专题6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理（高效培优讲义）数学人教A版高二选择性必修第三册

专题6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理 教学目标 1.知识与技能 理解两个计数原理的核心内涵，能区分分类与分步的本质差异，会用原理解决简单的计数问题。 2. 过程与方法 通过实例分析、对比归纳，培养分类讨论、逻辑推理的思维能力，掌握计数问题的基本分析方法。 3. 情感态度与价值观 感受计数原理在生活和数学中的应用价值，培养严谨的思维习惯，提升数学抽象与建模素养。 教学重难点 重点 1. 理解分类加法计数原理（分类、互斥、相加）和分步乘法计数原理（分步、依存、相乘）的核心概念。 2. 能根据问题特征，准确判断是分类还是分步，并运用对应原理进行计数。 难点 1. 区分实际问题中的分类与分步，明确分类的“互斥性”和分步的“连续性”。 2. 复杂问题中做到分类不重不漏、分步步骤合理，能结合两个原理解决综合计数问题。 知识点01 分类加法计数原理 1．分类加法计数原理： 完成一件事,有类办法.在第1类办法中有种不同方法,在第2类办法中有种不同的方法,……,在第类办法中有种不同方法,那么完成这件事共有种不同的方法. 2．加法原理的特点是： ① 完成一件事有若干不同方法，这些方法可以分成n类； ② 用每一类中的每一种方法都可以完成这件事； ③ 把每一类的方法数相加，就可以得到完成这件事的所有方法数． 【即学即练】 小夏计划某日从武汉到兰州游玩，当天的交通工具中，火车共有12个车次，飞机共有2个航班，则乘坐方式的种数共有（   ） A．12 B．14 C．16 D．24 【答案】B 【分析】根据分类加法计数原理即可求解. 【详解】根据分类加法计数原理，从武汉到兰州可以乘火车（12种）或飞机（2种），总计种方式． 故选：B 2．现某学校自愿组成数学建模社团，其中高一年级3人，高二年级4人，高三年级6人，选其中一人为负责人，有多少种不同的选法?（   ） A．13 B．78 C．18 D．20 【答案】A 【分析】根据分类加法计数原理直接计算即可. 【详解】根据题意，选择其中一人为负责人，共有三种情况： 若选出的是高一学生，有3种情况； 若选出的是高二学生，有4种情况； 若选出的是高三学生，有6种情况. 由分类加法计数原理可得：共有种不同的选法. 故选：A 知识点02 分步乘法计数原理 1.分步乘法计数原理 “做一件事，完成它需要分成n个步骤”，就是说完成这件事的任何一种方法，都要分成n个步骤，要完成这件事必须并且只需连续完成这n个步骤后，这件事才算完成． 2．乘法原理的特点： ① 完成一件事需要经过n个步骤，缺一不可； ② 完成每一步有若干种方法； ③ 把每一步的方法数相乘，就可以得到完成这件事的所有方法数． 【即学即练】 1.3名同学计划去A，B，C，D四个景点游玩，每人只去1个景点，则不同的选法种数是 .（用数字作答） 【答案】64 【分析】根据分步乘法计数原理计算. 【详解】由题意知，每位同学均有4个选择，所以不同选法种数是. 故答案为： 2.小李同学有三件不同颜色的羽绒服以及两条不同颜色的棉裤，如果一件羽绒服和一条棉裤配成一套，则小李同学不同的搭配种数为（   ） A．5 B．6 C．8 D．9 【答案】B 【分析】根据分步乘法计数原理可得. 【详解】先选羽绒服有3种情况，再选棉裤有2种情况，根据分步乘法计数原理，共有搭配种数． 故选:B． 知识点03 分类计数原理和分步计数原理的区别 分类计数原理和分步计数原理的区别： 两个原理的区别在于一个和分类有关，一个和分步有关. 完成一件事的方法种数若需“分类”思考，则这n类办法是相互独立的，且无论哪一类办法中的哪一种方法都能单独完成这件事，则用加法原理； 若完成某件事需分n个步骤，这n个步骤相互依存，具有连续性，当且仅当这n个步骤依次都完成后，这件事才算完成，则完成这件事的方法的种数需用乘法原理计算． 【即学即练】 1．从0~9这十个数字中选取3个数，能组成无重复数字的三位偶数 个.（用数字作答） 【答案】 【分析】按照0是否在末位分类讨论即可求解. 【详解】末位是0时：末位有1种选法，十位有种选法，百位有种选法， 故末位是0的三位偶数有； 末位不是0时：个位有种选法，百位有有种选法，十位有种选法， 故末位不是0的三位偶数有； 所以共有个． 故答案为：. 2．某学校举办春季运动会，高一、高二、高三三个年级分别有 5、4、3 个班级参加 400 米接力赛.若每个年级至少有一个班级参加，且高一年级必须有偶数个班级参加，则不同的参赛方案共有 种. 【答案】1575 【分析】先根据条件确定高一的参赛班数只能是2个或4个，然后分情况计算组合数，最后将两种情况的结果相加即可. 【详解】高一有5个班，至少一个班级且偶数个班级参赛，因此高一的参赛班数只能是2个或4个. 若高一选2个班：，高二至少选1个班：， 高三至少选1个班：， 方案数：； 若高一选4个班：，高二至少选1个班：， 高三至少选1个班：， 方案数：； 两种情况方案数相加得. 因此不同的参赛方案共有种. 故答案为：. 知识点04 分类计数原理和分步计数原理的应用 利用两个基本原理解决具体问题时的思考程序： （1）首先明确要完成的事件是什么，条件有哪些？ （2）然后考虑如何完成？主要有三种类型 ①分类或分步。②先分类，再在每一类里再分步。③先分步，再在每一步里再分类，等等。 （3）最后考虑每一类或每一步的不同方法数是多少？ 【即学即练】 1．