内容正文:
清单06 第六章 两个计数原理及排列组合
(3个考点梳理+10题型解读+提升训练)
清单01 两个计数原理综合
(1)定义:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法,那么完成这件事共有种不同的方法.
(2)定义:完成一件事需要两个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,那么完成这件事共有种不同的方法.
清单02 排列数计算
排列数公式
①(连乘形式):,,
②(阶乘形式),,
清单03 组合数的计算和性质
或:(,).
(1)性质1:
(2)性质2:
【考点题型一】两个计数原理综合()
【例1】(24-25高三上·四川成都·开学考试)某高中运动会设有8个项目,甲、乙两名学生每人随机选取3个项目,则至少选中2个相同项目的报名情况有( )
A.420种 B.840种 C.476种 D.896种
【变式1-1】.(24-25高三上·上海宝山·期中)由0,2,4组成可重复数字的自然数,按从小到大的顺序排成的数列记为,即,,,…,若,则 .
【变式1-2】.(24-25高三上·上海·开学考试)若从0,1,2,3,4,5这六个数字中任取2个偶数和2个奇数,组成一个无重复数字的四位数,则不同的四位数的个数是 .
【变式1-3】.(23-24高二下·湖北·期中)某市教育局决定派出8名心理咨询专家(5男3女)到甲、乙学校进行心理问题调研.
(1)每所学校均有4名专家参加调研,有多少种的安排方法?
(2)每所学校至少有3人且必须有女专家参加调研,有多少种的安排方法?
【变式1-4】(22-23高二下·河南郑州·期中)用0,1,2,3,4这5个数字,可以组成多少个满足下列条件的没有重复数字五位数?
(1)组成五位偶数;
(2)组成千位数字和十位数字是奇数的偶数.
【考点题型二】排列数计算()
【例2】(24-25高二下·山东泰安·阶段练习)(1)计算:;
(2)若,求的值.
(3)化简求值:.
【变式2-1】.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)下列等式中,不正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】.(24-25高二下·河北保定·阶段练习)(1)已知,求的值;
(2)已知,求的值.
【变式2-3】.(24-25高二下·广东茂名·阶段练习)计算:
(1);
(2);
(3)若,求值.
【变式2-4】.(24-25高二下·江苏盐城·阶段练习)(1)计算:;
(2)解不等式:.
【考点题型三】捆绑法和插空法()
【例3】(24-25高二·全国·课堂例题)某中学为了弘扬我国二十四节气文化,特制作出“立春”“雨水”“惊蛰”“春分”“清明”“谷雨”六张知识展板放置在六个并列的文化橱窗里,要求“立春”和“春分”两块展板相邻,且“清明”和“惊蛰”两块展板不相邻,则不同的放置方式种数为( )
A.24 B.48 C.144 D.240
【变式3-1】.(24-25高二下·天津·阶段练习)五名同学元旦期间去华侨城湿地公园参观,结束后在门口五名同学排成一排照相留念,若甲与乙相邻,丙与丁不相邻,则不同的排法共有 种.
【变式3-2】.(24-25高二下·湖南长沙·开学考试)我校田径队有十名队员,分别记为,为完成某训练任务,现将十名队员分成甲、乙两队.其中将五人排成一行形成甲队,要求与相邻,在的左边,剩下的五位同学排成一行形成乙队,要求与不相邻,则不同的排列方法种数为 .
【变式3-3】.(24-25高二下·山东·阶段练习)《哪吒2》9天登顶中国影史票房榜,之后持续狂飙,上映16天票房突破100亿;21天登顶全球动画电影票房榜,电影中哪吒需要从风、火、水、雷、土五种灵珠中选出四个,按顺序排列成法阵对抗敌人,已知风灵珠和火灵珠不能相邻,问共有多少种法阵组合方式 .(用数字作答)
【变式3-4】.(24-25高二下·河南·阶段练习)高一某班一天上午有节课,下午有节课,现要安排该班一天中语文、数学、英语、物理、化学、生物、地理节课的课程表,要求生物课排在上午第四节,化学课排在下午,数学与物理不相邻,则不同的排法种数共有( )种
A. B. C. D.
【考点题型四】特殊元素(位置)法()
【例4】(24-25高二下·上海松江·阶段练习)甲、乙、丙、丁共4名同学参加某知识竞赛,已决出了第1名到第4名(没有并列名次).甲、乙、丙三人向老师询问成绩,老师对甲和乙说:“你俩名次相邻”,对丙说:“很遗憾,你没有得到第1名”.从这个回答分析,4人的名次排列情况种数为 .
【变式4-1】.(2025高三·全国·专题练习)5个人排成一排,如果甲必须站在排头或排尾,而乙不能站在排头或排尾,那么不同站法总数为( )
A.18 B.36 C.48 D.60
【变式4-2】.(24-25高三上·河北唐山·期末)甲、乙等5人站成一排,要求甲在中间,乙不在两端,则不同的排列方式共有( )
A.12种 B.6种 C.24种 D.60种
【变式4-3】.(24-25高三上·湖北武汉·阶段练习)武汉外校国庆节放7天假(10月1日至10月7日),马老师、张老师、姚老师被安排到校值班,每人至少值班两天,每天安排一人值班,同一人不连续值两天班,则不同的值班方法共有( )种
A.114 B.120 C.126 D.132
【变式4-4】.(2025·江苏泰州·模拟预测)由1,2,3,4,5,6组成没有重复数字且1,3不相邻的六位数的个数为 .
【考点题型五】间接法()
【例5】(多选)(24-25高二·全国·课堂例题)(多选)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( )
A. B. C. D.
【变式5-1】.(24-25高二下·山东·阶段练习)某冷饮店有种瓶装饮品可供选择,现有位同学到店,每人购买一瓶,则恰好购买了种饮料的购买方法有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【变式5-2】.(24-25高二·全国·课堂例题)从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个,则不同的排法共有 种.
【变式5-3】.(24-25高三上·河北邢台·期末)某校开设了门体育类课程和门科技类课程,学生从这门课中最多选修门,且至少选修门体育类课程,则不同的选课方案有 种.(用数字作答)
【变式5-4】.(2025高三下·全国·专题练习)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.若其中某一种假货不能在内,则不同的取法有多少种?
【考点题型六】部分定序问题()
【例6】(24-25高三上·广东·开学考试)从2023年伊始,各地旅游业爆火,少林寺是河南省旅游胜地.某大学一个寝室6位同学慕名而来,游览结束后,在门前站一排合影留念,要求相邻,在的左边,则不同的站法共有( )
A.480种 B.240种 C.120种 D.60种
【变式6-1】.(24-25高二下·上海·阶段练习)在一张节目单中原有7个节目已排好顺序,现要插入3个节目,并要求不改变原有7个节目前后相对顺序,则一共有 种不同的插法.
【变式6-2】.(23-24高二下·云南昆明·期中)甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,若甲在乙的左边,则不同的站队方式共有 种.
【变式6-3】.(23-24高二下·天津·期中)由1,2,3,4,5,6这六个数字组成没有重复数字的六位数,且奇数数字从小到大排列(由高数位到低数位),这样的六位数有 .(用数字作答)
【考点题型七】组合数的计算及性质的应用()
【例7】(24-25高二上·江西上饶·期末)(1)解方程:
(2)计算.
