甲、乙分在同一所乡村学校的不同的安排方法种数为( )
A.96 B.120 C.144 D.240
【答案】D
【分析】根据题意可知先将6名名师分成4个小组,再进行分配,利用分类加法和分步乘法计数原理计算可得结果.
【详解】第一步,先将甲、乙等6名名师分成4组,可以按人数分成和两类,
若分为,则甲、乙两人必然在3人组内,
再从剩余的4人中选出1人和甲、乙两人同组,其余3人每个人一组,共有种分法,
若分为,则甲、乙两人必然在其中一个2人组内,
则需将剩余的4人选出两人组成一个两人组,其余两人各自成组,分成三组,共有种,
因此共有种分法,
第二步,再将分好的四个小组分配到4所乡村学校,共有种分法,
综上可得,甲、乙分在同一所乡村学校的不同的安排方法种数为种.
故选:D
题型十、分类分步问题
28.(2024·四川南充·模拟预测)距高考30天之际,高三某班级五位同学打算利用周末亲近大自然,陶冶情操,释放压力.这五位同学准备星期天在凌云山景区,印象嘉陵江湿地公园,西山风景区三个景点中选择一个去游玩,已知每个景点至少有一位同学会选,五位同学都会进行选择并且只能选择其中一个景点,若学生甲和学生乙准备选同一个景点,则不同的选法种数为( )
A.18 B.36 C.48 D.32
【答案】B
【分析】先根据甲乙选的景点其他人是否选分成两类情况,①无人再选,按照分组计算方法数;②还有人选,按照部分平均分组计算方法数.最后用分类加法原理计算总的方法数即可.
【详解】若甲乙选的景点没有其他人选,则分组方式为:的选法总数为:,
若甲乙选的景点还有其他人选择,则分组方式为:的选法总数为:,
所以不同的选法总数为: .
故答案为:36.
29.(2024·陕西西安·模拟预测)现有4名男生和3名女生计划利用假期到某地景区旅游,由于是旅游的旺季,他们在景区附近订购了一家酒店的5间风格不同的房间,并约定每个房间都要住人,每个房间最多住2人,且男女不能混住.则不同的安排方法有( )种
A.1960 B.2160 C.2520 D.2880
【答案】C
【分析】就3名女生需要的房间数分类讨论后可得正确的选项.
【详解】3名女生需要住2个房间或3个房间.
若3名女生住2个房间,则不同的方法种数为,
若3名女生住3个房间,则不同的方法种数为,
则不同的安排方法有种.
故选:.
30.(23-24高二下·广东惠州·阶段练习)为丰富学生在校的课余生活,某中学安排五位学生观看足球、篮球、乒乓球三个项目比赛,若一位同学只观看一个项目,三个项目均有学生观看,则不同的安排方案共有( )
A.18种 B.60种 C.90种 D.150种
【答案】D
【分析】根据题意分两种情况,按照分类加法计数原理结合排列组合知识计算求解即可.
【详解】五位同学观看三个项目比赛,由于一位同学只观看一个项目,三个项目均有学生观看,
根据题意,分两种情况,一种情况项目人数分别为3,1,1,另外一种情况项目人数分别为2,2,1,
所以安排方案有种.
故选:D.
题型十一、特殊位置法
31.(2024·黑龙江哈尔滨·三模)3男3女站成一排拍照,左右两端的恰好是一男一女,则不同的排法种数为( )
A.240 B.720 C.432 D.216
【答案】C
【分析】先排特殊位置,再排其它位置,由分步乘法计数原理计算.
【详解】3男3女站成一排拍照,左右两端的恰好是一男一女,
先排左右两端,有种排法,
再排中间4个位置,有种排法,
所以不同的排法种数为种.
故选:C.
32.(23-24高二下·湖南长沙·期中)某单位五一放假,安排甲、乙等五人值班五天,每人值班一天.若甲、乙都至少需要三天的连休假期,则不同的值班安排共有( )
A.60种 B.66种 C.72种 D.78种
【答案】C
【分析】因甲乙都至少需要三天的连休假期,故采用“特优法”分步计数,先排好甲和乙,再考虑安排其他三人即得.