甲乙两人分别从标有数字的13张卡片中各抽取一张，甲乙取得的卡片上的数字分别记为，，则满足的个位数字为9的有序数对的个数为 . 【答案】33 【分析】先讨论的个位数字情况，再结合题意进行分析，最后利用分步乘法计数原理和分类加法计数原理求解即可. 【详解】若满足的个位数字为9，则先讨论的个位数字情况， 对于，当时，个位数字为，当时，个位数字为， 当时，个位数字为，当时，个位数字为，当时，个位数字为， 发现个位数字的周期为，只能为， 对于，当时，个位数字为，当时，个位数字为， 当时，个位数字为，当时，个位数字为，当时，个位数字为， 发现个位数字的周期为，只能为， 若满足的个位数字为9，则有如下情况， 的个位数字为与的个位数字为，的个位数字为与的个位数字为， 的个位数字为与的个位数字为， 当的个位数字为时，有种符合题意的情况， 当的个位数字为时，有种符合题意的情况， 由分步乘法计数原理得共有种情况， 当的个位数字为时，有种符合题意的情况， 当的个位数字为时，有种符合题意的情况， 由分步乘法计数原理得共有种情况， 当的个位数字为时，有种符合题意的情况， 当的个位数字为时，有种符合题意的情况， 由分步乘法计数原理得共有种情况， 由分类加法计数原理得共有种情况. 故答案为：33 2．名同学分别报名参加学校的足球队、篮球队、乒乓球队，每人限报其中的一个运动队，则不同的报名方法种数是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【分析】分析可知每个同学都有种选择，结合分步乘法计数原理可得结果. 【详解】名同学分别报名参加学校的足球队、篮球队、乒乓球队，每人限报其中的一个运动队， 则每个同学都有种选择，由分步乘法计数原理可知，不同的报名方法种数为种. 故选：D. 题型01 分类加法计数原理 【典例1】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3张，一等座8张，商务座6张，则小张的购票方案种数为（    ） A．14 B．17 C．90 D．144 【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 应用分类计数原理，应注意： ①分类时，要按一个标准来分，最忌采用双重或多重标准分类； ②每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务；它的起点、终点就是完成这件事情的开始和结束； 【变式1】小南同学想在新年来临之际用自己的零花钱给自己的爷爷、爸爸妈妈和三个表哥每人分别买一件礼物，小南看中三样礼物：甲礼物(10 元/件)、乙礼物(20 元/件)、丙礼物(30 元/件)，在同学的建议下，小南最终决定采用如下方案选购礼物：①不同辈分的礼物不同；②相同辈分的礼物相同， 则小南要备齐所需礼物所花销费用的最小值为 . 【答案】元 【分析】运用分类讨论思想进行求解即可. 【详解】若爷爷、爸爸妈妈和三个表哥的礼物分别是甲礼物、乙礼物、丙礼物， 则需要花销费用； 若爷爷、爸爸妈妈和三个表哥的礼物分别是甲礼物、丙礼物、乙礼物， 则需要花销费用； 若爷爷、爸爸妈妈和三个表哥的礼物分别是乙礼物、甲礼物、丙礼物， 则需要花销费用； 若爷爷、爸爸妈妈和三个表哥的礼物分别是乙礼物、丙礼物、甲礼物， 则需要花销费用； 若爷爷、爸爸妈妈和三个表哥的礼物分别是丙礼物、甲礼物、乙礼物， 则需要花销费用； 若爷爷、爸爸妈妈和三个表哥的礼物分别是丙礼物、乙礼物、甲礼物， 则需要花销费用， 所以小南要备齐所需礼物所花销费用的最小值为元， 故答案为：元 【变式2】某兴趣小组由5名高一学生、7名高二学生和8名高三学生组成，选1名代表小组参加比赛，不同的选法有（   ） A．5种 B．7种 C．15种 D．20种 【答案】D 【分析】根据已知确定成员总数，分析即可得答案. 【详解】由题意，兴趣小组有名成员，从中选1名，有20种不同的选法． 故选：D． 【变式3】某日小张坐火车从沈阳市到葫芦岛市，已知当天从沈阳市到葫芦岛市的火车中，“K”字开头的车次有7个，“D”字开头的车次有2个，“C”字开头的车次有1个，“G”字开头的车次有20个，“T”字开头的车次有2个，“Z”字开头的车次有7个，则小张当日车次的选择共有 种． 【答案】39 【分析】利用分类加法原理，可得答案. 【详解】由分类加法计数原理可得小张当日车次的选择共有种． 故答案为：. 题型02 分步乘法计数原理 【典例1】3名同学计划去四个景点游玩，每人只去1个景点，则不同的选法种数是（    ） A．81 B．64 C．24 D．12 【答案】B 【分析】应用分步乘法计数原理列式计算即可. 【详解】由题意，每位同学均有4个选择，所以不同选法种数是. 故选：B 解决这类问题的关键是搞清分类还是分步．用分步乘法计数原理解决问题时，首先要根据问题的特点，确定一个分步的可行标准；其次还要注意完成这件事情必须且只需连续完成这n个步骤后，这件事情才算圆满完成，这时才能使用分步乘法计数原理．同时，要弄清每一步骤中完成本步骤的方法种数． 【变式1】甲、乙、丙三人去看电影，每人可在《疯狂动物城2》、《狂野时代》、《得闲谨制》及《开心岭》四部电影中任选一部，则不同的选法有 种. 【答案】64 【分析】根据分步计数原理的应用即可求解. 【详解】由题意每个人都有4种选法，故不同的选法有种. 故答案为：64. 【变式2】甲、乙、丙去听同时举行的4个讲座，每人可自由选择听其中一个讲座，则听讲座的种数为（   ） A．7 B．12 C．81 D．64 【答案】D 【分析】利用分步乘法计数原理求解即可. 