内容正文:
7.3 组合
第1课时 组合、组合数公式
A层 基础达标练
1.学校要求学生从物理、历史、化学、生物学、思想政治、地理这6科中选3科参加考试,规定先从物理和历史中任选1科,然后从其他4科中任选2科,不同的选法种数为( )
A.5 B.12 C.20 D.120
2.某新农村社区共包括n个自然村,假设这些村庄分布零散,没有任何三个村庄在同一条直线上,现要在该社区内建“村村通”工程,共需建公路的条数为28,则n=( )
A.6 B.8 C.9 D.10
3.某中学招聘5位老师,其中安排2位老师去高一,安排2位老师去高二,安排1位老师去高三,则不同的安排方法有( )
A.30种 B.60种 C.90种 D.120种
4.甲、乙等6人计划分两组(每组3人)去旅行,每组将在云南丽江、广西桂林、河北石家庄、内蒙古呼和浩特选1个地方,且两组去的地方不同.已知甲不想去云南丽江,乙只想去广西桂林,其余4人这4个地方都想去,则符合他们心意的分组旅行的方案种数为( )
A.24 B.30 C.18 D.36
5.某班有一7人小组参加烧烤活动,老师将从小组成员中选出2名同学整理烧烤架,再选出3名同学生火.若小组中的甲、乙两位同学至多有1人生火,则不同的安排方案种数为( )
A.120 B.150 C.180 D.240
6.近年来,中小学校车安全问题引起社会的广泛关注,为了彻底消除校车安全隐患,某市购进了50台完全相同的校车,准备发放给10所学校,每所学校至少2台,则不同的发放方案种数为( )
A. B. C. D.
7.若=12,则n= .
8.(2025新高考Ⅰ)某学校开设了4门体育类选修课和4门艺术类选修课,学生需从这8门课中选修2门或3门课,并且每类选修课至少选修1门,则不同的选课方案共有 种(用数字作答).
9.如图,某区有7条南北向街道、5条东西向街道.
(1)图中有多少个矩形?
(2)从A点走向B点最短的走法有多少种?
B层 能力提升练
10.已知圆上有9个点,每两点连成一条线段,若任意两条线的交点不同,则所有线段在圆内的交点有( )
A.36个 B.72个
C.63个 D.126个
11.(多选题)有13名医生,其中女医生6人,现从中抽调5名医生组成医疗小组前往某地支援,若医疗小组至少有2名男医生,同时至多有3名女医生,设不同的选派方法种数为N,则下列等式能成为N的算式是( )
A.
B.
C.
D.
12.= .
13.某同学有同样的画册2本、同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有 种.
14.将5个不同的小球装入编号为1,2,3,4的4个盒子中,不允许有空盒子出现,共 种放法;若将5个相同的小球放入这4个盒子中,允许有空盒子出现,共 种放法.(结果用数字作答)
15.从5名男生和4名女生中选出4人去参加辩论比赛.
(1)如果4人中男生和女生各选2人,有多少种选法?
(2)如果男生中的甲与女生中的乙必须在内,有多少种选法?
(3)如果男生中的甲与女生中的乙至少要有1人在内,有多少种选法?
(4)如果4人中必须既有男生又有女生,有多少种选法?
16.(1)计算:.
(2)求证:+2.
C层 拓展探究练
17.规定,其中x∈R,m是正整数,且=1,这是组合数(n,m∈N*,且m≤n)的一种推广.
(1)求的值.
(2)设x>0,当x为何值时,取得最小值?
(3)组合数的两个性质①,②是否都能推广到(x∈R,m是正整数)的情形?若能推广,则写出推广的形式并给出证明;若不能,则说明理由.
参考答案
1.B 从物理和历史中任选1科,有=2(种)选法,然后从其他4科中任选2科,有=6(种)选法,共有2×6=12(种)不同的选法.故选B.
2.B 由于“村村通”公路的修建是组合问题,故共需要建=28,因此n=8.
