内容正文:
重难专题3 刷透排列组合的十二大必刷题型
题型一 元素(位置)有限制的排列问题
1.(25-26高二下·全国·课后作业)要从,5个人中选出1名组长和1名副组长,但不能当副组长,则不同的选法种数是( )
A.20 B.16 C.10 D.6
2.(2026·山东淄博·一模)有5名同学,,,,参加唱歌比赛,抽签决出出场顺序.若和都不是第1个出场,且不是最后一个出场,则这5人不同的出场顺序种数为( )
A.42 B.50 C.54 D.60
3.(25-26高二下·贵州·月考)现有甲、乙、丙、丁、戊5名志愿者报名参加公益活动,在某星期的星期一到星期五每天安排1人参加公益活动,且每人只参加一天,甲要求不安排在星期一,戊要求不安排在星期五,则不同的安排方式共有__________种.
4.(2026·湖南·模拟预测)某电竞战队从张不同地图中选择3张,按顺序用于场比赛,且每张地图最多使用一次.若第一场比赛不能使用地图“峡谷之巅”,则不同的选择方案共有__________种.
题型二 排数问题
1.(25-26高二下·全国·课后作业)用1,2,3…,9这九个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( )
A.324 B.224 C.360 D.648
2.(24-25高二下·广东肇庆·月考)用0,1,2,3,4五个数字,组成无重复数字的五位数,则下列说法不正确的是( )
A.共有96个数 B.偶数有60个
C.大于31000的数有24个 D.数字2和数字4不相邻的数有60个
3.(2026·辽宁·模拟预测)已知1、2、3、4、5、6、7、8八个数字组成一个八位数(各位数字不重复),满足任意相邻数字奇偶性不同,且5、6两个数字相邻,则这样的八位数有( )个.
A.432 B.257 C.282 D.504
4.(2025·甘肃甘南·模拟预测)从1,2,3,…,100中任取不同的两数,则该两数之和能被3整除的取法种数为( )
A.1650 B.1617 C.1122 D.528
5.(25-26高二下·全国·课后作业)从八个数字中任取3个不同的数字作为二次函数的系数,问:
(1)共能组成多少个不同的二次函数?
(2)在这些二次函数中,图象关于轴对称的有多少个?
6.(25-26高二下·全国·课堂例题)从1到9的九个数字中取三个偶数和四个奇数,试问:
(1)能组成多少个没有重复数字的七位数?
(2)上述七位数中3个偶数排在一起的有几个?
(3)在(1)中的七位数中,偶数排在一起,奇数也排在一起的有几个?
(4)在(1)中任意两个偶数不相邻的七位数有几个?
题型三 排队问题
1.(25-26高二上·江苏常州·期末)有甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演,若甲和乙相邻,则不同排列方式共有( )
A.12种 B.24种 C.36种 D.48种
2.(2026·山东滨州·一模)春节期间,某人计划去六个不同的景点游览,在确定景点的游览顺序时,要求在之前,与相邻,则不同的游览顺序有( )
A.24 B.60 C.120 D.240
3.(25-26高三下·河南驻马店·开学考试)中国古代中的“礼”“乐”“射”“御”“书”“数”合称“六艺”.某校国学社团准备开展关于“礼”“乐”“射”“御”“书”“数”的讲座活动各一场,讲座场次要求“礼”不在第一场也不在最后一场,“射”和“御”的场次不相邻,则不同的排法共有( ).
A.408种 B.336种 C.240种 D.120种
4.(25-26高二下·浙江·开学考试)有6位身高不同的同学站成前后两排拍照,每排3人,若后排每位同学比他正前面的同学身高高,则不同的站法种数为( )
A.90 B.120 C.270 D.720
5.(25-26高三下·云南昆明·月考)现有6名同学,包含2名男生、4名女生,分2排3列(第1排3人、第2排3人),其中第1排是3名女生A、B、C,第2排是2名男生甲、乙和1名女生D,要求女生A和男生甲在同一列,则不同的排法种数为( )
A.12 B.36 C.48 D.72
6.(2026·浙江·一模)某晚会由4个歌舞节目和2个机器人表演节目组成,若要求机器人表演节目不能相邻出演且前3个节目中至少有一个是机器人表演节目,则不同的节目安排方法有( )种.
A.216 B.360 C.432 D.672
7.(25-26高二下·安徽六安·月考)从包含甲、乙2人的8人中选4人参加米接力赛,求在下列条件下,各有多少种不同的排法?(结果用数字作答)
(1)甲、乙2人都被选中且必须跑中间两棒;
(2)甲、乙2人都被选中且必须跑相邻两棒;
(3)甲、乙2人都被选中且不能相邻两棒;
(4)甲、乙2人都被选中且甲不能跑第一棒,乙不能跑第四棒.
题型四 抽取问题
1.(2025·山西·二模)甲组有2名男生,3名女生;乙组有3名男生,2名女生.若从甲、乙两组中各选2名学生,选出的4人中恰有1名女生的选法种数为( )
A.24 B.25 C.30 D.36
2.(2025·贵州毕节·一模)某学校开设了6门体育类选修课和4门艺术类选修课,学生需从这10门课中选修3门课进行学习,并且每类选修课至少选修1门,则不同的选课方案种数是( )
A.96 B.116 C.120 D.192
3.(24-25高二上·黑龙江·期末)今年暑期档推出多部精彩影片,其中比较热门的有《解密》,《名侦探柯南》,《抓娃娃》,《逆行人生》,《死侍与金刚狼》,甲和乙两位同学准备从这5部影片中各选2部观看.若两人所选的影片恰有一部相同,且甲一定选《抓娃娃》,则两位同学不同的观影方案种数为( )
A.24 B.28 C.36 D.12
4.(多选)(25-26高二上·陕西渭南·期末)已知某乒乓球队有4名男队员(包含1名男队长),3名女队员(包含1名女队长),则下列说法正确的是( )
A.若从该乒乓球队中选派2名男队员,2名女队员外出比赛,则共有18种选派方法
B.若从该乒乓球队中选派3名队员外出比赛,且至少有1名女队员,则共有31种选派方法
C.若从该乒乓球队中选派4名队员外出比赛,且既要有队长,又要有女队员,则共有30种选派方法
D.若该乒乓球队中的7名队员去三个不同的城市参加比赛,且每个城市至少2人,则共有630种选派方法
题型五 代数中的组合问题
1.从1,2,3,…,100中任取不同的两数,则该两数之和能被3整除的取法种数为( )
A.1650 B.1617 C.1122 D.528
2.在的展开式中,的系数为______.
3.像87125这样各个数位上的数字依次先减少再增加的数称为“凹数”,现用0~9这10个数字,每个数字只用一次,组成的十位数,能组成______个凹数.
题型六 几何中的组合问题
1.(25-26高二上·河南驻马店·期末)已知直线,异面,上有,,,四个点,上有,,三个点,这七个点中任意两点可连成直线,其中异面直线有( )对
A.37 B.54 C.66 D.67
2.(25-26高二下·全国·单元测试)圆周上有8个等分圆周的点,以这些等分点为顶点的锐角三角形或钝角三角形的个数是( )
A.16 B.24 C.32 D.48
3.(2025高三·全国·专题练习)如图所示,在的两条边上分别有和共9个点,连接线段,如果其中两条线段不相交,则称之为1对“和睦线”,则图中的“和睦线”共有( ).
A.60对 B.62对 C.72对 D.124对
4.(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
题型七 多面手问题
1.(2026·全国·高三专题练习)我校去年11月份,高二年级有10人参加了赴日本交流访问团,其中3人只会唱歌,2人只会跳舞,其余5人既能唱歌又能跳舞.现要从中选6人上台表演,3人唱歌,3人跳舞,有( )种不同的选法.
