内容正文:
专题4.1 数列
目录
【考情统计】 1
【考点导图】 1
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 4
考点一:计数原理 4
【变式探究】 4
考点二:排列与排列数 5
【变式探究】 6
考点三:组合与组合数 7
【变式探究】 8
【真题演练】 10
【考纲要求】
1.计数原理
要求:掌握分类计数原理和分步计数原理;
2.排列与组合
要求:了解排列与组合的概念;
掌握排列与组合的公式;
能用计数原理、排列与组合知识处理简单问题。
【考情统计】
近几年高考分值统计
考点
2020
2021
2022
2023
2024
排列与组合
6
6
6
6
6
考向预测
1、 分类计数原理和分步计数原理。
2、 排列与组合的应用。
【考点导图】
【知识清单】
1.计数原理
(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.
完成一件事有n类不同方案,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mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+…+mn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.
完成一件事需要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mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1×m2×…×mn种不同的方法.
2.排列与排列数
(1)定义:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,并按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.
(2)排列数: 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,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号P表示.
(3) 排列数公式
① P=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),其中m,n∈N*,并且m≤n.
②P=.
(4) 全排列:把n个不同的元素全部取出的一个排列,叫做n个元素的一个全排列,全排列数为P=n!(叫做n的阶乘).规定:0!=1.
3.组合及组合数
(1)组合:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
(2) 组合数: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,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号C表示.
(3) 组合数的公式
①C=,其中m,n∈N*,并且m≤n
②C=
(4) 组合数的性质
性质1:C=C. 性质2:C=C+C.
规定:C=1.
(5) 排列与组合的关系
相同点
两者都是从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
不同点
排列问题中元素有序,组合问题中元素无序
关系
组合数C与排列数P间存在的关系:P=CP
【考点分类剖析】
考点一:计数原理
例1.4名同学在3道数学题中选择一道来解答,不同选择方法的种数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据分步乘法计数原理进行求解.
【详解】每名同学均有3种选法,故一共有种.
故选:A
2.4位同学参加3个外语节目选拔,每个同学恰选择一个节目参加,则不同的参加方式有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】A
【分析】根据分步乘法原理求解.
【详解】设4为同学为甲乙丙丁,先安排甲:有3种选择,再安排乙:有3种选择,同理丙和丁都有3种选择,根据分步乘法原理有 种方法;
故选:A.
【变式探究】
1.甲工厂有80名工人,乙工厂有60名工人,丙工厂有70名工人,现从中选取1人参加技术培训,则不同的选法有( )
A.180种 B.210种 C.240种 D.270种
【答案】B
【分析】根据分类加法计数原理求得正确答案.
【详解】依题意可知,不同的选法有种.
故选:B
2.现有3幅不同的油画,4幅不同的国画,3幅不同的水彩画,从这些画中选一幅布置房间,则不同的选法共有( )
A.10种 B.12种 C.20种 D.36种
【答案】A
【分析】根据分类加法计数原理求得正确答案.
【详解】依题意,不同的选法共有种.
故选:A
3.一个三层书架,分别放置语文类读物7本,政治类读物8本,英语类读物9本,每本图书各不相同,从中取出1本,则不同的取法共有( )
A.3种 B.504种 C.24种 D.12种
【答案】C
【分析】由分类加法计数原理即可求解.
【详解】从书架上取一本书,由分类加法计数原理可知,不同的取法共有种.
故选:C.
4.3月5日,两江新区学雷锋纪念日,现安排6名志愿者去5个社区去参加志愿活动,每名志愿者可自由选择其中的1个社区,不同选法的种数是( )
A. B. C.30 D.11
【答案】A
【分析】根据分步乘法计数原理分析计算即可得解.
【详解】依题意,每名志愿者都有5种选择方法,
所以6名志愿者共有种不同的选法.
故选:A.
5.学校组织社团活动,要求每名同学必须且只能参加一个社团,现有4个社团供5名同学选择,则不同的选择方法有( )
A. B.20 C. D.
【答案】C
【分析】由分步乘法计数原理列式计算即可.
【详解】由分步乘法计数原理可知不同的选择方法有.
故选:C.
考点二:排列与排列数
例2:求的值为( )
A.12 B.18 C.24 D.30
【答案】B
【分析】利用排列数的计算方法即可得解.
【详解】.
故选:B.
2.在中不重复地选取4个数字,共能组成( )个不同的四位数.