【变式7-1】.(24-25高二下·河北邯郸·阶段练习)的值为( )
A. B. C. D.
【变式7-2】.(24-25高二上·江苏常州·期末)( )
A.55 B.120 C.165 D.220
【变式7-3】.(24-25高二下·福建泉州·阶段练习)计算下列各式.
(1)解方程:.
(2)证明:
【考点题型八】分组,分配问题(①不平均分组问题②部分平均分组③平均分组)()
【例8】(24-25高二上·辽宁大连·期末)有6本不同的书,全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为( )
A.1440种 B.1560种 C.1920种 D.5760种
【变式8-1】.(24-25高二下·河北沧州·阶段练习)某市政工作小组就民生问题开展社会调研,现派遣三组工作人员对市内甲,乙、丙、丁四区的居民收入情况进行抽样调查,若每区安排一组工作人员调研,且每组工作人员至少负责一个区调研,则不同的派遣方案共有( )
A.36种 B.48种 C.56种 D.72种
【变式8-2】.(24-25高二上·辽宁抚顺·期末)将5名党员志愿者分到3个不同的社区进行知识宣讲,要求每个社区都要有党员志愿者前往,且每个党员志愿者都只安排去1个社区,则不同的安排方法种数有( )
A.120 B.300 C.180 D.150
【变式8-3】.(24-25高三下·重庆沙坪坝·阶段练习)某年级将甲、乙、丙三位体育老师分配到 5 个不同班级指导学生体育活动,要求每位体育老师至少指导一个班级,每个班级只有一位体育老师指导,则不同的分配方案有 种.
【变式8-4】.(24-25高二下·湖南长沙·阶段练习)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,每个村各有一组来调研,每个组至多3名学生,则不同的安排方法种数为 .
【考点题型九】隔板法()
【例9】(湖南省部分学校2025届高三“一起考”大联考(模拟一)数学试卷)二十名校国旗班成员站成一排参加训练,教育计划在20人中选9人进行第一项训练,若这9人在原来队列中互不相邻、则教官的选择方式一共有( )
A.220种 B.55种 C.210种 D.110种
【变式9-1】.(2023·辽宁·模拟预测)方程的非负整数解的组的个数为( )
A. B.
C. D.
【变式9-2】.(23-24高二下·山东青岛·阶段练习)的非负整数解有 组.
【变式9-3】.(23-24高二下·河北石家庄·阶段练习)把10个相同的小球放入编号为1,2,3的三个不同盒子中,使盒子里的球的个数不小于它的编号数,则不同的放法种数是 (用数字作答)
【变式9-4】(23-24高二下·云南丽江·阶段练习)现将11个相同的小球放入编号为1、2、3、4的四个不同的盒子中.
(1)若要求每个盒子至少得到一个小球,问共有多少种分配方案?
(2)若放完后,允许有盒子中没有小球,问共有多少种分配方案?
【考点题型十】涂色问题()
【例10】(24-25高二下·河北邯郸·阶段练习)给图中五个区域染色,有四种不同的颜色可供选择,要求边界有重合部分的区域(仅顶点与边重合或仅顶点与顶点重合不算)染上不同的颜色,则不同的染色方法有( )
A.216种 B.180种 C.192种 D.168种
【变式10-1】.(2025·云南·一模)如图,用 6 种不同的颜色把图中 A,B,C,D 四块区域分开,若相邻区域不能涂同一种颜色,则不同的涂法共有( )
A.400 种 B.460 种 C.480 种 D.496 种
【变式10-2】.(23-24高二下·四川成都·阶段练习)给图中五个区域进行染色,每个区域只染一种颜色且相邻的区域不同色.若有4种颜色可供选择,则共有( )种不同的染色方案.
A.48 B.60 C.72 D.84
【变式10-3】.(24-25高二下·陕西商洛·阶段练习)如图,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不得使用同一种颜色,共有4种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种(以数字作答).
提升训练
一、单选题
1.(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)某省中学生足球赛预选赛每组有6支队,每支队都要与同组的其他各队在主、客场分别比赛1场,那么每组进行的比赛场数为( )
A.15 B.18 C.30 D.36
2.(24-25高二下·山东泰安·阶段练习)用数字0,1,2,3,4,5组成无重复数字的三位数且是偶数的个数为( )
A.52 B.58 C.56 D.50
3.(24-25高二下·安徽·阶段练习)有3名男生和3名女生去影院观影,他们买了同一排相连的6个座位,若3名女生必须相邻,则不同的坐法有( )
A.24种 B.48种 C.96种 D.144种
4.(24-25高二下·湖南·阶段练习)某校文艺汇演上有一个合晿节目,3名女同学和4名男同学需从左至右排成一排上台演唱,则男生甲与女生乙相邻,且男生丙与女生丁相邻的排法种数为( )
A.194 B.240 C.388 D.480
5.(24-25高二下·山东聊城·阶段练习)某班级要从5名男生和2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少1名女生,那么不同的选派方案有( )
A.14种 B.20种 C.30种 D.35种
6.(24-25高二下·安徽滁州·阶段练习)将编号为1,2,3,4的小球放入编号为1,2,3,4的小盒中,每个小盒放一个小球,要使得恰有1个小球与所在盒子编号相同,则有( )种不同的放球方法.
A.20 B.15 C.12 D.8
7.(24-25高三上·陕西西安·阶段练习)某学校拟派2名语文老师、3名数学老师和3名体育老师共8人组成两个支教分队,平均分到甲、乙两个村进行义务支教,其中每个分队都必须有语文老师、数学老师和体育老师,则不同的分配方案有( )
A.72种 B.36种 C.24种 D.18种
8.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)由3名医生和6名护士组成的一支医疗小队下乡送医扶助新农村建设,他们要全部分配到三个农村医疗点,每个医疗点分到1名医生和护士1至3名,其中护士甲和护士乙必须分到同一个医疗点,则不同的分配方法有( )种
A.540 B.684 C.756 D.792
二、多选题
9.(24-25高二·全国·课堂例题)已知数学0,1,2,3,4,用它们组成四位数,下列说法正确的有( )
A.可以组成无重复数字的四位数96个 B.可以组成有重复数字的四位数404个
C.可以组成无重复数字的四位偶数66个 D.可以组成百位是奇数的四位偶数28个
10.(23-24高二下·浙江绍兴·期中)下列有关排列数、组合数的等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
11.(24-25高二下·天津宝坻·阶段练习)今年贺岁片,《哪吒之魔童闹海》、《唐探1900》、《熊出没·重启未来》引爆了电影市场,小明和他的同学一行五人决定去看这三部电影,每人只看一部电影,则不同的选择共有 种
12.(24-25高二上·辽宁·期末)某中学正在筹备100周年校庆晚会,原计划共7个节目,并已排好节目单,为了使晚会节目更丰富,节目组准备增加3个节目,若保持原计划中的7个节目的先后顺序不变,则这10个节目的不同排法有 种.
四、解答题
13.(24-25高二下·天津·阶段练习)高二年级(1)班有6人参加数学小组,(2)班有5人参加物理小组,(3)班有4人参加化学小组,问:
(1)选其中1人担任数理化小组组长,有多少种不同的选法?