【详解】甲、乙、丙去听同时举行的4个讲座，每人可自由选择听其中一个讲座， 即每人去听一个讲座共有种选择，则三人各选一个讲座种数为． 故选：D． 【变式3】甲、乙、丙、丁四名同学可以随机地选修王老师、张老师、李老师中任何一位老师开设的课程，则不同的选课方案有（   ） A．24种 B．36种 C．64种 D．81种 【答案】D 【分析】根据分步乘法计数原理求解即可. 【详解】甲、乙、丙、丁四名同学每名同学选课均有王老师、张老师、李老师共3种选择，根据分步乘法计数原理共有种选择． 故选：D. 题型03 两个原理的对比应用 【典例1】如图，某设备内部从a到b的电路包含三个元件A，B，C，现该设备从a到b的电路工作不正常（断路），那么该设备三个元件A，B，C的工作状态（通路/断路）共有n种不同情况，则n为（   ） A．4 B．5 C．6 D．7 【答案】B 【分析】根据给定条件，利用分类加法计数原理、分步乘法计数原理列式求解. 【详解】元件不通，设备从a到b的电路工作不正常，共有种， 元件正常，当且仅当元件都不通，设备从a到b的电路工作不正常，只有1种， 所以. 故选：B 在用两个原理解决问题时，一定要分清完成这件事，是有，l类办法还是需分成n个步骤．应用分类加法计数原理必须要求各类中的每一种方法都保证完成这件事．应用分步乘法计数原理则是需各步均是完成这件事必须经由的若干彼此独立的步骤． 【变式1】甲、乙、丙、丁四名同学报名参加，，三个智力竞赛项目，每个人都要报名且只能参加一个项目． (1)共有多少种不同的报名方法？ (2)若甲、乙报同一项目，丙不报A项目，则有多少种不同的报名方法？ 【答案】(1)81 (2)18 【分析】（1）每个同学都有种选择，利用分步乘法计数原理可得结果； （2）由题意可知，甲、乙报名的方法种数为，丙有种选择，丁有种选择，利用分步乘法计数原理可得结果. 【详解】（1）每个同学都有种选择，则甲、乙、丙、丁四名同学的报名方法种数为. （2）甲、乙报同一项目，则甲、乙报名的方法种数为， 丙不报项目，则丙有种选择，丁有种选择， 由分步乘法计数原理可知，不同的报名方法种数为. 【变式2】重新排列数字，使得偶数在偶数的位置上，但都不在原来的位置上，奇数在奇数位置上，但除其中一个奇数在原本位置上以外，其余3个奇数都不在原来的位置上，则有 种不同的排法. 【答案】72 【分析】分2步进行：先排偶数，再排奇数.利用列举法分别表示偶数、奇数排列的所有情况，结合分步乘法计数原理即可求解. 【详解】由题意知，可分2步进行：先排偶数，再排奇数. 排偶数的情况：设4个偶数排列为， 其中表示第2位，表示第4位，表示第6位，表示第8位， 则所有的可能有， ，共9种排法； 同理，满足奇数的所有可能有 ，共8种排法. 所以总的排法数为种. 故答案为：72 【变式3】集合，从中各任意取一个数，构成一个两位数，则所有样本点的个数为（   ） A．12 B．11 C．8 D．6 【答案】B 【分析】先利用计数原理得出所有的两位数，再减去重复数字即可. 【详解】个位数取自集合，十位数取自集合，共有个， 个位数取自集合，十位数取自集合，共有个， 这两类中重复的有数字，故所有样本点的个数为. 故选：B 题型04 涂色问题 【典例1】给如图所示的六块区域，，，，，涂色，有四种不同的颜色可供选择（不一定每种颜色都要使用），要求相邻区域涂不同颜色，则不同的涂色方法种数是（    ）    A．192 B．168 C．224 D．208 【答案】A 【分析】利用分步乘法计数：先给，，三块区域涂色，再给区域涂色，然后给区域涂色，最后给区域涂色，即可求解. 【详解】第一步，给，，三块区域涂色，有种涂色方法； 第二步，给区域涂色，有种涂色方法； 第三步，给区域涂色，有种涂色方法； 第四步，给区域涂色，有种涂色方法， 综上，不同的涂色方法种数是，故A正确. 故选：A. 涂色问题分步(乘法)、分类(加法)处理：尽可能多的找两两相邻的区域，因为这些区域颜色各不相同，按乘法原理涂色，再按分类涂剩余区域，一般分用剩余颜色与不用剩余颜色。 【变式1】如图，为了出黑板报，某班级为黑板四个区域进行涂色装饰，每个区域涂一种颜色，相邻区域（有公共边）不能用同一种颜色，若只有四种颜色可供使用，则恰好使用了3种颜色的涂色方法共有（    ） A．24种 B．48种 C．72种 D．84种 【答案】B 【分析】根据组合的定义，结合分类计数原理进行求解即可. 【详解】由题意可知，使用了3种颜色则只有和颜色相同，或只有和颜色相同， 则涂色方法共有种. 故选：B 【变式2】如图所示的挂件由7个圆组成，中心圆为主挂件，从中心向三个方向延伸出分挂件，每个方向有两个分挂件，靠近主挂件的为第一层分挂件，远离主挂件的为第二层分挂件．现用四种不同的颜色给所有的挂件涂色，要求相邻的挂件涂不同的颜色，且同一层的分挂件涂不同的颜色，则所有的涂色方法种数为（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【分析】先对图中挂件进行编号，根据已知条件分析讨论各层挂件的涂色方法数，从而得出所有的涂色方法种数． 【详解】给挂件进行如图所示的编号， 中心圆为主挂件，从中心向三个方向延伸出分挂件，靠近主挂件的为第一层分挂件，远离主挂件的为第二层分挂件， 用四种不同的颜色给所有的挂件涂色，要求相邻的挂件涂不同的颜色，且同一层的分挂件涂不同的颜色， 1号有4种涂色方法，2，3，4号有种涂色方法， 分情况讨论5，6，7号的涂色方法： ①若5号与1号同色，6号与2号同色，则7号只有1种涂色方法， 5，6，7号有种涂色方法； ②若5号与1号同色，6号与2号异色，此时6号只有1种涂色方法，则7号有2种涂色方法， 5，6，7号有种涂色方法； ③若5号与1号异色，与3号同色，5号只有1种涂色方法， 当6号与4号同色时，7号有2种涂色方法； 当6号与4号异色时，6号有2种涂色方法，7号有1种涂色方法， 5，6，7号有种涂色方法； ④若5号与1号、3号均异色，则5号只有1种涂色方法，6号、7号均有2种涂色方法， 5，6，7号有种涂色方法； 综上，所有的涂色方法种数为，故C正确． 