内容正文:
3.1.1 基本计数原理
题型一 分类加法计数原理及应用
1.(2001·全国·高考真题)如图,小圆圈表示网络的结点,结点之间的连线表示它们有网络联系,连线上标注的数字表示该段网线单位时间内可以通过的最大信息量,现从结点A向结点B传递信息,信息可以分开沿不同路线同时传递,则单位时间内传递的最大信息量为( )
A.26 B.24 C.20 D.19
【答案】D
【分析】根据分类加法计数原理计算.
【详解】由题图可知,从A到B有4种不同的传递路线,各路线上单位时间内通过的最大信息量自上而下分别为3,4,6,6,
由分类加法计数原理得,单位时间内传递的最大信息量为.
故选:D.
2.(24-25高二下·青海西宁·期末)在全球高铁技术竞争中,中国站到了前沿.全国政协委员、中国铁道科学研究院集团有限公司首席研究员赵红卫近日透露,全球最快的高铁列车CR450正在加紧试验,预计将在一年后投入商业运营.小张需要乘坐某班次高铁去北京,已知此次高铁列车车票还剩下二等座4张,一等座10张,商务座5张,则小张的购票方案种数为( )
A.14 B.19 C.90 D.200
【答案】B
【分析】由分类加法计数原理运算即可.
【详解】按照分类加法计数原理可得小张的购票方案种数为.
故选:B.
3.(2025高二·全国·专题练习)如图,一只蚂蚁沿着长方体的棱,从顶点爬到相对的顶点,则其中经过条棱的路线共有( )条.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据分类加法计数原理直接计算即可.
【详解】从顶点出发有条路线,分别经过,,.
经过有条路线,经过有条路线,经过有条路线.
根据分类加法计数原理可知,从顶点到顶点,经过条棱的路线共有条,
故选:B.
题型二 分步乘法计数原理及应用
1.(2007·全国·高考真题)5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同报名方法有( )
A.10种 B.20种 C.25种 D.32种
【答案】D
【分析】由分步乘法原理计算.
【详解】由题意,每个同学有2种选择,故不同报名方式为.
故选:D
2.(2017·全国·高考真题)从7名男运动员和3名女运动员中选出2人组队参加乒乓球混合双打比赛,则不同的选法共有( )
A.12种 B.18种 C.20种 D.21种
【答案】D
【分析】根据分步乘法计算原理求解即可.
【详解】7名男运动员选1名组对有7种选法,3名女生选1名组对有3种选法,
则不同的选法共有种.
故选:D.
3.(25-26高三上·江苏南京·开学考试)书架上有6本不同的书,再往书架放另外3本不同的书,要求不改变原来书架上6本书的左右顺序,则不同的放法有( )种.
A.504 B.84 C.1008 D.168
【答案】A
【分析】定序问题,由分步乘法计数原理可得.
【详解】将新买的本书逐一放进去,
对第一本书,本书形成个空当,在个空当里面选一个有种选法;
对第二本书,本书形成个空当,在个空当里面选一个有种选法;
最后一本书,本书形成个空当,在个空当里面选一个有种选法;
由分步乘法计数原理可得,共有(种).
故选:A
4.(21-22高二下·上海闵行·期末)现有5名同学去听同时进行的4个课外知识讲座,每名同学可自由选择其中的一个讲座,不同选法的种数是( )
A. B. C.20 D.9
【答案】A
【分析】将此事分为5步,每一步均为1名同学选择讲座,后由分步计数原理可得答案.
【详解】将完成此事分为5步.第1步为第一名同学完成选择,有4种方法;第2步为第二名同学完成选择,有4种方法;;第5步为第五名同学完成选择,有4种方法.
则由分步计数原理可知,不同选法的种数位为:.
故选:A
题型三 事件计数基本原理的判断
1.(判断题)(23-24高二上·全国·课后作业)判断正误(正确的写正确,错误的写错误)
(1)从书架上任取数学书、语文书各1本是分类问题.( )
(2)分步乘法计数原理是指完成其中一步就完成了整件事情.( )
(3)分类加法计数原理可用来求完成一件事有若干类方法这类问题.( )
(4)从甲地经丙地到乙地是分步问题.( )
【答案】 错误 错误 正确 正确
【分析】根据分类加法计数原理、分步乘法计数原理的知识判断出正确答案.
【详解】(1)从书架上任取数学书、语文书各1本是分步问题,(1)错误.
(2)分步乘法计数原理是指完成所有的步骤才是完成整件事情,(2)错误.
(3)分类加法计数原理可用来求完成一件事有若干类方法这类问题,(3)正确.