(2)每班选1人参加全国数理化竞赛,有多少种不同的选法?
(3)选取其中两人参加不同的学科竞赛,有多少种不同的选法?
14.(24-25高二下·江苏南通·阶段练习)(1)解方程:;
(2)计算:;
(3)计算.
15.(24-25高二下·山东济宁·阶段练习)(1)求值:
(2)求不等式:的解集.
16.(24-25高二下·江苏南通·阶段练习)6位同学报名参加2022年杭州里运会4个不同的项目(记为A,B,C,D)的志愿者活动,每位同学恰报1个项目.
(1)6位同学站成一排拍照,如果甲乙两位同学必须相邻,丙丁两位同学不相邻,求不同的排队方式有多少种?
(2)若每个项目至少需要一名志愿者,求一共有多少种不同报名方式?
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清单06 第六章 两个计数原理及排列组合
(3个考点梳理+10题型解读+提升训练)
清单01 两个计数原理综合
(1)定义:完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法,那么完成这件事共有种不同的方法.
(2)定义:完成一件事需要两个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,那么完成这件事共有种不同的方法.
清单02 排列数计算
排列数公式
①(连乘形式):,,
②(阶乘形式),,
清单03 组合数的计算和性质
或:(,).
(1)性质1:
(2)性质2:
【考点题型一】两个计数原理综合()
【例1】(24-25高三上·四川成都·开学考试)某高中运动会设有8个项目,甲、乙两名学生每人随机选取3个项目,则至少选中2个相同项目的报名情况有( )
A.420种 B.840种 C.476种 D.896种
【答案】D
【知识点】实际问题中的组合计数问题、实际问题中的计数问题
【分析】根据题意,可以分两种情况,第一种情况所选取3个项目恰有2个相同,第二种情况所选取的3个项目完全相同,结合分步乘法计数原理与分类加法计数原理,代入计算,即可求解.
【详解】由题意可知,可以分两种情况,
第一种情况所选取3个项目恰有2个相同,
第一步,在8个项目中选取2项,共有种,
第二步,甲在剩下的6个项目中选取1项,共有种,
第三步,乙在剩下5个项目中选取1项,共有种,
由分步乘法计算原理可知,共有种;
第二种情况所选取的3个项目完全相同,
则有种;
由分类加法计数原理可知,总情况一共有种.
故选:D
【变式1-1】.(24-25高三上·上海宝山·期中)由0,2,4组成可重复数字的自然数,按从小到大的顺序排成的数列记为,即,,,…,若,则 .
【答案】
【知识点】数字排列问题、分步乘法计数原理及简单应用、分类加法计数原理
【分析】利用分类加法计数原理和分步乘法计数原理计算个数,再结合列举法,即可作出判断.
【详解】由0,2,4组成可重复数字的自然数,按从小到大的顺序排成数列,
则一位自然数有3个,即0,2,4,
两位自然数有6 个,即20,22,24,40,42,44,
三位自然数有18个,即200,202,204,220,222,224,240,242,244,400,402,404,420,422,424,440,442,444,
计数原理为分步乘法计数原理,首位有2个数字可选,十位有3个数字可选,个位有3个数字可选,共计有个,
所以四位自然数利用分步乘法计数原理有个,
而四位自然数为2000,2002,2004,2020,2022,2024,则2024为四位自然数中的第6个,所以.
故答案为:.
【变式1-2】.(24-25高三上·上海·开学考试)若从0,1,2,3,4,5这六个数字中任取2个偶数和2个奇数,组成一个无重复数字的四位数,则不同的四位数的个数是 .
【答案】180
【知识点】数字排列问题、排列组合综合、元素(位置)有限制的排列问题
【分析】根据特殊元素优先法,按照0是否被取到,先分类再分步即可解决.
【详解】根据题意,可将四位数分成两类:
第一类,数字0被取到,则可从2,4中任选一个,再从1,3,5中任选两个,
接着从除0外的另外三个数中取一个排在首位,剩下的在三个数位上全排,
此时共有个四位数;
第二类,数字0没被取到,故2,4全被取到,只需从1,3,5中任选两个,
再与2,4共4个数字在四个数位上全排,此时共有个四位数.
根据分类加法计数原理,不同的四位数的个数是.
故答案为:180.
【变式1-3】.(23-24高二下·湖北·期中)某市教育局决定派出8名心理咨询专家(5男3女)到甲、乙学校进行心理问题调研.
(1)每所学校均有4名专家参加调研,有多少种的安排方法?
(2)每所学校至少有3人且必须有女专家参加调研,有多少种的安排方法?
【答案】(1)70种
(2)150种
【知识点】组合数的计算、分组分配问题、实际问题中的计数问题
【分析】(1)根据题意,结合组合数的计算即可求解;
(2)根据分类加法和分布乘法计数原理结合组合数的计算即可求解.
【详解】(1)由题知,每所学校均有4名专家参加调研的安排方法有种.
(2)分三类:第一类,甲校有3人有种;全是男专家有种;全是女专家有种,
则符合题意的有;
第二类,甲校4人有种,全是男专家有种;3女1男有种,
则符合题意的有;
第三类,甲校5人,有种;全是男专家有种;3女2男有种,
则符合题意的有.
故每所学校至少3人且必须有女专家共有150种.
【变式1-4】(22-23高二下·河南郑州·期中)用0,1,2,3,4这5个数字,可以组成多少个满足下列条件的没有重复数字五位数?
(1)组成五位偶数;
(2)组成千位数字和十位数字是奇数的偶数.
【答案】(1)个
(2)个
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题、数字排列问题
【分析】(1)根据末尾是否为0进行分类,利用分类计数原理即得;
(2)法一、就末尾数字是否为0进行分类计数;法二、就不同数位进行取数,分步计数.
【详解】(1)由题意,五位偶数可以分成两类:
①末位是0,只需将其余4个数字在另外四个数位全排,有个,
②末位是2或4,先从2与4中选一个放在末位,再从除0和它之外的3个数字中选1个放在首位,
剩下3个数字全排,有个,
由分类加法计数原理可得, 满足条件的五位偶数共有个.
(2)法一、分类完成:① 0是末位数,将1和3在千位和十位全排,剩下的两个在剩余数位上去安排,有个;
② 2或4是末位数时,末位和首位有两种选法且百位必须是0,剩余的1和3在十位和千位全排,有个.
由分类加法计数原理,这样的偶数共有:个.
法二、分步完成:第一步:千位数字和十位数字位从奇数1,3中取,有种方法;
第二步:首位从2,4中取,有种方法;
第三步:余下的排在剩下的两个数位,有种方法,
由分步乘法计数原理,这样的偶数共有:个.
【考点题型二】排列数计算()
【例2】(24-25高二下·山东泰安·阶段练习)(1)计算:;
(2)若,求的值.
(3)化简求值:.
【答案】(1);(2);(3)
【知识点】排列数的计算、组合数的计算、组合数方程和不等式
【分析】(1)利用排列数和组合数公式计算;
(2)利用排列数和组合数公式化简,得到关于的一元二次方程,结合可求;
(3)根据且以及得出的值,再计算即可.
【详解】(1)
(2)依题意,,则,
整理得:,而,所以.