【详解】由题意可知甲、乙都不能安排第三天值班,故可以分步完成:
第一步,在除了第三天之外的四天中选两天给甲乙,有种方法;
第二步,在剩下的三个位置上安排另外三个人,有种方法.
由分步乘法计数原理,不同的值班安排共有种.
故选:C.
33.(23-24高二下·河南郑州·期中)红海行动是一部现代化海军题材影片,该片讲述了中国海军“蛟龙突击队”奉命执行撤侨任务的故事.撤侨过程中,海军舰长要求队员们依次完成六项任务,并对任务的顺序提出了如下要求:重点任务A必须排在前三位,且任务、必须排在一起,则这六项任务的不同安排方案共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】D
【分析】分任务A排在第1位,第2位,第3位三种情况进行讨论,每种情况中要将E和F用捆绑法当作一个整体,再与剩余任务进行全排列,当A排第2位时,要注意E和F的整体不可放置在第1位上,最后将所有情况用分类加法进行求和即可.
【详解】解:根据题意,由于任务A必须排在前三位,分种情况讨论:
排在第一位,
任务、必须排在一起,则任务、相邻的位置有个,考虑两者的顺序,有种情况,
将剩下的个任务全排列,安排在其他三个位置,有种安排方法,
则此时有种安排方案;
排在第二位,
任务、必须排在一起,则任务、相邻的位置有个,考虑两者的顺序,有种情况,
将剩下的个任务全排列,安排在其他三个位置,有种安排方法,
则此时有种安排方案;
排在第三位,
任务、必须排在一起,则任务、相邻的位置有个,考虑两者的顺序,有种情况,
将剩下的个任务全排列,安排在其他三个位置,有种安排方法,
则此时有种安排方案;
则符合题意要求的安排方案有种;
故选:D.
题型十二、染色问题
34.(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·期中)如图,给六个点涂色,现有五种不同的颜色可供选用,要求每个点涂一种颜色,且每条线段的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法有( )种.
A.1440 B.1920 C.2160 D.3360
【答案】B
【分析】根据题意,依次分析、、和、、的涂色方法数目,由分步计数原理计算可得答案.
【详解】根据题意,分2步进行分析:
①对于、、三点,两两相邻,有种涂色方法,
②与相邻,有4种颜色可选,
若与同色,其中与同色时,有3种涂色方法,与不同色时,有2种颜色可选,有2种颜色可选,
此时有种涂色方法,同理:若与同色,有7种涂色方法,
若与、颜色都不同,有2种颜色可选,、有3种颜色可选,
此时有种涂色方法,
则、、有种涂色方法,
故有种涂色方法.
故选:B.
35.(23-24高二下·重庆·期中)某市的5个区县,,,,地理位置如图所示,给这五个区域染色,每个区域只染一种颜色,且相邻的区域不同色.若有四种颜色可供选择,则不同的染色方案共有( )
A.24种 B.36种 C.48种 D.72种
【答案】D
【分析】先对A,B,C三个区域染色,再讨论B,E是否同色
【详解】当B,E同色时,共有种不同的染色方案,
当B,E不同色时,共有种不同的染色方案,
所以共有72种不同的染色方案.
故选:D
36.(23-24高二下·江苏无锡·期中)在一个具有五个行政区域的地图上(如图),用5种颜色给这五个行政区着色,若相邻的区域不能用同一颜色,则不同的着色方法共有( )
A.420种 B.360种 C.540种 D.300种
【答案】A
【分析】先分类,再分步进行.先分颜色种类为3,4,5,再分步计算.
【详解】选用三种颜色时,必须1,5同色,2,4同色,此时有种;
选用四种颜色时,必须1,5同色或2,4同色,此时有种;
选用五种颜色时,有种,
所以一共有种,
故选:A.
题型十三、排数问题
37.(2024·广西·三模)已知这个数字,从中取三个不同的数字,把其中最大的数字放在个位上排成三位数,这样的三位数有( )
A.55个 B.70个 C.40个 D.35个
【答案】A
【分析】分有和没有两种情况讨论,选项出数字,再排列.