(4)从甲地经丙地到乙地是分步问题,(4)正确
故答案为:错误;错误;正确;正确
2.(多选)(24-25高二下·新疆喀什·期末)下列说法正确的是( )
A.分步乘法计数原理是指完成其中一步就完成了整件事情
B.从书架上任取数学书、语文书各1本,求共有多少种取法的问题是分步计数问题
C.求从甲地经丙地到乙地共有多少条路线的问题是分类计数问题
D.分类加法计数原理可用来求解完成一件事有若干类方法这类问题
【答案】BD
【分析】根据两个计数原理的定义逐一判断选项即可.
【详解】对于A,分步乘法计数原理要求每一步都完成,才能说任务完成,故A错误;
对于B,从书架上任取数学书、语文书各1本,完成这件事需要分两步:第一步取1本数学书,
有若干种取法;第二步取1本语文书,故应是分步计数问题,故B正确;
对于C,任务“从甲地经丙地到乙地”,分为从甲地到丙地,
再从丙地到乙地两步完成,是分步计数问题,故C错误;
对于D,分类加法计数原理中的每一类方法都能一次性地完成任务,
故可用来求解完成一件事有若干类方法这类问题,即D正确.
故选:BD.
题型四 两个基本原理的简单应用
1.(24-25高二下·广西百色·期末)如图所示,从甲地到丙地有2条公路可走,从丙地到乙地有3条公路可走,从甲地不经过丙地到乙地有2条水路可走.则从甲地到乙地的走法种数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【分析】根据分类加法计数原理和分步乘法计数原理即可求解.
【详解】由分步乘法计数原理可知:从甲地经过丙地到乙地共有种走法;
又从甲地不经过丙地到乙地有2条水路可走,
所以根据分类加法计数原理可得:从甲地到乙地的走法种数为.
故选:D.
2.(2025高三·全国·专题练习)有红、黄、蓝三色旗各三面,每次可升旗一面、两面或三面,在旗杆上纵向排列,不同的颜色和旗帜数均代表不同的信号,共可组成不同的信号 种.
【答案】39
【分析】根据给定条件分成每次升1面、升2面、升3面旗3类,求出各类表示的信号数,再将各类信号数相加即得.
【详解】根据所升旗的数量进行分类:
①升1面旗,有三种颜色可供选择,故可组成3种不同信号;
②升2面旗,则升第一面旗时,有三种颜色可供选择,升第二面旗时,同样有三种颜色可供选择,故可组成种不同信号;
③升3面旗,则升每面旗时,均有三种颜色可供选择,故可组成的不同信号有种.
综上所述,可组成的不同信号共有(种).
故答案为:39
3.(24-25高二上·全国·课后作业)古代中国的太极八卦图是以同圆内的圆心为界,画出形状相同的两个阴阳鱼,阳鱼的头部有个阴眼,阴鱼的头部有个阳眼,表示万物都在相互转化,互相渗透,阴中有阳,阳中有阴,阴阳相合,相生相克,蕴含现代哲学中的矛盾对立统一规律.由八卦模型图可抽象得到正八边形,从该正八边形的8个顶点中任意取出4个构成四边形,其中梯形的个数为 .
【答案】24
【分析】首先分情况,先确定两个顶点,再确定其他顶点,即可求解.
【详解】梯形的上、下底平行且不相等,如图,
若以AB为底边,则可构成2个梯形,根据对称性可知此类梯形有(个),
若以AC为底边,则可构成1个梯形,此类梯形共有(个),
所以梯形的个数是(个).
故答案为:24
题型五 代数问题的计数
1.(24-25高二下·山西吕梁·阶段练习)数字540的不同正因数的个数为( )
A.10 B.16 C.20 D.24
【答案】D
【分析】应用列举法写出所有的正因数即可.
【详解】由,共有24个正因数.
故选:D
2.(25-26高三上·湖北孝感·阶段练习)若一系列函数的解析式和值域相同,但其定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,那么函数解析式为,值域为的“同族函数”包含的函数个数为( )
A.3 B.8 C.9 D.27
【答案】D
【分析】根据已知确定函数定义域取值情况,再由集合非空子集个数及分步计数求“同族函数”个数,即可得.
【详解】由题设,的值域为,则或或,
结合“同族函数”的定义,则函数定义域分别从、、中各取至少一个数,
所以共有种.
故选:D
题型六 古典概率计算问题
1.(2015·山东·高考真题)甲、乙、丙三位同窗打算利用假期外出游览,约定每人从泰山、孔府这两处景点中任选一处,那么甲、乙两位同学恰好选取同一处景点的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】应用古典概型的概率求法,求甲、乙两位同窗恰好选取同一处景点的概率即可.
