3.1.2 第2课时排列数的应用(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)

2025-02-27
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版选择性必修第二册
年级 高二
章节 3.1.2 排列与排列数
类型 作业-同步练
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 498 KB
发布时间 2025-02-27
更新时间 2025-02-27
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
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来源 学科网

内容正文:

练案[3] 第三章  排列、组合与二项式定理 3. 1  [3. 1. 2  第2课时  排列数的应用] A组·素养自测 一、选择题                                  1.用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位 数,其中奇数的个数为 (D ) A. 24 B. 48 C. 60 D. 72 2.从2,3,4,5,6,7,8,9这8个数字中任取2个 不同的数字分别作为一个对数的底数和真 数,则可以组成不同对数值的个数为(D ) A. 56 B. 54 C. 53 D. 52 3.从8人中选3人排成一队,其中甲、乙同时参 加排队或同时不参加排队,若参加排队,就一 定相邻,则不同的排法共有 (C ) A. 252种 B. 278种 C. 144种 D. 362种 4.(多选)停车站划出一排12个停车位置,今有 8辆不同的车需要停放,若要求剩余的4个空 车位连在一起,则不同的停车方法有(  ) A. A99种 B. A99A44种 C. 8A88种 D. 9A88种 5.把语文、数学、物理、历史、外语这五门课程安 排在一天的五节课里,如果数学必须比历史 先上,那么不同的排法有 (C ) A. 48种 B. 24种 C. 60种 D. 120种 二、填空题 6.用1,2,3,4,5,6组成六位数(没有重复数字), 要求任何相邻两个数字的奇偶性不同,且1,2相 邻,这样的六位数的个数是        . 7.将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部 分给4人,每人至少1张,如果分给同一人的 2张参观券连号,那么不同的分法种数是         . 8. 2023年某地举行博物展,某单位将展出5件 艺术作品,其中不同书法作品2件、不同绘画 作品2件、标志性建筑设计1件,在展台上将 这5件作品排成一排,要求2件书法作品必须 相邻,2件绘画作品不能相邻,则该单位展出 这5件作品不同的方案有        种.(用数 字作答) 三、解答题 9.一场晚会有5个演唱节目和3个舞蹈节目,要 求排出一个节目单. (1)3个舞蹈节目不排在开始和结尾,有多少 种排法? (2)前四个节目要有舞蹈节目,有多少种 排法? 10.从数字0,1,3,5,7中取出不同的三个数作系 数,可以组成多少个不同的一元二次方程 ax2 + bx + c = 0?其中有实根的方程有多 少个                                                                ? —081— B组·素养提升 一、选择题 1.(多选)用0、1、2、3、4、5组成没有重复数字的 6位数,其中个位数字小于十位数字的六位数 共有 (  ) A. A15A 3 5个 B. 12 A 1 5A 5 5个 C. A15A 5 5个 D. 2A15A44个 2.某地为了迎接第19届亚洲运动会,杭州某大 楼安装了5个彩灯,它们闪亮的顺序不固定. 每个彩灯只能闪亮红、橙、黄、绿、蓝中的一种 颜色,且这5个彩灯所闪亮的颜色各不相同, 记这5个彩灯有序地各闪亮一次为一个闪烁. 在每个闪烁中,每秒钟有且仅有一个彩灯闪 亮,而相邻两个闪烁的时间间隔均为5秒.如 果要实现所有不同的闪烁,那么需要的时间 至少是 (C ) A. 1 205秒 B. 1 200秒 C. 1 195秒 D. 1 190秒 3.有4本不同的书A、B、C、D,要分给三个同学, 每个同学至少分一本,书A、B不能分给同一 人,则这样的分法共有 (C ) A. 18种 B. 24种 C. 30种 D. 36种 4.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 (B ) A. 48 B. 36 C. 30 D. 24 二、填空题 5. 6人站成一排,甲、乙、丙3个人不能都站在一 起的排法种数为        . 6.如图是一个正方体纸盒的展开图,若把1,2, 3,4,5,6分别填入小正方形后,按虚线折成正 方体,则所得到的正方体相对面上的两个数 的和都相等的概率是        . 三、解答题 7.