【详解】若这三个数字里没有,则共有个,
若这三个数字里有,则共有个,则共有个.
故选:A.
38.(23-24高二下·湖北·阶段练习)在数学中,自然常数.小布打算将自然常数的前6位数字2,7,1,8,2,8进行排列得到密码.如果排列时要求8不排最后一个,两个2相邻,那么小布可以设置的不同的密码个数为( ).
A.30 B.32 C.36 D.48
【答案】C
【分析】根据题意,分两种情况讨论:①排在最后一位;②不排在最后一位 ,由加法计数原理计算即可.
【详解】根据题意,分两种情况:
①2排在最后一位,
则倒数第二位也是2,再从剩下4个位置选出2个,安排两个8,最后安排7和1,
此时有个不同的密码;
②2不排在最后一位,
则倒数第一位安排7或1,将两个2看成一个整体,与两个8和7或1中剩下的数排列,
此时有个不同的密码;
则一共有个不同的密码.
故选:C.
39.(23-24高二下·浙江·期中)从0,2,4中任取2个数,从1,3,5中任取2个数,则这4个数可以组成没有重复数字的四位数的个数有( )
A.126 B.180 C.216 D.300
【答案】B
【分析】先分类讨论从0,2,4中任取2个数时,①其中含数字0时,②其中不含数字0时,结合排列组合即可得解.
【详解】从1,3,5中任取两个数,从0,2,4中任取2个数,组成没有重复数字的四位数,分两种情况讨论:
①当从0,2,4中任取2个数,其中含数字0时,则组成没有重复数字的四位数的个数为,
②当从0,2,4中任取2个数,其中不含数字0时,则组成没有重复数字的四位数的个数为,
综合①②得:组成没有重复数字的四位数的个数为,
故选:B.
【专题强化】
一、单选题
40.(23-24高二下·江西)有8名志愿者参加周六、周日的公益活动,每名志愿者只参加其中一天.这8人中甲、乙、丙三人精通日语,丁、戊两人精通英语,公益活动每天需要4名志愿者,且每天至少需要一名精通日语和一名精通英语的志愿者,则分配方法的总数为( )
A.32 B.36 C.48 D.56
【答案】B
【分析】按周六分配到的精通日语的人数分类,结合组合计数列式计算即得.
【详解】周六分配一名精通日语的志愿者有种不同方法,
周六分配两名精通日语的志愿者有种不同方法,
所以分配方法的总数为36.
故选:B
41.(2024·安徽·模拟预测)学校食堂的一个窗口共卖5种菜,甲、乙2名同学每人从中选一种或两种,且两人之间不会互相影响,则不同的选法种数为( )
A.20 B.25 C.225 D.450
【答案】C
【分析】根据分步计数原理,结合组合数公式,即可求解.
【详解】甲和乙的选择方法分别有种方法,
所以甲和乙不同的选择方法有种.
故选:C
42.(2024·山东临沂·二模)若有2名女生和4名男生到“山东旅发”大会的两个志愿服务站参加服务活动,分配时每个服务站均要求既有女生又有男生,则不同的分配方案种数为( )
A.16 B.20 C.28 D.40
【答案】C
【分析】先分组后分配,分组时分一组2人一组4人和每组各3人两种情况.
【详解】第一步,先分组,分为一组2人,另一组4人,有种;
分为每组各3人,有种,分组方法共有种.
第二步,将两组志愿者分配到两个服务站共有种.
所以,总的分配方案有种.
故选:C
43.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)2024年3月19日,新加坡共和理工学院代表团一行3位嘉宾莅临我校,就拓宽大学与中学间的合作、深化国际人才培养等议题与我校进行了深入的交流.交流时嘉宾席位共有一排8个空座供3位嘉宾就坐,若要求每位嘉宾的两旁都有空座,且嘉宾甲必须坐在3位嘉宾中间,则不同的坐法有( )
A.8种 B.12种 C.16种 D.24种
【答案】A
【分析】排列问题,用插空法根据要求即可解决.