【详解】甲、乙两位同窗选取景点的种数为,其中甲、乙两位同窗恰好选取同一处景点的种数为2,
∴甲、乙两位同窗恰好选取同一处景点的概率为.
故选:D
2.(2020·山东·高考真题)现有5位老师,若每人随机进入两间教室中的任意一间听课,则恰好全都进入同一间教室的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用古典概型概率公式,结合分步计数原理,计算结果.
【详解】5位老师,每人随机进入两间教室中的任意一间听课,共有种方法,
其中恰好全都进入同一间教室,共有2种方法,所以.
故选:B
3.(24-25高二下·福建三明·期中)某校开展社团活动,其中有知识性社团诗词赏析,趣味数学等6个社团,有活动类社团木工、种植等4个社团,甲乙两人按顺序依次选择一社团参加,不得重复.乙选择活动类社团参加的概率为 .
【答案】/
【分析】根据题意先求甲乙两人按顺序依次选择一社团的情况,然后求乙选择活动类社团的情况,根据古典概型即可求解.
【详解】根据题意甲乙两人按顺序依次选择一社团参加有种情况,
其中乙选择活动类社团有,
所以根据古典概型得乙选择活动类社团参加的概率为,
故答案为:.
题型一 几何计数问题
1.(2002·江苏·高考真题)从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有( ).
A.20种 B.16种 C.12种 D.8种
【答案】C
【分析】正方体共有条棱,每条棱对应两个相邻面,与这两个面不都相邻的面有个
共有组,再考虑重复情况得到答案.
【详解】正方体共有条棱,每条棱对应两个相邻面,与这两个面不都相邻的面有个
共有组,每组中包含两条棱,故有
故选:
2.(2025高三·全国·专题练习)以1,1,1,,,为六条棱长的四面体个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【答案】B
【分析】由这些边为三角形仅有四种,,,,讨论底面三角形为、,结合对称性确定四面体个数.
【详解】以这些边为三角形仅有四种,,,.
固定四面体的一面作为底面:
当底面的三边为时,另外三边的取法只有一种情况,即;
当底面的三边为时,另外三边的取法有两种情形,即,.
其余情形得到的四面体均在上述情形中.
由此可知,四面体个数有3个.
故选:B
3.(2003·全国·高考真题)在直角坐标系中,已知三边所在直线的方程分别为,则内部和边上整点(即横、纵坐标均为整数的点)的总数是( )
A.95 B.91 C.88 D.75
【答案】B
【分析】首先确定以为对角线的矩形中整点的个数,再确定上的整点数,最后根据对称性求出△中整点的个数.
【详解】由题设,直线分别交x、y轴于、,
以高为10,宽为15的矩形内(含边)整数点有176个,其中直线上的整数点有、、、、、,共6个,
所以,矩形对角线两侧的三角形中整点的个数为个,
综上,△中整点的个数为个.
故选:B
4.(24-25高二下·上海宝山·期中)直线(不全为 0)与圆有公共点,且公共点的横、纵坐标均为整数,那么这样的直线有( )
A.60 条 B.66 条 C.72 条 D.78 条
【答案】D
【分析】由题确定圆上的整点,然后由两点确定一条直线及过圆整点的切线条数可得答案.
【详解】因,,则公共点为:
,共12个.
若这样的直线为圆的切线,则满足题意的切线有12条;
若这样的直线不为圆的切线,则由两点确定一条直线,满足的直线有条.
则这样的直线有78 条.
故选:D
5.(2006·上海·高考真题)如果一条直线与一个平面垂直,那么称此直线与平面构成一个“正交线面对”.在一个正方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“正交线面对”的个数是( )
A.48 B.18 C.24 D.36
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用分类加法计数原理列式计算作答.
【详解】正方体的两个顶点确定的直线有棱、面对角线、体对角线,
对于每一条棱,都可以与两个侧面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有(个);
对于每一条面对角线,都可以与一个对角面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有12个,
不存在四个顶点确定的平面与体对角线垂直,
所以正方体中“正交线面对”共有(个).
故选:D
6.(24-25高三上·上海·阶段练习)在平面直角坐标系内,点的坐标满足,且都是集合中的元素.又点到原点的距离,则这样的点的个数为 .
【答案】
【分析】根据已知有,结合的取值判断满足条件的点,即可得答案.
【详解】由题设,又都是集合中的元素,且,
所以,满足要求的点有、、、、、、、、、、、、、、、、、、、,
所以这样的点有20个.