故选：C． 【变式3】如图，一个环形的花坛被分成了编号为A、B、C、D的四个区域，现有4种不同的种子，要求同一区域种植同一种种子，且相邻区域种植的种子不同，则共有（   ）种不同的种植方法． A．36 B．60 C．84 D．120 【答案】C 【分析】设k种种子排成环形的n个区域种植不同的方法数为,利用间接法，先求出排成一行的4个区域种植且相邻区域种植4种不同的种子的方法数，减去区域1和区域n种植相同种子的方法数，即得答案. 【详解】设k种种子排成环形的n个区域种植不同的方法数为， 若先考虑排成一行的区域种植且相邻区域种植不同种子，则方法数应为， ①若区域1和区域n种植不同种子时，则把区域1和区域n粘在一起成一个环状时满足条件： ②若区域1和区域n种植相同种子时，把区域1和区域n粘在一起成一个环状时不满足条件，此方法数需从种方法中被减掉． 所以，依题意，易得，则， 即． 故选：C. 题型05 数字排位问题 【典例1】从0，1，2，…，9这10个数字中选出3个不同的数字组成三位数，其中小于329的共有 个. 【答案】167 【分析】以百位数为3和小于3两种情况分析即可求解. 【详解】当百位数小于3时，共有个； 当百位数为3，十位数小于2时，此时共有个； 当百位数为3，十位数为2时，共有个. 综上所述，共有个. 故答案为：167 1. 特殊优先法（最常用） 适用：含特殊数字（0、奇偶、特定数）或特殊位置（首位、末位、某数位固定要求）的排位。 技巧：先排有要求的特殊部分，再排无要求的普通部分，分步相乘。 2. 捆绑法 适用：要求某些数字必须相邻的排位。 技巧：将相邻数字“捆绑”成1个整体，先算整体与其他数字的排列，再算整体内部的排列，分步相乘。 3. 插空法 适用：要求某些数字必须不相邻的排位（常与捆绑法对比）。 技巧：先排无要求 【变式1】2025年4月23日是第三十一个世界读书日．若将，，，，，，这些数字排成一排组成一个七位数，则不同的七位数有 个 【答案】 【分析】易知不在第一位，先给确定位置，再针对其他数字进行排列，再确定三个的位置，相除即可. 【详解】将七位数从左至右依次称作第一位，第二位，…，第七位， 易知不在第一位，则有个位置可以选择， 又数字中有三个， 将剩余个数字进行全排列共种排法， 所以排成不同的七位数共有种， 故答案为：. 【变式2】我们称各个数位上的数字之和为6的三位数为“吉祥数”，例如105和123，则所有的“吉祥数”共有（） A．21个 B．20个 C．19个 D．18个 【答案】A 【分析】按照首位数字为进行分类，计算每种情况下的“吉祥数”个数，相加得到总数. 【详解】当首位数字为时，后两位数字之和为，“吉祥数”有，共个； 当首位数字为时，后两位数字之和为，“吉祥数”有，共个； 当首位数字为时，后两位数字之和为，“吉祥数”有，共个； 当首位数字为时，后两位数字之和为，“吉祥数”有，共个； 当首位数字为时，后两位数字之和为，“吉祥数”有，共个； 当首位数字为时，后两位数字之和为，“吉祥数”有，共个； 因此，所有的“吉祥数”共有个. 故选：A 【变式3】我们称各个数位上的数字之和为6的三位数为“lucky”数，例如105和213，则所有的“lucky”数有（　　） A．48个 B．30个 C．21个 D．18个 【答案】C 【分析】根据题意，按首位数字为，分类讨论，结合分类计数原理，即可求解. 【详解】当首位数字为1时，后两位相加为5，“lucky”数分别是105，150，114，141，123，132共6个； 当首位数字为2时，后两位相加为4，“lucky”数分别是204，240，213，231，222，共5个； 当首位数字为3时，后两位相加为3，“lucky”数分别是303，330，312，321，共4个； 当首位数字为4时，后两位相加为2，“lucky”数分别是402，420，411，共3个； 当首位数字为5时，后两位相加为1，“lucky”数分别是501，510，共2个； 当首位数字为6时，后两位相加为0，“lucky”数分别是600，共1个； 由分类计数原理得，共有个. 故选：C. 1．如图，表格中是的一个排列，且满足，则满足条件的方格表共有 张. 【答案】8 【分析】由条件可得，根据，推出，再证明，由此确定的可能取值，再求结论. 【详解】因为，， 所以， 所以为或； 所以，即， 所以是的倍数，又，所以， 则，因为互不相同， 所以不能是，只能是， 剩下的数字是，所以， 所以满足条件的方格表共有张. 故答案为：. 2．在如图所示的方格表中选4个方格，要求每行和每列均恰有一个方格被选中，在所有符合上述要求的选法中，选中方格中的4个数之和的最小值是 ． 21 31 41 50 22 32 43 52 23 32 43 53 25 34 44 54 【答案】148 【分析】根据表格中数据行与列的特征即可分析求解. 【详解】由表格中每列数据特征告诉我们选出的4个数据十位的组合搭配固定为2、3、4、5， 所以要想选中方格中4个数据之和最小只需每行选中的数据个位数都是该行所在四个数据中最小的即可， 所以选中的4个数据第一行一定是50，第三行一定是32，则第二行和第五行分别是22和44， 所以选中方格中的4个数之和最小为． 