A.96 B.18 C.120 D.84
【答案】A
【分析】5个数抽4个数全排列再减去首位是0的情况即可.
【详解】四位数首位不能为零,
故为种不同的四位数,
故选:A.
【变式探究】
1.若,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】D
【分析】利用组合数公式和排列数公式化简即可得解.
【详解】由得,
解得.
故选:D
2.计算的值是( )
A.62 B.102 C.152 D.2540
【答案】A
【分析】
用排列数和组合数公式计算即可.
【详解】,
故选:A
3.某记者要去武汉4个医院采访,则不同的采访顺序有( )
A.4种 B.12种
C.18种 D.24种
【答案】D
【分析】根据排列计算即可.
【详解】由题意可得不同的采访顺序有=24(种),
故选:D.
4.用0,1,2,3,4可以组成无重复数字的三位数的个数为( )
A.16 B.36 C.48 D.60
【答案】C
【分析】根据分步乘法计数原理可求出结果.
【详解】第一步,从中任选一个数字排在百位,有种;
第二步,从剩下的个数字中任选个排在十位和个位,有种,
根据分步乘法计数原理得共有个无重复数字的三位数.
故选:C
5.已知,则n的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用排列数公式计算作答.
【详解】因为,而,即有,于是,
所以n的值为5.
故选:C
6.有3名男生和2名女生排成一排,女生相邻的不同排法有( )
A.36种 B.48种 C.72种 D.108种
【答案】B
【分析】根据捆绑法进行求解即可.
【详解】不同排法种数为种,
故选:B.
考点三:组合与组合数
例3:从甲、乙、丙、丁、戊5个人中选1名组长1名副组长,但甲不能当副组长,不同的选法种数是( )
A.6 B.10 C.16 D.20
【答案】C
【分析】先选副组长,利用组合知识计算即可.
【详解】先选副组长再选组长,有.
故选:C
2.从6名女生3名男生中选出2名女生1名男生,则不同的选取方法种数为( )
A.33 B.45 C.84 D.90
【答案】B
【分析】利用组合数公式直接计算.
【详解】.
故选:B
【变式探究】
1.从4名男生和2名女生中选2人参加会议,至少有一名男生,不同的安排方法有( )种.
A.13 B.14 C.15 D.16
【答案】B
【分析】根据题意,用间接法分析:先计算全部的选法,排除其中“没有女生,即全部为男生”的选法,分析可得答案.
【详解】根据题意,从4名男生和2名女生中选2人参加会议,有种选法,
其中没有男生,即全部为女生的选法有种,
则至少有一名男生的选法有.
故选:B.
2.甲乙丙丁四名同学去听同时举行的三个讲座,每名同学可自由选择听其中的一个讲座,则甲乙二人正好听的同一讲座而丙丁听的不同讲座的情况为( )种
A.6 B.10 C.18 D.36
【答案】C
【分析】先安排甲乙,再安排丙丁,根据分步乘法计数原理即可求解.
【详解】解:先安排甲乙共有,再安排丙丁共有,
所以根据分步乘法计数原理得总共有(种),
故选:C.
3.某高中政治组准备组织学生进行一场辩论赛,需要从6位老师中选出3位组成评审委员会,则组成该评审委员会不同方式的种数为( )
A.15 B.20 C.30 D.120
【答案】B
【分析】根据组合数计算即可
【详解】由题意,组成该评审委员会不同方式的种数为种
故选:B
4.现从甲、乙等7名大学生中选出3人担任北京冬奥会的志愿者,要求甲、乙至少1人入选,则不同的选法共有( )
A.10种 B.20种 C.25种 D.35种
【答案】C
【分析】利用组合数计算总的选法种数和甲、乙都不入选的选法种数,作差即得所求.
【详解】从7人中选3人,有种选法,其中甲、乙都不入选的有种选法,
所以要求甲、乙至少1人入选,则不同的选法共有种,
故选:C
5.从5人中选3人参加座谈会,其中甲必须参加,则不同的选法有( )
A.60种 B.36种 C.10种 D.6种
【答案】D
【分析】由组合数公式即求.
【详解】甲必须参加,因此只要从除甲之外的4人中选2人即可,有(种).
故选:D.
6.某班级要从4名男士、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种数为
A.14 B.24 C.28 D.48
【答案】A
【详解】法一:4人中至少有1名女生包括1女3男及2女2男两种情况,
故不同的选派方案种数为.故选A.