故答案为:20
题型二 数字排列问题
1.(24-25高二下·山东威海·期末)用0,1,2,3,4可组成无重复数字的三位奇数的个数为( )
A.48 B.36 C.24 D.18
【答案】D
【分析】根据分步乘法原理计算求解.
【详解】用0,1,2,3,4可组成无重复数字的三位奇数个位数字有2种情况,首位数字有3种情况,十位数字有3种情况,
所以三位奇数的个数为种情况.
故选:D.
2.(24-25高二下·福建福州·期末)用0,1,2,3这4个数字,可组成 个没有重复数字的三位数(用数字作答)
【答案】18
【分析】需要分步确定三位数的百位、十位和个位数字.
【详解】组成的数是三位数,故百位不能是,
百位有种选择;
百位选了一个数字后,十位还有种选择;
百位和十位各选了一个数字后,个位还有种选择;
一共可以组成没有重复数字的三位数有:(个)
故答案:.
3.(25-26高三上·浙江·阶段练习)用1,2,3三个数字的全体或部分构造四位数,但不允许有两个2相邻出现,则这样的四位数有 个.(用数字作答)
【答案】60
【分析】应用分类分步计数原理求四位数的个数.
【详解】若四位数中没有2,共有个,
若四位数中有1个2,共有个,
若四位数中有2个2,共有个,
因此共有60个.
故答案为:60
题型三 涂色计数问题
1.(24-25高二下·江苏南京·期中)用n种不同的颜色为下面的广告牌图则,要求在①②③④这四个区域中相邻的区域(有公共边界)涂不同的颜色,若涂色共有840种不同的方法,则n的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】由每块区域都与其他三块区域有公共边,故用分步乘法计算即可.
【详解】区域①有n种,区域②有种,区域③有种,区域④有种,
舍去,得(负数解舍去).
故选:C.
2.(2025高二·全国·专题练习)用红、黄、蓝三种颜色去涂图中标号为,,,的个小正方形,使得任意相邻(有公共边)的小正方形所涂颜色都不相同,且标号为,,的小正方形涂相同的颜色,则共有( )种涂法,
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据分类加法与分步乘法计数原理直接计算.
【详解】把区域分成三部分,第一部分为,,,有种涂法.
第二部分为,,.当,同色时,,各有2种涂法;当,异色时,有种涂法,,均只有种涂法.
故第二部分共有种涂法.
第三部分为,,,与第二部分一样,共有种涂法.
因此根据分步乘法计数原理,共有种涂法,
故选:D.
3.(24-25高二下·海南海口·期末)如图,现要用4种不同的颜色对海口市的4个区地图进行着色,要求有公共边的2个区不能用同一种颜色,则不同的着色方法的种数为( )
A.24 B.48 C.72 D.120
【答案】C
【分析】先选择秀英区与龙华区,然后分别对琼山区,美兰区与秀英区是否同色进行讨论,然后计算可得结果.
【详解】秀英区有4种选择,龙华区有3种选择,
当琼山区与秀英区同色,则美兰区有2种选择;
当琼山区与秀英区不同色,美兰区与秀英区同色,琼山区有2种选择;
当琼山区与秀英区不同色,美兰区与秀英区不同色,琼山区有2种选择,美兰区有1种选择;
所以不同的着色方法的种数为.
故选:C
4.(2025高三·全国·专题练习)如图所示的雨伞,其伞面被伞骨分成8个区域,每个区域分别印有数字1,2,3,…,8.现准备给该伞面的每个区域涂色,要求每个区域涂一种颜色,相邻两个区域所涂颜色不能相同,对称的两个区域(如区域1与区域5)所涂颜色相同.若有6种不同颜色的颜料可供选择,则不同的涂色方案有 种.
【答案】630
【分析】由题知只需考虑区域1,2,3,4的颜色即可,不妨先涂区域1、区域2,再分区域3与区域1涂的颜色不同及相同两种情况考虑即可求解.
【详解】涂色问题 根据题意,只需确定区域1,2,3,4的颜色,即可确定整个伞面的涂色情况.
先涂区域1,有6种选择,再涂区域2,有5种选择,
当区域3与区域1涂的颜色不同时,区域3有4种选择,剩下的区域4有4种选择;
当区域3与区域1涂的颜色相同时,剩下的区域4有5种选择.
故不同的涂色方案有(种).
故答案为:630.