(3)由题意知,需满足且
即满足不等式组,即,解得
所以原式.
【变式2-1】.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)下列等式中,不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】排列数的计算、组合数的计算、组合数的性质及应用
【分析】利用组合数和排列数公式分别计算可判定ABC,利用组合数的性质,组合数与排列数的关系可判定D.
【详解】故A正确;
,故B错误;
,故C正确;
,故D正确.
故选:B.
【变式2-2】.(24-25高二下·河北保定·阶段练习)(1)已知,求的值;
(2)已知,求的值.
【答案】(1);(2)
【知识点】排列数的计算、组合数的计算
【分析】由排列数与组合数的计算公式,可得答案.
【详解】(1)由,则,
整理可得,解得.
(2)由,则,整理可得,
分解因式得,解得,
所以.
【变式2-3】.(24-25高二下·广东茂名·阶段练习)计算:
(1);
(2);
(3)若,求值.
【答案】(1)5040
(2)5
(3)6
【知识点】排列数的计算
【分析】(1)(2)(3)根据排列数的计算公式即可求解.
【详解】(1)
(2)
(3)若,则
所以
解得或(舍),所以
【变式2-4】.(24-25高二下·江苏盐城·阶段练习)(1)计算:;
(2)解不等式:.
【答案】(1)64;(2)3或4
【知识点】排列数的计算、排列数方程和不等式
【分析】(1)利用排列数公式计算即可;
(2)根据排列数公式运算求解即可.
【详解】(1).
(2)因为,可知,且,
整理可得,解得,
且,所以或.
【考点题型三】捆绑法和插空法()
【例3】(24-25高二·全国·课堂例题)某中学为了弘扬我国二十四节气文化,特制作出“立春”“雨水”“惊蛰”“春分”“清明”“谷雨”六张知识展板放置在六个并列的文化橱窗里,要求“立春”和“春分”两块展板相邻,且“清明”和“惊蛰”两块展板不相邻,则不同的放置方式种数为( )
A.24 B.48 C.144 D.240
【答案】C
【知识点】相邻问题的排列问题、不相邻排列问题
【分析】由捆绑法结合插空法求解;
【详解】将“立春”和“春分”两块展板看成一个整体,与“雨水”“谷雨”两块展板进行全排列,再将“清明”和“惊蛰”两块展板插空,
所以不同的放置方式种数为.
故选:C
【变式3-1】.(24-25高二下·天津·阶段练习)五名同学元旦期间去华侨城湿地公园参观,结束后在门口五名同学排成一排照相留念,若甲与乙相邻,丙与丁不相邻,则不同的排法共有 种.
【答案】24
【知识点】相邻问题的排列问题、不相邻排列问题
【分析】甲和乙相邻利用捆绑法,丙和丁不相邻用插空法,即先捆甲和乙,再与丙和丁外的一人共“2人”排列,再插空排丙和丁.
【详解】甲和乙相邻,捆绑在一起有种,
再与丙和丁外的1人排列有种,
再排丙和丁有种,
故共有种排法.
故答案为:24.
【变式3-2】.(24-25高二下·湖南长沙·开学考试)我校田径队有十名队员,分别记为,为完成某训练任务,现将十名队员分成甲、乙两队.其中将五人排成一行形成甲队,要求与相邻,在的左边,剩下的五位同学排成一行形成乙队,要求与不相邻,则不同的排列方法种数为 .
【答案】1728
【知识点】相邻问题的排列问题、不相邻排列问题、分步乘法计数原理及简单应用
【分析】甲队利用捆绑法和除序法计算,乙队利用插空法计算,最后利用分步乘法原理计算即可.
【详解】甲队,先用捆绑法,将与捆绑有种排法,将与看作一个整体,再用除序法得种,利用计数原理可知,一共有种排法;
乙队,利用插空法得种,按照分步乘法计数原理可知,一共有种排法.
故答案为:1728.
【变式3-3】.(24-25高二下·山东·阶段练习)《哪吒2》9天登顶中国影史票房榜,之后持续狂飙,上映16天票房突破100亿;21天登顶全球动画电影票房榜,电影中哪吒需要从风、火、水、雷、土五种灵珠中选出四个,按顺序排列成法阵对抗敌人,已知风灵珠和火灵珠不能相邻,问共有多少种法阵组合方式 .(用数字作答)
【答案】84
【知识点】不相邻排列问题、实际问题中的组合计数问题
【分析】根据已知条件,分两种情况进行排列组合即可.
【详解】由题知共分两种情况:
第一种情况:风、火灵珠选出一个,水、雷、土三种灵珠均被选出,
共有种法阵组合;
第二种情况:风、火灵珠均被选出,水、雷、土三种灵珠选出两个,
先从水、雷、土三种灵珠中选出两个进行排列,共有种方法,
再将风、火灵珠进行插空,共有种方法,
则共有种法阵组合,
所以共有种法阵组合.
故答案为:84
【变式3-4】.(24-25高二下·河南·阶段练习)高一某班一天上午有节课,下午有节课,现要安排该班一天中语文、数学、英语、物理、化学、生物、地理节课的课程表,要求生物课排在上午第四节,化学课排在下午,数学与物理不相邻,则不同的排法种数共有( )种
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】排列组合综合、元素(位置)有限制的排列问题、不相邻排列问题、实际问题中的组合计数问题
【分析】根据要求,生物固定在上午第四节,化学固定在下午,数学和物理不相邻,则可分成数学和物理都排在上午或下午、数学和物理一个在上午一个在下午,四种情况,结合排列和组合分类求解即可.
【详解】若数学和物理都排在上午,则有种;
若数学和物理都排在下午,则有种;
若数学排在上午,物理排在下午,则有种;
若数学排在下午,物理排在上午,则有种.
综上,不同的排法共有种.
故选:C
【考点题型四】特殊元素(位置)法()
【例4】(24-25高二下·上海松江·阶段练习)甲、乙、丙、丁共4名同学参加某知识竞赛,已决出了第1名到第4名(没有并列名次).甲、乙、丙三人向老师询问成绩,老师对甲和乙说:“你俩名次相邻”,对丙说:“很遗憾,你没有得到第1名”.从这个回答分析,4人的名次排列情况种数为 .
【答案】8
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题、分类加法计数原理、相邻问题的排列问题
【分析】由题意可得丙不是第1名,甲、乙相邻,先排丙,再排甲乙和丁即可.
【详解】当丙是第2名时,甲、乙只能是第3,4名,丁为第1名,此时共有2种情况,
当丙为第3名时,甲、乙是第1,2名时,丁为第4名,此时共有2种情况,
当丙是第4名时,甲、乙有可能是第1,2名或2,3名,
若甲、乙是第1,2名时,丁为第3名,此时共有2种情况,
若甲、乙是第2,3名时,丁为第1名,此时共有2种情况,
综上所述:4人的名次排列情况种数为种情况.
故答案为:8
【变式4-1】.(2025高三·全国·专题练习)5个人排成一排,如果甲必须站在排头或排尾,而乙不能站在排头或排尾,那么不同站法总数为( )
A.18 B.36 C.48 D.60
【答案】B
【知识点】分步乘法计数原理及简单应用、元素(位置)有限制的排列问题
【分析】先考虑特殊位置,再利用分步乘法计数原理求解即可.