故答案为： 3．下列说法正确的是（    ） A．用这6个数字，可以排成1080个可重复数字的四位数 B．用这6个数字，可以排成300个无重复数字的四位数 C．用这6个数字，可以排成144个无重复数字的四位奇数 D．用这6个数字，可以排成144个无重复数字的四位偶数 【答案】ABC 【分析】根据分类加法计数原理和分步乘法计数原理逐项求解即可. 【详解】对于A，第一步，千位可以为，有5种排法， 第二步，百、十、个位有种排法， 所以可以排成个可重复数字的四位数，故A正确； 对于B，第一步，千位可以为，有5种排法； 第二步，百、十、个位有种排法， 所以可以排成个无重复数字的四位数，故B正确； 对于C，第一步，个位可以为，有3种排法； 第二步，千位有除个位和0以外的4种排法， 第三步，百、十位有种排法， 所以可以排成个无重复数字的四位奇数，故C正确； 对于D，第一种情况：当个位为0时，千､百､十位有种排法， 第二种情况：第一步，个位可以为2，4，有2种排法； 第二步，千位有除个位和0以外的4种排法， 第三步，百、十位有种排法，共有种排法， 综上所述，可以排成个无重复数字的四位偶数，故D错误. 故选：ABC. 4．某影城有一些电影新上映，其中有3部科幻片､2部文艺片､3部喜剧片，小华从中任选1部电影观看，则不同的选法种数有（    ） A．18 B．9 C．8 D．7 【答案】C 【分析】根据分类加法计数原理即可求解. 【详解】由分类加法计数原理，得不同的选法种数为. 故选：C 5．李华家养了白、灰、黑三种颜色的小兔各1只，从兔窝中每次摸取1只，有放回地摸取3次，则3次摸取的颜色各不相同的概率为（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】结合分步乘法计数原理，利用古典概型概率公式求解概率即可. 【详解】每次摸取有3种颜色选择，有放回地摸取3次， 根据分步乘法计数原理，总基本事件数为， 3次摸取的颜色各不相同，即从3种颜色中选3种排列， 第1次有3种选择，第2次不能与第1次相同有2种选择，第3次不能与前两次相同有1种选择， 符合条件的事件数为，所以所求概率为. 故选：B. 6．如图，某停车场有2行4列共8个停车位，现有2辆红色汽车和2辆黑色汽车要停车，则相同颜色的车辆不停在同一行也不停在同一列的概率为 .    【答案】/ 【分析】首先根据分类和分步计数原理，计算相同颜色的车辆不停在同一行也不停在同一列的情况，再结合古典概型概率公式，即可求解. 【详解】先计算相同颜色的车辆不停在同一行也不停在同一列的情况种数. 第一步：停红色汽车，第一辆红色汽车在第一行选一个位置有四个位置可选，第二辆红色汽车在第二行有三个位置可选，由于两辆红色汽车可以互换，故有种； 第二步：停黑色汽车，分成两种情况：若第一辆黑色汽车停在第一行且与红色汽车同列，则另一辆黑色汽车有3种停法，若第一辆黑色汽车停在第一行且与红色汽车不同列有2种停法，此时另一辆黑色汽车有2种停法，由于两辆黑色汽车可以互换，故有种. 因此，相同颜色的车辆不停在同一行也不停在同一列的情况种数共有24×14种， 8个车位停入4辆车的试验共有种情况， 所以相同颜色的车辆不停在同一行也不停在同一列的概率为. 故答案为： 7．现有5幅不同的国画，2幅不同的油画，7幅不同的水彩画，则下列说法正确的是（  ）. A．从中任选1幅画布置房间，有14种不同的选法 B．从这些国画、油画、水彩画中各选1幅布置房间，有70种不同的选法 C．从这些画中选出2幅不同种类的画布置房间，有59种不同的选法 D．从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅，分别挂在左、右两边墙上的指定位置，共有12种不同的挂法 【答案】ABC 【分析】根据题意，结合分类加法计数原理和分步乘法计数原理，逐项计算，即可求解. 【详解】对于A，根据分类加法计数原理可知，共有种不同的选法，故A正确. 对于B，根据分步乘法计数原理可知，共有种不同的选法，故B正确. 对于C，可分为三类：第一类是1幅选自国画，1幅选自油画，有种不同的选法； 第二类是1幅选自国画，1幅选自水彩画，有种不同的选法； 第三类是1幅选自油画，1幅选自水彩画，有种不同的选法， 故共有种不同的选法，故C正确. 对于D，可以分两个步骤完成：第一步，从3幅画中选1幅挂在左边墙上，有3种选法； 第二步，从剩下的2幅画中选1幅挂在右边墙上，有2种选法， 根据分步乘法计数原理知，不同挂法的种数是，故D错误. 故选：ABC. 8．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 9．用四种颜色给下图的6个区域涂色，每个区域涂一种颜色，相邻区域不同色，共有多少种不同的涂法（    ）    A．72 B．96 C．120 D．144 【答案】C 【分析】根据分类相加计数原理，先分四种颜色都用和只有三种颜色两种情况，再根据分步乘法计数原理，将涂色过程分成若干步，每一步确定一个区域的颜色，再根据相邻区域不同色的条件，确定每一步的涂色方案数，最后将各步方法数相乘得到总的涂色方案数. 【详解】设四种颜色分别为1、2、3、4， （1）四种颜色都用： 先涂区域，有4种填涂方案，不妨设涂颜色1， 再涂区域，有3种填涂方案，不妨设涂颜色2， 再涂区域，有2种填涂方案，不妨设涂颜色3， 若区域填涂颜色2，则区域填涂颜色1、4或4、3， 若区域填涂颜色4，则区域填涂颜色1、3或4、3， 共4种不同的填涂方法.