1.(2025高三·全国·专题练习)如图所示,在间有四个焊接点1,2,3,4,若某焊接点脱落,则此处断路,则焊接点脱落导致电路不通的情况的种数为( )
A.9 B.11 C.13 D.15
【答案】C
【分析】按照焊接点脱落的个数分类讨论,运用分类加法计数原理求解即可.
【详解】按照焊接点脱落的个数分类讨论,若脱落1个,则有共2种情况,
若脱落2个,则有共6种情况,
若脱落3个,则有共4种情况,
若脱落4个,则有共1种情况,
由分类加法计数原理,情况种数共有种.
故选:C.
2.(25-26高三上·河北保定·开学考试)我们称各个数位上的数字之和为8的三位数为“幸运数”,例如107和224,则所有的“幸运数”共有( )
A.66个 B.55个 C.36个 D.28个
【答案】C
【分析】按照首位数字为1~8进行分类,相加得到答案.
【详解】当首位数字为1时,后两位相加为7, “幸运数”分别是116,161,125,152,134,143,107,170,共8个;
当首位数字为2时,后两位相加为6, “幸运数”分别是206,260,215,251,224,242,233,共7个;
当首位数字为3时,后两位相加为5,“幸运数”分别是305,350,314,341,323,332,共6个;
当首位数字为4时,后两位相加为4,“幸运数”分别是404,440,413,431,422,共5个;
当首位数字为5时,后两位相加为3,“幸运数”分别是503,530,512,521,共4个;
当首位数字为6时,后两位相加为2,“幸运数”分别是602,620,611,共3个;
当首位数字为7时,后两位相加为1,“幸运数”分别是701,710,共2个;
当首位数字为8时,后两位相加为0,“幸运数”是800,共1个.
因此,所有的“幸运数”共有个.
故选:C.
3.(多选)(2025·四川成都·模拟预测)用数字组成无重复数字的四位数,下列说法正确的有( )
A.一共可以组成96个数 B.一共可以组成120个数
C.一共可以组成偶数60个 D.一共可以组成72个大于2000的数
【答案】ACD
【分析】由特殊位置优先的原则,结合两个计数原理逐个判断即可.
【详解】对于AB,四位数的首位不能为0,有4种选项,在剩下的4个数字中任选3个,排在后面3个数位,
可以组成无重复数字的四位数个,A正确, B错误;
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正确;
对于D,四位数的首位有3种选择,在剩下的4个数字中任选3个,排在后面3个数位,
可以组成无重复数字且大于2000的四位数个,D正确.
故选:ACD
4.(2025高二·全国·专题练习)用数字,,,,,,,组成没有重复数字且至多有一位数字是偶数的四位个数,那么这样的四位数一共有 个.
【答案】
【分析】根据特殊元素“”是否被选择进行分类讨论,根据分类加法计数原理可得解.
【详解】以特殊元素“”为研究对象分类讨论.
(1)若四位数中有“”,则“”有种放法,
其他位置上的数字从,,,中挑选,故共有种;
(2)若四位数中无“”,则这四位数字可以全为奇数或者有个偶数.
①全为奇数,有种;
②有个偶数,则必从,,中选个并可放置在任意数位上,其余位置填奇数,共有种;
故满足条件的四位数有个,
故答案为:.
5.(23-24高二下·江苏南京·阶段练习)已知,,则不同的有序集合对有 种.
【答案】27
【分析】先根据条件将集合分类,列举出满足条件的集合.
【详解】
A
B
、
、
、
、、、
、、、
、、、
、、、、、、、
如上表,每一种集合可确定满足条件的集合,不同的有序集合对有27种.
故答案为:27.
6.(24-25高二下·河南商丘·期末)已知x,y,z均为正整数,且,则满足方程的解有 组.
【答案】10
【分析】由题意可得的取值范围,分类列举,根据分类加法原理,可得答案.
【详解】因为,所以.
当时,则,即,
可取;
当时,则可取;
当时,则,解得,或6,则为;
当时,则,为.
所以方程的解的个数为.
故答案为:.
7.(2020·福建福州·模拟预测)寒假里5名同学结伴乘动车外出旅游,实名制购票,每人一座,恰在同一排五个座位(一排共五个座位),上车后五人在这五个座位上随意坐,则恰有一人坐对与自己车票相符座位的坐法有 种.
【答案】45
【分析】先选出坐对位置的人,再对剩下四人进行错排,最后利用分布计数乘法原理求结果.
