内容正文:
课时作业(七十七) 排列、组合
基础过关练
一、单项选择题
1.(2025·四川雅安模拟)甲、乙、丙、丁4个学校将分别组织部分学生开展研学活动,现有A,B,C,D,E五个研学基地供选择,每个学校只选择一个基地,则4个学校中至少有3个学校所选研学基地不相同的选择种数共有( )
A.420 B.460
C.480 D.520
答案 C
解析 求不相同的选择种数有两类办法:恰有3个学校所选研学基地不同有CA种方法,
4个学校所选研学基地都不相同有A种方法,
所以不相同的选择种数有CA+A=6×60+120=480(种).故选C.
2.将编号分别为a,b,c,d,e,f的6张卡片从左到右排成一行,若卡片a必须在卡片b的左边,则不同的排列方法有( )
A.240种 B.360种
C.480种 D.540种
答案 B
解析 由题意,编号分别为a,b,c,d,e,f的6张卡片排成一行,共有A种不同的排法,其中卡片a在卡片b的左边的排列方法有=360(种).
3.某学校为增强学生体质,拟举办长跑比赛.该学校高一年级共有6个班,现将8个参赛名额分配给这6个班,每班至少1个参赛名额,则不同的分配方法共有( )
A.15种 B.21种
C.30种 D.35种
答案 B
解析 将8个参赛名额分配给这6个班,名额之间并无区别,将8个参赛名额采用“隔板法”分成6份即可,每份至少一个名额,所以共有C=21(种).
4.“雍容华贵冠群芳,百卉争妍独占王.”牡丹花在很早之前就遍布世界各地,具有极高的观赏价值.某花房拟在一侧种植红、紫、白、蓝、黄、黑6色牡丹,种植时,黑牡丹与紫牡丹分别种在两端,白牡丹和蓝牡丹相邻.若白牡丹与黑牡丹不相邻,则不同的种植方法共有( )
A.24种 B.20种
C.12种 D.22种
答案 B
解析 求不同的种植方法需要两步,第一步:将黑牡丹与紫牡丹分别种在两端,共A=2(种)方法;
第二步:将相邻的白牡丹和蓝牡丹看作一个整体,与红牡丹、黄牡丹一起排在黑牡丹与紫牡丹中间,
共AA=12(种)方法,其中,白牡丹与黑牡丹不相邻的排法有12-2=10(种),
所以不同的种植方法共有2×10=20(种).
5.(2025·广西防城港模拟)用数字0、1、2、3、4、5组成没有重复数字的四位数,若将组成的不重复的四位数按从小到大的顺序排成一个数列则第85个数字为( )
A.2301 B.2304
C.2305 D.2310
答案 A
解析 首位为1的有A=60个,前两位为20的有A=12个,前两位为21的有A=12个,
所以第85个数字是前两位为23的最小数,即为2301.故选A.
6.公元五世纪,数学家祖冲之估计圆周率π的范围是3.141 592 6<π<3.141 592 7,为纪念祖冲之在圆周率方面的成就,把3.141 592 6称为“祖率”,这是中国数学的伟大成就.小明是个数学迷,他在设置手机的数字密码时,打算将圆周率的前5位数字3,1,4,1,5进行某种排列得到密码.如果排列时要求两个1不相邻,那么小明可以设置的不同密码有( )
A.24个 B.36个
C.72个 D.60个
答案 B
解析 分两步:
第一步:先对除1以外的3位数字进行全排列,有A=6(种)方法;
第二步:将两个1选两个空插进去有C=6(种)方法,
由分步乘法计数原理可得,小明可以设置的不同密码有6×6=36(个).
7.(2025·吉林白山模拟)2024年12月初,某校开展宪法宣传日活动,邀请了法制专家杨教授为广大师生做《大力弘扬宪法精神,建设社会主义法制文化》的法制报告,报告后杨教授与四名男生、两名女生站成一排合影留念,要求杨教授必须站中间,他的两侧均为两男1女,则总的站排方法共有( )
A.300 B.432
C.600 D.864
答案 B
解析 杨教授站中间,只有1种方法;
四名男生分成两组放在两边方法数A;
两名女生放在两边方法数A,
每一边两名男生与一名女生再排序,得出总的方法数为N=AAAA=432.故选B.
8.阳春三月,草长莺飞;丝绦拂堤,尽飘香玉.三个家庭的3位妈妈带着3名女孩和2名男孩共8人踏春.在沿行一条小溪时,为了安全起见,他们排队前进,三位母亲互不相邻照顾孩子;3名女孩相邻且不排最前面也不排最后面;为了防止2名男孩打闹,2人不相邻,且不排最前面也不排最后面.则不同的排法共有( )
A.144种 B.216种
C.288种 D.432种
答案 C
解析 第一步:先将3名母亲全排列,共有A种排法;
第二步:将3名女孩“捆绑”在一起,共有A种排法;
第三步:将“捆绑”在一起的3名女孩作为一个元素,在第一步形成的2个空中选择1个插入,共有A种排法;
第四步:首先将2名男孩之中的一人,插入第三步后相邻的两个妈妈中间,然后将另一个男孩插入由女孩与妈妈形成的2个空中的其中1个,共有CC种排法.
所以不同的排法共有AAACC=288(种).
二、多项选择题
9.为弘扬我国古代的“六艺文化”,某夏令营主办单位计划利用暑期开设“礼”、“乐”、“射”、“御”、“书”、“数”六门体验课程,每周一门,连续开设六周,则下列说法正确的是( )
A.某学生从中选2门课程学习,共有15种选法
B.课程“乐”“射”排在不相邻的两周,共有240种排法
C.课程“御”“书”“数”排在相邻的三周,共有144种排法
D.课程“礼”不排在第一周,也不排在最后一周,共有480种排法
答案 ACD
解析 对于A,从六门课程中选两门的不同选法有C=15种,A正确;
对于B,先排“礼”、“御”、“书”、“数”,再用插空法排“乐”“射”,不同排法共有AA=480种,B错误;
对于C,“御”“书”“数”排在相邻的三周,可将“御”“书”“数”视为一个元素,不同排法共有AA=144种,C正确;
对于D,从中间四周中任取一周排“礼”,再排其它五门体验课程共有4A=480种,D正确.故选ACD.
10.下列人员的坐法种数为24的是( )
A.4把椅子排成一排,4人随机就座
B.6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻
C.4人均不坐在写着自己名字的座位上
D.4把椅子排成一排,甲、乙、丙、丁四人中甲、乙必须相邻
答案 AB
解析 A项中,4把椅子排成一排,4人随机就座的坐法种数为A=24,故A正确;
B项中,利用“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种数为A=4×3×2=24,故B正确;
C项中,第一个人有3种选择,然后第一个人坐的座位名字对应的人也有3种选择,剩余两人只有1种选择,所以共有9种坐法,故C错误;
D项中,4把椅子排成一排,甲、乙、丙、丁四人中甲、乙必须相邻的坐法种数为AA=12,故D错误.故选AB.
三、填空题
11.(2025·南京模拟)某迷宫隧道猫爬架如图所示,B,C为一个长方体的两个顶点,A,B是边长为3米的大正方形的两个顶点,且大正方形由完全相同的9小正方形拼成.若小猫从A点沿着图中的线段爬到B点,再从B点沿着长方体的棱爬到C点,则小猫从A点爬到C点可以选择的最短路径共有________条.
答案 120
解析 小猫要从A点爬到C点,需要先从A点爬到B点,需要走3横3竖,则可选的路径共有C=20条,
再从B点爬到C点的路径共6条,用分步乘法计数原理可得小猫可以选择的最短路径有20×6=120条.
12.
“灯笼”是中国传统农业时代的文化产物,兼具生活功能与艺术特色.如图,现有悬挂着的6盏不同的花灯需要从下往上依次取下,每次取1盏,则不同的取法种数为________.
答案 20
解析 对于取下6盏不同的花灯,可先对6盏不同的花灯进行全排列,共有A种排法,因为花灯每次只能取一盏,且只能从下往上取,又因为每串花灯先后顺序已经固定,所以除去重复的排列顺序,所以共有=20(种)不同的取法.
考能提升练
13.如图,一只青蛙开始时位于数轴上原点的位置,每次向数轴的左侧或右侧随机跳跃一个单位长度,记an为第n次跳跃后对应数轴上的数字(n=1,2,…,14),则满足a=16,a14=2的跳跃方法有( )
A.336种 B.448种
C.315种 D.420种
答案 B
解析 因为a=16,所以a8=-4或a8=4.
当a8=-4,a14=2时,前8次向左跳跃6次,向右跳跃2次,后6次向右跳跃6次,
所以有CC=28(种)跳跃方法;
当a8=4,a14=2时,前8次向右跳跃6次,向左跳跃2次,后6次向左跳跃4次,向右跳跃2次,
所以有CC=28×15=420(种)跳跃方法.
综上所述,满足a=16,a14=2的跳跃方法有28+420=448(种).
14.因演出需要,身高互不相等的8名演员要排成一个“波浪形”,即演员们的身高从最左边数起:第一个到第三个依次递增,第三个到第六个依次递减,第六、七、八个依次递增,则不同的排列方式有( )
A.181种 B.109种
C.84种 D.96种
答案 A
解析
依题意作图如图所示:
上面的数字表示排列的位置,必须按照如图的方式排列,其中第3个位置必须比1,2,4,5,6要高,第8个位置必须比6,7高,1,6两处要比排列里其他位置低,设8个演员按照从矮到高的顺序依次编号为①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,⑧,则第3个位置可选演员编号最小是⑥,最大是⑧,下面分类讨论:
(1)第3个位置选⑥号:先从①,②,③,④,⑤号中选两个放入前两个位置,
余下的3个号放入位置4,5,6,顺序是确定的,只有一种情况,然后⑦,⑧号放入最后两个位置也是确定的,此时共C=10(种)情况;
(2)第3个位置选⑦号:先从①,②,③,④,⑤,⑥号中选两个放入前两个位置,
余下的4个号中编号最小的放入第6个位置,剩下3个选2个放入4,5两个位置,
余下的号和⑧号放入最后两个位置,此时共CC=45(种)情况;
(3)第3个位置选⑧号:先从①,②,③,④,⑤,⑥,⑦号中选两个放入前两个位置,
余下的5个号中编号最小的放入第6个位置,剩下4个选2个放入4,5两个位置,余下的2个号放入最后两个位置,此时共CC=126(种)情况,
由分类加法计数原理可得共有
10+45+126=181(种)排列方式.
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