由分步乘法计数原理可得，共有种不同的涂法. （2）四种颜色只用其中的三种颜色： 即当同色，同色，同色，共有种不同的涂法. 综上所述，根据分类相加计数原理可得，共有种不同涂法. 故选：C 10．将4个不同的小球放入4个不同的盒子中，则恰有两个盒子为空的放法种数为（   ） A．72 B．84 C．96 D．108 【答案】B 【分析】利用先选后排的方法进行解题即可. 【详解】选个空盒：种， 分配个小球到个非空盒 情况一（分法）：种 情况二（分法）：种 总分配方法; 种， 总放法数：种 故选： 11．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. 12．完成一件事，如果有类办法，且：第一类办法中有种不同的方法，第二类办法中有种不同的方法…，第类办法中有种不同的方法，那么完成这件事共有 种不同的方法． 【答案】 13．把1，2，3，4，5，6，7，8，9这9个数字分别填入右图所示的方框中，每一排构成一个三位数，若要求图中每个数位上的数字第二排比第一排大，第三排比第二排大，且这三个三位数的和为999，则最后一列的三个数字之和为 （填出所有可能的结果）；这样的排列方法共有 种. 【答案】 19 5 【分析】根据这三个三位数的和为999，先得出最后一列的数字之和为19，再分第1、2列的三个数字之和依次为8，18得出排法. 【详解】由于1到9的和为45，，这三个三位数的和为999，依题意该算式进位了两次，则最后一列的三个数字之和为19. 第1、2列的三个数字之和依次为8，18. （1）当百位数字从上到下依次为1，2，5时，十位数字从上到下依次可以为4，6，8； 十位数字从上到下依次也可以为3，6，9；十位数字还可以从上到下依次为4，5，9，共有3种填法. （2）当百位数字从上到下依次为1，3，4时，十位数字从上到下依次可以为5，6，7； 十位数字从上到下依次也可以为2，7，9，共有2种填法. 这样的排列方法共有种： 故答案为：19；5. 14．在这个数字中选择若干个数. (1)能组成多少个无重复数字且为的倍数的五位数？ (2)能组成多少个无重复数字且不大于的四位数？ 【答案】(1)(2) 【分析】（1）分个位数为和两种情况讨论，再根据分步乘法计数原理和分类加法计数原理即可得解； （2）分千位数为或和两种情况讨论，再根据分步乘法计数原理和分类加法计数原理即可得解. 【详解】（1）当个位数为时，则万位数有种选法， 则千位数有种选法，百位数有种选法，十位数有种选法， 所以能组成个无重复数字且为5的倍数的五位数； 当个位数为时，则万位数有种选法， 则千位数有种选法，百位数有种选法，十位数有种选法， 所以能组成个无重复数字且为5的倍数的五位数， 综上所述，能组成个无重复数字且为5的倍数的五位数； （2）当千位数为或时， 则能组成个无重复数字且不大于3450的四位数； 当千位数为，百位数为，十位数为时，则符合题意的数只有一个； 当千位数为，百位数为，十位数不为时， 则十位数有种选法，个位数有种选法， 所以符合题意的数有种； 当千位数为，百位数不为， 则百位数有种选法，十位数有种选法，个位数有种选法， 所以符合题意的数有种， 综上所述，能组成个无重复数字且不大于3450的四位数. 15．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. 2 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理 教学目标 1.知识与技能 理解两个计数原理的核心内涵，能区分分类与分步的本质差异，会用原理解决简单的计数问题。 2. 过程与方法 通过实例分析、对比归纳，培养分类讨论、逻辑推理的思维能力，掌握计数问题的基本分析方法。 3. 情感态度与价值观 感受计数原理在生活和数学中的应用价值，培养严谨的思维习惯，提升数学抽象与建模素养。 教学重难点 重点 1. 理解分类加法计数原理（分类、互斥、相加）和分步乘法计数原理（分步、依存、相乘）的核心概念。 2. 能根据问题特征，准确判断是分类还是分步，并运用对应原理进行计数。 难点 1. 区分实际问题中的分类与分步，明确分类的“互斥性”和分步的“连续性”。 2. 复杂问题中做到分类不重不漏、分步步骤合理，能结合两个原理解决综合计数问题。 知识点01 分类加法计数原理 1．分类加法计数原理： 完成一件事,有类办法.在第1类办法中有种不同方法,在第2类办法中有种不同的方法,……,在第类办法中有种不同方法,那么完成这件事共有种不同的方法. 2．加法原理的特点是： ① 完成一件事有若干不同方法，这些方法可以分成n类； ② 用每一类中的每一种方法都可以完成这件事； ③ 把每一类的方法数__________，就可以得到完成这件事的所有方法数． 【即学即练】 小夏计划某日从武汉到兰州游玩，当天的交通工具中，火车共有12个车次，飞机共有2个航班，则乘坐方式的种数共有（   ） A．12 B．14 C．16 D．24 2．现某学校自愿组成数学建模社团，其中高一年级3人，高二年级4人，高三年级6人，选其中一人为负责人，有多少种不同的选法?（   ） A．13 B．78 C．18 D．20 知识点02 分步乘法计数原理 1.分步乘法计数原理 “做一件事，完成它需要分成n个步骤”，就是说完成这件事的任何一种方法，都要分成n个步骤，要完成这件事必须并且只需__________完成这n个步骤后，这件事才算完成． 2．乘法原理的特点： ① 完成一件事需要经过n个步骤，缺一不可； ② 完成每一步有若干种方法； ③ 把每一步的方法数__________，就可以得到完成这件事的所有方法数． 