【详解】先选出坐对位置的人,即从5人中选1人,有5种可能;
剩下四人进行错排,设四人座位为,则四人都不坐在自己位置上有这9种可能;
所以恰有一人坐对与自己车票相符座位的坐法有种
故答案为:45
8.(20-21高二下·湖北·期中)位顾客将各自的帽子随意放在衣帽架上,然后,每人随意取走一顶帽子,则人拿的都不是自己的帽子方案总数为 .(用数字作答)
【答案】
【分析】记位顾客分别为甲、乙、丙、丁,假设甲拿了乙的帽子,利用列举法结合分类计数原理可得结果.
【详解】记位顾客分别为甲、乙、丙、丁.
假设甲拿了乙的帽子,则乙拿了甲的帽子,丙拿了丁的帽子,丁拿了丙的帽子;或乙拿丙的帽子,丙拿了丁的帽子,丁拿了甲的帽子;或乙拿了丁的帽子,丙拿了甲的帽子,丁拿了丙的帽子.
若甲拿了丙或丁的帽子,同理可知,符合条件的方案数均为种.
综上所述,人拿的都不是自己的帽子方案总数为.
故答案为:.
9.(23-24高二下·江苏镇江·阶段练习)五个人排成一列,重新站队时,各人却不站在原来的位置上,那么不同的站队方式共有 种
【答案】
【分析】根据已知条件可以通过合理地分步,恰当地分类来找出递推关系,利用分步乘法计数原理和分类加法计数原理即可求解.
【详解】解考虑一般情况,即个人排成一列,重新站队时,各人都不站在原来的位置上,设满足这样的站队方式有种,下面通过合理分步,恰当分类找出递推关系:
第一步:第一个人不站在原来的第一个位置,有种站法,
第二步:假设第一个人站在第2个位置,则第二个人的站法又可以分为两类:
第一类,第二个人恰好站在第一个位置,则余下的个人有种站队方式;
第二类,第二个人不站在第一个位置,则就是第二个人不站在第一个位置,第三个人不站在第三个位置,第四个人不站在第四个位置.....第个人不站在第个位置,所以有种站队方式,
由分步乘法计数原理和分类加法计数原理,得数列的递推关系:,
显然再由递推关系有.
故答案为:.
10.(2025·辽宁·一模)数学家欧拉把“哥尼斯堡七桥问题(如图①,如何才能走过这七座桥,且每座桥都只能经过一次,最后又回到原来的出发点?)”转化为能否一笔画出图②的问题.定义若以某一点为端点的线有偶数条,则称该点为偶点,否则称为奇点.连通图可以一笔画出的充要条件是:奇点的数目不是0个就是2个(要想一笔画成,若有奇点,起点和终点只能在奇点),因此“哥尼斯堡七桥问题”是无解的.借助上述内容一笔画完成图③的不同路径方法有 种.
【答案】
【分析】做出图形,两个奇点和分别做起点,求出与之间的途径的情况,再求出一笔完成的画法,,进而可得出答案.
【详解】如图,两个奇点和分别做起点,有两种情况,
与之间有三种途径:①,②,③,
其中一笔完成有种画法:,
,
,
若做起点,从出发有三种不同的路径能到达,从返回有两种不同的路径,
所以不同路径方法有种.
故答案为:.
【点睛】易错点点睛:求解分类、分步计数原理需要注意以下几点:
(1)处理计数问题,应扣紧两个原理,根据具体问题首先弄清楚是“分类”还是“分步”,要搞清楚“分类”或“分步”的具体标准;
(2)分类时要满足要满足两个条件:①类与类之间要互斥(保证不重复);②总数要完备(保证不遗漏),也就是要确定一个合理的分类标准;
(3)分步时应按事件发生的连贯过程进行分析,必须做到步与步之间互相独立,互不干扰,并确保连续型.
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3.1.1 基本计数原理
题型一 分类加法计数原理及应用
1.(2001·全国·高考真题)如图,小圆圈表示网络的结点,结点之间的连线表示它们有网络联系,连线上标注的数字表示该段网线单位时间内可以通过的最大信息量,现从结点A向结点B传递信息,信息可以分开沿不同路线同时传递,则单位时间内传递的最大信息量为( )
A.26 B.24 C.20 D.19
2.(24-25高二下·青海西宁·期末)在全球高铁技术竞争中,中国站到了前沿.全国政协委员、中国铁道科学研究院集团有限公司首席研究员赵红卫近日透露,全球最快的高铁列车CR450正在加紧试验,预计将在一年后投入商业运营.小张需要乘坐某班次高铁去北京,已知此次高铁列车车票还剩下二等座4张,一等座10张,商务座5张,则小张的购票方案种数为( )
A.14 B.19 C.90 D.200
3.(2025高二·全国·专题练习)如图,一只蚂蚁沿着长方体的棱,从顶点爬到相对的顶点,则其中经过条棱的路线共有( )条.