用0、1、2、3、4五个数字:(1)可组成多少个五 位数;(2)可组成多少个无重复数字的五位 数;(3)可组成多少个无重复数字的且是3的 倍数的三位数;(4)可组成多少个无重复数字 的五位奇数. 8. 4名男同学和3名女同学站成一排. (1)7名同学中,甲、乙、丙排序一定(只考虑 位置的前后顺序),有多少种不同的排法? (2)甲不在最左端,乙不在最右端,有多少种 不同的排法? (3)7名同学中,甲乙两名同学之间必须恰有 3名同学,有多少种不同的排法? (4)7名同学中,甲、乙两名同学相邻,但都不 与丙相邻,有多少种不同的排法? (5)女同学从左到右按从高到矮的顺序排,有 多少种不同的排法?(3名女生身高互不相 等                                                                      ) —082— 9.因为左边= n!(n - m)!+ m (n - 1)! (n - m)!+ m(m - 1) (n - 1)! (n - m + 1)! = n!(n -m +1)+m(n -1)!(n -m +1)+m(m -1)(n -1)!(n -m +1)! =(n -1)![n(n -m +1)+m(n -m +1)+m(m -1)](n -m +1)! =(n - 1)!n(n + 1)(n - m + 1)! = (n + 1)! (n - m + 1)!= A m n + 1 . 练案[3] A组·素养自测 1. D  由题意,可知个位可以从1,3,5中任选一个,有A13 种方 法,其他数位上的数可以从剩下的4个数字中任选,进行全排 列,有A44种方法,所以奇数的个数为A13A44 = 3 × 4 × 3 × 2 × 1 = 72. 2. D  在8个数中任取2个不同的数可以组成A28 = 56(个)对数 值.但在这56个对数值中,log24 = log39,log42 = log93,log23 = log49,log32 = log94,即满足条件的对数值共有56 - 4 = 52 (个). 3. C  若甲、乙都不参加排队,则不同的排法有A36 = 120(种);若 甲、乙都参加排队,则不同的排法有A16A22A22 = 24(种),所以不 同的排法共有120 + 24 = 144(种).故造C. 4. AD  将4个空车位视为一个元素,与8辆车共9个元素进行 全排列,共有A99 = 9A88种. 5. C  五门课程随意安排有A55 种排法,数学课在历史课前和历 史课在数学课前各占总排法数的一半,所以数学课排在历史 课前的排法有12 A 5 5 = 60(种). 6. 40  可分为三步来完成这件事: 第一步:先将3,5进行排列,共有A22种排法; 第二步:再将4,6插空排列,共有2A22种排法; 第三步:将1,2放入3,5,4,6形成的空中,共有A15种排法; 由分步乘法计数原理得,共有2A22A22A15 = 40种不同的排法. 7. 96  先分组后用分配法求解,5张参观券分为4组,其中2个 连号的有4种分法,每一种分法中的排列方法有A44 种,因此 共有不同的分法4A44 = 4 × 24 = 96(种). 8. 24  将2件书法作品排列,方法数为2种,然后将其作为1件 作品与标志性建筑设计作品共同排列有2种排法,对于其每 一种排法,在其形成的3个空位中选2个插入2件绘画作品, 故共有不同展出方案:2 × 2 × A23 = 24种. 9.(1)先从5个演唱节目中选两个排在首尾两个位置有A25种排 法,再将剩余的3个演唱节目,3个舞蹈节目排在中间6个位 置上有A66种排法,故共有不同排法A25A66 = 14 400种. (2)先不考虑排列要求,有A88种排列,其中前四个节目没有舞 蹈节目的情况,可先从5个演唱节目中选4个节目排在前四 个位置,然后将剩余四个节目排列在后四个位置,有A45A44 种 排法,所以前四个节目要有舞蹈节目的排法有(A88 - A45A44)= 37 440种. 10.先考虑组成一元二次方程的问题. 首先确定a,只能从1,3,5,7中选一个,有A14种,然后从余下 的四个数中任选两个作b,c,有A24 种,又0,1,3,5,7并无公 因数,故由分步乘法计数原理知,组成的一元二次方程共 A14A 2 4 = 48(个). 方程ax2 + bx + c = 0(a≠0)要有实根,必须满足Δ = b2 - 4ac ≥0.分类讨论如下: 当c =0时,a,b可以从1,3,5,7中任取两个,一元二次方程有 A24个; 当c≠0时,分析判别式知b只能取5,7中的一个. 当b取5时,a,c只能取1,3这两个数,一元二次方程有 A22个; 当b取7时,a,c可取1,3或1,5这两组数,一元二次方程有 2A22个. 此时共有(A22 + 2A22)个一元二次方程. 由分类加法计数原理知,有实根的一元二次方程共有A24 + A22 + 2A 2 2 = 18(个). B组·素养提升 1. AB  解法一:确定最高位有A15 种不同方法.确定万位、千位、 百位,从剩下的5个数字中取3个排列,共有A35 种不同的方 法,剩下两个数字,把大的排在十位上即可,由分步乘法计数 原理知,共有A15·A35 = 300(个). 