【详解】共有8个座位,3个人就坐,所以还剩下5个座位;
因为要求每个人左右都有空座,所以在5个座位的4个空隙中插入3个人,共有种,
又嘉宾甲必须坐在3位嘉宾中间,所以共有种,
故选:A.
44.(23-24高二上·山东青岛·期末)甲、乙、丙、丁、戊共5名同学进行唱歌比赛,决出第一名到第五名.丙和丁去询问成绩,回答者对丙说:很遗憾,你和丁都没有得到冠军,对丁说:你当然不会是最差的从这两个回答分析,5人的名次排列方式共有( )
A.24种 B.54种 C.96种 D.120种
【答案】B
【分析】根据题意,分2种情况讨论:
①丙是最后一名,则丁可以为第二、三、四名,剩下的三人安排在其他三个名次,
②丙不是最后一名,丙丁需要排在第二、三、四名,剩下的三人安排在其他三个名次,由加法原理计算可得答案.
【详解】根据题意,丙丁都没有得到冠军,而丁不是最后一名,
分2种情况讨论:
①丙是最后一名,则丁可以为第二、三、四名,即丁有3种情况,
剩下的三人安排在其他三个名次,有种情况,
此时有种名次排列情况;
②丙不是最后一名,丙丁需要排在第二、三、四名,有种情况,
剩下的三人安排在其他三个名次,有种情况,
此时有种名次排列情况;
则一共有种不同的名次情况,
故选:B.
45.(23-24高二上·辽宁朝阳·期末)京剧,又称平剧、京戏等,中国国粹之一,是中国影响最大的戏曲剧种,分布地以北京为中心,遍及全国各地.京剧班社有“七行七科”之说:七行即生行、旦行(亦称占行)、净行、丑行、杂行、武行、流行.某次京剧表演结束后7个表演者(七行中每行1人)排成一排合影留念,其中净行、丑行、杂行互不相邻,则不同的排法总数是( )
A.144 B.240 C.576 D.1440
【答案】D
【分析】先将生行、旦行、武行、流行这4人全排列,再将剩下三人插入4人产生的3个空中,据此可得答案.
【详解】先将生行、旦行、武行、流行这4人全排列,有种,产生5个空,再将净行、丑行、杂行这3人插入5个空中,有种,
所以不同的排法总数是.
故选:D
46.(23-24高二上·福建龙岩·期末)某学校高二(1)班上午安排语文、数学、英语、体育、物理门课,要求第一节不安排体育,语文和数学必须相邻,则不同的排课方法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】B
【分析】先考虑第一节安排体育课,语文和数学必须相邻的排法种数,接下来考虑语文和数学必须相邻的情形,求出两种情况下不同的排课方法种数,结合间接法可得结果.
【详解】先考虑第一节安排体育课,语文和数学必须相邻,则将数学与语文捆绑,形成一个大元素,
将这个大元素与英语、物理课进行排序,共有种排法;
接下来只考虑语文和数学必须相邻的情形,只需将数学与语文捆绑,形成一个大元素,
将这个大元素与其余门课进行排序,共有种排法.
由间接法可知,不同的排法种数为种.
故选:B.
47.(23-24高二上·江西·期末)北京时间2023年10月26日19时34分,神舟十六号航天员乘组(景海鹏,杜海潮,朱杨柱3人)顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组(汤洪波,唐胜杰,江新林3人)人驻“天宫”.随后,两个航天员乘组拍下“全家福”,共同向全国人民报平安.若这6名航天员站成一排合影留念,景海鹏不站最左边,汤洪波不站最右边,则不同的排法有( )
A.504种 B.432种 C.384种 D.240种
【答案】A
【分析】分景海鹏站最右边与景海鹏不站最左边与最右边两种情况讨论
【详解】由题意分为两种情况:第一种情况:景海鹏站最右边,共有种排法;
第二种情况:景海鹏不站最左边与最右边,则共有种排法,
故总共有种排法.
故选:A.
48.(23-24高二上·江西·期末)某校准备下一周举办运动会,甲、乙、丙、丁4位同学报名参加这4个项目的比赛,每人只报名1个项目,任意两人不报同一个项目,甲不报名参加项目,则不同的报名方法种数有( )
A.18 B.21 C.23 D.72
【答案】A
【分析】
根据特殊元素优先安排的方法,先安顿好甲,再安排其他同学即可.