法二:从4男2女中选4人共有种选法,4名都是男生的选法有种,
故至少有1名女生的选派方案种数为-=15-1=14.故选A
【真题演练】
1.若要求选出的4人中既有男生又有女生,则不同的选法共有( )
A.12种 B.18种 C.34种 D.35种
【答案】C
【解析】本题考查分类计数原理、排列与组合。
方法一(分类):由题可知,只是选出选出4人参加,因此只选不排,即为组合,而4人中既有男生又有女生有:1女3男、2女2男、3女1男这三种情况,因此分类:
1女3男:种;2女2男:种;3女1男:种,所以不同的选法共有12+18+4=34种
方法一(正难反易):由题可知,4人中既有男生又有女生分类较多,因此选择反面从7人中选出4人,只要保证排除4人都是男生这种情况即可,所以种
故答案为:C.
2.(2023年高等职业教育分类考试数学第6题)3名同学到两个社区参加志愿者活动,每名同学只去一个社区,每个社区至少1名同学,则不同的分配方案共有( )
A.3种 B.6种 C.9种 D.12种
【答案】C
【解析】本题考查分类计数原理、排列与组合。
由题可知,即选还要排,即为排列,3名同学到两个社区参加志愿者活动,每名同学只去一个社区,每个社区至少1名同学,可分类为2名同学去A社区,1名同学去B社区、1名同学去A社区,2名同学去B社区,所以有种
故答案为:C.
3.(2022年高等职业教育分类考试数学第9题)从4名男生和3名女生组成的班委中,选3名班长候选人,要求3名班长候选人中男生和女生均至少有1名,则不同的选法共有( )
A.12种 B.18种 C.30种 D.35种
【答案】A
【解析】本题考查分类计数原理、排列与组合。
由题可知,只选不用排,即为组合,选3名班长候选人,要求3名班长候选人中男生和女生均至少有1名
即:班长候选人男生1名,女生1名,还有一个名额就从剩下的5人在选择,所以不同的选法共有种
故答案为:A.
4.(2021年高等职业教育分类考试数学第8题)袋中有8个大大小小相同的球,其中白球6个,红球2个,从中任取3个球,则至少有1个红球的取法有( )
A.30种 B.36种 C.42种 D.60种
【答案】B
【解析】本题考查分类计数原理、排列与组合。
方法一(反面):由题可知,任取3个球有顺序,即选还要排,即为排列,白球6个,红球2个,从中任取3个球,则至少有1个红球,我们可以算反面即:从8个球中选择3个球,排除掉全是白球的情况:种
方法而(分类):由题可知,白球6个,红球2个,从中任取3个球,则至少有1个红球,可分类为:1个红球,2个白球、2个红球,1个白球
所以1个红球,2个白球:种、2个白球、2个红球,1个白球:种,所以至少有1个红球的取法有30+6=36种
故答案为:B.
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专题4.1 数列
目录
【考情统计】 1
【考点导图】 1
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 4
考点一:计数原理 4
【变式探究】 4
考点二:排列与排列数 4
【变式探究】 5
考点三:组合与组合数 5
【变式探究】 5
【真题演练】 6
【考纲要求】
1.计数原理
要求:掌握分类计数原理和分步计数原理;
2.排列与组合
要求:了解排列与组合的概念;
掌握排列与组合的公式;
能用计数原理、排列与组合知识处理简单问题。
【考情统计】
近几年高考分值统计
考点
2020
2021
2022
2023
2024
排列与组合
6
6
6
6
6
考向预测
1、 分类计数原理和分步计数原理。
2、 排列与组合的应用。
【考点导图】
【知识清单】
1.计数原理
(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.
完成一件事有n类不同方案,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mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1+m2+…+mn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.
完成一件事需要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mn种不同的方法,那么完成这件事共有N=m1×m2×…×mn种不同的方法.
2.排列与排列数
(1)定义:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,并按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.
(2)排列数: 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,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号P表示.
(3) 排列数公式
① P=n(n-1)(n-2)…(n-m+1),其中m,n∈N*,并且m≤n.
②P=.
(4) 全排列:把n个不同的元素全部取出的一个排列,叫做n个元素的一个全排列,全排列数为P=n!(叫做n的阶乘).规定:0!=1.
3.组合及组合数
(1)组合:一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
(2) 组合数: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,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用符号C表示.
(3) 组合数的公式
①C=,其中m,n∈N*,并且m≤n
②C=
(4) 组合数的性质
性质1:C=C. 性质2:C=C+C.
规定:C=1.
(5) 排列与组合的关系
相同点
两者都是从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素
不同点
排列问题中元素有序,组合问题中元素无序
关系
组合数C与排列数P间存在的关系:P=CP
【考点分类剖析】
考点一:计数原理
例1.4名同学在3道数学题中选择一道来解答,不同选择方法的种数是( )
A. B. C. D.
2.4位同学参加3个外语节目选拔,每个同学恰选择一个节目参加,则不同的参加方式有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【变式探究】
1.甲工厂有80名工人,乙工厂有60名工人,丙工厂有70名工人,现从中选取1人参加技术培训,则不同的选法有( )
A.180种 B.210种 C.240种 D.270种
2.现有3幅不同的油画,4幅不同的国画,3幅不同的水彩画,从这些画中选一幅布置房间,则不同的选法共有( )
A.10种 B.12种 C.20种 D.36种
3.一个三层书架,分别放置语文类读物7本,政治类读物8本,英语类读物9本,每本图书各不相同,从中取出1本,则不同的取法共有( )
A.3种 B.504种 C.24种 D.12种
4.3月5日,两江新区学雷锋纪念日,现安排6名志愿者去5个社区去参加志愿活动,每名志愿者可自由选择其中的1个社区,不同选法的种数是( )
A. B. C.30 D.11
5.学校组织社团活动,要求每名同学必须且只能参加一个社团,现有4个社团供5名同学选择,则不同的选择方法有( )
A. B.20 C. D.
考点二:排列与排列数
例2:求的值为( )
A.12 B.18 C.24 D.30
2.在中不重复地选取4个数字,共能组成( )个不同的四位数.
A.96 B.18 C.120 D.84
【变式探究】
1.若,则( )
A.6 B.5 C.4 D.3
2.计算的值是( )
A.62 B.102 C.152 D.2540
3.某记者要去武汉4个医院采访,则不同的采访顺序有( )
A.4种 B.12种
C.18种 D.24种
4.用0,1,2,3,4可以组成无重复数字的三位数的个数为( )
A.16 B.36 C.48 D.60
5.已知,则n的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
6.有3名男生和2名女生排成一排,女生相邻的不同排法有( )
A.36种 B.48种 C.72种 D.108种
考点三:组合与组合数
例3:从甲、乙、丙、丁、戊5个人中选1名组长1名副组长,但甲不能当副组长,不同的选法种数是( )
A.6 B.10 C.16 D.20
2.从6名女生3名男生中选出2名女生1名男生,则不同的选取方法种数为( )
A.33 B.45 C.84 D.90
【变式探究】
1.从4名男生和2名女生中选2人参加会议,至少有一名男生,不同的安排方法有( )种.
A.13 B.14 C.15 D.16
2.甲乙丙丁四名同学去听同时举行的三个讲座,每名同学可自由选择听其中的一个讲座,则甲乙二人正好听的同一讲座而丙丁听的不同讲座的情况为( )种
A.6 B.10 C.18 D.36
3.某高中政治组准备组织学生进行一场辩论赛,需要从6位老师中选出3位组成评审委员会,则组成该评审委员会不同方式的种数为( )
A.15 B.20 C.30 D.120
4.现从甲、乙等7名大学生中选出3人担任北京冬奥会的志愿者,要求甲、乙至少1人入选,则不同的选法共有( )
A.10种 B.20种 C.25种 D.35种
5.从5人中选3人参加座谈会,其中甲必须参加,则不同的选法有( )
A.60种 B.36种 C.10种 D.6种
6.某班级要从4名男士、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种数为
A.14 B.24 C.28 D.48
【真题演练】
1.若要求选出的4人中既有男生又有女生,则不同的选法共有( )
A.12种 B.18种 C.34种 D.35种
2.(2023年高等职业教育分类考试数学第6题)3名同学到两个社区参加志愿者活动,每名同学只去一个社区,每个社区至少1名同学,则不同的分配方案共有( )
A.3种 B.6种 C.9种 D.12种
3.(2022年高等职业教育分类考试数学第9题)从4名男生和3名女生组成的班委中,选3名班长候选人,要求3名班长候选人中男生和女生均至少有1名,则不同的选法共有( )
A.12种 B.18种 C.30种 D.35种
4.(2021年高等职业教育分类考试数学第8题)袋中有8个大大小小相同的球,其中白球6个,红球2个,从中任取3个球,则至少有1个红球的取法有( )
A.30种 B.36种 C.42种 D.60种
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