内容正文:
第09讲 组合
【苏教版】
模块一
组合
1.组合的定义
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
2.组合概念的理解
(1)组合的概念中有两个要点:要求n个元素是不同的;“只取不排”,即取出的m个元素与顺序无关,无序性是组合的特征性质.
(2)两个组合相同:只要两个组合中的元素完全相同,无论元素的顺序如何,都是相同的组合.
3.排列与组合的联系与区别
(1)联系:都是从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素.
(2)区别:排列是把取出的元素按顺序排成一列,它与元素的顺序有关系,而组合只要把元素取出来就可以,取出的元素与顺序无关.可总结为:有序排列,无序组合.
【题型1 判断是否为组合问题】
【例1】(24-25高二上·甘肃武威·期中)下列四个问题属于组合问题的是( )
A.从4名志愿者中选出2人分别参加导游和翻译的工作
B.从0,1,2,3,4这5个数字中选取3个不同的数字,组成一个三位数
C.从全班同学中选出3名同学参加某大学生运动会开幕式
D.从全班同学中选出3名同学分别担任班长、副班长和学习委员
【变式1.1】(2025高二·全国·专题练习)给出下列问题:
①若集合求集合A的含有3个元素的子集的个数;
②求从甲、乙、丙三名同学中选两名同学参加两项不同的活动的选法种数;
③求从7本不同的书中选出5本给某一个同学的选法种数;
④求四个城市之间需要准备的飞机票的种数;
⑤把3本相同的书分给5个学生,求每人最多得1本的分法种数.
其中是组合问题的为( )
A.①⑤ B.①② C.①③⑤ D.①③
【变式1.2】(24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期中)下列四个问题属于组合问题的是( )
A.从名志愿者中选出人分别参加导游和翻译的工作
B.从、、、这个数字中选取个不同的数字排成一个三位数
C.从全班同学中选出名同学参加学校运动会开幕式
D.从全班同学中选出名同学分别担任班长、副班长
【变式1.3】(24-25高二下·陕西西安·期中)下列选项中,属于组合问题的是( )
A.从六名学生中选三名学生参加数学、物理、化学竞赛,共有多少种选法
B.有十二名学生参加植树活动,要求三人一组,共有多少种分组方案
C.从3,5,7,9中任选两个数做指数运算,可以得到多少个幂
D.从1,2,3,4中任取两个数作为点的坐标,可以得到多少个不同的点
模块二
组合数
1.组合数与组合数公式
(1)组合数
从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元素中取出
m个元素的组合数,用符号表示.
(2)组合数公式
①连乘表示:
.
这里,n,m∈N*,并且m≤n.
②阶乘表示:.
规定:.
2.组合数的性质
(1)性质1:
这个性质反映了组合数的对称性,其实际意义:从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素后,剩下(n-m)个元素,因而从n个不同元素中取m个元素的组合,与剩下的(n-m)个元素的组合是一一对应的,因此取法是一样多的.
利用这个性质,当时,我们可以不直接计算,而是改为计算,这样可以简化运算.
(2)性质2:
这个性质可以理解为分类加法计数原理的应用,在确定从(n+1)个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素时,对于某一个特定元素,只存在取与不取两种情况,如果取这个元素,则只需从剩下的n个元素中再取(m-1)个元素,有种取法;如果不取这个元素,则需从剩下的n个元素中取出m个元素,有种取法.
由分类加法计数原理可得:.
在应用中,要注意这个性质的变形、逆用等.
【题型2 组合数的计算与证明】
【例2】(24-25高二下·山东东营·期末)( )
A.25 B.35 C.70 D.1050
【变式2.1】(24-25高二下·福建福州·期末)计算的值是( )
A.48 B.76 C.148 D.176
【变式2.2】(24-25高二上·上海·课后作业)已知m是自然数,n是正整数,且.求证:
(1);
(2).
【变式2.3】(2025高三·全国·专题练习)求证:
(1);
(2).
【题型3 组合数方程和不等式】
【例3】(25-26高三上·北京·月考)满足条件的正整数的个数是( )
A.10 B.9
C.4 D.3
【变式3.1】(24-25高二下·江西景德镇·期中)若,则的值为( )
A.2 B.3 C.1或2 D.2或3
【变式3.2】(24-25高二下·安徽芜湖·期中)解下列方程或不等式:
(1);
(2).
【变式3.3】(24-25高二下·山东泰安·月考)(1)已知,计算:;
(2)解方程:.
(3)解不等式:.
【题型4 组合数的性质及应用】
【例4】(24-25高二下·浙江·期中)( )
A.100 B.110 C.120 D.130
【变式4.1】(24-25高二下·上海·期中)根据组合数的性质可知,( )
A. B. C. D.
【变式4.2】(24-25高二下·浙江绍兴·期中)若,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式4.3】(24-25高二下·广东深圳·期中)若,则( )
A.28 B.56 C.112 D.120
模块三
组合的应用问题
1.组合问题的分类与解法
组合问题常有以下两类题型变化:
(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.
(2)“至少”或“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.
2.分组分配问题
(1)解题思路:先分组后分配,分组是组合问题,分配是排列问题.
(2)分组方法:①完全均匀分组,分组后除以组数的阶乘;②部分均匀分组,有m组元素个数相同,则分组后除以m!;③完全非均匀分组,只要分组即可.
(3)分配方法:①相同元素的分配问题,常用“挡板法”;②不同元素的分配问题,利用分步乘法计数原理,先分组后分配;③有限制条件的分配问题,采用分类求解.
【题型5 实际问题中的组合计数问题】
【例5】(24-25高二下·广东阳江·期中)从包含甲、乙两人的人中选出人分别担任学习委员、宣传委员、体育委员,则甲、乙两人都入选的不同选法共有( )种
A. B. C.30 D.20
【变式5.1】(24-25高二下·新疆·期末)某节目要从三名男演员和六名女演员中选出两人,并安排一人做领唱,另一人做领舞,且领唱者或领舞者至少有一人是女性,则不同的安排方法种数为( )
A.64 B.66 C.68 D.72
【变式5.2】(24-25高二下·广东广州·期末)在10件产品中,有8件合格品,2件次品.从这10件产品中任意抽取3件,则抽出的3件产品中至少有1件是次品的抽法种数是( )
A.56 B.64 C.72 D.120
【变式5.3】(24-25高二下·河北邢台·期末)某校组织学生参加羽毛球、乒乓球、网球三种球类比赛,该校某班要求每个学生只能报名其中一种球类比赛,且每种球类比赛至少有1人参加.若该班有5名学生报名,其中甲、乙都不参加网球比赛,则该班这5名学生不同的报名方案共有( )
A.72种 B.62种 C.60种 D.48种
【题型6 代数中的组合计数问题】
【例6】(24-25高二下·江苏南京·期中)由0,1,2,3,4,5所组成的无重复数字的4位数中偶数的个数为( )
A.144 B.168 C.156 D.192
【变式6.1】(24-25高二下·贵州·期中)由数字0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字,并且比400000大的偶数?( )
A.120种 B.144种 C.48种 D.24种
【变式6.2】(24-25高二下·广东东莞·月考)从数字1,2,3,4,5,6中取两个数相加,所得的和共有( )个不同的偶数
A.2 B.4 C.6 D.8
【变式6.3】(2025·浙江金华·三模)从数字1,2,3,4中选出3个不同的数字构成四位数,且相邻数位上的数字不相同,则这样的四位数个数为( )
A.36 B.54 C.60 D.72
【题型7 几何组合计数问题】
【例7】(24-25高二下·广东汕头·期末)以正方体的顶点为顶点的三棱锥的个数是( )
A.70 B.66 C.62 D.58
【变式7.1】(24-25高二下·贵州贵阳·月考)正八边形的对角线的条数是( )
A.16 B.20 C.28 D.40
【变式7.2】(24-25高二下·广西河池·月考)从正六边形的个顶点及其中心共七个点中任意选取三个点,如果选出的三个点能构成三角形,则构成的三角形不是等边三角形的个数是( )
A. B. C. D.
【变式7.3】(2025·宁夏吴忠·一模)在三棱锥的顶点和各棱中点中取4个不共面的点,不同的取法共有( )
A.141种 B.144种 C.147种 D.149种
【题型8 分组分配问题】
【例8】(24-25高二下·湖南郴州·期末)2025年第十三届中国(湖南)国际矿物宝石博览会5月16日在郴州国际会展中心举行,甲、乙、丙、丁、戊5人参与接待、引导和协助三类志愿者服务工作,每类工作必须有志愿者参加,每个志愿者只能参加一类工作,则不同的志愿者分配方案的种数是( )
A.120 B.150 C.180 D.300
【变式8.1】(24-25高二下·河北·期末)春节期间,小明要将封面分别写有“福”“禄”“寿”“喜”的四个红包分给甲、乙、丙三位亲友,要求每位亲友至少得到一个红包,且红包全部分配完,若“福”字红包不能分给甲,那么不同的分法共有( )
A.18种 B.24种 C.30种 D.36种
【变式8.2】(24-25高二下·山东·期中)某校致力于打造“书香校园”,以此来提升学生的文化素养.现准备将一批书籍全部分配给甲、乙、丙、丁4个不同的班级.
(1)若这批书是10本相同的书,每个班至少1本,共有多少种不同的分配方法?
(2)若这批书是10本不同的书,每个班至少2本,共有多少种不同的分配方法?
【变式8.3】(24-25高二下·湖北宜昌·期中)实施乡村振兴战略,优先发展教育事业.教育既承载着传播知识、塑造文明乡风的功能,更为乡村建设提供了人才支撑,为了补齐落后地区教育发展的短板,解决落后地区优秀教师资源匮乏的问题,某教育局抽调6名优秀教师按照以下要求分配到3所乡村学校去任教.
(1)若三所学校中甲学校1人、乙学校2人、丙学校3人,有多少种分配方法?
(2)若三所学校中一学校4人,另外两校各1人,有多少种分配方法?
(3)若三所学校每所学校至少一人,有多少种分配方法?
一、单选题
1.(24-25高二下·广东清远·月考)计算( )
A.252 B.126 C.84 D.63
2.(24-25高二下·甘肃定西·期末)从4名男生和3名女生中任选4人参加主持人大赛,则选中的4人中恰有1名女生的选法共有( )
A.6种 B.12种 C.18种 D.24种
3.(24-25高二下·广西来宾·月考)已知,则( )
A.7 B.21 C.35 D.42
4.(24-25高二下·福建福州·期末)某学术协会收到5篇论文,需要分配给3名专家进行评审,每名专家至少评审1篇,每篇论文由1名专家独立评审,则不同的分配方式共有( )
A.60种 B.90种 C.120种 D.150种
5.(24-25高二下·江苏南通·月考)甲、乙、丙、丁、戊5名同学进行劳动技术比赛,决出第1名到第5名的名次.甲和乙去询问成绩,回答者对甲说:“你和乙都不是最差的.”对乙说:“很遗憾,你的名次比甲差点.”从这两个回答分析,5人的名次排列的不同情况可能有( )
A.54种 B.60种 C.36种 D.120种
6.(24-25高二下·海南三亚·月考)某航天科研所的甲、乙、丙、丁、戊5位科学家应邀去、、三所不同的学校开展科普讲座活动,要求每所学校至少1名科学家.已知甲、乙到同一所学校,丙不到学校,则不同的安排方式有多少种( )
A.12种 B.24种 C.36种 D.30种
7.(24-25高二下·新疆喀什·期末)某市科技馆在国庆假期期间需派遣5名志愿者到3个不同主题展区协助讲解,每个展区至少安排1人.则不同的安排方法种数为( )
A.120 B.210 C.150 D.180
8.(24-25高二下·江苏南通·月考)某市为了实施教育振兴计划,依托本市一些优质教育资源,每年都对本市所有在高校就读的定向师范生实施教育教学技能培训,以提高定向师范生的毕业质量.现有5名即将毕业的定向师范生拟分配到3所学校进行跟岗培训,每名师范生只能跟岗1所学校,每所学校至少分配1名师范生,则不同的跟岗分配方案共有( )
A.90种 B.150种 C.300种 D.360种
二、多选题
9.(2023高二·全国·专题练习)下面问题中,是组合问题的是( )
A.由1,2,3三个数字组成无重复数字的三位数
B.从40人中选5人组成篮球队
C.从100人中选2人抽样调查
D.从1,2,3,4,5中选2个数组成集合.
10.(24-25高二下·河北保定·月考)下列结论正确的是( )
A. B.若,则
C.若,则 D.
11.(24-25高二下·湖北武汉·期中)某校安排甲、乙、丙、丁、戊5名老师到四个社区参与志愿活动,以下说法正确的是( )
A.每人都只安排到一个社区的不同方法数为625
B.每人都只安排到一个社区,每个社区至少有一人,则不同的方法数为480
C.每人都只安排到一个社区,如果社区不安排,其余三个社区至少安排一人,则这5名老师全部被安排的不同方法数为150
D.每人都安排到一个社区,每个社区至少有一人,其中甲、乙不去社区,其余三位老师四个社区均可安排,则不同安排方案的种数是126
三、填空题
12.(24-25高二下·浙江杭州·期末)已知,则 .
13.(24-25高二下·广东深圳·期末)将分别写有2,0,2,6的四张卡片,按一定次序排成一行组成一个四位数(首位不为0),则组成的不同四位数的个数有 .(用数字作答)
14.(24-25高二下·陕西咸阳·期末)六本不相同的书发给4个人,每人至少一本,且书全部分完,则所有不同的分配方法种数为 .
四、解答题
15.(24-25高二下·福建泉州·月考)计算下列各式.
(1)解方程:.
(2)证明:
16.(24-25高二下·湖北·月考)有5个不同的小球,3个不同的盒子.
(1)将所有小球都放进盒子,求有多少种放置方法(答案用数字作答);
(2)如果每个盒子至少放一个球,求有多少种放置方法(答案用数字作答).
17.(24-25高二下·新疆喀什·期末)某课题组有研究人员7人(男4,女3),选4人参加学术会议,求下列情况的选法有多少种不同的选法.
(1)至少2女生;
(2)至少2男生
(3)至多1女生.
18.(24-25高二下·新疆喀什·期中)(1)将6本不同的书分成3堆,一堆4本,另两堆各1本,有多少种分法?(均须以数字作答)
(2)将6本不同的书平均分给3人,每人2本,有多少种分法?(均须以数字作答)
(3)将6本不同的书分给4人,每人至少1本,有多少种分法?(均须以数字作答)
19.(24-25高二下·河北衡水·月考)有男运动员名,女运动员名,其中男、女队长各人.选派人外出比赛,在下列情形中各有多少种选派方法?
(1)至少有名女运动员;
(2)队长中至少有人参加;
(3)既要有队长,又要有女运动员.
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第09讲 组合
【苏教版】
模块一
组合
1.组合的定义
一般地,从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素作为一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.
2.组合概念的理解
(1)组合的概念中有两个要点:要求n个元素是不同的;“只取不排”,即取出的m个元素与顺序无关,无序性是组合的特征性质.
(2)两个组合相同:只要两个组合中的元素完全相同,无论元素的顺序如何,都是相同的组合.
3.排列与组合的联系与区别
(1)联系:都是从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素.
(2)区别:排列是把取出的元素按顺序排成一列,它与元素的顺序有关系,而组合只要把元素取出来就可以,取出的元素与顺序无关.可总结为:有序排列,无序组合.
【题型1 判断是否为组合问题】
【例1】(24-25高二上·甘肃武威·期中)下列四个问题属于组合问题的是( )
A.从4名志愿者中选出2人分别参加导游和翻译的工作
B.从0,1,2,3,4这5个数字中选取3个不同的数字,组成一个三位数
C.从全班同学中选出3名同学参加某大学生运动会开幕式
D.从全班同学中选出3名同学分别担任班长、副班长和学习委员
【答案】C
【解题思路】根据排列和组合的概念可确定选项.
【解答过程】A.从4名志愿者中选出2人分别参加导游和翻译的工作,顺序不同,结果不同,与顺序有关,是排列问题.
B. 从0,1,2,3,4这5个数字中选取3个不同的数字,组成一个三位数,顺序不同,结果不同,与顺序有关,是排列问题.
C. 从全班同学中选出3名同学参加某大学生运动会开幕式,与顺序无关,是组合问题.
D. 从全班同学中选出3名同学分别担任班长、副班长和学习委员,顺序不同,结果不同,与顺序有关,是排列问题.
故选:C.
【变式1.1】(2025高二·全国·专题练习)给出下列问题:
①若集合求集合A的含有3个元素的子集的个数;
②求从甲、乙、丙三名同学中选两名同学参加两项不同的活动的选法种数;
③求从7本不同的书中选出5本给某一个同学的选法种数;
④求四个城市之间需要准备的飞机票的种数;
⑤把3本相同的书分给5个学生,求每人最多得1本的分法种数.
其中是组合问题的为( )
A.①⑤ B.①② C.①③⑤ D.①③
【答案】C
【解题思路】根据组合的定义分别判断即可.
【解答过程】对于①,集合的元素与顺序无关,故①是组合问题;
对于②,从甲、乙、丙三名同学中选两名同学参加两项不同的活动与顺序有关,故②是排列问题;
对于③,从7本不同的书中选出5本给某一个同学,与顺序无关,故③是组合问题;
对于④,因为飞机有起始站与终点站,故四个城市之间需要准备的飞机票的种数与顺序有关,故④是排列问题;
对于⑤,因为书是相同的,所以问题就等价于从5人中选出3人,故⑤是组合问题.
故选:C.
【变式1.2】(24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期中)下列四个问题属于组合问题的是( )
A.从名志愿者中选出人分别参加导游和翻译的工作
B.从、、、这个数字中选取个不同的数字排成一个三位数
C.从全班同学中选出名同学参加学校运动会开幕式
D.从全班同学中选出名同学分别担任班长、副班长
【答案】C
【解题思路】根据组合的定义逐项判断可得出合适的选项.
【解答过程】对于A选项,从名志愿者中选出人分别参加导游和翻译的工作,
将人选出后,还要安排导游或翻译的工作,与顺序有关,这个问题为排列问题;
对于B选项,从、、、这个数字中选取个不同的数字排成一个三位数,
选出三个数字之后,还要将这三个数安排至个位、十位、百位这三个数位,
与顺序有关,这个问题为排列问题;
对于C选项,从全班同学中选出名同学参加学校运动会开幕式,只需将三名同学选出,
与顺序无关,这个问题为组合问题;
对于D选项,从全班同学中选出名同学分别担任班长、副班长,
将人选出后,还要安排至班长、副班长两个职务,与顺序有关,这个问题为排列问题.
故选:C.
【变式1.3】(24-25高二下·陕西西安·期中)下列选项中,属于组合问题的是( )
A.从六名学生中选三名学生参加数学、物理、化学竞赛,共有多少种选法
B.有十二名学生参加植树活动,要求三人一组,共有多少种分组方案
C.从3,5,7,9中任选两个数做指数运算,可以得到多少个幂
D.从1,2,3,4中任取两个数作为点的坐标,可以得到多少个不同的点
【答案】B
【解题思路】根据排列、组合的定义判断即可.
【解答过程】对于A:从六名学生中选三名学生参加数学、物理、化学竞赛,因为学科不一样,且学生各不相同,所以为排列问题,故A错误;
对于B:有十二名学生参加植树活动,要求三人一组,可分为四组,三人一组无先后顺序,属于组合问题,故B正确;
对于C:从,,,中任取两个数进行指数运算,底数与指数有顺序,所以为排列问题,故C错误;
对于D:从,,,中任取两个数作为点的坐标,横、纵坐标与顺序有关,所以为排列问题,故D错误.
故选:B.
模块二
组合数
1.组合数与组合数公式
(1)组合数
从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n个不同元素中取出
m个元素的组合数,用符号表示.
(2)组合数公式
①连乘表示:
.
这里,n,m∈N*,并且m≤n.
②阶乘表示:.
规定:.
2.组合数的性质
(1)性质1:
这个性质反映了组合数的对称性,其实际意义:从n个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素后,剩下(n-m)个元素,因而从n个不同元素中取m个元素的组合,与剩下的(n-m)个元素的组合是一一对应的,因此取法是一样多的.
利用这个性质,当时,我们可以不直接计算,而是改为计算,这样可以简化运算.
(2)性质2:
这个性质可以理解为分类加法计数原理的应用,在确定从(n+1)个不同元素中取出m(m≤n,n,m∈N*)个元素时,对于某一个特定元素,只存在取与不取两种情况,如果取这个元素,则只需从剩下的n个元素中再取(m-1)个元素,有种取法;如果不取这个元素,则需从剩下的n个元素中取出m个元素,有种取法.
由分类加法计数原理可得:.
在应用中,要注意这个性质的变形、逆用等.
【题型2 组合数的计算与证明】
【例2】(24-25高二下·山东东营·期末)( )
A.25 B.35 C.70 D.1050
【答案】C
【解题思路】运用组合公式进行计算
【解答过程】,故C正确.
故选:C.
【变式2.1】(24-25高二下·福建福州·期末)计算的值是( )
A.48 B.76 C.148 D.176
【答案】B
【解题思路】根据排列数和组合数的计算公式得到答案.
【解答过程】.
故选:B.
【变式2.2】(24-25高二上·上海·课后作业)已知m是自然数,n是正整数,且.求证:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【解题思路】代入阶乘公式,化简证明.
【解答过程】(1)根据组合数公式,可以得到.
(2)根据组合数公式,可以得到
.
【变式2.3】(2025高三·全国·专题练习)求证:
(1);
(2).
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【解题思路】利用组合数公式和性质计算推导即可.
【解答过程】(1)
.
(2)
.
【题型3 组合数方程和不等式】
【例3】(25-26高三上·北京·月考)满足条件的正整数的个数是( )
A.10 B.9
C.4 D.3
【答案】C
【解题思路】用阶乘表示组合数,化简求出范围.
【解答过程】由可得,
整理得,解得,且,
所以,又,所以.
故选:C.
【变式3.1】(24-25高二下·江西景德镇·期中)若,则的值为( )
A.2 B.3 C.1或2 D.2或3
【答案】D
【解题思路】由组合数的运算性质即可求解.
【解答过程】由,
可得:或,
解得:或,
验证符合题意,所以的值为2或3,
故选:D.
【变式3.2】(24-25高二下·安徽芜湖·期中)解下列方程或不等式:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据题意,利用组合数的性质,得到,求得或,结合,即可求得的值.
(2)由不等式,求得,结合且,即可得到答案.
【解答过程】(1)解:由组合数的性质,可得,且,
即,则,
整理得,解得或,
又因为,即,所以.
(2)解:由不等式,
可得,
化简得,解得,
又因为且,所以,
所以原不等式的解集是.
【变式3.3】(24-25高二下·山东泰安·月考)(1)已知,计算:;
(2)解方程:.
(3)解不等式:.
【答案】(1)126(2)(3)
【解题思路】(1)由组合数的对称性得,代入所求式子中结合组合数的运算性质即可得解;
(2)利用组合数的定义得到关于的方程,解方程并注意的范围即可得解;
(3)将排列数不等式转换为关于的不等式组,解不等式组即可得解.
【解答过程】(1)因为,则,解得,经验证符合,
所以.
(2)由,得,所以,
即,
而由,知,,解得,所以原方程的解为.
(3)因为,
所以,化简可得,
解得,所以不等式解集为.
【题型4 组合数的性质及应用】
【例4】(24-25高二下·浙江·期中)( )
A.100 B.110 C.120 D.130
【答案】B
【解题思路】根据组合数的性质公式,可得答案.
【解答过程】
.
故选:B.
【变式4.1】(24-25高二下·上海·期中)根据组合数的性质可知,( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由,利用组合数性质计算即可.
【解答过程】,
故选:C.
【变式4.2】(24-25高二下·浙江绍兴·期中)若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】利用组合数的性质可得出的值,再利用组合数公式可求得的值.
【解答过程】由题意可知,因为,则,解得,
因此,.
故选:C.
【变式4.3】(24-25高二下·广东深圳·期中)若,则( )
A.28 B.56 C.112 D.120
【答案】B
【解题思路】根据给定条件,利用组合数的性质求出,再利用组合性质求解.
【解答过程】由,得,解得,
所以
.
故选:B.
模块三
组合的应用问题
1.组合问题的分类与解法
组合问题常有以下两类题型变化:
(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.
(2)“至少”或“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.
2.分组分配问题
(1)解题思路:先分组后分配,分组是组合问题,分配是排列问题.
(2)分组方法:①完全均匀分组,分组后除以组数的阶乘;②部分均匀分组,有m组元素个数相同,则分组后除以m!;③完全非均匀分组,只要分组即可.
(3)分配方法:①相同元素的分配问题,常用“挡板法”;②不同元素的分配问题,利用分步乘法计数原理,先分组后分配;③有限制条件的分配问题,采用分类求解.
【题型5 实际问题中的组合计数问题】
【例5】(24-25高二下·广东阳江·期中)从包含甲、乙两人的人中选出人分别担任学习委员、宣传委员、体育委员,则甲、乙两人都入选的不同选法共有( )种
A. B. C.30 D.20
【答案】C
【解题思路】从除了甲乙外的人中任选一人,再将甲,乙和所选的人进行全排列,即可求出甲、乙两人都入选的不同选法的种数.
【解答过程】由题意,
甲乙两人都入选,还要先在其他5人里选一人有种,再和甲乙一起全排列有,
∴甲乙两人都入选的不同选法有(种).
故选:C.
【变式5.1】(24-25高二下·新疆·期末)某节目要从三名男演员和六名女演员中选出两人,并安排一人做领唱,另一人做领舞,且领唱者或领舞者至少有一人是女性,则不同的安排方法种数为( )
A.64 B.66 C.68 D.72
【答案】B
【解题思路】应用间接法求2人至少有一人是女性的不同选法数,再将2人全排列,并应用分步乘法求结果.
【解答过程】从9人任选2人有种,若所选2人都是男性有种,故2人至少有一人是女性有种,
所以不同的安排方法种数为.
故选:B.
【变式5.2】(24-25高二下·广东广州·期末)在10件产品中,有8件合格品,2件次品.从这10件产品中任意抽取3件,则抽出的3件产品中至少有1件是次品的抽法种数是( )
A.56 B.64 C.72 D.120
【答案】B
【解题思路】利用分类计数原理和分步计数原理结合组合列式计算即可.
【解答过程】根据题意,抽出的3件产品中至少有1件是次品包含1件次品、2件正品和2件次品、1件正品两个事件,
当抽取的为1件次品、2件正品时,抽法有种,
当抽取的为2件次品、1件正品时,抽法有种,
所以抽出的3件产品中至少有1件是次品共有种.
故选:B.
【变式5.3】(24-25高二下·河北邢台·期末)某校组织学生参加羽毛球、乒乓球、网球三种球类比赛,该校某班要求每个学生只能报名其中一种球类比赛,且每种球类比赛至少有1人参加.若该班有5名学生报名,其中甲、乙都不参加网球比赛,则该班这5名学生不同的报名方案共有( )
A.72种 B.62种 C.60种 D.48种
【答案】B
【解题思路】根据网球比赛报名人数1人,2人,3人分情况讨论计算.
【解答过程】这5名学生中,若网球比赛只有1人报名,则报名方案有种;
若网球比赛有2人报名,则报名方案有种;
若网球比赛有3人报名,则报名方案有种.
故该班这5名学生不同的报名方案共有种.
故选:B.
【题型6 代数中的组合计数问题】
【例6】(24-25高二下·江苏南京·期中)由0,1,2,3,4,5所组成的无重复数字的4位数中偶数的个数为( )
A.144 B.168 C.156 D.192
【答案】C
【解题思路】分个位上的数字为0和个位上的数字为2或4两种情况求解,然后利用分类加法原理可求得结果.
【解答过程】若个位上的数字为0,可以组成个无重复数字的4位数的偶数,
若个位上的数字为2或4,可以组成个无重复数字的4位数的偶数,
故可以组成60+96=156个符合条件的数.
故选:C.
【变式6.1】(24-25高二下·贵州·期中)由数字0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字,并且比400000大的偶数?( )
A.120种 B.144种 C.48种 D.24种
【答案】A
【解题思路】分最高位是5和最高位是4两种情况,结合排列组合知识求解.
【解答过程】若最高位是5,则个位可以是0或2或4,其它位任意排列,共有种,
若最高位是4,则个位可以是0或2,其它位任意排列,共有种,
所以比400000大的偶数的排列方法一共有种.
故选:A.
【变式6.2】(24-25高二下·广东东莞·月考)从数字1,2,3,4,5,6中取两个数相加,所得的和共有( )个不同的偶数
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【解题思路】根据所取两个数的特征,利用分类和分步计数原理,即可求解.
【解答过程】六个数中,1,3,5是奇数,2,4,6是偶数,两个数相加,所得和为偶数,
则所取得两个数都为偶数,或者两个数都为奇数,则和为偶数共有个,
其中,,
综上所知,所得的和共有4个不同的偶数.
故选:B.
【变式6.3】(2025·浙江金华·三模)从数字1,2,3,4中选出3个不同的数字构成四位数,且相邻数位上的数字不相同,则这样的四位数个数为( )
A.36 B.54 C.60 D.72
【答案】D
【解题思路】利用分步计数原理与插空法即可求解.
【解答过程】根据题意,完成这件事可分三部:
第一步,选数字,有种;
第二步,将选好的三个数字确定一个重复的数字,有种;
第三步,安排这三个数字在三个位置上,且相邻数位上的数字不同,
即先安排两个不同的数字,再让两个相同的数字取插空,则有种排序方法;
由分步计数原理可得这样的四位数共有个.
故选:D.
【题型7 几何组合计数问题】
【例7】(24-25高二下·广东汕头·期末)以正方体的顶点为顶点的三棱锥的个数是( )
A.70 B.66 C.62 D.58
【答案】D
【解题思路】应用组合数求从8个顶点任选4个的情况数,再排除4点共面的情况数,即可得.
【解答过程】由正方体共有8个顶点,从中任选4个顶点有个,其中有12种情况4点共面(6个侧面,6个对角面),
所以以正方体的顶点为顶点的三棱锥的个数是个.
故选:D.
【变式7.1】(24-25高二下·贵州贵阳·月考)正八边形的对角线的条数是( )
A.16 B.20 C.28 D.40
【答案】B
【解题思路】正八边形中,任取2个顶点可以得到一条线段,利用组合数计算可得得到线段的数目,再排除其中正八边形的8条边即可得对角线条数.
【解答过程】正八边形中,任取2个顶点可以得到一条线段,则可以得到条线段,其中包括了正八边形的8条边,则正八边形对角线的条数为条.
故选:B.
【变式7.2】(24-25高二下·广西河池·月考)从正六边形的个顶点及其中心共七个点中任意选取三个点,如果选出的三个点能构成三角形,则构成的三角形不是等边三角形的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】求出选出的三个点能构成三角形的选法种数,并求出等边三角形的个数,结合间接法可得结果.
【解答过程】在正六边形中,为其中心,如下图所示:
从这七个点中任选三个点,共有种,其中三点共线的情形有种,
所以,能构成的三角形的个数为个,
其中,构成的等边三角形分别为、、、、、
、、,共个,
所以,构成的三角形不是等边三角形的个数是个.
故选:A.
【变式7.3】(2025·宁夏吴忠·一模)在三棱锥的顶点和各棱中点中取4个不共面的点,不同的取法共有( )
A.141种 B.144种 C.147种 D.149种
【答案】A
【解题思路】根据棱锥的结构特征,应用组合数及列举法确定所有选取方法数、共面情况的选取方法数,即可得.
【解答过程】如下图,共有10个点任选4个有种,
每个侧面的6个点都共面,任选4个有种,共4个面,则有60种共面情况,
如分别构成一个平面,有3种,
如分别构成一个平面,有6种,
综上,在三棱锥的顶点和各棱中点取4个不共面的点,不同的取法共有种.
故选:A.
【题型8 分组分配问题】
【例8】(24-25高二下·湖南郴州·期末)2025年第十三届中国(湖南)国际矿物宝石博览会5月16日在郴州国际会展中心举行,甲、乙、丙、丁、戊5人参与接待、引导和协助三类志愿者服务工作,每类工作必须有志愿者参加,每个志愿者只能参加一类工作,则不同的志愿者分配方案的种数是( )
A.120 B.150 C.180 D.300
【答案】B
【解题思路】根据题意可知有,两种分配方案,进而求解即可.
【解答过程】由题意,按分配,方案的种数为,
按分配,方案的种数为,
所以不同的志愿者分配方案的种数是.
故选:B.
【变式8.1】(24-25高二下·河北·期末)春节期间,小明要将封面分别写有“福”“禄”“寿”“喜”的四个红包分给甲、乙、丙三位亲友,要求每位亲友至少得到一个红包,且红包全部分配完,若“福”字红包不能分给甲,那么不同的分法共有( )
A.18种 B.24种 C.30种 D.36种
【答案】B
【解题思路】分成两种情况:甲分得除写有“福”的另外两个红包和甲分得除写有“福”的另外一个红包计算即可.
【解答过程】按照题意,可以分为两类.
第一类,甲分得除写有“福”的另外两个红包,共有种分法;
第二类,甲分得除写有“福”的另外一个红包,共有种分法,
所以不同的分法共有种.
故选:B.
【变式8.2】(24-25高二下·山东·期中)某校致力于打造“书香校园”,以此来提升学生的文化素养.现准备将一批书籍全部分配给甲、乙、丙、丁4个不同的班级.
(1)若这批书是10本相同的书,每个班至少1本,共有多少种不同的分配方法?
(2)若这批书是10本不同的书,每个班至少2本,共有多少种不同的分配方法?
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)相同元素分配问题用“隔板法”,从个元素中间的个空中插入块板隔成份即可,利用组合数公式计算可得;
(2)分为,两种情况,先分组,再分配,部分平均分组需除以组数(平均的组)的全排列.
【解答过程】(1)相同元素分配问题用“隔板法”,
只需从个元素中间的个空中插入块板隔成份即可,
所以共有种不同的分配方法;
(2)将本不同的数分成份,每个班至少本,可分为,两种情况;
若为,则有种不同的分配方法;
若为,则有种不同的分配方法;
综上可得一共有种不同的分配方法.
【变式8.3】(24-25高二下·湖北宜昌·期中)实施乡村振兴战略,优先发展教育事业.教育既承载着传播知识、塑造文明乡风的功能,更为乡村建设提供了人才支撑,为了补齐落后地区教育发展的短板,解决落后地区优秀教师资源匮乏的问题,某教育局抽调6名优秀教师按照以下要求分配到3所乡村学校去任教.
(1)若三所学校中甲学校1人、乙学校2人、丙学校3人,有多少种分配方法?
(2)若三所学校中一学校4人,另外两校各1人,有多少种分配方法?
(3)若三所学校每所学校至少一人,有多少种分配方法?
【答案】(1)60
(2)90
(3)540
【解题思路】(1)按照分步乘法计数原理计算可得结果;
(2)按照分组分配的方式计算可得结果;
(3)可分为三类,在每一类中再利用分步乘法计数原理计算可得结果.
【解答过程】(1)6名教师选1名到甲学校任教有种方法,
从剩余的5名教师中选2名到乙学校有种方法,
剩余3名教师都分配到丙学校去任教有种方法,
则三所学校中甲学校1人、乙学校2人、丙学校3人共有种分配方法;
(2)6名教师按,,分为三个组,有种方法,
则三所学校中一校4人,另外两校各1人共有种分配方法.
(3)由题可得教师的分配方案可以是:①,,;②1,1,4;③2,2,2,
①6名教师按,,分为三个组有种方法,
则6人分配到三所学校共有种分配方法;
②6名教师按,,分为三个组有种分法,
则6人分配到三所学校共有种分配方法;
③6名教师平均分配到3所学校有种方法
则6人分配到三所学校每所学校至少一人一共有:种方法.
一、单选题
1.(24-25高二下·广东清远·月考)计算( )
A.252 B.126 C.84 D.63
【答案】B
【解题思路】根据排列数和组合数运算法则计算即可
【解答过程】.
故选:B.
2.(24-25高二下·甘肃定西·期末)从4名男生和3名女生中任选4人参加主持人大赛,则选中的4人中恰有1名女生的选法共有( )
A.6种 B.12种 C.18种 D.24种
【答案】B
【解题思路】利用直接法求满足条件的组合个数.
【解答过程】满足条件的选法有:种.
故选:B.
3.(24-25高二下·广西来宾·月考)已知,则( )
A.7 B.21 C.35 D.42
【答案】B
【解题思路】根据组合数性质列出关于x的方程和不等式组求出,再根据组合数定义即可求解.
【解答过程】由,得或,且,
解得或,
当时,,
当时,.
故选:B.
4.(24-25高二下·福建福州·期末)某学术协会收到5篇论文,需要分配给3名专家进行评审,每名专家至少评审1篇,每篇论文由1名专家独立评审,则不同的分配方式共有( )
A.60种 B.90种 C.120种 D.150种
【答案】D
【解题思路】先将论文分成3组,再分配给专家.
【解答过程】先将5篇论文分成3组且每组至少一篇,只有两种分组方法:和
若5篇论文分成三份.总共有种方法,再将这三份论文分配给三名专家,因此总计种方法;
若5篇论文分成三份.总共有种方法,再将这三份论文分配给三名专家,因此总计种方法.
因此总计种分配方式.
故选:D.
5.(24-25高二下·江苏南通·月考)甲、乙、丙、丁、戊5名同学进行劳动技术比赛,决出第1名到第5名的名次.甲和乙去询问成绩,回答者对甲说:“你和乙都不是最差的.”对乙说:“很遗憾,你的名次比甲差点.”从这两个回答分析,5人的名次排列的不同情况可能有( )
A.54种 B.60种 C.36种 D.120种
【答案】C
【解题思路】根据排列组合,结合分步乘法计数原理即可求解.
【解答过程】由于甲乙都不是最差的,且乙的名次比甲差,所以甲乙均在前4名中,且甲在乙的前面,
故从前4名中选择两个名次安排甲乙的名次,共有种方法,接下来将剩下3个人全排列得种方法,
故总的安排方法有.
故选:C.
6.(24-25高二下·海南三亚·月考)某航天科研所的甲、乙、丙、丁、戊5位科学家应邀去、、三所不同的学校开展科普讲座活动,要求每所学校至少1名科学家.已知甲、乙到同一所学校,丙不到学校,则不同的安排方式有多少种( )
A.12种 B.24种 C.36种 D.30种
【答案】B
【解题思路】根据排列组合的知识以及分组分配的方法求解.
【解答过程】因为甲、乙到同一所学校,所以将甲、乙“捆绑”看成一个元素,
因此原问题转化为要将四个元素:甲乙、丙、丁、戊分配到三所学校,每所学校至少1个元素,
若A学校只安排一个元素,该元素不为丙,则有种分配方法;
若A学校只安排两个元素,则需从甲乙、丁、戊中选两个元素,
则有种分配方法;
所以不同的安排方式有种;
故选:B.
7.(24-25高二下·新疆喀什·期末)某市科技馆在国庆假期期间需派遣5名志愿者到3个不同主题展区协助讲解,每个展区至少安排1人.则不同的安排方法种数为( )
A.120 B.210 C.150 D.180
【答案】C
【解题思路】根据题意,分为两类情况:按照进行分配和按照进行分配,利用排列组合数计算后,运用分类加法计数原理即得.
【解答过程】因每个展区至少安排1人,故有两类情况:
① 将5名志愿者按照进行分配,有种方法;
② 将5名志愿者按照进行分配,有种方法.
由分类加法计数原理,不同的安排方法种数为.
故选:C.
8.(24-25高二下·江苏南通·月考)某市为了实施教育振兴计划,依托本市一些优质教育资源,每年都对本市所有在高校就读的定向师范生实施教育教学技能培训,以提高定向师范生的毕业质量.现有5名即将毕业的定向师范生拟分配到3所学校进行跟岗培训,每名师范生只能跟岗1所学校,每所学校至少分配1名师范生,则不同的跟岗分配方案共有( )
A.90种 B.150种 C.300种 D.360种
【答案】B
【解题思路】分类讨论人数的配比,结合捆绑法和部分平均分组法运算求解.
【解答过程】若3所学校分配1名师范生的人数为时,先取3人看成一个整体,再进行排列,
所以不同的跟岗分配方案有种;
若3所学校分配1名师范生的人数为时,注意到有2个学校均分配2名师范生,
所以不同的跟岗分配方案有种;
综上所述:不同的跟岗分配方案共有种.
故选:B.
二、多选题
9.(2023高二·全国·专题练习)下面问题中,是组合问题的是( )
A.由1,2,3三个数字组成无重复数字的三位数
B.从40人中选5人组成篮球队
C.从100人中选2人抽样调查
D.从1,2,3,4,5中选2个数组成集合.
【答案】BCD
【解题思路】抓住组合问题的核心是 “只选不排”(不考虑选取元素的顺序),排列问题则 “既选又排”(需考虑元素顺序),依次分析选项即可.
【解答过程】选项A,组成三位数时,数字顺序会影响结果(如 123 和 321 是不同的数),属于排列问题;
选项 B,选 5 人组成篮球队,只需确定人员,无需考虑队员的顺序,属于组合问题;
选项 C,抽样调查只需确定 2 人,无需考虑这 2 人的顺序,属于组合问题;
选项 D,集合中的元素具有无序性,选 2 个数组成集合不考虑顺序,属于组合问题;
故选:BCD.
10.(24-25高二下·河北保定·月考)下列结论正确的是( )
A. B.若,则
C.若,则 D.
【答案】AB
【解题思路】利用排列数与组合数公式依次计算即可判断各选项.
【解答过程】对于选项A,显然 ,故 正确;
对于选项B,因为 ,所以 或 ,
计算可得 (舍去) 或 ,故 正确;
对于选项C,由 ,计算可得 ,
所以 (舍) 或 或 ,故 不正确;
对于选项D, ,故 D 不正确.
故选:AB.
11.(24-25高二下·湖北武汉·期中)某校安排甲、乙、丙、丁、戊5名老师到四个社区参与志愿活动,以下说法正确的是( )
A.每人都只安排到一个社区的不同方法数为625
B.每人都只安排到一个社区,每个社区至少有一人,则不同的方法数为480
C.每人都只安排到一个社区,如果社区不安排,其余三个社区至少安排一人,则这5名老师全部被安排的不同方法数为150
D.每人都安排到一个社区,每个社区至少有一人,其中甲、乙不去社区,其余三位老师四个社区均可安排,则不同安排方案的种数是126
【答案】CD
【解题思路】根据题意,利用排列数与组合数的计算公式,结合分类、分步计数原理,逐项分析计算,即可求解.
【解答过程】对于A中,若每人都只安排到一个社区,
由分步计数原理,可得不同方法数为种,所以A错误;
对于B中,若每人都只安排到一个社区,每个社区至少有一人,
先将5名老师分为4组,有种,则不同的安排方法数为种,所以B错误;
对于C中,每人都只安排到一个社区,如果社区不安排,其余三个社区至少安排一人,
先将5名老师分成3组,人数可为或,
若人数为时,则有种不同的安排方法;
若人数为时,则有种不同的安排方法,
由分类计数原理得,共有种不同的安排方法,所以C正确;
对于D中,每人都安排到一个社区,每个社区至少有一人,其中甲、乙不去社区,
若社区安排两人,则有种不同的安排方法;
若社区只安排一人,则有种不同的安排方法,
由分类计数原理得,共有种不同的安排方法,所以D正确.
故选:CD.
三、填空题
12.(24-25高二下·浙江杭州·期末)已知,则 .
【答案】2或7
【解题思路】根据组合数的性质来求解的值.
【解答过程】由组合数的性质,
则有或,
解得或.
故答案为:2或7.
13.(24-25高二下·广东深圳·期末)将分别写有2,0,2,6的四张卡片,按一定次序排成一行组成一个四位数(首位不为0),则组成的不同四位数的个数有 .(用数字作答)
【答案】9
【解题思路】根据给定条件,利用组合计数问题,结合分步乘法计数原理列式计算.
【解答过程】依题意,排数字0有种方法;排数字2有种方法;排数字6有1种方法,
所以组成的不同四位数的个数是.
故答案为:9.
14.(24-25高二下·陕西咸阳·期末)六本不相同的书发给4个人,每人至少一本,且书全部分完,则所有不同的分配方法种数为 .
【答案】1560
【解题思路】分为按2,2,1,1和按3,1,1,1分发,再利用排列组合数计算即可.
【解答过程】若书本数按2,2,1,1分发,则有种不同的分配方法;
若书本数按3,1,1,1分发,则有种不同的分配方法.
故共有1560种不同的分配方法.
故答案为:1560.
四、解答题
15.(24-25高二下·福建泉州·月考)计算下列各式.
(1)解方程:.
(2)证明:
【答案】(1)或.
(2)证明见解析
【解题思路】(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.
【解答过程】(1)因为,由可得或,解得或.
(2)证明:
16.(24-25高二下·湖北·月考)有5个不同的小球,3个不同的盒子.
(1)将所有小球都放进盒子,求有多少种放置方法(答案用数字作答);
(2)如果每个盒子至少放一个球,求有多少种放置方法(答案用数字作答).
【答案】(1)243
(2)150
【解题思路】(1)利用分步乘法计数原理可求总的方法数;
(2)将5个小球按3,1,1分组或2,2,1分为3个组,再放入3个盒子中,计算即可.
【解答过程】(1)每一个小球放入盒子中均有3种不同的放法,
故所有小球都放进盒子,共有种放置方法;
(2)将5个小球按3,1,1分组或2,2,1分为3个组,再放入3个盒子中,
若按3,1,1分组再放入3个盒子中有种方法,
若按2,2,1分组再放入3个盒子中有,
综上所述:共有种不同的方法.
17.(24-25高二下·新疆喀什·期末)某课题组有研究人员7人(男4,女3),选4人参加学术会议,求下列情况的选法有多少种不同的选法.
(1)至少2女生;
(2)至少2男生
(3)至多1女生.
【答案】(1)22
(2)31
(3)13
【解题思路】(1)分2男2女,3女1男两种情况讨论即可;
(2)分2男2女,3男1女,4男0女三种情况讨论即可;
(3)分4个男生,1女3男两种情况讨论即可.
【解答过程】(1)直接法: 2男2女:;3女1男:,
故至少2女生共种不同的选法.
(2)直接法:2男2女:;3男1女:;4男0女:,
故至少2男生共有种不同的选法.
(3)4个男生:;1女3男:,
故至多1女生共种不同的选法.
18.(24-25高二下·新疆喀什·期中)(1)将6本不同的书分成3堆,一堆4本,另两堆各1本,有多少种分法?(均须以数字作答)
(2)将6本不同的书平均分给3人,每人2本,有多少种分法?(均须以数字作答)
(3)将6本不同的书分给4人,每人至少1本,有多少种分法?(均须以数字作答)
【答案】(1)15;(2)90;(3)1560
【解题思路】(1)根据给定条件,利用部分平均分组列式计算.
(2)利用分步乘法计数原理及组合计数问题列式计算.
(3)按分组,再分配给4个人即可.
【解答过程】(1)无序部分均匀分组问题:共有(种)分法;
(2)依题意,将6本不同的书,由分步乘法计数得不同的分配方式有(种);
(3)第一类:当4位同学分得的书本数为1,1,2,2时,共有种;
第二类:当4位同学分得的书本数为1,1,1,3时,共有种;
由加法原理,知共有480+1080=1560种不同分法.
19.(24-25高二下·河北衡水·月考)有男运动员名,女运动员名,其中男、女队长各人.选派人外出比赛,在下列情形中各有多少种选派方法?
(1)至少有名女运动员;
(2)队长中至少有人参加;
(3)既要有队长,又要有女运动员.
【答案】(1)246
(2)196
(3)191
【解题思路】(1)解法一:结合组合数的应用,根据分类加法计数原理求解;
解法二:结合组合数的应用,利用间接法求解即可;
(2)解法一:结合组合数的应用,根据分类加法计数原理求解;
解法二:结合组合数的应用,利用间接法求解即可;
(3)结合组合数的应用,按照有女队长和不选女队长两种情况分类讨论,再根据分类加法计数原理求解.
【解答过程】(1)解法一:至少有名女运动员包括以下几种情况: 女男, 女男, 女男, 女男.
由分类加法计数原理可得共有种选法.
解法二:“至少有名女运动员”的对立事件为“全是男运动员”,
可用间接法求解.从人中任选人,有种选法,其中全是男运动员的选法有种.
故“至少有名女运动员”的选法有 (种).
(2)解法一:可分类求解:“只有男队长”的选法有种;“只有女队长”的选法有种;
“男、女队长都入选”的选法有种, 故共有种选法.
解法二:间接法:从人中任选人,有种选法,其中不选队长的方法有种,
故“至少有1名队长”的选法有 (种).
(3)当有女队长时,其他人任意选,共有种选法;
当不选女队长时,必选男队长,共有种选法,其中不含女运动员的选法有种,
因此,不选女队长时的选法共有种.
故既有队长又有女运动员的选法共有 (种).
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