【详解】甲在排头或排尾站法有种,再让乙在中间3个位置选一个,有种站法,其余3人有种站法,
所以共有种站法,
故选:B
【变式4-2】.(24-25高三上·河北唐山·期末)甲、乙等5人站成一排,要求甲在中间,乙不在两端,则不同的排列方式共有( )
A.12种 B.6种 C.24种 D.60种
【答案】A
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题
【分析】先排甲,确定乙的排法种数,剩下的3人全排列可得结果.
【详解】∵甲在中间,乙不在两端,
∴先排甲,则乙有2种排法,剩下的3人任意排列,故有种.
故选:A.
【变式4-3】.(24-25高三上·湖北武汉·阶段练习)武汉外校国庆节放7天假(10月1日至10月7日),马老师、张老师、姚老师被安排到校值班,每人至少值班两天,每天安排一人值班,同一人不连续值两天班,则不同的值班方法共有( )种
A.114 B.120 C.126 D.132
【答案】A
【知识点】分类加法计数原理、不相邻排列问题、实际问题中的组合计数问题
【分析】依据值班3天的为分类标准,逐类解决即可.
【详解】因为有三位老师值班7天,且每人至少值班两天,每天安排一人值班,同一人不连续值两天班,
所以必有一人值班3天,另两人各值班2天.
第一类:值班3天在、、、、、时,共有种不同的值班方法;
第二类:值班3天在、时,共有种不同的值班方法;
第三类:值班3天在时,共有种不同的值班方法;
第四类:值班3天在时,共有种不同的值班方法;
综上可知三位老师在国庆节7天假期共有种不同的值班方法.
故选:A
【变式4-4】.(2025·江苏泰州·模拟预测)由1,2,3,4,5,6组成没有重复数字且1,3不相邻的六位数的个数为 .
【答案】480
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题
【分析】根据题意,分2步进行分析:①,将2、4、5、6四个数全排列,②,四个数排好后,有5个空位,在5个空位中任选2个,安排1和3,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,将2、4、5、6四个数全排列,有 种排法,
②,四个数排好后,有5个空位,在5个空位中任选2个,安排1和3,有 种情况,
则有个符合题意的六位数.
故答案为:.
【考点题型五】间接法()
【例5】(多选)(24-25高二·全国·课堂例题)(多选)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( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【知识点】数字排列问题、元素(位置)有限制的排列问题、分步乘法计数原理及简单应用
【分析】直接法进行求解,先考虑末位数字,再考虑其他位置,得到答案;
间接法进行求解,先求出无重复数字的四位数,再求出无重复数字的四位奇数的个数,相减得到答案.
【详解】直接法:末位数字需在中选一个,排法有种,其他位置排法有种,共有种排法;
间接法:数字1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,有种排法,
其中组成无重复数字的四位奇数的个数为,
理由如下:末位数字需在中选一个,排法有种,其他位置排法有种,故有种排法;
所以偶数的个数为.
故选:CD.
【变式5-1】.(24-25高二下·山东·阶段练习)某冷饮店有种瓶装饮品可供选择,现有位同学到店,每人购买一瓶,则恰好购买了种饮料的购买方法有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】A
【知识点】分步乘法计数原理及简单应用、实际问题中的组合计数问题
【分析】先指定购买的种饮料,然后要求位同学只能购买这种饮料,利用间接法结合分步计数原理可得结果.
【详解】先指定购买的种饮料,共种,要求这位同学只能购买这种饮料,
利用间接法,每位同学共有种选择,共种购买方法,
除去位同学所买的饮料都是同一种,共种情况,
由分步乘法计数原理可知,恰好购买了种饮料的购买方法种数为种.
故选:A.
【变式5-2】.(24-25高二·全国·课堂例题)从10个不同的文艺节目中选6个编成一个节目单,如果某女演员的独唱节目一定不能排在第二个,则不同的排法共有 种.
【答案】136080
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题
【分析】法一,通过位置分析,先排第二个节目,法二,元素分析,考虑,选女演员独唱结合,和不选两种情况;法三:间接法,总数减去女演员的独唱节目排在第二个的数目的情况即可;
【详解】方法一(位置分析法):先排第二个节目,再排其他五个节目,则共有(种).
方法二(元素分析法):若选女演员的独唱节目,则有种排法;若不选女演员的独唱节目,则有种排法,则共有种排法.
方法三(间接法):总数减去女演员的独唱节目排在第二个的数目,则共有(种).
故答案为:136080
【变式5-3】.(24-25高三上·河北邢台·期末)某校开设了门体育类课程和门科技类课程,学生从这门课中最多选修门,且至少选修门体育类课程,则不同的选课方案有 种.(用数字作答)
【答案】
【知识点】实际问题中的组合计数问题、分类加法计数原理
【分析】先求出从门课程中至多选门至少选门课程的所有选法,再求出所选课程都是科技类课程的选法,前者减去后者可得结论.
【详解】学生从这门课中最多选修门且至少选修门课程的选法有,
学生从这门课中最多选修门至少选门,且所选课程都为科技类课程的选法选法有,
所以满足条件的选法有(种).
故答案为:.
【变式5-4】.(2025高三下·全国·专题练习)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.若其中某一种假货不能在内,则不同的取法有多少种?
【答案】5984种.
【知识点】实际问题中的组合计数问题
【分析】直接法也即从34种选出3件,间接法,从35种选3件,减去含这种假货的情况即可;
【详解】解:从34种可选商品中,选取3种,有种或者(种)取法.
∴某一种假货不能在内的不同取法有5984种.
【考点题型六】部分定序问题()
【例6】(24-25高三上·广东·开学考试)从2023年伊始,各地旅游业爆火,少林寺是河南省旅游胜地.某大学一个寝室6位同学慕名而来,游览结束后,在门前站一排合影留念,要求相邻,在的左边,则不同的站法共有( )
A.480种 B.240种 C.120种 D.60种
【答案】C
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题、相邻问题的排列问题、全排列问题
【分析】结合捆绑法与全排列,并消除和的顺序即可求解.
【详解】站在一起有种,
将看成一个整体与进行全排列,共有种,
同时要求在的左边,共有种.
故选:.
【变式6-1】.(24-25高二下·上海·阶段练习)在一张节目单中原有7个节目已排好顺序,现要插入3个节目,并要求不改变原有7个节目前后相对顺序,则一共有 种不同的插法.
【答案】
【知识点】其他排列模型
【分析】利用倍缩法求解即可.
【详解】由题意,不同的插法共有种.
故答案为:.
【变式6-2】.(23-24高二下·云南昆明·期中)甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,若甲在乙的左边,则不同的站队方式共有 种.
【答案】60
【知识点】其他排列模型
【分析】定序问题采用倍缩法进行求解即可.
【详解】甲、乙、丙、丁、戊五名同学站一排,共有种排法,
其中甲在乙的左边和乙在甲的左边一样多,
所以甲在乙的左边的不同的站队方式共有.
故答案为:.
【变式6-3】.(23-24高二下·天津·期中)由1,2,3,4,5,6这六个数字组成没有重复数字的六位数,且奇数数字从小到大排列(由高数位到低数位),这样的六位数有 .(用数字作答)
【答案】120
【知识点】元素(位置)有限制的排列问题
【分析】根据部分元素定序,采用倍缩法,即可直接求得结果.