3.A 根据题意,不同的安排方法可以按照以下步骤求解:在5个老师中选出2人,安排去高一,有=10(种)选法;在剩下3人中,选出2人,安排到高二,有=3(种)选法;将最后1人安排到高三,仅有1种选法.由分步计数原理,共有10×3×1=30(种)不同的安排方法.故选A.
4.A 若甲和乙都去广西桂林,则有=12(种)方案;若甲不去广西桂林,则有=12(种)方案.故符合他们心意的分组旅行的方案种数为12+12=24.故选A.
5.C 根据题意,小组中的甲、乙两位同学都生火,共有=30(种)安排方案,故不同的安排方案种数为-30=180.故选C.
6.D 首先每所学校配送一台,这个没有顺序和情况之分,剩下40台;将剩下的40台像排队一样排列好,则这40台校车之间有39个空,对这39个空进行插空.故不同的方案种数为.
7.8 因为=n(n-1)(n-2),n(n-1),
所以n(n-1)(n-2)=12×n(n-1).
由n∈N*,且n≥3,解得n=8.
8.64 (1)当从8门课中选修2门,则不同的选课方案共有=16(种).
(2)当从8门课中选修3门,
①若选修体育类1门,则不同的选课方案共有=24(种).
②若选修体育类2门,则不同的选课方案共有=24(种).
综上所述,不同的选课方案共有16+24+24=64(种).
9.解 (1)在7条南北向街道中任选2条、5条东西向街道中任选2条,这样4条线可组成一个矩形,故可组成矩形有=210(个).
(2)每条东西向的街道被分成6段,每条南北向街道被分成4段,从A到B最短的走法包括10段,其中6段是走东西方向的,剩下4段即走南北方向的,共有=210(种)走法.
10.D 根据题意,此题可化归为圆上9个点可组成多少个四边形,所有四边形的对角线交点个数即为所求,所以交点有=126(个).
11.BC 由题意知,有13名医生,其中女医生6人、男医生7人.
(方法一 直接法)符合条件的可以是2男3女,选派方法种数为;3男2女,选派方法种数为;4男1女,选派方法种数为;5男,选派方法种数为.所以N=.
(方法二 间接法)13名医生,任取5人,减去选4名或5名女医生的情况,即N=.
故选BC.
12.220 =220.
13.10 依题意,就所剩余的1本进行分类:
第1类,剩余的是1本画册,此时满足题意的赠送方法有4种;
第2类,剩余的是1本集邮册,此时满足题意的赠送方法有=6(种).
因此,满足题意的赠送方法共有4+6=10(种).
14.240 56 5个不同的小球分成4组,每组个数分别为1,1,1,2,不同的分组情况有=10(种)方法,再将4组球放入4个不同的盒子,共=240(种)方法;5个相同的小球放入4个盒子,若允许有空盒子,可先借4个小球,共9个小球,再用隔板法分成4组放入盒子,共=56(种)方法.
15.解 (1)先从男生中选2人,有种选法,再从女生中选2人,有种选法,所以得到符合条件的选法有=60(种)选法.
(2)除去甲、乙之外,其余2人可以从剩下的7人中任意选择,所以得到符合条件的选法有=21(种).
(3)在9人选4人的选法中,把甲和乙都不在内的去掉,所以得到符合条件的选法有=91(种).
直接法则可分为3类:只含甲;只含乙;同时含甲和乙.所以得到符合条件的选法有=91(种).
(4)在9人选4人的选法中,把只有男生和只有女生的情况排除掉,所以得到符合条件的选法有=120(种).
直接法为分别按照含男生1、2、3人分类,所以得到符合条件的选法有=120(种).
16.(1)解 原式=×1==56+4 950=5 006.
(2)证明 由组合数的性质可知,
右边=()+()
==左边,所以原等式成立.
17.解 (1)=1 365.
(2)因为22-3·+1,当,即x=时,取得最小值,最小值为-.
(3)性质①不能推广,例如有意义,无意义.
性质②能推广,它的推广形式为(x∈R,m是正整数),
证明如下:当m=1时,=x+1=;
当m≥2时,
=
=+1
=.
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