解法二:由于个位数字大于十位数字与个位数字小于十位数 字的应各占一半,故有12 A 1 5·A55 = 300(个). 2. C  由题意每次闪烁共5秒,所有不同的闪烁为A55个,相邻两 个闪烁的时间间隔为5秒,因此需要的时间至少是5A55 +(A55 - 1)× 5 = 1 195秒. 3. C  4本不同的书分给三个同学,共有6A33 = 36,书A、B分给同 一人有A33 = 6,所以共有36 - 6 = 30种,故选C. 4. B  将A,B捆绑在一起,有A22种摆法,再将它们与其他3件产 品全排列,有A44种摆法,共有A22A44 种摆法,而A,B,C 3件产 品在一起,且A,B相邻,A,C相邻时有2种情况,将这3件产 品与剩下2件产品全排列,有2A33 种摆法.故A,B相邻,A,C 不相邻的摆法有A22A44 - 2A33 = 36(种). 5. 576  “不能都站在一起”与“都站在一起”是对立事件,由间 接法可得A66 - A33A44 = 576. 6. 115   6个数任意填入6个小正方形中有A 6 6 = 720种方法;将6 个数分三组(1,6),(2,5),(3,4),每组中的两个数填入一对 面中,共有不同填法A33 × 2 × 2 × 2 = 48种,故所求概率P = 48 720 = 1 15 . 7.(1)各个数位上的数字允许重复,故由分步乘法计数原理知, 共有4 × 5 × 5 × 5 × 5 = 2 500(个). (2)解法一:先排万位,从1,2,3,4中任取一个有A14 种填法, 其余四个位置四个数字共有A44种, 故共有A14·A44 = 96(个). 解法二:先排0,从个、十、百、千位中任选一个位置将0填入有 A14种方法,其余四个数字全排有A44种方法, 故共有A14·A44 = 96(个). (3)构成3的倍数的三位数,各个位上数字之和是3的倍数, 按取0和不取0分类: ①取0,从1和4中取一个数,再取2进行排,先填百位A12,其 余任排有A22,故有2A12·A22种. ②不取0,则只能取3,从1或4中再任取一个,再取2然后进 行全排为2A33,所以共有2A12A22 + 2A33 = 8 + 12 = 20(个). (4)考虑特殊位置个位和万位,先填个位,从1、3中选一个填入 个位有A12种填法,然后从剩余3个非0数中选一个填入万位, 有A13种填法,包含0在内还有3个数在中间三位置上全排列, 排列数为A33,故共有A12·A13·A33 =36(个). 8.(1)7名同学的所有排法有A77 种,其中甲、乙、丙的排序有A33 种,所以甲、乙、丙排序一定的排法有A 7 7 A33 = 840(种). (2)方法一:甲不在最左端,按甲的排法分类                                                                      : —151— 若甲在最右端,则有A66 种排法;若甲不在最右端,则甲有A15 种排法,乙有A15种排法,其余同学有A55种排法.综上,不同的 排法共有A66 + A15A15A55 = = 3 720(种). 方法二:在排列时,先不考虑甲、乙站位的要求,有A77 种站法, 甲在最左端的站法有A66种,乙在最右端的站法有A66 种,而甲 在最左端且乙在最右端的站法有A55 种,故不同的排法有 A77 - 2A 6 6 + A 5 5 = 3 720(种). (3)先排甲、乙两名同学,有A22 种排法,再从余下5名同学中 选3名同字排在甲、乙两名同学中间,有A35 种排法,这时把已 排好的5名同学视为一个整体,与最后剩下的2名同学进行 全排列,有A33种排法,故不同的排法共有A22A35A33 = 720(种). (4)先排除甲、乙、丙3名同学以外的其他4名同学,有A44 种排 法,由于甲、乙要相邻,故再把甲、乙排好,有A22种排法,最后把排 好的甲、乙看作一个整体与丙分别插入原先排好的4名同学形成 的5个空位中,有A25 种排法,故不同的排法共有A44A22A25 = 960 (种). (5)从7个位置中选出4个位置把男生排好,有A47种排法,然 后在余下的3个位置中排女生,由于要求女生从左到右按从 高到矮的顺序排,故女生的排法只有1种,故不同的排法共有 A47 × 1 = 840(种). 练案[4] A组·素养自测 1. CD  A错误.当两个排列的所有元素完全相同,但其排列顺序 不同时,仍然不是相同排列,所以错误. B错误.因为相同的组 合与元素的顺序无关,只与元素是否相同有关,所以该说法错 误. C正确.当两个组合的元素完全相同时,能得出这两个组 合是相同组合;当两个组合相同时,能得出它们的元素完全相 同. D正确.由定义易知,取出的元素各不相同,因此取了的不 能再取了.故选CD. 2. D  由Cn4知n = 0,1,2,3,4,因为C04 = 1,C14 = 4,C24 = 4 × 32 = 6, C34 = C 1 4 = 4,C44 = 1,所以M ={1,4,6}.故M∩Q ={1,4}. 3. A  因为Cx2 - x16 = C5x - 516 , 所以x2 - x = 5x - 5  ①, 或(x2 - x)+(5x - 5)= 16  ②, 解①可得x = 1或x = 5(舍去),解②可得x = 3或x = - 7 (舍),所以该方程的解集是{1,3}. 