【即学即练】 1.3名同学计划去A，B，C，D四个景点游玩，每人只去1个景点，则不同的选法种数是 .（用数字作答） 2.小李同学有三件不同颜色的羽绒服以及两条不同颜色的棉裤，如果一件羽绒服和一条棉裤配成一套，则小李同学不同的搭配种数为（   ） A．5 B．6 C．8 D．9 知识点03 分类计数原理和分步计数原理的区别 分类计数原理和分步计数原理的区别： 两个原理的区别在于一个和__________有关，一个和__________有关. 完成一件事的方法种数若需“分类”思考，则这n类办法是相互独立的，且无论哪一类办法中的哪一种方法都能单独完成这件事，则用加法原理； 若完成某件事需分n个步骤，这n个步骤相互依存，具有连续性，当且仅当这n个步骤依次都完成后，这件事才算完成，则完成这件事的方法的种数需用__________计算． 【即学即练】 1．从0~9这十个数字中选取3个数，能组成无重复数字的三位偶数 个.（用数字作答） 2．某学校举办春季运动会，高一、高二、高三三个年级分别有 5、4、3 个班级参加 400 米接力赛.若每个年级至少有一个班级参加，且高一年级必须有偶数个班级参加，则不同的参赛方案共有 种. 知识点04 分类计数原理和分步计数原理的应用 利用两个基本原理解决具体问题时的思考程序： （1）首先明确__________是什么，条件有哪些？ （2）然后考虑如何完成？主要有三种类型 ①分类或__________。②先分类，再在每一类里再分步。③先分步，再在每一步里再分类，等等。 （3）最后考虑每一类或每一步的不同方法数是多少？ 【即学即练】 1．甲乙两人分别从标有数字的13张卡片中各抽取一张，甲乙取得的卡片上的数字分别记为，，则满足的个位数字为9的有序数对的个数为 . 2．名同学分别报名参加学校的足球队、篮球队、乒乓球队，每人限报其中的一个运动队，则不同的报名方法种数是（   ） A． B． C． D． 题型01 分类加法计数原理 【典例1】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3张，一等座8张，商务座6张，则小张的购票方案种数为（    ） A．14 B．17 C．90 D．144 应用分类计数原理，应注意： ①分类时，要按一个标准来分，最忌采用双重或多重标准分类； ②每一类中的每一种方法都可以独立地完成此任务；它的起点、终点就是完成这件事情的开始和结束； 【变式1】小南同学想在新年来临之际用自己的零花钱给自己的爷爷、爸爸妈妈和三个表哥每人分别买一件礼物，小南看中三样礼物：甲礼物(10 元/件)、乙礼物(20 元/件)、丙礼物(30 元/件)，在同学的建议下，小南最终决定采用如下方案选购礼物：①不同辈分的礼物不同；②相同辈分的礼物相同， 则小南要备齐所需礼物所花销费用的最小值为 . 【变式2】某兴趣小组由5名高一学生、7名高二学生和8名高三学生组成，选1名代表小组参加比赛，不同的选法有（   ） A．5种 B．7种 C．15种 D．20种 【变式3】某日小张坐火车从沈阳市到葫芦岛市，已知当天从沈阳市到葫芦岛市的火车中，“K”字开头的车次有7个，“D”字开头的车次有2个，“C”字开头的车次有1个，“G”字开头的车次有20个，“T”字开头的车次有2个，“Z”字开头的车次有7个，则小张当日车次的选择共有 种． 题型02 分步乘法计数原理 【典例1】3名同学计划去四个景点游玩，每人只去1个景点，则不同的选法种数是（    ） A．81 B．64 C．24 D．12 解决这类问题的关键是搞清分类还是分步．用分步乘法计数原理解决问题时，首先要根据问题的特点，确定一个分步的可行标准；其次还要注意完成这件事情必须且只需连续完成这n个步骤后，这件事情才算圆满完成，这时才能使用分步乘法计数原理．同时，要弄清每一步骤中完成本步骤的方法种数． 【变式1】甲、乙、丙三人去看电影，每人可在《疯狂动物城2》、《狂野时代》、《得闲谨制》及《开心岭》四部电影中任选一部，则不同的选法有 种. 【变式2】甲、乙、丙去听同时举行的4个讲座，每人可自由选择听其中一个讲座，则听讲座的种数为（   ） A．7 B．12 C．81 D．64 【变式3】甲、乙、丙、丁四名同学可以随机地选修王老师、张老师、李老师中任何一位老师开设的课程，则不同的选课方案有（   ） A．24种 B．36种 C．64种 D．81种 题型03 两个原理的对比应用 【典例1】如图，某设备内部从a到b的电路包含三个元件A，B，C，现该设备从a到b的电路工作不正常（断路），那么该设备三个元件A，B，C的工作状态（通路/断路）共有n种不同情况，则n为（   ） A．4 B．5 C．6 D．7 在用两个原理解决问题时，一定要分清完成这件事，是有，l类办法还是需分成n个步骤．应用分类加法计数原理必须要求各类中的每一种方法都保证完成这件事．应用分步乘法计数原理则是需各步均是完成这件事必须经由的若干彼此独立的步骤． 【变式1】甲、乙、丙、丁四名同学报名参加，，三个智力竞赛项目，每个人都要报名且只能参加一个项目． (1)共有多少种不同的报名方法？ (2)若甲、乙报同一项目，丙不报A项目，则有多少种不同的报名方法？ 【变式2】重新排列数字，使得偶数在偶数的位置上，但都不在原来的位置上，奇数在奇数位置上，但除其中一个奇数在原本位置上以外，其余3个奇数都不在原来的位置上，则有 种不同的排法. 【变式3】集合，从中各任意取一个数，构成一个两位数，则所有样本点的个数为（   ） A．12 B．11 C．8 D．6 题型04 涂色问题 【典例1】给如图所示的六块区域，，，，，涂色，有四种不同的颜色可供选择（不一定每种颜色都要使用），要求相邻区域涂不同颜色，则不同的涂色方法种数是（    ）    A．