【详解】根据题意,这个数字构成的没有重复数字的六位数共有:种,
因为奇数数字顺序确定,故满足题意的六位数共有:种.
故答案为:.
【考点题型七】组合数的计算及性质的应用()
【例7】(24-25高二上·江西上饶·期末)(1)解方程:
(2)计算.
【答案】(1)10;(2)252
【知识点】排列数的计算、组合数的性质及应用、组合数的计算
【分析】根据排列数公式、组合数公式,结合组合数的性质求解即可.
【详解】(1)因为,所以.
又因为,所以,解得.
(2)法一:
.
法二:原式.
【变式7-1】.(24-25高二下·河北邯郸·阶段练习)的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】组合数的性质及应用
【分析】用代换和组合数的性质计算即可
【详解】因为,,
故选:C.
【变式7-2】.(24-25高二上·江苏常州·期末)( )
A.55 B.120 C.165 D.220
【答案】C
【知识点】组合数的计算、组合数的性质及应用
【分析】利用组合数的性质计算得解.
【详解】
.
故选:C
【变式7-3】.(24-25高二下·福建泉州·阶段练习)计算下列各式.
(1)解方程:.
(2)证明:
【答案】(1)或.
(2)证明见解析
【知识点】组合数的计算、组合数的性质及应用、组合数方程和不等式
【分析】(1)根据组合数的计算性质即可求解,
(2)根据组合数的阶乘形式的公式即可化简求解.
【详解】(1)因为,由可得或,解得或.
(2)证明:
【考点题型八】分组,分配问题(①不平均分组问题②部分平均分组③平均分组)()
【例8】(24-25高二上·辽宁大连·期末)有6本不同的书,全部分给4个学生,每个学生至少一本,不同的分法种数为( )
A.1440种 B.1560种 C.1920种 D.5760种
【答案】B
【知识点】全排列问题、分组分配问题、分类加法计数原理、排列组合综合
【分析】先进行分组,有和两种情况,利用排列组合知识分别求出两种情况下的情况数,再相加求出答案.
【详解】先将6本书进行分为4组,每个学生至少一本,有和两种情况,
其中分为的情况有种,
分为的情况有种,
故不同的分法种数为.
故选:B
【变式8-1】.(24-25高二下·河北沧州·阶段练习)某市政工作小组就民生问题开展社会调研,现派遣三组工作人员对市内甲,乙、丙、丁四区的居民收入情况进行抽样调查,若每区安排一组工作人员调研,且每组工作人员至少负责一个区调研,则不同的派遣方案共有( )
A.36种 B.48种 C.56种 D.72种
【答案】A
【知识点】分组分配问题
【分析】按照分组分配问题先将四个区分为三组,再分配到三组工作人员中去即可.
【详解】先将甲、乙、丙、丁四个区分成三组,即任意选两个成为一组,剩余两个各自一组,共种,
再将分好的三组不同的区分配给三组工作人员,共有种分配方法;
因此共种.
故选:A
【变式8-2】.(24-25高二上·辽宁抚顺·期末)将5名党员志愿者分到3个不同的社区进行知识宣讲,要求每个社区都要有党员志愿者前往,且每个党员志愿者都只安排去1个社区,则不同的安排方法种数有( )
A.120 B.300 C.180 D.150
【答案】D
【知识点】分类加法计数原理、分组分配问题、排列组合综合
【分析】将5名党员按或分组,再安排到3个社区列式计算得解.
【详解】将5名党员志愿者分成三组,各组人数分别为1,1,3或1,2,2.
当各组人数为1,1,3时,共有种安排方法;
当各组人数为1,2,2时,共有种安排方法.
所以不同的安排方法有种.
故选:D
【变式8-3】.(24-25高三下·重庆沙坪坝·阶段练习)某年级将甲、乙、丙三位体育老师分配到 5 个不同班级指导学生体育活动,要求每位体育老师至少指导一个班级,每个班级只有一位体育老师指导,则不同的分配方案有 种.
【答案】150
【知识点】分步乘法计数原理及简单应用、分组分配问题、分类加法计数原理
【分析】先将5个班级分组,再进行分配即可.
【详解】将5个班级分成三组,有和两种类型,
故有种不同的分配方案.
故答案为:150.
【变式8-4】.(24-25高二下·湖南长沙·阶段练习)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,每个村各有一组来调研,每个组至多3名学生,则不同的安排方法种数为 .
【答案】450
【知识点】分组分配问题
【分析】按1,2,3或2,2,2将6人分成三组,再把分成的三组分到3个村寨即可.
【详解】由题意可知6个人分成三组且每组最多3名学生,
所以可以分成1,2,3或2,2,2两类,
当6人分成1,2,3三组,有种分法,
当6人分成2,2,2三组,有种分法,
所以不同的安排方法种数为种.
故答案为:450.
【考点题型九】隔板法()
【例9】(湖南省部分学校2025届高三“一起考”大联考(模拟一)数学试卷)二十名校国旗班成员站成一排参加训练,教育计划在20人中选9人进行第一项训练,若这9人在原来队列中互不相邻、则教官的选择方式一共有( )
A.220种 B.55种 C.210种 D.110种
【答案】A
【知识点】实际问题中的组合计数问题
【分析】依题意,采用插空法求解即可.
【详解】本题等价于向11个人的队中插入9个人使他们不相邻,考虑插空法即为220,
故选:A.
【变式9-1】.(2023·辽宁·模拟预测)方程的非负整数解的组的个数为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】实际问题中的组合计数问题
【分析】将问题转化为:将排成一列的14个完全相同的小球分成部分,利用隔板法即可得解.
【详解】依题意,可知为非负整数,
因为,所以,
从而将问题转化为:将排成一列的14个完全相同的小球分成部分,
一共有13个间隔,利用4个隔板插入即可,故共有种.
故选:A
【变式9-2】.(23-24高二下·山东青岛·阶段练习)的非负整数解有 组.
【答案】84
【知识点】x+y+z=n的整数解的个数
【分析】把方程的解转化为将6个相同的小球,放入4个不同的盒子,且可以有空盒出现,有多少种不同的方法?按照相同元素的排列问题进行求解即可.
【详解】本问题等价于将6个相同的小球,放入4个不同的盒子,且可以有空盒出现,有多少种不同的方法?
因此我们将6个小球排成一排,用3个隔板将小球隔成4段,
因为盒子可以为空,因此隔板可以相邻,将第1,2,3,4段放入这四个盒子中即可,
因为小球没有区别,隔板也没有区别,因此等价于将6个小球和3个隔板排成一列,则共有种方法,
故答案为:84.
【变式9-3】.(23-24高二下·河北石家庄·阶段练习)把10个相同的小球放入编号为1,2,3的三个不同盒子中,使盒子里的球的个数不小于它的编号数,则不同的放法种数是 (用数字作答)
【答案】15
【知识点】实际问题中的组合计数问题
【分析】利用隔板法计算即可.
【详解】先在编号为2,3的盒子中分别放入1,2个小球,编号为1的盒子不放球,
再每个盒子至少放入一个小球,用隔板法将余下7个小球排一排有6个空,插入2个隔板,有种方法.
故答案为:15
【变式9-4】(23-24高二下·云南丽江·阶段练习)现将11个相同的小球放入编号为1、2、3、4的四个不同的盒子中.
(1)若要求每个盒子至少得到一个小球,问共有多少种分配方案?
(2)若放完后,允许有盒子中没有小球,问共有多少种分配方案?
【答案】(1)
(2)
【知识点】实际问题中的组合计数问题
【分析】(1)利用隔板法结合组合公式即可得到答案;
(2)采用可以借4个球,将其转化为(1)中的问题,最后利用隔板法即可得到答案.
【详解】(1)将11个球排成一排,有10个空,
在10个空中隔3个板,即有种.
(2)由于允许有盒子中没有小球,故可以借4个球,现在问题就变成了与(1)类似的问题,
将15个球排成一排,有14个空,在14个空中隔3个板,即有种.
【考点题型十】涂色问题()
【例10】(24-25高二下·河北邯郸·阶段练习)给图中五个区域染色,有四种不同的颜色可供选择,要求边界有重合部分的区域(仅顶点与边重合或仅顶点与顶点重合不算)染上不同的颜色,则不同的染色方法有( )
A.216种 B.180种 C.192种 D.168种
【答案】D
【知识点】分类加法计数原理、分步乘法计数原理及简单应用、实际问题中的计数问题
【分析】分别讨论区域3,4,5和2,3区域的染色,由分步计数原理计算可得答案.
【详解】先对3,4,5染色,有种方法,
若2和3同色,则不同的染色方法有种,
若2和3不同色,则不同的染色方法有种,
综上,不同的染色方法有种.
故选:D.
【变式10-1】.(2025·云南·一模)如图,用 6 种不同的颜色把图中 A,B,C,D 四块区域分开,若相邻区域不能涂同一种颜色,则不同的涂法共有( )
A.400 种 B.460 种 C.480 种 D.496 种
【答案】C
【知识点】分步乘法计数原理及简单应用、涂色问题、分类加法计数原理
【分析】完成此事可能使用4种颜色,也可能使用3种颜色,当使用3种颜色时,和涂一种颜色,利用分类加法、分步乘法计数原理即可求解.
【详解】完成此事可能使用4种颜色,也可能使用3种颜色,
当使用4种颜色时,有6种涂法,有5种涂法,有4种涂法,有3种涂法,
所以共有种方法;
当使用3种颜色时,和涂一种颜色,共有6种涂法,
有5种涂法,有4种涂法,
所以共有种方法;
所以不同的涂法共有种.
故选:.
【变式10-2】.(23-24高二下·四川成都·阶段练习)给图中五个区域进行染色,每个区域只染一种颜色且相邻的区域不同色.若有4种颜色可供选择,则共有( )种不同的染色方案.
A.48 B.60 C.72 D.84
【答案】C
【知识点】涂色问题
【分析】分为同色,且同色;同色,而不同色;同色,而不同色三种情况,分别计算,根据分类加法计数原理,求和即可得出答案.
【详解】由题意知,与任意一点均不同色.
只用3种颜色,即同色,且同色,此时不同染色方法的种数为;
用4种颜色,此时可能同色,而不同色或同色,而不同色.
若同色,而不同色,此时不同染色方法的种数为;
若同色,而不同色,此时不同染色方法的种数为.
根据分类加法计数原理可得,不同染色方法的种数为.
故选:C
【变式10-3】.(24-25高二下·陕西商洛·阶段练习)如图,一个地区分为5个行政区域,现给地图着色,要求相邻区域不得使用同一种颜色,共有4种颜色可供选择,则不同的着色方法共有 种(以数字作答).
【答案】72
【知识点】涂色问题、实际问题中的组合计数问题
【分析】根据使用颜色种数,结合分类加法计数原理、排列组合求解即可.
【详解】若使用了四种颜色,则同色或同色,共有种,
若使用了三种颜色,则同色且同色,共有种,所以一共有种.
故答案为:72.
提升训练
一、单选题
1.(24-25高三下·湖南长沙·阶段练习)某省中学生足球赛预选赛每组有6支队,每支队都要与同组的其他各队在主、客场分别比赛1场,那么每组进行的比赛场数为( )
A.15 B.18 C.30 D.36
【答案】C
【知识点】分步乘法计数原理及简单应用
【分析】根据分步乘法计数原理进行计算即可.
【详解】可以先从这6支队中选1支为主队,然后从剩下的5支队中选1支为客队.
按分步乘法计数原理,每组进行的比赛场数为.
故选:C.
2.(24-25高二下·山东泰安·阶段练习)用数字0,1,2,3,4,5组成无重复数字的三位数且是偶数的个数为( )
A.52 B.58 C.56 D.50
【答案】A
【知识点】数字排列问题
【分析】分两类,末位为0,则从剩余元素中选2个并排列;末位为2或4,则优先考虑首位非0,再从其余元素中选1个即可.
【详解】偶数可分为两类:
①末位为0:共种
②末位为2或4:首位有4种选择,共有种
则共有52种.
故选:A
3.(24-25高二下·安徽·阶段练习)有3名男生和3名女生去影院观影,他们买了同一排相连的6个座位,若3名女生必须相邻,则不同的坐法有( )
A.24种 B.48种 C.96种 D.144种
【答案】D
【知识点】相邻问题的排列问题
【分析】先利用捆绑法将3名女生看成一个整体,再将女生整体和3名男生一起排列.
【详解】先把3名女生看成一个整体,有种排法,
再把这个整体与另外3名男生排列,有种排法,
则不同的坐法有种坐法.
故选:D.
4.(24-25高二下·湖南·阶段练习)某校文艺汇演上有一个合晿节目,3名女同学和4名男同学需从左至右排成一排上台演唱,则男生甲与女生乙相邻,且男生丙与女生丁相邻的排法种数为( )
A.194 B.240 C.388 D.480
【答案】D
【知识点】相邻问题的排列问题
【分析】根据相邻问题捆绑法进行求解即可.
【详解】因为男生甲与女生乙相邻,且男生丙与女生丁相邻,
所以先将男生甲与女生乙、男生丙与女生丁分别看作一个整体,
与剩下3名学生进行排列有种排法,
又男生甲与女生乙之间有种排法,男生丙与女生丁之间有种排法,
因此根据乘法原理得所求种数为,
故选:D
5.(24-25高二下·山东聊城·阶段练习)某班级要从5名男生和2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少1名女生,那么不同的选派方案有( )
A.14种 B.20种 C.30种 D.35种
【答案】C
【知识点】分类加法计数原理、实际问题中的组合计数问题
【分析】由题意可得,选派的4人中有1名女生3名男生,或2名女生2名男生,然后利用分类加法原理求解即可
【详解】当选派的4人中有1名女生时,有种方案,
当选派的4人中有2名女生时,有种方案,
所以根据分类加法计数原理得共有:种不同的选派方案.
故选:C.
6.(24-25高二下·安徽滁州·阶段练习)将编号为1,2,3,4的小球放入编号为1,2,3,4的小盒中,每个小盒放一个小球,要使得恰有1个小球与所在盒子编号相同,则有( )种不同的放球方法.
A.20 B.15 C.12 D.8
【答案】D
【知识点】分步乘法计数原理及简单应用、组合数的计算
【分析】分步乘法原理,先确定唯一一个编号相同的盒子,再计算与之编号不同的盒子可得.
【详解】分步计算,
先确定唯一一个编号相同的盒子,有种;
再将剩下的小球放入与之编号不同的盒子中,有2种方法,
所以一共有种.
故选:D.
7.(24-25高三上·陕西西安·阶段练习)某学校拟派2名语文老师、3名数学老师和3名体育老师共8人组成两个支教分队,平均分到甲、乙两个村进行义务支教,其中每个分队都必须有语文老师、数学老师和体育老师,则不同的分配方案有( )
A.72种 B.36种 C.24种 D.18种
【答案】B
【知识点】分组分配问题
【分析】先分配语文老师,再把数学体育老师按1,2和2,1分配,或2,1和1,2分配即可求解;
【详解】两名语文老师由种分配方程;
数学老师按1,2分,则体育老师按2,1分,
或数学老师按2,1分,则体育老师按1,2分,共有,
所以不同的分配方案有,
故选:B
8.(24-25高二下·湖北武汉·阶段练习)由3名医生和6名护士组成的一支医疗小队下乡送医扶助新农村建设,他们要全部分配到三个农村医疗点,每个医疗点分到1名医生和护士1至3名,其中护士甲和护士乙必须分到同一个医疗点,则不同的分配方法有( )种
A.540 B.684 C.756 D.792
【答案】B
【知识点】排列组合综合、判断事件计数的原理、全排列问题、分组分配问题
【分析】首先分步:先安排医生,再安排护士,其次特殊元素护士甲和护士乙捆绑,即护士名可分为和两类,应用分类和分步计数原理可得总的分配方法.
【详解】先安排医生,再安排护士.
安排医生,方法数有种;
再安排护士,护士名,由于护士甲和护士乙必须分到同一个医疗点,故可分为和两类:
如果是,一共有种,
如果是,又分为若甲乙在人小组中,则有种;
若甲乙在人小组中,则有种,
最后将分好的三组医生、三组护士全排列安排到三个医疗点,
所以一共有种分配方法.
故选:B.
二、多选题
9.(24-25高二·全国·课堂例题)已知数学0,1,2,3,4,用它们组成四位数,下列说法正确的有( )
A.可以组成无重复数字的四位数96个 B.可以组成有重复数字的四位数404个
C.可以组成无重复数字的四位偶数66个 D.可以组成百位是奇数的四位偶数28个
【答案】AB
【知识点】数字排列问题
【分析】由两个计数原理逐个判断即可;
【详解】对于A,可以组成无重复数字的四位数(个),A正确;
对于B,可以组成有重复数字的四位数(个),B正确;
对于C,若个位数为0,则有(个),
若个位数不为0,则有(个),
所以可以组成无重复数字的四位偶数(个),C错误;
对于D,可以组成百位是奇数的四位偶数(个),D错误.
故选:AB
10.(23-24高二下·浙江绍兴·期中)下列有关排列数、组合数的等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【知识点】排列数的计算、组合数的计算、组合数的性质及应用
【分析】根据组合数和排列数的公式逐个判断即可.
【详解】对于A,因为,所以,故A正确;
对于B, 因为,所以,故B错误;
对于C, 因为,所以,故C正确;
对于D,,故D正确.
故选:ACD
三、填空题
11.(24-25高二下·天津宝坻·阶段练习)今年贺岁片,《哪吒之魔童闹海》、《唐探1900》、《熊出没·重启未来》引爆了电影市场,小明和他的同学一行五人决定去看这三部电影,每人只看一部电影,则不同的选择共有 种
【答案】243
【知识点】分步乘法计数原理及简单应用
【分析】由分步乘法计数原理即可求解;
【详解】由题意,每人都有3种选择,所以总共有,
故答案为:243
12.(24-25高二上·辽宁·期末)某中学正在筹备100周年校庆晚会,原计划共7个节目,并已排好节目单,为了使晚会节目更丰富,节目组准备增加3个节目,若保持原计划中的7个节目的先后顺序不变,则这10个节目的不同排法有 种.
【答案】720
【知识点】全排列问题、其他排列模型
【分析】先将10个节目随意排列,有种排法,再根据相对顺序已定的排列模型求解
【详解】10个节目随意排列,有种排法;
原计划中的7个节目随意排列,有种排法.
保持原计划中的7个节目的先后顺序不变,
则这10个节目的不同排法有共有种.
故答案为:
四、解答题
13.(24-25高二下·天津·阶段练习)高二年级(1)班有6人参加数学小组,(2)班有5人参加物理小组,(3)班有4人参加化学小组,问:
(1)选其中1人担任数理化小组组长,有多少种不同的选法?
(2)每班选1人参加全国数理化竞赛,有多少种不同的选法?
(3)选取其中两人参加不同的学科竞赛,有多少种不同的选法?
【答案】(1)15
(2)120
(3)74
【知识点】分类加法计数原理、分步乘法计数原理及简单应用、实际问题中的计数问题
【分析】(1)由分类加法计数原理即可求解;
(2)由分步乘法计数原理即可求解;
(3)先分类再分步即可求解;
【详解】(1)选其中1人担任数理化小组组长,可以来自数学或物理或化学,
所以共有种选法;
(2)分三步完成,第一步数学选1人,6种,第二步物理选1人,5种,第三步化学选1人,4种,
所以共有种;
(3)来自数学、物理共有,
来自数学化学共有,
来自物理化学共有,
所以总共由种选法;
14.(24-25高二下·江苏南通·阶段练习)(1)解方程:;
(2)计算:;
(3)计算.
【答案】(1);
(2);
(3);
【知识点】排列数方程和不等式、组合数的计算、组合数的性质及应用
【分析】由排列数公式与组合数公式及组合数的性质逐个求解即可.
【详解】(1)因为,所以,
又因为,所以,故.
(2).
(3)
.
15.(24-25高二下·山东济宁·阶段练习)(1)求值:
(2)求不等式:的解集.
【答案】(1);(2).
【知识点】排列数的计算
【详解】(1);
(2)因为,所以,化简可得,解得,所以不等式解集为.
16.(24-25高二下·江苏南通·阶段练习)6位同学报名参加2022年杭州里运会4个不同的项目(记为A,B,C,D)的志愿者活动,每位同学恰报1个项目.
(1)6位同学站成一排拍照,如果甲乙两位同学必须相邻,丙丁两位同学不相邻,求不同的排队方式有多少种?
(2)若每个项目至少需要一名志愿者,求一共有多少种不同报名方式?
【答案】(1)
(2)
【知识点】相邻问题的排列问题、不相邻排列问题、分组分配问题
【分析】(1)利用捆绑法和插空法即可求解;
(2)将6为同学分成4组,计算每一类的情况即可.
【详解】(1)根据题意,第一步:把甲乙看成整体和除丙丁外的两位同学排列有种排法,
第二步:再把丙丁插空排列有种排法,
所以共有种排法;
(2)先将6为同学分成4组,按人数分有和种分法:
第一类:按分法有种分法;
第二类:按分法有种分法;
所以共有:种分法.
所以一共有种不同报名方式.
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