4. C  因为C7n + 1 - C7n = C8n,即C7n + 1 = C8n + C7n = C8n + 1,所以n + 1 = 7 + 8,即n = 14. 5. D  nr C r - 1 n - 1 = n r· (n - 1)! (r - 1)!(n - r)! = n!r!(n - r)!= C r n . 6. 13  由C23 + C24 + C25 +…+ C2n = 363, 得1 + C23 + C24 + C25 +…+ C2n = 364, 即C33 + C23 + C24 + C25 +…+ C2n = 364. 又Cmn + Cm - 1n = Cmn + 1,则C33 + C23 + C24 + C25 +…+ C2n = C34 + C24 + C25 +…+ C2n = C35 + C25 + C26 +…+ C2n = C3n + 1,所以C3n + 1 = 364, 化简可得(n + 1)n(n - 1)3 × 2 × 1 = 364, 又n是正整数,解得n = 13. 7. 220  C22 + C 2 3 +…+ C211 = C33 + C23 +…+ C211 = C34 + C24 +…+ C211 = C 3 12 = 220. 8. 2  ∵ 5C5n + 5 =(n + 7)Cn - 1n + 3 + 3A2n + 3, ∴ 5 × (n + 5)!5! ×(n + 5 - 5)!=(n + 7)× (n + 3)! (n - 1)!(n + 3 - n + 1)!+ 3 ×(n + 3)(n + 2), ∴ 5 × (n + 5)(n + 4)(n + 3)(n + 2)(n + 1)5 × 4 × 3 × 2 × 1 = (n + 7)× (n + 3)(n + 2)(n + 1)n 4 × 3 × 2 × 1 + 3 ×(n + 3)(n + 2), ∴ (n + 5)(n + 4)(n + 1)24 = (n + 7)(n + 1)n 24 + 3,∴ n∈N ,解 得n = 2. 9.因为Cn - 5n = C5n,所以原不等式可化为C5n >(C3n - 2 + C2n - 2)+ (C2n - 2 + C1n - 2), 即C5n > C3n - 1 + C2n - 1,也就是C5n > C3n, 所以 n!5!(n - 5)!> n! 3!(n - 3)!, 即(n - 3)(n - 4)> 20, 解得n > 8或n < - 1. 又n∈N,n≥5. 所以n≥9且n∈N . 10.(1)由题意知 x = 2x - 4, 2x - 4≤14, x≤ { 14 或 x = 14 -(2x - 4), 2x - 4≤14, x≤14 { , 解得x = 4或6. (2)由组合数的定义知0≤r + 1≤10, 0≤17 - r≤10{ ,所以7≤r≤9.又r∈ N,所以r = 7,8,9, 当r = 7时,原式= C810 + C1010 = 46; 当r = 8时,原式= C910 + C910 = 20; 当r = 9时,原式= C1010 + C810 = 46. B组·素养提升 1. C  (C2100 + C97100)÷ A3101 =(C2100 + C3100)÷ A3101 = C3101 ÷ A3101 = A3101 A33 ÷ A3101 = 1 A33 = 16 . 2. B  根据题意,C6n + 1 - C6n = C7n变形可得,C6n + 1 = C6n + C7n; 由组合数的性质可得,C6n + C7n = C7n + 1, 即C6n + 1 = C7n + 1, 则可得到n + 1 = 6 + 7n = 12. 3. BD  由组合数的性质得:C9099 + C8999 = C90100 = C10100 . 4. ABC  Ckn = n! (n - k)!k!, A中,k + 1n + 1C k + 1 n + 1 = k + 1 n + 1 (n + 1)! (n - k)!(k + 1)! = n!(n - k)!k!, B中,nk C k - 1 n - 1 = n k (n - 1)! (n - k)!(k - 1)!= n! (n - k)!k!, C中, nn - kC k n - 1 = n(n - 1)! (n - k)(n - k - 1)!k! = n!(n - k)!k!, D中,k - 1n - 1C k - 1 n - 1 = k - 1 n - 1 (n - 1)! (n - k)!(k - 1)! = (n - 2)!(n - k)!(k - 2)!,故不相等. 5. 190  由C13n = C7n可知n = 20. ∴ C1820 = C 2 20 = 20 × 19 2 = 190                                                                       . —152—

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