A. B. C. D.
题型二 分步乘法计数原理及应用
1.(2007·全国·高考真题)5位同学报名参加两个课外活动小组,每位同学限报其中的一个小组,则不同报名方法有( )
A.10种 B.20种 C.25种 D.32种
2.(2017·全国·高考真题)从7名男运动员和3名女运动员中选出2人组队参加乒乓球混合双打比赛,则不同的选法共有( )
A.12种 B.18种 C.20种 D.21种
3.(25-26高三上·江苏南京·开学考试)书架上有6本不同的书,再往书架放另外3本不同的书,要求不改变原来书架上6本书的左右顺序,则不同的放法有( )种.
A.504 B.84 C.1008 D.168
4.(21-22高二下·上海闵行·期末)现有5名同学去听同时进行的4个课外知识讲座,每名同学可自由选择其中的一个讲座,不同选法的种数是( )
A. B. C.20 D.9
题型三 事件计数基本原理的判断
1.(判断题)(23-24高二上·全国·课后作业)判断正误(正确的写正确,错误的写错误)
(1)从书架上任取数学书、语文书各1本是分类问题.( )
(2)分步乘法计数原理是指完成其中一步就完成了整件事情.( )
(3)分类加法计数原理可用来求完成一件事有若干类方法这类问题.( )
(4)从甲地经丙地到乙地是分步问题.( )
2.(多选)(24-25高二下·新疆喀什·期末)下列说法正确的是( )
A.分步乘法计数原理是指完成其中一步就完成了整件事情
B.从书架上任取数学书、语文书各1本,求共有多少种取法的问题是分步计数问题
C.求从甲地经丙地到乙地共有多少条路线的问题是分类计数问题
D.分类加法计数原理可用来求解完成一件事有若干类方法这类问题
题型四 两个基本原理的简单应用
1.(24-25高二下·广西百色·期末)如图所示,从甲地到丙地有2条公路可走,从丙地到乙地有3条公路可走,从甲地不经过丙地到乙地有2条水路可走.则从甲地到乙地的走法种数为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
2.(2025高三·全国·专题练习)有红、黄、蓝三色旗各三面,每次可升旗一面、两面或三面,在旗杆上纵向排列,不同的颜色和旗帜数均代表不同的信号,共可组成不同的信号 种.
3.(24-25高二上·全国·课后作业)古代中国的太极八卦图是以同圆内的圆心为界,画出形状相同的两个阴阳鱼,阳鱼的头部有个阴眼,阴鱼的头部有个阳眼,表示万物都在相互转化,互相渗透,阴中有阳,阳中有阴,阴阳相合,相生相克,蕴含现代哲学中的矛盾对立统一规律.由八卦模型图可抽象得到正八边形,从该正八边形的8个顶点中任意取出4个构成四边形,其中梯形的个数为 .
题型五 代数问题的计数
1.(24-25高二下·山西吕梁·阶段练习)数字540的不同正因数的个数为( )
A.10 B.16 C.20 D.24
2.(25-26高三上·湖北孝感·阶段练习)若一系列函数的解析式和值域相同,但其定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,那么函数解析式为,值域为的“同族函数”包含的函数个数为( )
A.3 B.8 C.9 D.27
题型六 古典概率计算问题
1.(2015·山东·高考真题)甲、乙、丙三位同窗打算利用假期外出游览,约定每人从泰山、孔府这两处景点中任选一处,那么甲、乙两位同学恰好选取同一处景点的概率是( )
A. B. C. D.
2.(2020·山东·高考真题)现有5位老师,若每人随机进入两间教室中的任意一间听课,则恰好全都进入同一间教室的概率是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·福建三明·期中)某校开展社团活动,其中有知识性社团诗词赏析,趣味数学等6个社团,有活动类社团木工、种植等4个社团,甲乙两人按顺序依次选择一社团参加,不得重复.乙选择活动类社团参加的概率为 .
题型一 几何计数问题
1.(2002·江苏·高考真题)从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有( ).
A.20种 B.16种 C.12种 D.8种
2.(2025高三·全国·专题练习)以1,1,1,,,为六条棱长的四面体个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
3.(2003·全国·高考真题)在直角坐标系中,已知三边所在直线的方程分别为,则内部和边上整点(即横、纵坐标均为整数的点)的总数是( )
A.95 B.91 C.88 D.75
4.(24-25高二下·上海宝山·期中)直线(不全为 0)与圆有公共点,且公共点的横、纵坐标均为整数,那么这样的直线有( )
A.60 条 B.66 条 C.72 条 D.78 条
5.(2006·上海·高考真题)如果一条直线与一个平面垂直,那么称此直线与平面构成一个“正交线面对”.在一个正方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“正交线面对”的个数是( )
A.48 B.18 C.24 D.36
6.(24-25高三上·上海·阶段练习)在平面直角坐标系内,点的坐标满足,且都是集合中的元素.又点到原点的距离,则这样的点的个数为 .
