内容正文:
分级练(66) 排列与组合
分级一 提能强化
1.用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位偶数的个数为( )
A.8 B.24
C.48 D.120
C 解析:末位数字排法有A种,其他位置排法有A种,共有AA=48(种).
2.(2023·新课标Ⅱ卷)某学校为了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60名学生,已知该校初中部和高中部分别有400名和200名学生,则不同的抽样结果共有( )
A.C·C种 B.C·C种
C.C·C种 D.C·C种
D 解析:由题意,初中部和高中部学生人数之比为=,所以抽取的60名学生中初中部应有60×=40(人),高中部应有60×=20(人),所以不同的抽样结果共有C·C种.
3.小明在设置银行卡的数字密码时,计划将自己出生日期的后6个数字0,5,0,9,1,9进行某种排列得到密码.如果排列时要求两个9相邻,两个0也相邻,则小明可以设置的不同密码的个数为( )
A.16 B.24 C.166 D.180
B 解析:将两个0视为一个元素,将两个9也视为一个元素,所以共有A=24种不同的结果.
4.(2023·全国乙卷)甲、乙两名同学从6种课外读物中各自选读2种,则这两人选读的课外读物中恰有1种相同的选法共有( )
A.30种 B.60种
C.120种 D.240种
C 解析:甲、乙二人先选1种相同的课外读物,有C=6种情况,再从剩下的5种课外读物中各自选1种不同的读物,有CC=20种情况,由分步乘法计数原理可得共有6×20=120种选法.
5.从2名男生,3名女生中安排3人到三个场馆做志愿者,每个场馆各1人,且至少有1名男生入选,则不同安排方法的种数为( )
A.16 B.36 C.54 D.96
C 解析:当选择1名男生,2名女生时,不同的安排方法有C·C·A=36(种);当选择2名男生,1名女生时,不同的安排方法有C·C·A=18(种).所以不同安排方法的种数为36+18=54.
6.现有5个小朋友站成一排照相,如果甲、乙两人必须相邻,而丙、丁两人不能相邻,那么不同的站法共有( )
A.12种 B.16种
C.24种 D.36种
C 解析:根据题意,先将甲、乙捆绑在一起,内部有A种排列;再将甲、乙与第五个小朋友排列有A种方法;然后将丙、丁插入三个空,有A种方法.根据分步乘法计数原理,可得共有AAA=24(种).
7.从5名学生中选出4名分别参加数学、物理、化学、生物四科竞赛,其中甲不能参加生物竞赛,则不同的参赛方案种数为( )
A.48 B.72
C.90 D.96
D 解析:由于甲不参加生物竞赛,则安排甲参加另外3场竞赛或甲不参加任何竞赛.①当甲参加另外3场竞赛时,共有CA=72种选择方案;②当甲不参加任何竞赛时,共有A=24种选择方案.综上所述,所有参赛方案有72+24=96(种).
8.马路上有七盏路灯,晚上用时只亮三盏灯,且任意两盏亮灯不相邻,则不同的开灯方案共有( )
A.60种 B.20种
C.10种 D.8种
C 解析:根据题意,可分为两步.第一步,先安排四盏不亮的路灯,有1种情况;第二步,四盏不亮的路灯排好后,有5个空位,在5个空位中任意选3个,插入三盏亮的路灯,有C=10种情况.故不同的开灯方案共有10×1=10(种).
9.若把英语单词“good”的字母顺序写错,则可能出现的错误方法共有________种.(用数字作答)
答案:11 解析:把g,o,o,d 4个字母排一列,可分两步进行.第一步,排g和d,共有A种排法;第二步,排两个o,共1种排法,所以总的排法种数为A=12.其中正确的有1种,所以错误的共有A-1=12-1=11(种).
10.某社区将招募的5名志愿者分成两组,要求每组至少两人,分别担任白天和夜间的网格员,则不同的分配方法种数为________.
答案:20 解析:由两人担任白天网格员有C种,由三人担任白天网格员有C种,所以共有C+C=10+10=20(种).
分级二 知能探究
11如图,某类共享单车密码锁的密码是由4位数字组成,所有密码中,恰有三个重复数字的密码个数为( )
A.90 B.324
C.360 D.400
C 解析:根据题意,四个位置上恰有三个重复数字,可分两步完成,第一步从10个数字中任选一个安排在三个位置上,共有CC=40种情况,第二步在剩下的9个数字中任选一个安排在剩下的那个位置上,有9种情况,故共有40×9=360(种),即密码个数为360.