A. B. C. D.
2.(2026·全国·高三专题练习)某国际旅行社现有11名对外翻译人员,其中有5人只会英语,4人只会法语,2人既会英语又会法语,现从这11人中选出4人当英语翻译,4人当法语翻译,则共有( )种不同的选法
A.225 B.185 C.145 D.110
3.(2026·全国·高三专题练习)“赛龙舟”是端午节的习俗之一,也是端午节最重要的节日民俗活动之一,在我国南方普遍存在端午节临近,某单位龙舟队欲参加今年端午节龙舟赛,参加训练的8名队员中有3人只会划左桨,3人只会划右桨,2人既会划左桨又会划右桨.现要选派划左桨的3人、划右桨的3人共6人去参加比赛,则不同的选派方法共有( )
A.26种 B.30种 C.37种 D.42种
题型八 不同元素的分组分配问题
1.(2026·贵州毕节·二模)春节期间,某家庭准备了5个不同的马年新春红包,全部装入3个不同的红包袋中,每个红包袋至少装1个红包,则不同的装法种数是( )
A.90 B.150 C.240 D.300
2.(2026·山东青岛·一模)某空间站由,,三个舱构成,某次实验需要5名宇航员同时在3个舱中开展,每个人只能去1个舱,每个舱至少安排1名宇航员,其中宇航员甲只能去舱,则不同的安排方法的种数为( )
A.35 B.36 C.42 D.50
3.(多选)(25-26高二上·江西景德镇·期末)五一假期即将来临,小张,小李,小王,小赵,小孙五名同学决定到南京的著名景点“夫子庙”、“中山陵”、“玄武湖”游玩,每名同学只能选择一个景点,则下列说法正确的有( )
A.所有可能的方法有125种
B.若小张同学必须去“夫子庙”,则不同的安排方法有64种
C.若每个景点必须有同学去,则不同的安排方法有150种
D.若每个景点必须有同学去,且小张和小李不去同一个景点,则不同的安排方法有114种
4.(多选)(25-26高二上·江西新余·期末)以“智能时代,同球共济”为主题的2025年世界人工智能大会在上海盛大开幕.现安排甲、乙、丙、丁、戊5名同学参加志愿者服务活动,有翻译、礼仪、司机三项工作可以安排,下列说法正确的是( )
A.每人安排一项工作的不同方法数为
B.每人安排一项工作,每项工作至少有一人参加,则不同安排方法种数是
C.若甲乙丙会翻译,丙丁戊懂礼仪,现翻译和礼仪各安排两人,则不同的安排方法数为
D.每人安排一项工作,如果礼仪工作不安排,其余两项工作每项工作至少安排一人,则不同的安排方法数为
5.(多选)(25-26高二下·安徽六安·月考)将4个编号分别为1,2,3,4的小球放入4个编号分别为1,2,3,4的盒子中,下列说法正确的是( )
A.共有256种放法
B.若每个盒子都有小球,则有24种放法
C.若恰好有一个空盒,则有144种放法
D.若每个盒内放一个小球,且恰好有一个小球的编号与盒子的编号相同,则有24种放法
6.(2026高三·全国·专题练习)将6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?
(1)(非均匀分组)一堆一本,一堆两本,一堆三本;
(2)(定向分配)甲得一本,乙得两本,丙得三本;
(3)(不定向分配)一人得一本,一人得二本,一人得三本;
(4)(平均分配)平均分给甲、乙、丙三人;
(5)(平均分组)平均分成三堆.
7.(2026高二下·全国·专题练习)有四个不同的小球,四个不同的盒子,现在要把球全部放入盒内.
(1)共有多少种不同的放法?
(2)若每个盒子不空,则共有多少种不同的放法?
(3)若恰有一个盒子不放球,则共有多少种不同的放法?
(注意:请写出式子再写计算结果)
题型九 相同元素的分组分配问题——隔板法
1.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中)现有8个市三好学生名额分给六个班,其中一班和二班每班至少2个名额,三班和四班每班至少1个名额,五班和六班可以不分配名额,则名额分配方式共有( )种.
A.21 B.56 C.70 D.126
2.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中)现有8个市三好学生名额分给六个班,其中一班和二班每班至少2个名额,三班和四班每班至少1个名额,五班和六班可以不分配名额,则名额分配方式共有( )种.
A.21 B.56 C.70 D.126
3.(25-26高二上·全国·课后作业)现有15个数学竞赛参赛名额分给五个班,其中一、二班每班至少3个名额,三、四、五班每班至少2个名额,则名额分配方式共有( )
A.15种 B.35种 C.70种 D.125种
4.(多选)(25-26高二下·河南南阳·月考)某城市的智能交通系统使用无人机参与街道交通的巡检,现有7架无人机,有甲、乙、丙、丁4条街道需要巡检,若7架无人机都参与且每架无人机只巡检一条街道,则下列结论正确的是( )
A.若无人机完全相同,每条街道至少有一架无人机巡检,则共有35种不同的巡检方案
B.若无人机完全相同,允许有的街道不用无人机巡检,则共有120种不同的巡检方案
C.若给无人机按1∼7编号,它们排队依次起飞,其中1号、2号两架无人机不相邻,则共有3600种不同的顺序
D.若给无人机按1∼7编号,已知甲、乙两街道各至少需要2架无人机,丙、丁两街道各至少需要1架无人机,则共有2100种不同的巡检方案
5.(多选)(25-26高二下·浙江温州·月考)将7个小球放入3个盒子中,结合小球的相同与不同属性、盒子的相同与不同特征,以及不同的放置限制条件,下列说法正确的有( )
A.若小球相同、盒子不同,且每个盒子至少放1个球,则不同的放法种数为15
B.若小球相同、盒子不同,且允许有空盒子,则不同的放法种数为21
C.若小球不同、盒子相同,且每个盒子至少放1个球,则不同的放法种数为301
D.若小球相同、盒子不同,且恰有1个盒子放2个球,其余盒子至少放1个球,则不同的放法种数为15
题型十 涂色问题
1.(25-26高二上·江苏常州·期末)从4种不同的颜色中选择若干种给如图所示的4个方格涂色,每个方格中只涂一种颜色且相邻两格不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有( )
A.24种 B.72种 C.108种 D.120种
2.(25-26高二上·山东德州·期末)如图,一个地区分为4个区域,现给该地区着色,要求相邻区域不得使用同一颜色,现有3种颜色可供选择,则不同的着色方法共有( )种.
A.12 B.18 C.24 D.30
3.(25-26高二下·辽宁·开学考试)如图,在六个区域中种植4种不同植物,同一区域只种植1种植物,相邻两区域所种植物不同,则不同的种植方案种数为( )
A.48 B.96 C.120 D.192
4.(2025高三·全国·专题练习)将一个四棱锥的每个顶点染上一种颜色,并使一条棱的两端异色,若只有五种颜色可使用,则不同的染色方法的总数为( )
A.120 B.260 C.340 D.420
5.(25-26高二上·辽宁抚顺·期末)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
6.(2026高二下·福建厦门·专题练习)如图为我国数学家赵爽(约3世纪初)在为《周髀算经》作注时验证勾股定理的示意图,现用4种不同颜色给图中的5个区域涂色,要求相邻的区域不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有_____种.
题型十一 方程的整数解的个数问题
1.(25-26高二上·山东潍坊·月考)三元一次方程的正整数解的组数为( )
A.21 B.28 C.35 D.42
2.(24-25高二下·青海西宁·期末)已知方程,若x,y,z均为正整数,则称为该方程的正整数解.则方程共有( )个正整数解.
A.171 B.190 C.342 D.380
3.(24-25高二下·山东·月考)方程的正整数解共有( )
A.50组 B.58组 C.60组 D.66组
4.(25-26高二下·黑龙江佳木斯·月考)若方程,其中,则方程的自然数解的个数为__________.
题型十二 排列组合的创新题型
1.(2024·湖北黄冈·模拟预测)一个三位数的百位、十位、个位上的数字依次记为,当中有两个数字的和等于剩下的一个数字时,则称这个三位数为“有缘数”(如121,213等).现从这五个数字中任取三个数字(可以重复)组成一个三位数,其中“有缘数”的个数为( )
A.24 B.27 C.30 D.33
2.(24-25高二下·江西景德镇·期中)总共有13个大小颜色重量外观等都一样的小球,如图所示①、②、③号三个足够大的杯子,其中①号杯子至少放一个小球,②号杯子至少放两个小球,③号杯子至少放三个小球,问总共有( )种放小球方法
A.120 B.84 C.45 D.36
3.(24-25高二下·浙江宁波·期末)某街区的交通道路如图1实线所示,从处出发,沿道路以最短路径到达处,则选择如图2实线所示的道路到达处的概率是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二下·广东江门·期中)中国古代十进制的算筹计数法在数学史上是一个伟大的创造,算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子.如图,是利用算筹表示数 1~9 的一种方法.若规定137可表示为“”,26可表示为“”,现有6根算筹,据此表示方法,若算筹不能剩余,则可以表示的不含数字的三位数的个数为( )
A.10 B.20 C.36 D.38
5.(24-25高二下·江苏南京·期中)如图,有两堆同样的盒子,一堆3个,一堆7个,现需要将这些盒子搬走,每次只能从其中一堆搬走最上面的一个盒子,共有_________种不同的搬法.(用数字作答)
6.(2025高三·全国·专题练习)若三个正整数的位数之和为8,且组成的8个数码能排列为2,0,2,4,0,9,0,8,则称为“幸运数组”,例如是一个幸运数组.满足的幸运数组的个数为_____.
7.(24-25高一上·浙江杭州·开学考试)个人进行篮球训练,互相传球接球,要求每个人接球后马上传给别人,开始由甲发球,并作为第一次传球,第五次传球后,球又回到甲手中,不同的传球方法数为________.
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重难专题3 刷透排列组合的十二大必刷题型
题型一 元素(位置)有限制的排列问题
1.(25-26高二下·全国·课后作业)要从,5个人中选出1名组长和1名副组长,但不能当副组长,则不同的选法种数是( )
A.20 B.16 C.10 D.6
【答案】B
【解析】不考虑限制条件有种选法,
若当副组长,有种选法,
故不当副组长,有(种)选法.
故选:B.
2.(2026·山东淄博·一模)有5名同学,,,,参加唱歌比赛,抽签决出出场顺序.若和都不是第1个出场,且不是最后一个出场,则这5人不同的出场顺序种数为( )
A.42 B.50 C.54 D.60
【答案】D
【解析】根据题意,分是第1个和不是第1个且不是最后一个,两类情况讨论:
当是第1个时,此时剩余的全排列,共有种不同的排法;
当不是第1个且不是最后一个时,先排第1个,从中选一人为第1个,有种选法;
再排,有三个位置可选,有种排法,最后三人全排列,有种排法,
所以共有种不同的排法,
由分类计数原理得,共有种不同的排列情况.
3.(25-26高二下·贵州·月考)现有甲、乙、丙、丁、戊5名志愿者报名参加公益活动,在某星期的星期一到星期五每天安排1人参加公益活动,且每人只参加一天,甲要求不安排在星期一,戊要求不安排在星期五,则不同的安排方式共有__________种.
【答案】
【解析】若甲安排在星期五,则不同的安排方法有种,
若甲不安排在星期五,则不同的安排方法有种,
故不同的安排方法有种.
4.(2026·湖南·模拟预测)某电竞战队从张不同地图中选择3张,按顺序用于场比赛,且每张地图最多使用一次.若第一场比赛不能使用地图“峡谷之巅”,则不同的选择方案共有__________种.
【答案】
【解析】考虑所有情况为种,
如果第一场选择“峡谷之巅”共有种,
那么第一场不选择“峡谷之巅”,则有种选法.
题型二 排数问题
1.(25-26高二下·全国·课后作业)用1,2,3…,9这九个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( )
A.324 B.224 C.360 D.648
【答案】B
【解析】先排个位,有种,然后排十位和百位,有种,
故共有(个)没有重复数字的三位偶数.
故选:B
2.(24-25高二下·广东肇庆·月考)用0,1,2,3,4五个数字,组成无重复数字的五位数,则下列说法不正确的是( )
A.共有96个数 B.偶数有60个
C.大于31000的数有24个 D.数字2和数字4不相邻的数有60个
【答案】C
【解析】对于A,首位不能为,故共有种;剩下的4个数全排列共有种,一共有种,故A正确,
对于B,末位为0时,剩下的4个数全排列共有种;
末位为2时,首位不能为,故共有种,剩下的3个数全排列共有种,一共有种;
末位为4时,首位不能为,故共有种,剩下的3个数全排列共有种,一共有种;
总计有种,故B正确,
对于C,首位为4时,剩下的4个数全排列共有种;
首位为3时,千位为,剩下的3个数全排列共有种,一共有种;千位为,剩下的3个数全排列共有种,
总计有种,故C错误,
对于D,一共的排列共有96个数,数字2和数字4相邻的数共有种,0在首位的情况有种,
数字2和数字4不相邻的数有种,故D正确.
故选:C.
3.(2026·辽宁·模拟预测)已知1、2、3、4、5、6、7、8八个数字组成一个八位数(各位数字不重复),满足任意相邻数字奇偶性不同,且5、6两个数字相邻,则这样的八位数有( )个.
A.432 B.257 C.282 D.504
【答案】D
【解析】第一步:把1、2、3、4、7、8奇偶数相间而排,共有种,
第二步:再把5、6两个数字一起插空,由于每一个空的旁边都是一奇一偶,
所以插入后奇数旁边放6,偶数旁边放5,则这7个空共有种排法,
根据分步计数乘法原理可得:这样的八位数有个,
故选:D.
4.(2025·甘肃甘南·模拟预测)从1,2,3,…,100中任取不同的两数,则该两数之和能被3整除的取法种数为( )
A.1650 B.1617 C.1122 D.528
【答案】A
【解析】将1,2,3,…,100中的数按被3除余数多少分为3类:
被3除余的数组成集合,则中各有33个数,中有34个数,
从中任取两个数,其和可以被3整除,共有种取法:
从中取1个数,再从中取1个数,两者的和也可被3整除,有种,
故符合条件的取法种数为种.
故选:A.
5.(25-26高二下·全国·课后作业)从八个数字中任取3个不同的数字作为二次函数的系数,问:
(1)共能组成多少个不同的二次函数?
(2)在这些二次函数中,图象关于轴对称的有多少个?
【答案】(1)294
(2)42
【解析】(1)方法一:因为,
所以确定二次项系数有7种,确定一次项和常数项有种,所以共有个不同的二次函数.
方法二:当中不含0时,有个;
当中含有0时,有个,
故共有(个)不同的二次函数.
方法三:共可构成个函数,其中当时,有个均不符合要求,
从而共有(个)不同的二次函数.
(2)依题意图象关于轴对称,即,
所以共有(个)符合条件的二次函数.
6.(25-26高二下·全国·课堂例题)从1到9的九个数字中取三个偶数和四个奇数,试问:
(1)能组成多少个没有重复数字的七位数?
(2)上述七位数中3个偶数排在一起的有几个?
(3)在(1)中的七位数中,偶数排在一起,奇数也排在一起的有几个?
(4)在(1)中任意两个偶数不相邻的七位数有几个?
【答案】(1)100800
(2)14400
(3)5760
(4)28800
【分析】(1)利用分步乘法计数原理可得答案;
(2)利用相邻元素捆绑法可得答案;
(3)利用相邻元素捆绑法可得答案;
(4)利用不相邻元素插空法可得答案.
【解析】(1)分步完成:第一步,在4个偶数中取3个,可有种取法;
第二步,在5个奇数中取4个,可有种取法;
第三步,3个偶数、4个奇数进行排列,可有种排法.
所以符合题意的七位数有(个).
(2)上述七位数中,3个偶数排在一起的有(个).
(3)上述七位数中,3个偶数排在一起,
4个奇数也排在一起的有(个).
(4)上述七位数中,偶数都不相邻,可先把4个奇数排好,
再将3个偶数分别插入5个空中,共有(个).
题型三 排队问题
1.(25-26高二上·江苏常州·期末)有甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演,若甲和乙相邻,则不同排列方式共有( )
A.12种 B.24种 C.36种 D.48种
【答案】D
【解析】将甲和乙看作一个整体,有种方法,
将甲乙组成的整体与丙、丁、戊进行排列,则有种方法,
根据分步乘法计数原理可得不同的排列方式有:种.
2.(2026·山东滨州·一模)春节期间,某人计划去六个不同的景点游览,在确定景点的游览顺序时,要求在之前,与相邻,则不同的游览顺序有( )
A.24 B.60 C.120 D.240
【答案】C
【解析】将捆绑看作一个整体,内部有种排列方式;
再将5个元素全排列有:,
故满足与相邻的排列共有种.
在所有排列中,在之前和在之后的排列数相等,各占总排列数的一半,
因此在之前,与相邻,不同的游览顺序有种.
3.(25-26高三下·河南驻马店·开学考试)中国古代中的“礼”“乐”“射”“御”“书”“数”合称“六艺”.某校国学社团准备开展关于“礼”“乐”“射”“御”“书”“数”的讲座活动各一场,讲座场次要求“礼”不在第一场也不在最后一场,“射”和“御”的场次不相邻,则不同的排法共有( ).
A.408种 B.336种 C.240种 D.120种
【答案】B
【解析】“礼”不在第一场也不在最后一场,先为“礼”选择中间4个位置中的1个,有 种方法;再将剩余5个元素全排列,有 种方法,共 种,
先将“射”和“御”捆绑,内部有 种排法;将此捆绑体与其余4个元素(含“礼”)排列,要求“礼”不在首尾,排法有 种,
故“礼”不在第一场也不在最后一场,且“射”和“御”的场次相邻的排法共 种,
故不同的排法共有种.
4.(25-26高二下·浙江·开学考试)有6位身高不同的同学站成前后两排拍照,每排3人,若后排每位同学比他正前面的同学身高高,则不同的站法种数为( )
A.90 B.120 C.270 D.720
【答案】A
【解析】先给第1列选2人,从6人中选2人后,仅需把矮的放前排、高的放后排,只有1种符合要求的排法,共种选法,
再给第2列从剩余4人中选2人,同理也只有1种排法,共种选法,
最后剩余2人自动为第3列,仅1种排法,即,
即总站法数为: .
5.(25-26高三下·云南昆明·月考)现有6名同学,包含2名男生、4名女生,分2排3列(第1排3人、第2排3人),其中第1排是3名女生A、B、C,第2排是2名男生甲、乙和1名女生D,要求女生A和男生甲在同一列,则不同的排法种数为( )
A.12 B.36 C.48 D.72
【答案】A
【解析】当女生A和男生甲在同一列时,先选出女生A和男生甲所在的一列、接着排女生B和C、再排男生乙和女生D,
则排法总数为.
故选:A
6.(2026·浙江·一模)某晚会由4个歌舞节目和2个机器人表演节目组成,若要求机器人表演节目不能相邻出演且前3个节目中至少有一个是机器人表演节目,则不同的节目安排方法有( )种.
A.216 B.360 C.432 D.672
【答案】C
【分析】借助插空法解决不相邻要求,用排除法解决前3个节目至少有一个机器人节目要求
【解析】步骤1:先排 4 个歌舞节目:,排好后会产生 5 个空位(包括两端);
步骤2:将 2 个机器人节目插入空位:;
步骤3:排除“前3个节目全是歌舞”的情况:先从4个歌舞节目中选3个排在前3个位置,有种方法,
剩下的1个歌舞节目和2个机器人节目排在后3个位置,且机器人节目不相邻,只能是“机器人-歌舞-机器人”的排列,
有种方法.故不满足条件的情况有.
故总数为:
故选:C
7.(25-26高二下·安徽六安·月考)从包含甲、乙2人的8人中选4人参加米接力赛,求在下列条件下,各有多少种不同的排法?(结果用数字作答)
(1)甲、乙2人都被选中且必须跑中间两棒;
(2)甲、乙2人都被选中且必须跑相邻两棒;
(3)甲、乙2人都被选中且不能相邻两棒;
(4)甲、乙2人都被选中且甲不能跑第一棒,乙不能跑第四棒.
【答案】(1)60
(2)180
(3)180
(4)210
【解析】(1)甲乙两人在中间两棒,则有种排法,
从剩下6人选出2人排列到两边,有种排法,
则共有种排法.
(2)将甲乙绑定到一起,内部有2种排法,
从剩下6人选出2人,有种选法,
全排列3个元素有种排法,
所以共有种排法.
(3)先从剩下6人选出2人先排列,有种排法,
将甲乙插入到已排列的两个元素邻近的3个空位中,以保证甲乙不相邻,有种排法,
所以共有种排法.
(4)若甲在第四棒,
则从剩下6人选出2人,有种选法,
3人全排列,共有种排法,
此时共有种排法,
若甲不在第四棒,也不在第一棒,所以甲有2种排列方法,
乙不在第四棒,也不能与甲同棒,所以乙有2种排列方法,
再从剩下6人选出2人排列到剩下的两个位置,有种排法,
此时共有种排法,
综上,共有种排法.
题型四 抽取问题
1.(2025·山西·二模)甲组有2名男生,3名女生;乙组有3名男生,2名女生.若从甲、乙两组中各选2名学生,选出的4人中恰有1名女生的选法种数为( )
A.24 B.25 C.30 D.36
【答案】A
【解析】恰有1名女生分两类.第一类:甲组选1名女生,1名男生,乙组选2名男生,有种选法;
第二类:甲组选2名男生,乙组选1名女生1名男生,有种选法,
所以,由分类加法计数原理可知共有24种选法.
故选:A
2.(2025·贵州毕节·一模)某学校开设了6门体育类选修课和4门艺术类选修课,学生需从这10门课中选修3门课进行学习,并且每类选修课至少选修1门,则不同的选课方案种数是( )
A.96 B.116 C.120 D.192
【答案】A
【解析】由题意可知,选课方案分2类:
①选1门体育类选修课和2门艺术类选修课,有种方案,
②选2门体育类选修课和1门艺术类选修课,有种方案,
所以不同的选课方案种数是种.
故选:A.
3.(24-25高二上·黑龙江·期末)今年暑期档推出多部精彩影片,其中比较热门的有《解密》,《名侦探柯南》,《抓娃娃》,《逆行人生》,《死侍与金刚狼》,甲和乙两位同学准备从这5部影片中各选2部观看.若两人所选的影片恰有一部相同,且甲一定选《抓娃娃》,则两位同学不同的观影方案种数为( )
A.24 B.28 C.36 D.12
【答案】A
【解析】若两人所选影片中,《抓娃娃》相同,则两人从剩余4部中各选1部,有种方案,
若两人所选影片中,不是《抓娃娃》相同,相同的影片为4部中1部,有种选择,
再给乙从剩余3部中选择一部,有种选择,故共有种方案,
综上,共有种方案.
故选:A
4.(多选)(25-26高二上·陕西渭南·期末)已知某乒乓球队有4名男队员(包含1名男队长),3名女队员(包含1名女队长),则下列说法正确的是( )
A.若从该乒乓球队中选派2名男队员,2名女队员外出比赛,则共有18种选派方法
B.若从该乒乓球队中选派3名队员外出比赛,且至少有1名女队员,则共有31种选派方法
C.若从该乒乓球队中选派4名队员外出比赛,且既要有队长,又要有女队员,则共有30种选派方法
D.若该乒乓球队中的7名队员去三个不同的城市参加比赛,且每个城市至少2人,则共有630种选派方法
【答案】ABD
【解析】某乒乓球队有4名男队员(包含1名男队长),3名女队员(包含1名女队长),
对于A:若从该乒乓球队中选派2名男队员,2名女队员外出比赛,则共有种选派方法,A选项正确;
对于B:若从该乒乓球队中选派3名队员外出比赛,且至少有1名女队员,则共有种选派方法,B选项正确;
对于C:从7名队员中任选4名,总方法数为种,不满足‘既要有队长,又要有女队员’的情况分为两类:
①没有队长:从5名非队长队员中选4人,有种方法;
②没有女队员:从4名男队员中选4人,有种方法,这两类情况没有交集,因此满足条件的方法数为种,C选项错误;
对于D:若该乒乓球队中的7名队员去三个不同的城市参加比赛,且每个城市至少2人,则共有种选派方法,D选项正确;
故选:ABD.
题型五 代数中的组合问题
1.从1,2,3,…,100中任取不同的两数,则该两数之和能被3整除的取法种数为( )
A.1650 B.1617 C.1122 D.528
【答案】A
【解析】将1,2,3,…,100中的数按被3除余数多少分为3类:
被3除余的数组成集合,则中各有33个数,中有34个数,
从中任取两个数,其和可以被3整除,共有种取法:
从中取1个数,再从中取1个数,两者的和也可被3整除,有种,
故符合条件的取法种数为种.
故选:A.
2.在的展开式中,的系数为______.
【答案】
【解析】因为含的项是由的6项中取5个x,取1个常数,所以的系数为.
3.像87125这样各个数位上的数字依次先减少再增加的数称为“凹数”,现用0~9这10个数字,每个数字只用一次,组成的十位数,能组成______个凹数.
【答案】510
【解析】方法一:由题设在凹数的谷底,且左右两侧的数均比零大,
先选择0左侧元素,余下元素放在右侧,
故共有个数;
方法二:1~9每个数字可能在0的左侧或0的右侧两种可能,
去掉全部在0的左侧和全部在0的右侧两种情况,共个数.
题型六 几何中的组合问题
1.(25-26高二上·河南驻马店·期末)已知直线,异面,上有,,,四个点,上有,,三个点,这七个点中任意两点可连成直线,其中异面直线有( )对
A.37 B.54 C.66 D.67
【答案】A
【解析】从上,,,取一个点和上,,取一个点,
确定的直线数有条,再加上直线,,则共可得条不同的直线,
则共有对直线,
其中直线与新的条直线都共面,直线与新的条直线也都共面,共24对,
新的条直线中,若直线过点,则形成直线,共有对共面,
直线上有4个点,故共有对共面,
新的条直线中,若直线过点,则形成4条直线,
其中两两共面,有对,
直线上有3个点,故共有对共面,
故异面直线有对.
故选:A
2.(25-26高二下·全国·单元测试)圆周上有8个等分圆周的点,以这些等分点为顶点的锐角三角形或钝角三角形的个数是( )
A.16 B.24 C.32 D.48
【答案】C
【解析】圆周上8个等分点共可构成4条直径,而直径所对的圆周角是直角.
又每条直径对应着6个直角三角形,所以共有(个)直角三角形,
因为这8个等分点为顶点的三角形共有(个),
所以锐角三角形或钝角三角形的个数为(个).
故选:C.
3.(2025高三·全国·专题练习)如图所示,在的两条边上分别有和共9个点,连接线段,如果其中两条线段不相交,则称之为1对“和睦线”,则图中的“和睦线”共有( ).
A.60对 B.62对 C.72对 D.124对
【答案】A
【解析】任意一个四边形恰有1对“和睦线”,故有(对).
故选:A.
4.(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
【解析】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
题型七 多面手问题
1.(2026·全国·高三专题练习)我校去年11月份,高二年级有10人参加了赴日本交流访问团,其中3人只会唱歌,2人只会跳舞,其余5人既能唱歌又能跳舞.现要从中选6人上台表演,3人唱歌,3人跳舞,有( )种不同的选法.
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意可按照只会跳舞的人中入选的人数分类处理.
第一类个只会跳舞的都不选,则从既能唱歌又能跳舞的5人中选择3人来跳舞,接着从剩余的5人中选择3人唱歌,故有种;
第二类个只会跳舞的有人入选,有种,再从从既能唱歌又能跳舞的5人中选择2人来跳舞,有种,再从剩余的6人中选择3人唱歌,有种,故有种;
第三类个只会跳舞的全入选,有种,再从从既能唱歌又能跳舞的5人中选择1人来跳舞,有种,再从剩余的7人中选择3人唱歌,有种,有种,
所以共有种不同的选法,
故选:A.
2.(2026·全国·高三专题练习)某国际旅行社现有11名对外翻译人员,其中有5人只会英语,4人只会法语,2人既会英语又会法语,现从这11人中选出4人当英语翻译,4人当法语翻译,则共有( )种不同的选法
A.225 B.185 C.145 D.110
【答案】B
【解析】根据题意,按“2人既会英语又会法语”的参与情况分成三类.
①“2人既会英语又会法语”不参加,这时有种;
②“2人既会英语又会法语”中有一人入选,
这时又有该人参加英文或日文翻译两种可能,
因此有种;
③“2人既会英语又会法语”中两个均入选,
这时又分三种情况:两个都译英文、两个都译日文、两人各译一个语种,
因此有种.
综上分析,共可开出种.
故选:B.
3.(2026·全国·高三专题练习)“赛龙舟”是端午节的习俗之一,也是端午节最重要的节日民俗活动之一,在我国南方普遍存在端午节临近,某单位龙舟队欲参加今年端午节龙舟赛,参加训练的8名队员中有3人只会划左桨,3人只会划右桨,2人既会划左桨又会划右桨.现要选派划左桨的3人、划右桨的3人共6人去参加比赛,则不同的选派方法共有( )
A.26种 B.30种 C.37种 D.42种
【答案】C
【解析】根据题意,设只会划左桨的3人,只会划右桨的3人,既会划左桨又会划右桨的2人,据此分3种情况讨论:
①从中选3人划左桨,划右桨的在()中剩下的人中选取,有种选法,
②从中选2人划左桨,中选1人划左桨,划右桨的在()中选取,有种选法,
③从中选1人划左桨,中2人划左桨,中3人划右桨,有种选法,
则有种不同的选法.
故选:C.
题型八 不同元素的分组分配问题
1.(2026·贵州毕节·二模)春节期间,某家庭准备了5个不同的马年新春红包,全部装入3个不同的红包袋中,每个红包袋至少装1个红包,则不同的装法种数是( )
A.90 B.150 C.240 D.300
【答案】B
【解析】将5个不同的红包分3组,有两种不同的方式,
①:“1,1,3”型,则有种分法;
②:“2,2,1”型,则有种分法,所以共有25种分法,
将分好的3组,装入3个不同的红包袋中,共有种装法.
2.(2026·山东青岛·一模)某空间站由,,三个舱构成,某次实验需要5名宇航员同时在3个舱中开展,每个人只能去1个舱,每个舱至少安排1名宇航员,其中宇航员甲只能去舱,则不同的安排方法的种数为( )
A.35 B.36 C.42 D.50
【答案】D
【解析】有四类不同的安排情形:
①甲单独在舱,其余四人分成两组,一组1人,一组3人,安排在舱,
有种不同的安排方法;
②甲单独在舱,其余四人平均分成两组每组人,安排在舱,
有种不同的安排方法;
③舱安排人,其余三人分成两组,一组人,一组人,安排在舱,
有种不同的安排方法;
④舱安排人,其余二人分成两组,安排在舱,
有种不同的安排方法;
综上,不同的安排方法共有种.
3.(多选)(25-26高二上·江西景德镇·期末)五一假期即将来临,小张,小李,小王,小赵,小孙五名同学决定到南京的著名景点“夫子庙”、“中山陵”、“玄武湖”游玩,每名同学只能选择一个景点,则下列说法正确的有( )
A.所有可能的方法有125种
B.若小张同学必须去“夫子庙”,则不同的安排方法有64种
C.若每个景点必须有同学去,则不同的安排方法有150种
D.若每个景点必须有同学去,且小张和小李不去同一个景点,则不同的安排方法有114种
【答案】CD
【解析】对于选项A:因为每个人均有3个景点可以选择,
所以所有可能的方法有种,故A错误;
对于选项B:若小张同学必须去“夫子庙”,即小张的选择已经确定,不需要考虑,
所以不同的安排方法有种,故B错误;
对于选项C:若5个人都去一个景点,不同的安排方法有种;
若5个人都去其中2个景点(每个景点必须有同学去),不同的安排方法有种;
所以若每个景点必须有同学去,则不同的安排方法有种,故C正确;
对于选项D:若每个景点必须有同学去,且小张和小李去同一个景点,则有:
若这个景点仅有2人去,不同的安排方法有种;
若这个景点有3人去,不同的安排方法有种;
所以若每个景点必须有同学去,且小张和小李不去同一个景点,则不同的安排方法有种,故D正确;
故选:CD.
4.(多选)(25-26高二上·江西新余·期末)以“智能时代,同球共济”为主题的2025年世界人工智能大会在上海盛大开幕.现安排甲、乙、丙、丁、戊5名同学参加志愿者服务活动,有翻译、礼仪、司机三项工作可以安排,下列说法正确的是( )
A.每人安排一项工作的不同方法数为
B.每人安排一项工作,每项工作至少有一人参加,则不同安排方法种数是
C.若甲乙丙会翻译,丙丁戊懂礼仪,现翻译和礼仪各安排两人,则不同的安排方法数为
D.每人安排一项工作,如果礼仪工作不安排,其余两项工作每项工作至少安排一人,则不同的安排方法数为
【答案】CD
【解析】对于A,由分步乘法计数原理可得,每人安排一项工作的不同方法数为,故A错误;
对于B,每人安排一项工作,每项工作至少有一人参加,
则每项工作的人数分别为或,
故不同的安排方法,
而,故B错误;
对于C,若丙做翻译,则不同的安排方法为,
若丙不做翻译,则不同的安排方法为,
故不同的安排方法为,故C正确;
对于D,每人安排一项做翻译或司机中的一项工作,共有种安排方法,
如果人都安排做翻译或司机,共有2种安排,故不同的安排方法数为,故D正确.
故选:CD.
5.(多选)(25-26高二下·安徽六安·月考)将4个编号分别为1,2,3,4的小球放入4个编号分别为1,2,3,4的盒子中,下列说法正确的是( )
A.共有256种放法
B.若每个盒子都有小球,则有24种放法
C.若恰好有一个空盒,则有144种放法
D.若每个盒内放一个小球,且恰好有一个小球的编号与盒子的编号相同,则有24种放法
【答案】ABC
【解析】对于A:每个小球有4种放法,所以共有种放法,故A正确;
对于B:若每个盒子都有小球,则有种放法,故B正确;
对于C:先从4个小球中任选2个放入其中1个盒子中,有种放法,
再在剩下的3个盒子中任选2个放入剩下的2个小球,有种放法,所以共有种放法,故C正确;
对于D:先从4个小球中任选1个,放入编号相同的盒子中,有种放法,
再将剩下的3个小球放入编号不同的盒子中,有2种放法,所以共有种放法,故D错误.
6.(2026高三·全国·专题练习)将6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?
(1)(非均匀分组)一堆一本,一堆两本,一堆三本;
(2)(定向分配)甲得一本,乙得两本,丙得三本;
(3)(不定向分配)一人得一本,一人得二本,一人得三本;
(4)(平均分配)平均分给甲、乙、丙三人;
(5)(平均分组)平均分成三堆.
【答案】(1)60
(2)60
(3)360
(4)90
(5)15
【解析】(1)先在6本书中任取一本,作为一堆,有种取法,再从余下的五本书中任取两本,作为一堆,有种取法,再后从余下三本取三本作为一堆,有种取法,故共有分法(种);
(2)分成三堆的方法有种,而每种分组方法仅对应一种分配方法,故甲得一本,乙得二本,丙得三本的分法亦为(种).
(3)分成三堆的方法有种,但每一种分组方法又有种不同的分配方案,故一人得一本,一人得两本,一人得三本的分法有(种);
(4)3个人一个一个地来取书,甲从6本不同的书本中任取出2本的方法有 种,甲不论用哪一种方法取得2本书后,乙再从余下的4本书中取书有种方法,而甲、乙不论用哪一种方法各取2本书后,丙从余下的两本中取两本书,有 种方法,所以一共有=90种方法.
(5)把6本不同的书分成三堆,每堆二本与把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人二本的区别在于,后者相当于把六本不同的书,平均分成三堆后,再把每次分得的三堆书分给甲、乙、丙三个人.因此,设把六本不同的书,平均分成三堆的方法有x 种,那么把六本不同的书分给甲、乙、丙三人每人2本的分法就应有种,由(4)知,把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人2本的方法有 种.所以= ,则(种).
7.(2026高二下·全国·专题练习)有四个不同的小球,四个不同的盒子,现在要把球全部放入盒内.
(1)共有多少种不同的放法?
(2)若每个盒子不空,则共有多少种不同的放法?
(3)若恰有一个盒子不放球,则共有多少种不同的放法?
(注意:请写出式子再写计算结果)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)每个球都有4种放法,故不同的放法共有(种).
(2)每个盒子不空,则不同的放法共有(种).
(3)设四个不同的小球放入编号为1,2,3,4的四个盒子中,恰有一个空盒,
说明恰有一个盒子中有两个小球,则先从四个小球中选出2个捆绑成一个元素,
有种选法,
再将此元素和剩下的两个小球(共三个不同的元素)放入4个不同盒子中的任意3个,
有种放法,故不同的放法共有(种).
题型九 相同元素的分组分配问题——隔板法
1.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中)现有8个市三好学生名额分给六个班,其中一班和二班每班至少2个名额,三班和四班每班至少1个名额,五班和六班可以不分配名额,则名额分配方式共有( )种.
A.21 B.56 C.70 D.126
【答案】A
【分析】首先给一~四班分配最低要求的名额,从而还剩下个名额,再将剩下的个名额分两种情况讨论,利用组合数公式计算可得.
【解析】依题意,首先给一班和二班每班个名额,三班和四班每班个名额,则还剩下个名额,
将剩下的个名额给一个班级,有种方法;
将剩下的个名额给两个班级,有种方法;
综上可得:一共有种分配方法.
故选:A
1.(24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期中)现有8个市三好学生名额分给六个班,其中一班和二班每班至少2个名额,三班和四班每班至少1个名额,五班和六班可以不分配名额,则名额分配方式共有( )种.
A.21 B.56 C.70 D.126
【答案】A
【解析】依题意,首先给一班和二班每班个名额,三班和四班每班个名额,则还剩下个名额,
将剩下的个名额给一个班级,有种方法;
将剩下的个名额给两个班级,有种方法;
综上可得:一共有种分配方法.
故选:A
3.(25-26高二上·全国·课后作业)现有15个数学竞赛参赛名额分给五个班,其中一、二班每班至少3个名额,三、四、五班每班至少2个名额,则名额分配方式共有( )
A.15种 B.35种 C.70种 D.125种
【答案】B
【解析】根据题意,先将15个名额分配给一班、二班每班2个,三、四、五班每班1个,还剩下8个名额,将剩下的8个名额进行分组,每组至少一人,
利用“隔板法”求解,8个有7个间隔,要分成组,7个间隔选4个即可,则有种分配方法.
故选:.
4.(多选)(25-26高二下·河南南阳·月考)某城市的智能交通系统使用无人机参与街道交通的巡检,现有7架无人机,有甲、乙、丙、丁4条街道需要巡检,若7架无人机都参与且每架无人机只巡检一条街道,则下列结论正确的是( )
A.若无人机完全相同,每条街道至少有一架无人机巡检,则共有35种不同的巡检方案
B.若无人机完全相同,允许有的街道不用无人机巡检,则共有120种不同的巡检方案
C.若给无人机按1∼7编号,它们排队依次起飞,其中1号、2号两架无人机不相邻,则共有3600种不同的顺序
D.若给无人机按1∼7编号,已知甲、乙两街道各至少需要2架无人机,丙、丁两街道各至少需要1架无人机,则共有2100种不同的巡检方案
【答案】BCD
【解析】对于A,满足条件的巡检方案数相当于将个相同的小球分到四个盒子,
每个盒子非空的分法数,由隔板法可得不同的巡检方案有种,A错误;
对于B,对于满足条件的任何一种巡检方案,若给每个街道再增加一架无人机则可得
将架相同的无人机分到四个街道,每条街道都至少有一架无人机巡检的一种方案,
对于将架相同的无人机分到四个街道,每条街道都至少有一架无人机巡检的任意一种方案,
若从每个街道所分的无人机中取走一架无人机可得
将架相同的无人机分到四个街道,允许有的街道不用无人机巡检的一种方案,
故满足条件的巡检方案数等于将架相同的无人机分到四个街道,
每条街道都至少有一架无人机巡检的方案数,
由隔板法可得不同的巡检方案有种,B正确;
对于C, 先将编号为的架无人机排成一列,共种排法;
再将编号为的两架无人机排在前一个排列的两架无人机之间或该排列的最前面或最后面,
共种排法;
由分步乘法计数原理可得满足条件的总排法数为,C正确;
对于D,满足条件的巡检方案可分为四类,
第一类,甲架,乙架,丙,丁各架,此类巡检方案数为,
第二类,甲架,乙架,丙,丁各架,此类巡检方案数为,
第三类,甲架,乙架,丙架,丁架,此类巡检方案数为,
第四类,甲架,乙架,丙架,丁架,此类巡检方案数为,
由分类加法计数原理可得满足条件的总排法数为,D正确.
5.(多选)(25-26高二下·浙江温州·月考)将7个小球放入3个盒子中,结合小球的相同与不同属性、盒子的相同与不同特征,以及不同的放置限制条件,下列说法正确的有( )
A.若小球相同、盒子不同,且每个盒子至少放1个球,则不同的放法种数为15
B.若小球相同、盒子不同,且允许有空盒子,则不同的放法种数为21
C.若小球不同、盒子相同,且每个盒子至少放1个球,则不同的放法种数为301
D.若小球相同、盒子不同,且恰有1个盒子放2个球,其余盒子至少放1个球,则不同的放法种数为15
【答案】AC
【解析】对于A,将7个小球分成3组即可,由隔板法得不同的放法种数有种,故A正确;
对于B,允许有空盒子,先给每个盒子一个虚拟的球,
即10个小球分成3组,每个盒子至少一个,
由隔板法得不同的放法种数有种,故B错误;
对于C,根据题意,每个盒子里球的个数情况有:;;;,
则不同的放法种数有,故C正确;
对于D,小球相同、盒子不同,恰有1个盒子放2个球(即只有1个盒子为2个),
其余两个盒子至少1个球且不能为2个球:先选放2个球的盒子:,
剩余两个盒子共5个球,均不为2的放法只有共2种,
总放法,故D错误.
题型十 涂色问题
1.(25-26高二上·江苏常州·期末)从4种不同的颜色中选择若干种给如图所示的4个方格涂色,每个方格中只涂一种颜色且相邻两格不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有( )
A.24种 B.72种 C.108种 D.120种
【答案】C
【解析】用两种颜色时,涂法有种;
用三种颜色时,涂法有种;
用四种颜色时,涂法有种;
所以不同的涂色方法共有种.
故选:C.
2.(25-26高二上·山东德州·期末)如图,一个地区分为4个区域,现给该地区着色,要求相邻区域不得使用同一颜色,现有3种颜色可供选择,则不同的着色方法共有( )种.
A.12 B.18 C.24 D.30
【答案】B
【解析】若用3种颜色,则需AD同色,或BC同色,则有种选择,
若用2种颜色,则需AD同色并且BC同色,则有种选择,
综上,不同的着色方法共有种.
故选:B
3.(25-26高二下·辽宁·开学考试)如图,在六个区域中种植4种不同植物,同一区域只种植1种植物,相邻两区域所种植物不同,则不同的种植方案种数为( )
A.48 B.96 C.120 D.192
【答案】C
【解析】先分组,再种植,共有5种分组方式,同组种植一种植物,
则不同的种植方案种数为.
4.(2025高三·全国·专题练习)将一个四棱锥的每个顶点染上一种颜色,并使一条棱的两端异色,若只有五种颜色可使用,则不同的染色方法的总数为( )
A.120 B.260 C.340 D.420
【答案】D
【解析】由题设四棱锥为,若用五种颜色,则共有(种)方法;
若用四种颜色,A,C同色,或B,D同色,共有(种)方法;
若用三种颜色,则底面的两组对角顶点必须分别同色(A和C同色,B和D同色),且与顶点P的颜色不同,相当于从5种颜色中选3种对P点、点组、点组进行全排列,方法数为(种);
综上,不同染色方法共有120+240+60=420(种).
故选:D
5.(25-26高二上·辽宁抚顺·期末)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
【解析】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.
6.(2026高二下·福建厦门·专题练习)如图为我国数学家赵爽(约3世纪初)在为《周髀算经》作注时验证勾股定理的示意图,现用4种不同颜色给图中的5个区域涂色,要求相邻的区域不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法共有_____种.
【答案】72
【解析】分4步进行分析:
①,对于区域,有4种颜色可选;
②,对于区域,与区域相邻,有3种颜色可选;
③,对于区域,与、区域相邻,有2种颜色可选;
④,对于区域、,若与颜色相同,区域有2种颜色可选,
若与颜色不相同,区域有1种颜色可选,区域有1种颜色可选,
则区域、有种选择,
则不同的涂色方案有种.
题型十一 方程的整数解的个数问题
1.(25-26高二上·山东潍坊·月考)三元一次方程的正整数解的组数为( )
A.21 B.28 C.35 D.42
【答案】A
【解析】三元一次方程的正整数解的组数,
等价于将8个相同的小球分成3组,每组至少1个小球的不同分法.
只需要在8个小球中间的7个空位中选取2个空位用隔板隔开即可,
则共有种分法,
即三元一次方程的正整数解的组数为21.
故选:A.
2.(24-25高二下·青海西宁·期末)已知方程,若x,y,z均为正整数,则称为该方程的正整数解.则方程共有( )个正整数解.
A.171 B.190 C.342 D.380
【答案】A
【解析】因为x,y,z均为正整数,
所以方程正整数解的个数问题可以转化为:将个相同的物品分成组,每组至少一个,有多少种不同的分法.
利用隔板法可得:不同的分法有种.
故选:A
3.(24-25高二下·山东·月考)方程的正整数解共有( )
A.50组 B.58组 C.60组 D.66组
【答案】B
【解析】对于方程,
设,则,
当时,,因为为偶数,则也为偶数,所以可以为,
时,只有一种解,此时,
由隔板法可知,将8个单位长度分成3个整数部分,一共有种分法,
所以共有组解,同理可得其他的组数,
所以当时,可得解的组数为;
当时,,因为为偶数,则为奇数,所以可以为,
利用隔板法可得解的组数为,
当时,因为,所以此时,不合题意,
综上,方程的正整数解共有组.
故选:B.
4.(25-26高二下·黑龙江佳木斯·月考)若方程,其中,则方程的自然数解的个数为__________.
【答案】28
【解析】已知方程,且,
则,其中均为自然数.
将其转化为, 其中为正整数.
运用隔板法将其转化为有9个1排成一列,利用2个隔板法将其分成3组,
第一组1的数目为,第二组1的数目为,第三组1的数目为,则.
2个隔板的放置方法共有种,
故方程的正整数解的个数为28.
即方程的自然数解的个数为28.
故答案为:28.
题型十二 排列组合的创新题型
1.(2024·湖北黄冈·模拟预测)一个三位数的百位、十位、个位上的数字依次记为,当中有两个数字的和等于剩下的一个数字时,则称这个三位数为“有缘数”(如121,213等).现从这五个数字中任取三个数字(可以重复)组成一个三位数,其中“有缘数”的个数为( )
A.24 B.27 C.30 D.33
【答案】C
【解析】从这五个数字中任取三个不同的数,其中“有缘数”的个数为24;
从这五个数字中任取两个不同的数,其中“有缘数”的个数为,
所以全部“有缘数”的个数为.
故选:C.
2.(24-25高二下·江西景德镇·期中)总共有13个大小颜色重量外观等都一样的小球,如图所示①、②、③号三个足够大的杯子,其中①号杯子至少放一个小球,②号杯子至少放两个小球,③号杯子至少放三个小球,问总共有( )种放小球方法
A.120 B.84 C.45 D.36
【答案】D
【解析】已知①号杯子至少放一个小球,②号杯子至少放两个小球,③号杯子至少放三个小球.
我们先在②号杯子中放个小球,在③号杯子中放个小球,
这样就满足了每个杯子的最少放置要求.此时总共放了个小球,
还剩下个小球.
将问题转化为标准隔板法问题:
现在要把这10个相同的小球放入①、②、③号三个杯子中,且每个杯子至少放个小球.
这就相当于在10个小球形成的个间隔中插入个隔板,
将其分成组,每组对应一个杯子. 根据隔板法公式,所以方法数为.
根据组合数公式,可得(种).
故选:D.
3.(24-25高二下·浙江宁波·期末)某街区的交通道路如图1实线所示,从处出发,沿道路以最短路径到达处,则选择如图2实线所示的道路到达处的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意,图中从处出发到达处的最短路径需要经过两横两纵四段短路,
所以最短路径数为种路径,
图中从处出发到达处的最短路径有两种情况:
第一步走纵,只有纵纵横横一种路径;
第一步走横,到达如图所示的处,
从处到达处的最短路径需要经过一横两纵三段短路,
所以最短路径有种路径,
以上两种情况相加共种路径,
所以选择如图2实线所示的道路到达处的概率是.
故选:C
4.(24-25高二下·广东江门·期中)中国古代十进制的算筹计数法在数学史上是一个伟大的创造,算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子.如图,是利用算筹表示数 1~9 的一种方法.若规定137可表示为“”,26可表示为“”,现有6根算筹,据此表示方法,若算筹不能剩余,则可以表示的不含数字的三位数的个数为( )
A.10 B.20 C.36 D.38
【答案】D
【解析】依题意,一根算筹只能表示;两根算筹可以表示、,
三根算筹可以表示、,四根算筹可以表示、;
依题意根算筹可以分为,,三种情况:
若为,则有个三位数;
若为,则有个三位数;
若为,则有个三位数;
综上可得一共有个三位数.
故选:D
5.(2025·河北秦皇岛·三模)已知全集,集合,,是全集的三个子集,定义:表示集合中元素的个数,若,,则所有的有序子集列有( )
A.360个 B.640个 C.960个 D.1920个
【答案】C
【分析】根据给定条件,利用分步乘法计数原理,结合排列计数问题列式计算.
【解析】由,得从全集中选择3个元素分别作为中的元素,不同方法种数是,
余下的两个元素中的每一个元素只能是属于中的一个或都不属于这3个集合,
因此余下的两个元素中的每一个元素都有4种不同的选择方法,
所以所有的有序子集列有个.
故选:C
5.(24-25高二下·江苏南京·期中)如图,有两堆同样的盒子,一堆3个,一堆7个,现需要将这些盒子搬走,每次只能从其中一堆搬走最上面的一个盒子,共有_________种不同的搬法.(用数字作答)
【答案】120
【解析】由题设,共需搬10次,选择其中3次搬走第一堆的3个盒子,故有,
故答案为:120
6.(2025高三·全国·专题练习)若三个正整数的位数之和为8,且组成的8个数码能排列为2,0,2,4,0,9,0,8,则称为“幸运数组”,例如是一个幸运数组.满足的幸运数组的个数为_____.
【答案】591
【解析】对于幸运数组 ,当时,分两类情形讨论.
情形1:是两位数,是三位数.
暂不考虑的大小关系,先在的非最高位(五个位置)中选三个位置填0,剩下五个位置还未填,任选其中两个填2,
最后三个位置填写4,8,9,这样的填法数为.再考虑其中的大小关系,
由于不可能有,因此与的填法各占一半,故有300个满足要求的幸运数组.
情形2:是两位数,是四位数.
暂不考虑的大小关系,类似于情形1,先在的非最高位(五个位置)中选三个位置填0,
剩下五个位置填2,2,4,8,9,这样的填法数为600.再考虑其中的大小关系.
若,则必有的四个数字是0,4,8,9的排列,且0不在首位,有种填法,
除这些填法外,与的填法各占一半,故有个满足要求的幸运数组.
综上,所求幸运数组的个数为.
7.(24-25高一上·浙江杭州·开学考试)个人进行篮球训练,互相传球接球,要求每个人接球后马上传给别人,开始由甲发球,并作为第一次传球,第五次传球后,球又回到甲手中,不同的传球方法数为________.
【答案】
【分析】设第次传球后,球又回到甲手中的传球方法有种,探索数列的首项和递推公式,从而求的值.
【解析】设第次传球后,球又回到甲手中的传球方法有种,经过次传球后,所有可能的传球方法总数为.
这些方法可分为两类:一类是球在甲手中,有种方法,
另一类是球不在甲手中,有种方法,
第次传球后球要回到甲手中,当且仅当第次传球后球不在甲手中,然后由持球人传给了甲,
因此,,即,
由于甲是发球者,一次传球后球又回到甲手中的传球方法是不存在的,所以.
利用递推关系可以得到:.
这说明经过次传球后,球仍回到甲手中的传球方法有种.
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