题型二 数字排列问题
1.(24-25高二下·山东威海·期末)用0,1,2,3,4可组成无重复数字的三位奇数的个数为( )
A.48 B.36 C.24 D.18
2.(24-25高二下·福建福州·期末)用0,1,2,3这4个数字,可组成 个没有重复数字的三位数(用数字作答)
3.(25-26高三上·浙江·阶段练习)用1,2,3三个数字的全体或部分构造四位数,但不允许有两个2相邻出现,则这样的四位数有 个.(用数字作答)
题型三 涂色计数问题
1.(24-25高二下·江苏南京·期中)用n种不同的颜色为下面的广告牌图则,要求在①②③④这四个区域中相邻的区域(有公共边界)涂不同的颜色,若涂色共有840种不同的方法,则n的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
2.(2025高二·全国·专题练习)用红、黄、蓝三种颜色去涂图中标号为,,,的个小正方形,使得任意相邻(有公共边)的小正方形所涂颜色都不相同,且标号为,,的小正方形涂相同的颜色,则共有( )种涂法,
A. B. C. D.
3.(24-25高二下·海南海口·期末)如图,现要用4种不同的颜色对海口市的4个区地图进行着色,要求有公共边的2个区不能用同一种颜色,则不同的着色方法的种数为( )
A.24 B.48 C.72 D.120
4.(2025高三·全国·专题练习)如图所示的雨伞,其伞面被伞骨分成8个区域,每个区域分别印有数字1,2,3,…,8.现准备给该伞面的每个区域涂色,要求每个区域涂一种颜色,相邻两个区域所涂颜色不能相同,对称的两个区域(如区域1与区域5)所涂颜色相同.若有6种不同颜色的颜料可供选择,则不同的涂色方案有 种.
1.(2025高三·全国·专题练习)如图所示,在间有四个焊接点1,2,3,4,若某焊接点脱落,则此处断路,则焊接点脱落导致电路不通的情况的种数为( )
A.9 B.11 C.13 D.15
2.(25-26高三上·河北保定·开学考试)我们称各个数位上的数字之和为8的三位数为“幸运数”,例如107和224,则所有的“幸运数”共有( )
A.66个 B.55个 C.36个 D.28个
3.(多选)(2025·四川成都·模拟预测)用数字组成无重复数字的四位数,下列说法正确的有( )
A.一共可以组成96个数 B.一共可以组成120个数
C.一共可以组成偶数60个 D.一共可以组成72个大于2000的数
4.(2025高二·全国·专题练习)用数字,,,,,,,组成没有重复数字且至多有一位数字是偶数的四位个数,那么这样的四位数一共有 个.
5.(23-24高二下·江苏南京·阶段练习)已知,,则不同的有序集合对有 种.
6.(24-25高二下·河南商丘·期末)已知x,y,z均为正整数,且,则满足方程的解有 组.
7.(2020·福建福州·模拟预测)寒假里5名同学结伴乘动车外出旅游,实名制购票,每人一座,恰在同一排五个座位(一排共五个座位),上车后五人在这五个座位上随意坐,则恰有一人坐对与自己车票相符座位的坐法有 种.
8.(20-21高二下·湖北·期中)位顾客将各自的帽子随意放在衣帽架上,然后,每人随意取走一顶帽子,则人拿的都不是自己的帽子方案总数为 .(用数字作答)
9.(23-24高二下·江苏镇江·阶段练习)五个人排成一列,重新站队时,各人却不站在原来的位置上,那么不同的站队方式共有 种
10.(2025·辽宁·一模)数学家欧拉把“哥尼斯堡七桥问题(如图①,如何才能走过这七座桥,且每座桥都只能经过一次,最后又回到原来的出发点?)”转化为能否一笔画出图②的问题.定义若以某一点为端点的线有偶数条,则称该点为偶点,否则称为奇点.连通图可以一笔画出的充要条件是:奇点的数目不是0个就是2个(要想一笔画成,若有奇点,起点和终点只能在奇点),因此“哥尼斯堡七桥问题”是无解的.借助上述内容一笔画完成图③的不同路径方法有 种.
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