12.某检测站点需要连续六天有志愿者参加服务,每天只需要一名志愿者,现有甲、乙、丙、丁、戊、己6名志愿者,计划依次安排到该站点参加服务,要求甲不安排第一天,乙和丙在相邻两天参加服务,则不同的安排方案共有( )
A.72种 B.81种
C.144种 D.192种
D 解析:若乙和丙在相邻两天参加服务,不同的排法种数为AA=240.若乙和丙在相邻两天且甲安排在第一天参加服务,不同的排法种数为AA=48.由间接法可知,满足条件的排法种数为240-48=192.
13.某等候区有9个座位(连成一排),甲、乙、丙、丁四人随机就座,因受某种疫情影响,要求他们每两人之间至少有一个空位,则不同的坐法有________种.
答案:360 解析:甲、乙、丙、丁每两人之间至少有一个空位,即甲、乙、丙、丁互不相邻,将甲、乙、丙、丁四个人插入其他五个座位形成的六个空中,有A=360种不同的坐法.
14.某班级周三上午共有4节课,只能安排语文、数学、英语、体育和物理,若数学必须安排,且连续上两节,但不能安排二三节,除数学外的其他学科最多只能安排一节,体育不能安排在第一节,则不同的排课方式共________种.(用数字作答)
答案:21 解析:当数学排在一二节时,则从语文、英语、体育和物理中任选2科,排在三四节,则有A=12种排法;当数学排在三四节时,先从语文、英语和物理中任选1科,排在第一节,再从剩下的3科中任选1科,排在第二节,则有CC=9种排法.由分类加法计数原理可得共有12+9=21种排法.
15.将标号分别为1,2,3,4,5,6的6个小球放入3个不同的盒子中.若每个盒子放2个,其中标号为1,2的小球放入同一盒子中,则不同的放法共有________种.
答案:18 解析:先将标号为1,2的小球放入盒子,有3种情况;再将剩下的4个球平均放入剩下的2个盒子中,共有A=6种情况,所以不同的放法共有3×6=18(种).
16.将7个相同的小球放入4个不同的盒子中.
(1)不出现空盒时的放入方式共有________种;
(2)可出现空盒时的放入方式共有________种.
答案:(1)20 (2)120 解析:(1)将7个相同的小球排成一排,在中间形成的6个空当中插入无区别的3个“隔板”将球分成4份,每一种插入隔板的方式对应一种球的放入方式,则共有C=20种不同的放入方式.
(2)每种放入方式相当于将7个相同的小球与3个相同的“隔板”进行一次排列,即从10个位置中选3个位置安排隔板,故共有C=120种不同的放入方式.
分级三 素能创新
17.如图所示,玩具计数算盘的三档上各有7个算珠,现将每档算珠分为左、右两部分,左侧的每个算珠表示数2,右侧的每个算珠表示数1(允许一侧无珠),记上、中、下三档的数字和分别为a,b,c.例如,图中上档的数字和a=9.如果a,b,c成等差数列,那么不同的分珠计数法有________种.
答案:32 解析:根据题意知,a,b,c的取值范围都是区间[7,14]中的8个整数,故公差d的范围是区间[-3,3]中的整数.①当公差d=0时,有C=8(种);②当公差d=±1时,b不取7和14,有2×C=12(种);③当公差d=±2时,b不取7,8,13,14,有2×C=8(种);④当公差d=±3时,b只能取10或11,有2×C=4(种).综上,共有8+12+8+4=32种不同的分珠计数法.
18.现有一场划船比赛,选取相邻的12个桥孔作为比赛道口,有4艘参赛船只将从一字排开的12个桥孔划过,若为安全起见,相邻两艘船都必须至少留有1个空桥孔间隔划过,12个桥孔中头尾两侧桥孔也不过船,所有的船都必须从不同的桥孔划过,每个桥孔都只允许1艘船划过,则4艘船通过桥孔的不同方法共有________种.(用数字作答)
答案:840 解析:依题意相当于将8个相同的小球,放入5个盒子中,且每个盒子不空,则在8个小球中的7个空档插入4个板,分为5堆,则有C=35种分法,即通过的桥孔组合有35种;再对4艘参赛船全排列有A=24种排法.故共有CA=35×24=840种方法.
19.源于探索外太空的渴望,航天事业在21世纪获得了长足的发展.太空中的环境为某些科学实验提供了有利条件,航天员常常在太空航行中进行科学实验.太空授课让众多青少年学子欢欣鼓舞,激发他们探索科学的热情,引领他们以后走上航天事业,成为栋梁之材.在某次太空航行中,航天员们负责授课的科学实验要经过5道程序,其中A,B两道程序既不能放在最前,也不能放在最后,则该实验不同程序的顺序安排共有________种.
答案:36 解析:先排A,B两道程序,其既不能放在最前,也不能放在最后,则在第2,3,4道程序选两个放A,B,共有A种放法;再排剩余的3道程序,共有A种放法.故共有A·A=36种放法.
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