【详解】
要做到每人只报名1个项目,任意两人不报同一个项目,甲不报名参加项目,可以分成两步完成:
① 让甲在三个项目中任选一个,有种方法;
② 让另外三个同学在剩下的三个项目中各任选一个,有种方法.
由分步乘法计数原理,可得符合条件的报名方法种数为.
故选:A.
49.(23-24高二上·江苏南通·期末)为进一步在全县掀起全民健身热潮,如东县于年月日在如东小洋口旅游度假区举办大运河自行车系列赛.已知本次比赛设有个服务点,现将名志愿者分配到个服务点,要求每位志愿者都要到一个服务点服务,每个服务点都要安排志愿者,且最后一个服务点至少安排名志愿者,共有( )种不同的分配方式.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意,分步进行分析,先在人中选出人,安排在最后一个服务点,再将剩下的人安排到其他个服务点,由分步计数原理计算可得答案.
【详解】根据题意,分步进行分析:
先在人中选出人,安排在最后一个服务点,
则有种安排方法;
将剩下的人安排到其他个服务点,
则有种安排方法,
故共有种安排方法.
故选:B
50.(23-24高二上·河南南阳·期末)南阳市博物院为国家二级博物馆,是豫西南最大的地方综合性博物馆、文化新地标,是展示南阳悠久历史和灿烂文化的重要窗口.南阳市博物院每周一闭馆(节假日除外).某学校计划于2024年3月4日(周一)——3月10日(周日)组织高一、高二、高三年级的同学去南阳市博物院参观研学,每天只能有一个年级参观,其中高一年级需要连续两天,高二、高三年级各需要一天,则不同的方案有( )
A.20种 B.50种 C.60种 D.100种
【答案】C
【分析】根据条件,利用分步计数原理即可求出结果.
【详解】因为博物院每周一闭馆,
所以高一年级可以从周二和周三,周三和周四,周四和周五,周五和周六,周六和周日中选择2日去参观,共5种选择,
再从剩下的四天里安排高二、高三年级,有种安排方法,
根据分步计数原理,知不同的方案有种,
故选:C.
51.(23-24高二上·江西九江·期末)四名同学分别到3个小区参加九江市创文志愿者活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,则不同的安排方法种数是( )
A.36 B.24 C.64 D.81
【答案】A
【分析】
确定必有2名同学去同一个小区,选出这2名同学,然后将3组同学分到3个小区,即可求得答案.
【详解】
由题意可知必有2名同学去同一个小区,
故不同的安排方法种数是(种).
故选:A
52.(23-24高二上·陕西西安·期末)陕西历史博物馆秦汉馆以“秦汉文明”为主题,采用“大历史小主题”展览叙述结构,将于2024年5月18日正式对公众开放.届时,将有6名同学到三个展厅做志愿者,每名同学只去1个展厅,主展厅“秦汉文明”安排3名,遗址展厅“城与陵”安排2名,艺术展厅“技与美”安排1名,则不同的安排方法共有( )
A.360种 B.120种 C.60种 D.30种
【答案】C
【分析】直接分组即可,利用乘法原理计算.
【详解】由题意安排方法共有.
故选:C.
二、多选题
53.(23-24高二上·山东德州·期末)甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,下列结论正确的是( )
A.不同的站队方式共有120种
B.若甲和乙不相邻,则不同的站队方式共有36种
C.若甲在乙的左边,则不同的站队方式共有60种
D.若甲和乙相邻,且甲不在两端,则不同的站队方式共有36种
【答案】ACD
【分析】根据全排列数计算判断A;利用插空法求解判断B;定序问题采用倍缩法进行求解判断C;先使用捆绑法求解,再去掉甲在两端情形即可判断D.
【详解】对于A,甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,不同的站队方式共有种,A正确;
对于B,甲和乙不相邻的站队方式有种,B错误;
对于C,甲在乙的左边的不同的站队方式有种,C正确;
对于D,将甲与乙捆绑看做一个整体,再与其他三人站成一排,有种站队方式,
其中甲站在两端的情形有种,所以符合题意的站队方式共有种,D正确.
故选:ACD
54.(23-24高二上·江苏常州·期末)甲、乙、丙等人排成一列,下列说法正确的有( )
A.若甲和乙相邻,共有种排法 B.若甲不排第一个共有种排法
C.若甲与丙不相邻,共有种排法 D.若甲在乙的前面,共有种排法
【答案】ACD
【分析】利用捆绑法可判断A选项;利用特殊元素优先可判断B选项;利用插空法可判断C选项;利用组合法可判断D选项.
【详解】甲、乙、丙等人排成一列,
对于A选项,若甲和乙相邻,将甲和乙捆绑,形成一个大元素,与其余四个元素排序,
共有种排法,A对;
对于B选项,若甲不排第一个,则甲有种排法,其余个人全排,
共有种,B错;
对于C选项,若甲与丙不相邻,将除甲和丙以外的人全排,
然后将甲与丙插入人所形成的个空中的个空,
所以,共有种排法,C对;
对于D选项,若甲在乙的前面,只需在个位置中先选两个位置排甲、乙,且甲排在乙的前面,
然后将其余个人全排,共有种排法,D对.
故选:ACD.
55.(23-24高二上·福建漳州·期末)2023年海峡两岸花博会的花卉展区设置在福建漳州,某花卉种植园有2种兰花,2种三角梅共4种精品花卉,其中“绿水晶”是培育的兰花新品种,4种精品花卉将去,展馆参展,每种只能去一个展馆,每个展馆至少有1种花卉参展,下列选项正确的是( )
A.若展馆需要3种花卉,有4种安排方法
B.共有14种安排方法
C.若“绿水晶”去展馆,有8种安排方法
D.若2种三角梅不能去往同一个展馆,有4种安排方法
【答案】AB
【分析】根据排列、组合的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项,若展馆需要3种花卉,则有种安排方法,正确.
B选项,4种花卉按去,展馆参展有种方法;
按去,展馆参展有种方法;
因此不同的安排方法种数是,正确.
C选项,若“绿水晶”去展馆,若展馆有种花卉,则安排方法数有种方法,
若展馆有种花卉,则安排方法数有种方法,
若展馆有种花卉,则安排方法数有种方法,所以共有种方法,错误.
D选项,由选项B知,4种精品花卉将去,展馆参展共有14种安排方法,
若2种三角梅去往同一个展馆,有种安排方法,
则2种三角梅不能去往同一个展馆,有种安排方法,错误.
故选:AB
56.(23-24高二上·江西新余·期末)在某次太空旅行中,宇航员们要对需要完成的A,B,C,D,E,F六个科学实验进行排序,则下列说法正确的是( )
A.若A,B相邻,则不同的排序种数有240种
B.若C,D相隔一个实验,则不同的排序种数有96种
C.若E不在第一个,F不在最后一个,则不同的排序种数有504种
D.A排在B,C之前的概率为
【答案】ACD
【分析】对于ABC,根据题意结合排列数、组合数分析求解;对于D,根据排列组合结合古典概型分析求解.
【详解】对于A,若A,B相邻,则不同的排序种数有种,故A正确;
对于B,若C,D相隔一个实验,则不同的排序种数有种,故B错误;
对于C,若E不在第一个,F不在最后一个,则不同的排序种数有种,故C正确;
对于D,A排在B,C之前的概率为,故D正确.
故选:ACD.
57.(23-24高二上·江苏常州·期末)2023年国外某智库发布《尖端技术研究国家竞争力排名》的报告,涵盖了超音速、水下无人潜航器、量子技术、人工智能、无人机等二十多个领域.报告显示,中国在其中19个领域处于领先.某学生是科技爱好者,打算从这19个领域中选取这5个领域给班级同学进行介绍,每天随机介绍其中一个领域,且每个领域只在其中一天介绍,则下列结论中正确的是( )
A.都在后3天介绍的方法种数为36
B.相隔一天介绍的方法种数为36
C.A不在第一天,不在最后一天介绍的方法种数为72
D.A在,之前介绍的方法种数为40
【答案】ABD
【分析】A选项,在后3天中选择2天,将和剩余的3天进行全排列,相乘后得到A正确;B选项,采取插空和捆绑法进行求解;C选项,分A在最后一天进行介绍和不在最后一天进行介绍两种情况,求出方法数相加后得到答案;D选项,倍缩法进行求解.
【详解】A选项,在后3天中选择2天,有种选择,
再将和剩余的3天进行全排列,有种选择,
故有种方法数,A正确;
B选项,先把进行全排列,再从选择1个放在之间,有种方法,
再将这三个领域捆绑,和剩余的两个领域进行全排列,共有种选择,
综上,共有种方法数,B正确;
C选项,若A在最后一天进行介绍,则将剩余4个领域进行全排列,有种方法,
若A不在最后一天进行介绍,从3天中选择1天安排A,
再从除了最后一天的剩余3天中选择1天安排,有种选择,
最后将剩余的3个领域和3天进行全排列,有种选择,
则此时有种选择,
综上,A不在第一天,不在最后一天介绍的方法种数为,C错误;
D选项,进行全排列,共有种方法,
将进行全排列,共有种方法,其中A在,之前的有2种,
故120种排列中,A在,之前的有种,故D正确.
故选:ABD
三、填空题
58.(23-24高二下·吉林·期末)在数轴上,一质点从原点出发,每次等可能地向左或向右平移一个单位长度,则经过11次平移后,该质点最终到达3的位置,则不同的平移方法共有 种.
【答案】330
【分析】根据题意,这11次有7次向右平移,4次向左平移,然后利用组合数计算即可.
【详解】从原点出发,平移11次最终达到3的位置,
则可知这11次有7次向右平移,4次向左平移,
故不同的平移方法共有种.
故答案为:330.
59.(23-24高二下·内蒙古·期末)用4种不同颜色的颜料给图中五个区域涂色,要求每个区域涂一种颜色,有公共边的两个区域不能涂相同的颜色,则不同的涂色方法共有 种.
【答案】72
【分析】先对1,2,3三个区域涂色,再讨论1和5区域是否同色,结合排列数分析求解.
【详解】先对1,2,3三个区域涂色,有种涂法,
当1和5区域同色时,有种涂法;
当1和5区域不同色时,有种涂法;
综上所述:共有种涂法.
故答案为:72.
60.(2024·上海松江·二模)某校高一数学兴趣小组一共有30名学生,学号分别为,,,…,,老师要随机挑选三名学生参加某项活动,要求任意两人的学号之差绝对值大于等于5,则有 种不同的选择方法.
【答案】
【分析】根据题意,设挑选出的三名学生的学号分别为,,,不妨设,结合题意转化为,进而转化为四个正整数的和为,结合隔板法,即可求解.
【详解】设挑选出的三名学生的学号分别为,,,不妨设,
则有恒等式,
其中,,,,
即,,,,
故式为,
上式四个正整数的和为,相当于个分成四组,运用隔板法,在个空中放块板,故有种方法.
故答案为:.
61.(23-24高二下·上海·期中)小张一次买了三串冰糖葫芦,其中一串有两颗冰糖葫芦,一串有三颗冰糖葫芦,一串有五颗冰糖葫芦.若小张每次随机从其中一串中吃一颗,每一串只能从上往下吃,那么不同的吃完的顺序有 种.(结果用数字作答)
【答案】2520
【分析】考查排列问题,记三串冰糖葫芦从上往下依次为,,,则由每一串只能从上往下吃可知每一串冰糖葫芦相对位置是已定的,所以根据定序问题处理即可求出答案.
【详解】由题,记三串冰糖葫芦从上往下依次为,,,
则因为每一串只能从上往下吃,
所以在前被吃,在前而在前被吃,即它们被吃的相对位置是已定的,同理被吃的相对位置也是已定的,
所以根据排列中定序问题可得不同的吃完的顺序有种.
故答案为:2520.
62.(23-24高二上·江西萍乡·期末)将6名学生分配到甲、乙两个宿舍中,每个宿舍至少安排两名学生,不同的分配方案有 种.(用数字作答)
【答案】50
【分析】将问题分为甲、乙每屋住4人、2人或3人、3人两类,进而结合排列组合知识进行分配即可求得答案.
【详解】由题意知将6名学生分配到甲、乙两个宿舍中,每个宿舍至少安排2名学生,
包括甲、乙每屋住4人、2人或3人、3人,
当甲和乙两个屋子住4人、2人,共有种,
当甲和乙两个屋子住3人、3人,共有种,
根据分类计数原理得到共有(种).
故答案为:50
63.(23-24高二上·河南南阳·期末)南阳素有“月季花城”的美誉,是“中国月季之乡”和世界月季名城.某社区对一个街心公园进行改造,在公园中央有一个正方形区域如图示,它由四个全等的直角三角形和一个正方形构成.现对该区域种植月季,有5种不同的月季可供选择,要求相邻区域种植的月季不同.在所有的种植方案中随机选择一种方案,该方案恰好只用到四种月季的概率是 .
【答案】
【分析】分别求出用了种,种,种月季时的种植方案数,然后利用古典概型的概率公式求解即可.
【详解】对该区域种植月季,有种不同的月季可供选择,
当只选择种或种月季种植,不可能相邻区域种植的月季不同;
当选择种月季种植时,
第一步:先种植①④⑤区域,有种种植方法;
第二步:再种植②区域,必和④区域相同,只有种种植方法;
第三步:种植③区域,必和①区域相同,只有种种植方法;
故选择3种月季种植时,有种种植方法;
当选择种月季种植时,
第一步:先种植①④⑤区域,用了种月季中的种,有种种植方法;
第二步:再把还没有用过的种月季选种植下去,有②③两个区域可供种植,
有种种植方法;
第三步,种植最后一个区域,只有种种植方法,
故选择种月季种植时,有种种植方法;,
当选择全部的种月季种植时,有种种植方法;
所以该方案恰好只用到四种月季的概率是.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:对于染色问题,相邻区域要不同的颜色,我们可利用所用颜色的数量进行分类求解,有时候会比较方便快捷.
64.(23-24高二上·江苏南通·期末)第三届“一带一路”国际高峰论坛于年月在北京召开,某记者与参会的名代表一起合影留念(人站成一排).若记者不站两端,且代表甲与代表乙相邻的不同排法方式有 种.
【答案】
【分析】
先考虑代表甲与代表乙相邻,利用捆绑法求出排法种数;然后考虑记者站两端中的某个位置,且代表甲与代表乙相邻,求出此时的排法种数.再利用间接法可求得结果.
【详解】只考虑代表甲与代表乙相邻,只需将这两人捆绑,与剩余人进行排序,
共有种不同的排法,
若记者站两端中的某个位置,且代表甲与代表乙相邻,则记者有种站法,
然后将代表甲与代表乙捆绑,与剩余人进行排序,此时不同的站法种数为种,
因此,若记者不站两端,且代表甲与代表乙相邻的不同排法方式有种.
故答案为:.
65.(23-24高二上·河南南阳·期末)某观光旅游团计划在春节期间,安排游人去某地的甲、乙、丙、丁等六个小镇游览,每个小镇游览一天,连续游览六天.若小镇甲不排在首末两天,乙、丙、丁三个小镇排在相邻的三天,则不同的游览顺序方案共有 种.
【答案】72
【分析】现将乙、丙、丁三个小镇捆绑,然后从中间2个位置选出一个安排甲小镇,剩余全排列.求出各步的方案,根据分步乘法计数原理,相乘即可得出答案.
【详解】分步:
第一步,把乙、丙、丁三个小镇捆绑,看成一个元素,三个小镇的游览顺序有种方案;
第二步,将该整体与其他三个小镇作为4个元素,依次对应4个游览位置进行安排,中间2个位置选一个作为小镇甲的游览有种方案;
第三步,剩余三个元素进行全排有种方案.
根据分步乘法计数原理可知,不同的游览顺序方案共有种.
故答案为:72.
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