192 B．168 C．224 D．208 涂色问题分步(乘法)、分类(加法)处理：尽可能多的找两两相邻的区域，因为这些区域颜色各不相同，按乘法原理涂色，再按分类涂剩余区域，一般分用剩余颜色与不用剩余颜色。 【变式1】如图，为了出黑板报，某班级为黑板四个区域进行涂色装饰，每个区域涂一种颜色，相邻区域（有公共边）不能用同一种颜色，若只有四种颜色可供使用，则恰好使用了3种颜色的涂色方法共有（    ） A．24种 B．48种 C．72种 D．84种 【变式2】如图所示的挂件由7个圆组成，中心圆为主挂件，从中心向三个方向延伸出分挂件，每个方向有两个分挂件，靠近主挂件的为第一层分挂件，远离主挂件的为第二层分挂件．现用四种不同的颜色给所有的挂件涂色，要求相邻的挂件涂不同的颜色，且同一层的分挂件涂不同的颜色，则所有的涂色方法种数为（   ） A． B． C． D． 【变式3】如图，一个环形的花坛被分成了编号为A、B、C、D的四个区域，现有4种不同的种子，要求同一区域种植同一种种子，且相邻区域种植的种子不同，则共有（   ）种不同的种植方法． A．36 B．60 C．84 D．120 题型05 数字排位问题 【典例1】从0，1，2，…，9这10个数字中选出3个不同的数字组成三位数，其中小于329的共有 个. 1. 特殊优先法（最常用） 适用：含特殊数字（0、奇偶、特定数）或特殊位置（首位、末位、某数位固定要求）的排位。 技巧：先排有要求的特殊部分，再排无要求的普通部分，分步相乘。 2. 捆绑法 适用：要求某些数字必须相邻的排位。 技巧：将相邻数字“捆绑”成1个整体，先算整体与其他数字的排列，再算整体内部的排列，分步相乘。 3. 插空法 适用：要求某些数字必须不相邻的排位（常与捆绑法对比）。 技巧：先排无要求 【变式1】2025年4月23日是第三十一个世界读书日．若将，，，，，，这些数字排成一排组成一个七位数，则不同的七位数有 个 【变式2】我们称各个数位上的数字之和为6的三位数为“吉祥数”，例如105和123，则所有的“吉祥数”共有（） A．21个 B．20个 C．19个 D．18个 【变式3】我们称各个数位上的数字之和为6的三位数为“lucky”数，例如105和213，则所有的“lucky”数有（　　） A．48个 B．30个 C．21个 D．18个 1．如图，表格中是的一个排列，且满足，则满足条件的方格表共有 张. 2．在如图所示的方格表中选4个方格，要求每行和每列均恰有一个方格被选中，在所有符合上述要求的选法中，选中方格中的4个数之和的最小值是 ． 21 31 41 50 22 32 43 52 23 32 43 53 25 34 44 54 3．下列说法正确的是（    ） A．用这6个数字，可以排成1080个可重复数字的四位数 B．用这6个数字，可以排成300个无重复数字的四位数 C．用这6个数字，可以排成144个无重复数字的四位奇数 D．用这6个数字，可以排成144个无重复数字的四位偶数 4．某影城有一些电影新上映，其中有3部科幻片､2部文艺片､3部喜剧片，小华从中任选1部电影观看，则不同的选法种数有（    ） A．18 B．9 C．8 D．7 5．李华家养了白、灰、黑三种颜色的小兔各1只，从兔窝中每次摸取1只，有放回地摸取3次，则3次摸取的颜色各不相同的概率为（   ） A． B． C． D． 6．如图，某停车场有2行4列共8个停车位，现有2辆红色汽车和2辆黑色汽车要停车，则相同颜色的车辆不停在同一行也不停在同一列的概率为 .    7．现有5幅不同的国画，2幅不同的油画，7幅不同的水彩画，则下列说法正确的是（  ）. A．从中任选1幅画布置房间，有14种不同的选法 B．从这些国画、油画、水彩画中各选1幅布置房间，有70种不同的选法 C．从这些画中选出2幅不同种类的画布置房间，有59种不同的选法 D．从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅，分别挂在左、右两边墙上的指定位置，共有12种不同的挂法 8．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 9．用四种颜色给下图的6个区域涂色，每个区域涂一种颜色，相邻区域不同色，共有多少种不同的涂法（    ）    A．72 B．96 C．120 D．144 10．将4个不同的小球放入4个不同的盒子中，则恰有两个盒子为空的放法种数为（   ） A．72 B．84 C．96 D．108 11．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 12．完成一件事，如果有类办法，且：第一类办法中有种不同的方法，第二类办法中有种不同的方法…，第类办法中有种不同的方法，那么完成这件事共有 种不同的方法． 13．把1，2，3，4，5，6，7，8，9这9个数字分别填入右图所示的方框中，每一排构成一个三位数，若要求图中每个数位上的数字第二排比第一排大，第三排比第二排大，且这三个三位数的和为999，则最后一列的三个数字之和为 （填出所有可能的结果）；这样的排列方法共有 种. 14．在这个数字中选择若干个数. (1)能组成多少个无重复数字且为的倍数的五位数？ (2)能组成多少个无重复数字且不大于的四位数？ 15．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． 2 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $