内容正文:
第02讲 排列组合
目 录
模拟·基础演练 2
题型01 排列数、组合数的化简与证明 2
题型02 排列数、组合数的方程与不等式 4
题型03 相邻问题和不相邻问题 6
题型04 定序问题 8
题型05 多面手问题 9
题型06 涂色问题 11
题型07 分组分配问题 13
题型08 隔板法 16
题型09 数字排列问题 18
题型10 最短路径问题 21
题型11 元素配对问题 23
题型12 环排问题 25
重难·创新演练 26
真题·实战演练 32
模拟·基础演练
考查重点:排列数与组合数化简证明、方程不等式求解,相邻不相邻、定序、环排、数字排列、最短路径、配对、涂色、多面手、分组分配、隔板模型应用,区分有序排列与无序组合,识别典型模型,侧重模型辨析与分步分类计数。
题型01 排列数、组合数的化简与证明
1.(多选)对于,关于下列排列组合数关系式,结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】根据组合数的性质或组合数的计算公式,
所以 ,所以A选项正确;
,
,
所以,所以B选项正确;
,而,所以C选项错误;
,
,所以D选项正确.
2.(多选)已知,且,则下列等式一定正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】由知,故A正确;
由知,故B错误;
例如,则,即,故C错误;
因为,,
所以,故D正确.
3.(多选)下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】对于A,取,则,,
所以,故A错误;
对于B,因为,,
所以,故B正确;
对于C,因为,,
所以,故C正确;
对于D,取,则,,
所以,故D错误.
故选:BC.
4.计算下列各式:
(1);
(2).
【答案】(1)5或
(2)
【分析】
【详解】(1)由组合数的定义知,解得,
当时,;
当时,.
(2)原式
.
题型02 排列数、组合数的方程与不等式
5.不等式的解集为________.
【答案】/
【详解】由题意得,解得且,
又,即,
即,解得,
综上可知,故解集为.
故答案为:
6.解下列方程或不等式:
(1).
(2).
【答案】(1).
(2)
【详解】(1)由,得.
因为,且,所以.
化简整理得,解得,(舍去),所以.
(2)由题意得,化简得,即,
解得.由题意知,且,所以不等式的解集为.
7.(1)已知,求实数的值
(2)解方程:.
【答案】(1)或;(2)
【分析】
【详解】(1)因为,
所以或,
解得或,
经检验,都符合题意,
所以或;
(2)由,
得,
化简得,解得或(舍去),
所以.
8.解关于x的方程:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2).
【分析】
【详解】(1)由排列数公式,可得,
化简得,
解得或或或.
又因为x要满足,且,
所以原方程的解为.
(2)由条件,结合组合数的性质,可得或,
则或 (舍去)
又因为,
可得,
即,
把代入上式,解得.
题型03 相邻问题和不相邻问题
9.现有,,,四人排成一行,其中与相邻,不排在两边,则共有不同的排法为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将、看成一个整体,总的有种排法,
当排在最左边时,有种排法,当排在最右边时,有种排法,
满足条件的排法为种.
10.变脸、吐火、滚灯、藏刀是川剧四大绝活,也是川剧区别于其他剧种最具标志性的非遗技艺. 已知某川剧剧场每日依次上演四大绝活,现要安排两天四大绝活的演出顺序,若要求第一天变脸和吐火的演出顺序相邻,第二天变脸和吐火的演出顺序不相邻,则不同的方案数为( )
A.24 B.120 C.144 D.168
【答案】C
【详解】先安排第一天的演出:
变脸和吐火的演出顺序相邻,共有种情况,
捆绑后与滚灯、藏刀全排列,共有种情况,
所以第一天有种不同的演出顺序;
再安排第二天的演出:
变脸和吐火的演出顺序不相邻,
先对滚灯、藏刀排列,共有种情况,
形成的三个空隙中选两个排变脸和吐火,共有种情况,
所以第二天有种不同的演出顺序;
由分步乘法计数原理,不同的方案数为.
11.某班上午有5节课,现需安排数学课2节,语文课、英语课、物理课各1节,要求两节数学课相邻,语文课和英语课不相邻,则不同的排课方法共有( )
A.6种 B.8种 C.12种 D.24种
【答案】C
【详解】数学课相邻,采用捆绑法将其看为一个整体,将数学课整体与物理课全排列,共有种,
且排列后形成3个空隙,语文课与英语课要求不相邻,从三个空隙中选两个排入,共有种,
根据分步乘法计数原理,不同排列方法共有种.
12.某中学高二(1)班筹备校园文化展演,安排了名男生和名女生作为班级方阵的领演,人随机排成一列走在队伍最前方,则两位女生相邻的不同排法种数是( )
A.12 B.16 C.20 D.24
【答案】A
【详解】由两位女生相邻,则将两位女生看成一个整体,则女生内部排列,有种排法,
再将一个整体与名男生全排列,有种排法,
所以两位女生相邻的不同排法种数是.
13.名同学排成一排照相若甲、乙相邻且丙、丁不相邻,则不同的排法有________种.
【答案】
【详解】首先,甲、乙捆绑有种情况,然后和第名同学排好有种情况,再让丙、丁插空进来有种情况,
因此不同的排法有种.
题型04 定序问题
14.甲、乙、丙等六人相约到电影院观看电影《封神榜》,恰好买到了六张连号的电影票.若甲、乙两人必须坐在丙的同一侧,则不同的坐法种数为( )
A.360 B.480 C.600 D.720
【答案】B
【详解】由题意,甲、乙、丙等六人的全排列,共有种不同的排法,
其中甲、乙、丙三人的全排列有种不同的排法,
其中甲、乙在丙的同侧有:甲乙丙、乙甲丙、丙甲乙,丙乙甲,共4种排法,
所以甲、乙两人必须坐在丙的同一侧,则不同的坐法种数为种.
故选:B.
15.用2个0,2个1和1个2组成一个五位数,则这样的五位数有( )
A.8个 B.12个 C.18个 D.24个
【答案】C
【详解】当首位为2时,这样的五位数有个;
当首位为1时,这样的五位数有个.
综上,这样的五位数共有个.
故选:C.
16.近期,电影《功夫女足》热映,片中经典台词“,”深入人心,其哲学内涵被广大网友反复讨论.某数学兴趣小组从中提取四个首字母B,W,M,F,各取两次(即共8个字母:B,B,W,W,M,M,F,F)并排成一排.若至多有两对相同的字母相邻,则这8个字母的不同排列种数为( )
A.2376 B.2352 C.2208 D.2068
【答案】B
【详解】8 个字母包含4对重复字母(BB、WW、MM、FF),,
① 恰好4对全部相邻:把4对重复字母各自捆绑为1个整体,共4个独立模块,全排列数是,
② 恰好3对相邻:先从4对字母中选3对,将其对应相同字母捆绑,选法为种,将3对捆绑的整体排列,排列数是种,3个整体排列后形成4个空隙,将剩余2个相同的字母插入空隙,因为两个字母相同,所以插空方法共有种,
所以该类排列数为种,
利用间接法,至多两对相邻排列数 = 总排列数 − 恰好3对相邻 − 恰好4对相邻,
所以不同排列种数为.
17.现有6本不同的书分配给甲、乙、丙三人,若一人得4本,另外两人每人得1本,则有__________种不同的分配方式.
【答案】90
【详解】先在6本书中选择4本分给1人,然后把最后2本平均分成两组,再倍缩,
3组和3人组成全排列,故有种不同的分配方式.
故答案为:90.
18.六名同学站成一排照相,若要求同学甲站在同学乙的左边,则不同的站法有_______.
【答案】360
【详解】根据题意,6人并排站成一排,有种情况,
而其中甲站在乙的左边与甲站在乙的右边是等可能的,则其情况数目是相等的,
则甲站在乙的左边的情况数目为.
故答案为:360.
题型05 多面手问题
19.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
【详解】解: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.
20.有8名划船运动员,其中2人只会划左舷,3人只会划右舷,其他3人既会划左舷又会划右舷,现要从这8名运动员中选出6人平均分在左、右舷参加划船比赛,则不同的选法共有( )
A.52种 B.53种 C.54种 D.55种
【答案】D
【详解】(1)若只会划右舷的3人去划右舷,则划左舷的人有种,共有种;
(2)若从只会划右舷的人中选2人去划右舷,则需从3名既会划左舷又会划右舷的运动员中选1人划右舷,
再从余下能划左舷的4名运动员中选3人划左舷,有种;
(3)若从只会划右舷的人中选1人划右舷,则需从左、右都会划的人中选2人划右舷,
则另3人去划左舷,有种.
因此,共有种选法.
21.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
【详解】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.
题型06 涂色问题
22.现有红、黄、蓝、白4种颜色的颜料可供使用,给四棱锥(如图)的各侧面及底面涂上颜色,要求相邻(有一条公共边)的两面不同色,则恰有两个面涂了红色的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】先涂底面,有种涂法,再涂4个侧面,
如果4个侧面用2种颜色,则不同的涂法有种;
如果4个侧面用种颜色,则不同的涂法有;
故相邻(有一条公共边)的两面不同色,共有种不同的涂法.
若相邻(有一条公共边)的两面不同色,则恰有两个面涂了红色,
则这两个面只能是平面、平面或平面、平面.
则此时不同的涂法有种,
设为随机事件“恰有两个面涂了红色”,
则.
23.现用6种颜色,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.
A.1440 B.120 C.720 D.1560
【答案】D
【详解】如图所示:
当选择5种颜色时,从6种颜色中选5种共有种方法,
将选出的5种颜色分配给5个区域有种方法,总方法数为种,
当选择4种颜色时,从6种颜色中选4种共有种方法,
从(A,D)或(B,C)中选择一组涂同一颜色,有2种选择,
比如选择(A,D)组,将选出的4种颜色分配有种方法,
总方法数为种,
当选择3种颜色时,从6种颜色中选3种共有种方法,
则(A,D),(B,C)各涂同一颜色,有1种选择,
将选出的3种颜色分配有种方法,
总方法数为种,
则所有的方法数为种.
24.春天来了,万物复苏,校园楼下的花坛里种了不同颜色的花.如图,花坛内有五个花池,有五种不同颜色的花卉可供栽种,每个花池内只能种同种颜色的花卉,相邻两池的花色不同,则不同的栽种方案数有( ).
A.240种 B.360种 C.420种 D.720种
【答案】C
【详解】把图中的区域分别标上A,B,C,D,E,
用三种颜色:区域和相同,(种),
用四种颜色:区域或相同,共有2种,再选取四种颜色,
及(种),
用五种颜色:(种).一共有(种).
25.用4种颜色为四个词组“爱国、敬业、诚信、友善”涂色,要求每个词组颜色相同,相邻词组不同色,共有______种涂色方法.
【答案】108
【详解】分类讨论,根据题意,若用四种颜色时,则有种涂色方法;
若只用三种颜色时,则“爱国,诚信”或“爱国,友善”或“敬业,友善”中有一组是同色,先选三种颜色种选法,再从上述中选一个同色的有种选法,则共有种涂色方法;
若只用两种颜色时,则“爱国,诚信”同色,“敬业,友善”同色,先选两种颜色种选法,则共有种涂色方法,
因此,综上所述,共有种涂色方法.
26.如图,在A,B,C,D,E,F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_____________.
【答案】
【详解】根据题意,先分组、再种植, 共有,所以有5种不同的分组方式,
因为同组种植一种植物,则不同的种植方案种数为种.
题型07 分组分配问题
27.现安排小李、小明、小玲、小王四位同学到、、三个社区参加志愿者活动,每位同学仅在一个社区参与活动,每个社区至少有一名同学,且要求小李和小王不能在同一个社区,则不同的排法种类数为( )
A.72 B.66 C.36 D.30
【答案】D
【详解】每位同学仅在一个社区参与活动,每个社区至少有一名同学,
故安排方案为,则有种情况,
其中小李和小王在同一个社区,另外两人各自在一个社区,情况有种,
所以不同的排法种类数为.
28.某单位派出包括甲、乙在内的9名员工参加培训,需要把他们随机平均分成3个小组,那么甲、乙两人分到同一个小组的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】9人平均分成3组的方法数为 ,
甲乙同组的情况:先选1人和甲乙同组,再把剩余6人平均分成2组的方法数为 ,
所以甲、乙两人分到同一个小组的概率为.
29.年世界人工智能大会在上海举办.现将甲、乙等名志愿者分配到浦东世博中心、上海世博展览馆、浦东张江科学会堂、徐汇西岸国际会展中心四个展馆开展志愿者服务,每名志愿者只分配到个场馆,每个场馆至少安排名志愿者,若甲不安排至上海世博展览馆,乙必须安排至浦东世博中心展馆,则不同的安排方法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】C
【详解】由题意,5人分配到4个展馆,每个展馆至少1人,故分组必为,
记浦东世博中心、上海世博展览馆、浦东张江科学会堂、徐汇西岸国际会展中心四个展馆分别为展馆,展馆,展馆,展馆,
乙固定安排在展馆,甲不能安排至展馆,分两类讨论:
(1) 两人组包含乙(乙与另一人同在展馆),
①甲与乙同组在展馆,剩余人全排列分配到展馆,方法数为;
②从除甲乙外的人中选人与乙同组在展馆,剩余人(甲+余下人)分配到展馆,每人一个展馆,甲不去,方法数为;
本类方法数为;
(2)两人组不包含乙,乙单独在展馆,
剩余甲与另外人,共人分配到,且每个展馆至少人,甲不能去,
①展馆安排人:从人中选人去,剩下人分为一组人、一组人分到,方法数为;
②展馆安排人:从人中选人去,剩下甲与人分到
方法数为,
本类方法数为,
由分类加法计数原理,总安排方法数为.
30.现有4名志愿者要安排到3个服务站点参加服务,每名志愿者只能安排到一个站点,每个站点至少安排一名志愿者,则不同的安排方案共有( )
A.48种 B.36种 C.24种 D.12种
【答案】B
【详解】根据题意,分2步进行分析:①将4人分为3组,②将分好的3组全排列,安排到3个站点去服务,由分步计数原理计算可得答案.
【解答】解:根据题意,分2步进行分析:
①将4人分为3组,有种分组方法,
②将分好的3组全排列,安排到3个站点去服务,有种情况,
则有种安排方法.
31.把包括甲、乙、丙、丁等在内的8位员工分成1组、2组两个技术攻关组(每组4人),其中甲、乙不同组,丙、丁同组,则分组方案共有( )
A.24种 B.16种 C.12种 D.10种
【答案】B
【详解】∵ 两个技术攻关组分别为1组、2组,属于有序分组,要求丙、丁同组,甲、乙不同组.
∴ 按分步计数原理求解:
第一步,确定丙、丁所在的组,可选择1组或2组,共2种情况.
第二步,分配甲、乙:甲、乙需分属不同组,故恰好有1人与丙、丁同组,另1人在另一组,共2种分配方式.
第三步,丙、丁所在组共需4人,已有丙、丁及甲、乙中的1人共3人,剩余1个名额从除甲、乙、丙、丁外的4名员工中选取,共有种选法,
剩余未选中的3人与甲、乙中的另一人恰好组成4人,自动归为另一组.
根据分步乘法计数原理,总方案数为种.
32.张、王、李、赵、吴共五名教师,利用周末时间去包括“半山崖线”在内的四条徒步路线进行考察.要求每条路线至少去一名教师,每名教师只能去一条路线,那么张老师恰好被安排去“半山崖线”考察的不同安排方法数为( ).
A.60 B.64 C.72 D.96
【答案】A
【详解】分两类考虑,
第一类安排2人“半山崖线”考察,则有种不同安排方法;
第二类安排1人“半山崖线”考察,则有种不同安排方法,
故共有种不同的安排方法.
题型08 隔板法
33.有11个周末听讲座的名额要随机分配给四个班级,每个班至少分一个,则不同的分配方法有( )
A.50种 B.120种 C.210种 D.310种
【答案】B
【详解】有11个周末听讲座的名额要随机分配给四个班级,每个班至少分一个,可采用隔板法,
在11个小球之间可放入3个隔板,每个隔板至少分隔一个小球,则有种分配方法.
34.某高校校庆发放纪念品,将6本完全相同的校庆纪念册、3枚完全相同的校庆纪念章、4张不同校园风景的明信片全部分给3位校友,要求每一位校友至少有一本纪念册,纪念章不能全给同一位校友,每一位校友至少有一张明信片,其中A明信片必须给校友甲,则不同的分配方案有( )
A.420种 B.840种 C.960种 D.1280种
【答案】B
【详解】第一步,分6本完全相同的校庆纪念册,要求每一位校友至少有一本纪念册,采用“隔板法”,方案数为种;
第二步,分3枚完全相同的校庆纪念章,要求纪念章不能全给同一位校友,则每人分得1枚纪念章或3人分别获得0枚、1枚、2枚纪念章,方案数为种;
第三步,分4张不同校园风景的明信片,要求每一位校友至少有一张明信片,其中A明信片必须给校友甲,则剩余3张明信片分法为每人一张或除校友甲外一人1张、另一人2张,方案数为种;
三类物品分配独立,总方案数为种.
35.某海滨旅游路线全线共设有24个标准化驿站,起点和终点这2个核心站点永久保留.为降低运营成本,计划对5个中途驿站予以关停,要求任意2个关停的驿站之间至少保留3个驿站正常运营,则不同的站点关停方案共有________种.
【答案】252
【详解】因为5个关停的中途驿站中有4个空隙,每个空隙插入3个中途驿站,
此时剩余个中途驿站,
把5个关停站看作分隔元素,连同两端的空隙,一共形成6个空隙,
将剩余的5个运营站随意分配到这6个空隙中(允许部分空隙分配0个运营站),
此问题即转化为将5个相同的球放入6个不同的盒中,盒中的球数可以为0,
再加入6个完全相同的球,共有11个球,有10个空隙,
利用隔板法将11个球分成6个部分,共有种不同分法,
所以不同的站点关停方案共有252种.
36.将各位数字之和等于10的四位数称为“好数”,比如2026,则四位数中共有“好数”( )个
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设该四位数为,
其中,
由题设有,将该方程转化为,
设,则.
先考虑方程正整数解的组数,
由隔板法可得该方程不同正整数解的组数为.
当时,,此时对应的正整数为五位数,舍;
当时,每一组均可得唯一的四位数,
故四位数中共有“好数”为.
37.在空间直角坐标系Oxyz中,点,已知若点在平面ABC内,则,则在三棱锥内部(不包括表面)的整点(横、纵、竖坐标均为整数的点)的个数为( )
A.504 B.168 C.84 D.36
【答案】C
【详解】由题可知,若点是三棱锥内部(不包括表面)的整点,则,且.
利用隔板法可知:当时,不同的正整数解个数为;
当时,不同的正整数解个数为;
当时,不同的正整数解个数为;
当时,不同的正整数解个数为,
所以三棱锥内部的整点的个数为
题型09 数字排列问题
38.用1,3,5,7组成没有重复数字的三位数的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】用1,3,5,7组成没有重复数字的三位数的个数是.
39.从标有,,,,的五张卡片中随机选取4张放入如图所示的空格处组成一个四位数的偶数,则这样的四位数中大于的个数为( )
A.44 B.43 C.42 D.41
【答案】D
【详解】要求从五张不重复的卡片中选4张,组成大于2027的四位偶数,按千位分类讨论:
(1)若千位为3或4
①千位为3,个位需为偶数,可选0、2、4共3种,剩余3个数字选2个排列百位十位,
共个;
②千位为4,个位需为偶数,可选0、2共2种,剩余3个数字选2个排列百位十位,
共个;
即此时满足条件的四位数共 个.
(2)千位为2,千位已用2,个位只能是偶数0或4,分情况:
①个位为0,剩余数字1、3、4选2个排列百位十位,共 个;
②个位为4,剩余数字0、1、3选2个排列百位十位,共 个,
其中只有2014小于2027,其余5个都符合;
即此时满足条件的四位数共个.
综上,满足条件的四位数共个.
40.(多选)一个正整数,如果将它从左向右读和从右向左读完全相同,就称为回文数,这种对称性质体现了数学中的数字美学,如22,121,3443,94249等.下列说法正确的是( )
A.百位为2的五位回文数有100个 B.十位大于个位的六位回文数有360个
C.位回文数有个 D.位回文数有个
【答案】BC
【详解】根据题意,由回文数的定义,结合排列数与组合数,可得判定A错误,B正确;再用分步计数原理分析和位回文数的数目,可判定C正确,D错误.
【分析】
【详解】由题意,组成没有重复数字且比30000大的正整数,
所以万位只能在3,4中二选一,共有2种选法,
其余4个数,分别排在千位、百位、十位和个位,共有种排法,
所以由数字0,1,2,3,4可以组成没有重复数字,并且比30000大的所有正整数的个数为.
41.若从这九个数字中选取三个不同的数字,则取出的这三个数字之和能被3整除的取法种数为__________.
【答案】30
【详解】被除余的数有,被除余的数有,被整除的数有.
若要使选取的三个数字的和能被整除,则需要从每一组中选取一个数字,或者从一组中选取三个数字,
则取出的这三个数字的和能被3整除的种数种.
42.将1,1,2,3,5,6,6,6,6这9个数填入如图所示的格子中,要求每个数都要填入,且每个格子中只能填一个数,则不同的填法共有___________种,若填入的每行各数之和为偶数,则不同的填法共有___________种.(用数字作答)
【答案】
【详解】①给出的9个数为:1,1,2,3,5,6,6,6,6,其中2个1相同、4个6相同,其余数字不同,
则不同的填法共有种;
②每行3个数,和为偶数等价于每行奇数个数为偶数(0或2,奇数个奇数相加和为奇数,偶数个奇数相加和为偶数),
总共有4个奇数(1,1,3,5),因此只能是“1行0个奇数,另外2行各2个奇数”(,符合总奇数个数),
分步计算:
第一步:选哪一行放0个奇数,共有种不同的方法;
第二步,在两个放奇数的行中,每行选2个格子放奇数,共有种不同的方法;
第三步,排列4个奇数,共有种不同的方法;
第四步,排列剩余5个格子的偶数(2,6,6,6,6),共有种不同的方法,
故总填法共有种.
题型10 最短路径问题
43.如图,某地有南北走向街道5条,东西走向街道6条,一快递员从该地西南角的餐厅B出发,送餐到东北角的A地,要求所走路程最短,则途经C地的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由B出发,送餐到东北角的A地,向东走4格,向北走5格,一共9格,其中只需确定东向的格子即可确定路线,所以由B出发,送餐到东北角的A地的最短路径有种,
同理可得由B出发,到C地的最短路径有种,
由C出发,到A地的最短路径有种,
则由B出发,送餐到东北角的A地,途经C地有种,
所以途经C地的概率是.
44.如图1所示,某地有南北街道5条,东西街道6条,一邮电员从该地东北角的邮局出发,送信到西南角的地,已知地(十字路口)在修路,无法通行,要求所走的路程最短,共有________种不同的走法;若如图2所示,地完好,但是段不通,则邮电员从该地东北角的邮局出发,送信到西南角的地,要求所走的路程最短的走法有________种.
【答案】 66 96
【详解】第一空:若先经过再到,需向下走3步,向左走2步,有种走法,
由到需向下运动2步,向左运动2步,有种走法,
故先经过再到共有,
所以不经过共有种走法.
第二空:经过,需要3步由到,再需要5步由到,
由到共有种走法,由到共有种走法,
所以经过的走法共有种,
故不经过的走法共有种.
45.如图,一只蚂蚁位于点M处,去搬运位于N处的糖块,的最短路线有_________条.
【答案】150
【详解】由题可知,的最短路线必经过两点,
则的最短路线有种,的最短路线有种;
的最短路线有种,的最短路线有种;
因为的最短路线有和,
所以的最短路线有种,
故答案为:150.
题型11 元素配对问题
46.为了加强家校联系,某班举行一次座谈会,会上邀请了6位学生及他们的父母总共18人参加,并从中选出6位代表发言,如果这6人由其中一个家庭的3人与其他三个家庭中的各1人组成,那么不同的选人方案有( )
A.720种 B.1240种 C.1440种 D.1620种
【答案】D
【详解】根据题意可知从6个家庭中任意选出一个,这个家庭的3人都被选中,共有种选择;
再从剩余的5个家庭里面选出3个家庭,共有种选择;
最后从3组家庭中各选一人,即有种;
因此不同的选人方案共有种.
故选:D
47.衣柜里有灰色,白色,黑色,蓝色四双不同颜色的袜子,从中随机选4只,已知取出两只是同一双,则取出另外两只不是同一双的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】从四双不同颜色的袜子中随机选4只,记“取出的袜子至少有两只是同一双”为事件A,记“取出的袜子恰好有两只不是同一双”为事件B,
事件A包含两种情况:“取出的袜子恰好有两只是同一双”,“取出的袜子恰好四只是两双”,则,
又,则,
即随机选4只,已知取出两只是同一双,则取出另外两只不是同一双的概率为.
故选:D.
48.有四对双胞胎共8人,从中随机选出4人,则其中恰有一对双胞胎的选法种数为( )
A.40 B.48 C.52 D.60
【答案】B
【详解】先从四对双胞胎中选出一对,有种选择;
然后从剩下的六个人中选出两个人,且不能是同一对双胞胎,
这相当于从三对双胞胎中选出两对,再从每对中选出一个人,共有种选择.
根据乘法原理,总共有种选法.
故选:B.
49.某校邀请5位同学的父母共10人中的4位来学校介绍经验,如果这4位来自4个不同的家庭,那么不同的邀请方案的种数是_____
【答案】80
【详解】分步进行:
第一步:从5个家庭中选出4个家庭,有=5种;
第二步:从选出的4个家庭的每个家庭的父母亲中选出1位来,有×××=16;
根据分步计数原理得:不同的邀请方案的种数数:5×16=80.
故答案为80.
【点睛】本题主要考查分步计数原理的应用,属于简单题.有关计数原理的综合问题,往往是两个原理交叉应用才能解决问题,解答这类问题理解题意很关键,一定多读题才能挖掘出隐含条件.解题过程中要首先分清“是分类还是分步”,在应用分类计数加法原理讨论时,既不能重复交叉讨论又不能遗漏,这样才能提高准确率.
50.从4对夫妇中随机抽取3人进行核酸检测,则所抽取的3人中任何两人都不是夫妻的概率是_______(结果用数值表示).
【答案】.
【分析】
【详解】从4对夫妇中随机抽取3人,故总数是,
3人中任何两人都不是夫妻可先从4对夫妇中选3对夫妻出来,
有种选择,再从每对夫妻2人中选1人,有种,即有
种,故所求概率.
故答案为:
【点睛】本题是组合与古典概型的综合题,属于基础题.
题型12 环排问题
51.15人围坐在圆桌旁,从中选出4人使得其中任意两人都不相邻的选法数为( )
A.1820 B.450 C.360 D.前三个答案都不对
【答案】B
【详解】解法一 .
解法二 将15人从其中一人(记为A)处开始逆时针排成一列,按A是否被选中分为两类,不同的选法数为.
故选:B.
52.3位男生和2位女生围着圆桌就坐,要求2位女生不相邻,则不同的排列方式有( )
A.40种 B.50种 C.55种 D.60种
【答案】D
【详解】将座位依次编号为,将男生编号1,2,3,女生编号4,5,
先将1号男生安置在1号位,考虑此时剩下四人的排列,要使2位女生不相邻,号座位上,女生的座位只能是2和5,2和4,3和5,共3种,再对两位女生和两位男生进行排列,有种.
而1号男生有5种安置情况,故总的排列方法共有种.
53.小鱼和A,B,C,D,E共六个好友在圆桌上用餐,则A坐在小鱼对面且B和C不相对的坐法的种数是__________.如果圆桌可以旋转后重合,则记为同一种排列方式.
【答案】16
【详解】A坐在小鱼对面,先固定两人位置,在小鱼和的相对位置确定后,
有四种选择,的每种选择确定下有两种选择,
确定的情况下剩余两人有两种排列方式,故总坐法有种.
故答案为:16
54.春节期间,小明一家3口、姑姑一家3口和爷爷,奶奶围坐圆桌聚餐,则在爷爷、奶奶相邻的前提下,小明一家3口均不相邻的概率为__________.
【答案】/
【详解】将爷爷、奶奶捆绑在一起有种方法,与另外6人排列,
又因为是围坐圆桌,所以有种,
将爷爷、奶奶捆绑在一起和姑姑一家三口排列有种,形成4个空,
将小明一家3口插空,有种,故共有种,
所以在爷爷、奶奶相邻的前提下,小明一家3口均不相邻的概率为.
故答案为:.
重难·创新演练
设题创新:依托卡特兰模型、置换轮换自定义规则命题,跳出常规排列组合套路,融合几何图形、坐标路径、表格填数情境,侧重考查模型识别、阅读理解、分类分步与等价转化的综合解题能力。
1.(2025·黑龙江牡丹江·二模)五名男生和五名女生排成一列,从左边第一个位置开始至右算到任何一个位置,男生的人数不比女生的人数少,且所有男生之间的顺序一定,这种排队方式共有( )种.
A.30240 B.25200 C.5040 D.2520
【答案】C
【详解】先只考虑5个男生位置和5个女生位置的安排,共有种性别排列.
对于不符合要求的排列,从左到右找出女生人数首次比男生人数多的位置,
将从第一个位置起到此位置的男、女位置互换,可得到含6个男生位置、4个女生位置的辅助排列.
反过来,对任一这样的辅助排列,取男生人数首次比女生人数多的位置,
将此前的男、女位置互换,可唯一恢复原来的不合要求的排列.
因此,不符合要求的性别排列数为,
符合要求的性别排列数为.
对于每一种符合要求的性别排列,5名男生的相对顺序已确定,只有1种安排;
5名女生可以任意排列,共有种安排.
所以符合题意的排队方式共有种.
2.(2026·广东东莞·二模)如图,从点出发的三条线段,,的中点分别为,,.将数字,,,,,,分别标在上述个点的位置上,使,,每条线段上的三个数字之和相等,则不同的标记方法共有( )
A.36种 B.48种 C.96种 D.144种
【答案】D
【详解】设点处的数字为,每条线段上数字之和为,
则,
因为,所以是的倍数,又,
所以的取值可能为,
当时,,所以每条线段上除点外的两个点的数字之和为,
因为,每组数据分到个线段上有种,
每组数据在每个线段上的情况有种,所以共有种,
当时,,所以每条线段上除点外的两个点的数字之和为,
因为,每组数据分到个线段上有种,
每组数据在每个线段上的情况有种,所以共有种,
当时,,所以每条线段上除点外的两个点的数字之和为,
因为,每组数据分到个线段上有种,
每组数据在每个线段上的情况有种,所以共有种,
综上,共有种.
3.(2025·广东中山·二模)某年级每天排节课:语、数、外、理、化门每天必排,另一门从政、史、地、生中任取门;每门课每天至少排节;上午节,下午节.某天,如果要求数学不排下午第节,语文和外语不连排(上午第节与下午第节不算连排),那么排法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】B
【详解】由题意得,特定门课的全排列总数为 种,
①数学排在下午第节,则剩下的门课全排列,排法数为种;
②语文和外语连排,首先内部有种排列(语外或外语),
由于上午第节和下午第节不算连排,因此连排的节次组合有,共种位置组合,
剩下的门课全排列,则排法数:种;
③数学在下午第节,且语文外语连排,
数学固定在下午第节(第节),语文和外语连排,可能的连排位置组合有,共种位置组合,剩下的门课全排列,
则排法数为种;
因此符合条件的排法数为种;
又因为第门课有种选择(政、史、地、生),且每种选择下的排列情况是相同的,
因此总排法为种,故B正确.
4.(2026·黑龙江鹤岗·二模)将6个相同的布娃娃、3个相同的陀螺、4只不同的风筝分给3位小朋友,要求每一位小朋友至少有一个布娃娃,陀螺不能全给同一位小朋友,每一位小朋友至少有一只风筝,其中甲风筝必须给周周小朋友,则不同的分配方案有( )
A.420种 B.840种 C.960种 D.1280种
【答案】B
【详解】不同的分配方案需要3步:
将6个相同的布娃娃分给3位小朋友,每一位小朋友至少有一个布娃娃,有种方法;
将3个相同的陀螺分给3位小朋友,且不能全给同一位小朋友,有种;
将4只不同的风筝分给3位小朋友,每一位小朋友至少有一只风筝,
其中甲风筝必须给周周小朋友,有种,
所以不同的分配方案有(种).
5.(2025·江苏南京·二模)【新考法】(多选)已知集合,为表格如图,则下列说法正确的是( )
A.从中任取三个不同的数,三个数之和为奇数的概率为
B.从中任取三个不同的数,三个数之和为3的倍数的概率为
C.将中所有数填入,每个小方格中恰填一个数且每个数只填一次,则每行、每列所填数之和都是奇数的概率是
D.将中所有数填入,每个小方格中恰填一个数且每个数只填一次,则每行、每列所填数之和都是3的倍数的概率是
【答案】ABD
【详解】对于A,设三数之和为奇数为事件,中,
奇数的有,偶数的有,要想三数之和为奇数,可以三数均为奇数,也可以1奇数2偶数,即:从中任选3个;或中任选1个,再在中任选2个,
故,故A正确;
对于B,设三数之和为3的倍数为事件,中,
除以3余数为0的有,除以3余数为1的有,除以3余数为2的有,
要想三数之和为3的倍数,可以三数余数相同,也可以余数分别为,即:从中选3个;或中选3个;或中选3个;或从中选1个,中选1个,中选1个,
故,故B正确;
对于C,设每行每列之和为奇数为事件,中,由A知总共有5个奇数,且要想三数之和为奇数,
可以三数均为奇数,也可以1奇数2偶数,则这三行与这三列的奇数个数均为,
因此必有一行和一列均为奇数,其他4个位置为偶数,故,故C错误;
对于D,设每行每列之和为3的倍数为事件,中,由B知总共有4种情况可以使得三数之和为3的倍数,
①若有某一行的数除以3的余数相同,则剩余两行所有数除以3就没有该余数,
则剩余任何一行都不会出现余数为,因此剩余两行必然是每行的数除以3的余数也都相同,
即三行余数分别为,此时每列的余数都是,符合题意,共有种余数分布;
②若有某一列的数除以3的余数相同,与①同理可得三列余数分别为,
此时每行的余数都是,符合题意,共有种余数分布;
③若每行每列的数除以3的余数都是,共有种余数分布;
故,故D正确;
6.(2025·浙江杭州·二模)智能舞蹈机器人在舞台上随音乐节奏移动,每秒随机向正东、正西、正南、正北四个方向之一移动1米,若机器人A从舞台中心正北方向2米的位置起步,则机器人移动6秒恰好位于舞台中心的路径条数为______.(用数字作答)
【答案】
【详解】以舞台中心为坐标原点,则的初始位置为,
设在6秒内,机器人向正北方向移动步,正南方向移动步,
因为最后要回到原点,
所以向正东和正西移动的距离相等,设为步,
由题意可得,
所以,
所以当时,,此时共有种移动方法;
当时,,此时共有种移动方法;
当时,,此时共有种移动方法;
当时,(舍);
综上,一共有种移动方法.
7.(2026·河北保定·模拟预测)【新考法】设,且,由a,a,b,c能构成_________个不同的四位数.
【答案】252
【详解】是集合,意味着三者互不相同.
已知,在中枚举的组合,仅有三组可能:,
可以是中除了a,b之外的任意数字,所以有种选择,
根据分步乘法计数原理,有种不同的元素构成方案.
对于确定好的一组a,a,b,c(两个相同,另外两个相异),构成的不同的四位数的方案为种
所以共可构成不同的四位数个.
8.(2025·辽宁阜新·二模)【新考法】某校开展学农活动,举办劳动技能比赛,通过初选,甲、乙、丙、丁、戊名同学进入决赛,决出第名到第名的名次.比赛后甲、乙、丙三人去询问成绩,回答者对甲说:“很遗憾,你和乙都未拿到冠军.”对乙说:“你当然不是最差的.”对丙说:“甲比你好.”对这三个回答进行分析,这人的名次排列顺序有____种可能.
【答案】18
【详解】由题意可得,第名只能是丁或戊,第名只能是丙、丁或戊,因此可分为如下三种情况:
①甲是第名,先考虑乙,有种情况,再考虑丙,有种情况,最后排丁、戊,有种情况,即此时所包含的情况有(种).
②甲是第名,当乙是第名时,丙只能是第名,只需考虑丁、戊的排列,此时有种情况;当乙是第名时,丙可以有种选择,最后排丁、戊,有种情况.故此时包含的情况共有(种).
③甲是第名,丙只能是第名,而乙有种选择,最后排丁、戊,有种情况,此时所包含的情况有(种).
综上,这人的名次排列顺序有种可能.
9.(2025·江苏常州·二模)【新考法】有5个小朋友进行换座位游戏,他们分别坐在编号为1~5的5个座位上,每一轮游戏开始后,5个小朋友重新选座位,要求第号座位上的小朋友坐到第号座位上,其中是定义域和值域均为的函数,且每轮游戏中每个小朋友只选一次座位.若经过30轮游戏后,每个小朋友的座位与最初一样,则满足条件的函数有___________个.
【答案】
【详解】因为的定义域和值域均为,所以其自变量和函数值是一一对应的,
满足该条件的函数个数为.
根据题中换座位的规则,我们把只在内部循环的若干个座位称为一个"圆圈",
比如,若,,
那么第1,2,3号座位上的小朋友都只会按照轮换座位,
这就形成3个人的圆圈,其余同理,
最多有5个人的圆圈,最少只有1个人的圆圈(即存在,满足,表示号座位上的小朋友总是保持不动).
容易发现,个人的圆圈,最少经过轮游戏恰好与最初一样.
每一个都能把5个人拆成若干个圆圈(圆圈人数和为5,如),
要想经过30轮游戏,5个人的座位都与最初一样,必须每个圆圈的人数都是30的约数.
只有这种组合中,4不是30的约数,故排除,
因为个数排成一个圆圈,有种情况,
故需要排除的的个数为.
综上,符合条件的的个数为.
真题·实战演练
高频考点:相邻不相邻、定序环排、分组分配、隔板法、涂色与数字排列;近三年以选择填空为主,侧重基础+中档综合,突出模型辨析、等价转化、限制条件处理三大热点。
1.(2024·全国甲卷·高考真题)某独唱比赛的决赛阶段共有甲、乙、丙、丁四人参加,每人出场一次,出场次序由随机抽签确定,则丙不是第一个出场,且甲或乙最后出场的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
【详解】解法一:画出树状图,如图,
由树状图可得,出场次序共有24种,
其中符合题意的出场次序共有8种,
故所求概率;
解法二:当甲最后出场,乙第一个出场,丙有种排法,丁就种,共种;
当甲最后出场,乙排第二位或第三位出场,丙有种排法,丁就种,共种;
于是甲最后出场共种方法,同理乙最后出场共种方法,于是共种出场顺序符合题意;
基本事件总数显然是,
根据古典概型的计算公式,所求概率为.
故选:C
2.(2023·全国甲卷·高考真题)现有5名志愿者报名参加公益活动,在某一星期的星期六、星期日两天,每天从这5人中安排2人参加公益活动,则恰有1人在这两天都参加的不同安排方式共有( )
A.120 B.60 C.30 D.20
【答案】B
【详解】不妨记五名志愿者为,
假设连续参加了两天公益活动,再从剩余的4人抽取2人各参加星期六与星期天的公益活动,共有种方法,
同理:连续参加了两天公益活动,也各有种方法,
所以恰有1人连续参加了两天公益活动的选择种数有种.
故选:B.
3.(2023·全国乙卷·高考真题)甲乙两位同学从6种课外读物中各自选读2种,则这两人选读的课外读物中恰有1种相同的选法共有( )
A.30种 B.60种 C.120种 D.240种
【答案】C
【详解】首先确定相同得读物,共有种情况,
然后两人各自的另外一种读物相当于在剩余的5种读物里,选出两种进行排列,共有种,
根据分步乘法公式则共有种,
故选:C.
4.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)某学校为了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60名学生,已知该校初中部和高中部分别有400名和200名学生,则不同的抽样结果共有( ).
A.种 B.种
C.种 D.种
【答案】D
【详解】根据分层抽样的定义知初中部共抽取人,高中部共抽取,
根据组合公式和分步计数原理则不同的抽样结果共有种.
故选:D.
5.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)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).
【答案】64
【详解】(1)当从8门课中选修2门,则不同的选课方案共有种;
(2)当从8门课中选修3门,
①若体育类选修课1门,则不同的选课方案共有种;
②若体育类选修课2门,则不同的选课方案共有种;
综上所述:不同的选课方案共有种.
故答案为:64.
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第02讲 排列组合
目 录
第02讲 排列组合 1
模拟·基础演练 2
题型01 排列数、组合数的化简与证明 2
题型02 排列数、组合数的方程与不等式 2
题型03 相邻问题和不相邻问题 3
题型04 定序问题 3
题型05 多面手问题 4
题型06 涂色问题 4
题型07 分组分配问题 5
题型08 隔板法 6
题型09 数字排列问题 7
题型10 最短路径问题 7
题型11 元素配对问题 8
题型12 环排问题 9
重难·创新演练 9
真题·实战演练 11
模拟·基础演练
考查重点:排列数与组合数化简证明、方程不等式求解,相邻不相邻、定序、环排、数字排列、最短路径、配对、涂色、多面手、分组分配、隔板模型应用,区分有序排列与无序组合,识别典型模型,侧重模型辨析与分步分类计数。
题型01 排列数、组合数的化简与证明
1.(多选)对于,关于下列排列组合数关系式,结论正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(多选)已知,且,则下列等式一定正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(多选)下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
4.计算下列各式:
(1);
(2).
题型02 排列数、组合数的方程与不等式
5.不等式的解集为________.
6.解下列方程或不等式:
(1).
(2).
7.(1)已知,求实数的值
(2)解方程:.
8.解关于x的方程:
(1);
(2).
题型03 相邻问题和不相邻问题
9.现有,,,四人排成一行,其中与相邻,不排在两边,则共有不同的排法为( )
A. B. C. D.
10.变脸、吐火、滚灯、藏刀是川剧四大绝活,也是川剧区别于其他剧种最具标志性的非遗技艺. 已知某川剧剧场每日依次上演四大绝活,现要安排两天四大绝活的演出顺序,若要求第一天变脸和吐火的演出顺序相邻,第二天变脸和吐火的演出顺序不相邻,则不同的方案数为( )
A.24 B.120 C.144 D.168
11.某班上午有5节课,现需安排数学课2节,语文课、英语课、物理课各1节,要求两节数学课相邻,语文课和英语课不相邻,则不同的排课方法共有( )
A.6种 B.8种 C.12种 D.24种
12.某中学高二(1)班筹备校园文化展演,安排了名男生和名女生作为班级方阵的领演,人随机排成一列走在队伍最前方,则两位女生相邻的不同排法种数是( )
A.12 B.16 C.20 D.24
13.名同学排成一排照相若甲、乙相邻且丙、丁不相邻,则不同的排法有________种.
题型04 定序问题
14.甲、乙、丙等六人相约到电影院观看电影《封神榜》,恰好买到了六张连号的电影票.若甲、乙两人必须坐在丙的同一侧,则不同的坐法种数为( )
A.360 B.480 C.600 D.720
15.用2个0,2个1和1个2组成一个五位数,则这样的五位数有( )
A.8个 B.12个 C.18个 D.24个
16.近期,电影《功夫女足》热映,片中经典台词“,”深入人心,其哲学内涵被广大网友反复讨论.某数学兴趣小组从中提取四个首字母B,W,M,F,各取两次(即共8个字母:B,B,W,W,M,M,F,F)并排成一排.若至多有两对相同的字母相邻,则这8个字母的不同排列种数为( )
A.2376 B.2352 C.2208 D.2068
17.现有6本不同的书分配给甲、乙、丙三人,若一人得4本,另外两人每人得1本,则有__________种不同的分配方式.
18.六名同学站成一排照相,若要求同学甲站在同学乙的左边,则不同的站法有_______.
题型05 多面手问题
19.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
20.有8名划船运动员,其中2人只会划左舷,3人只会划右舷,其他3人既会划左舷又会划右舷,现要从这8名运动员中选出6人平均分在左、右舷参加划船比赛,则不同的选法共有( )
A.52种 B.53种 C.54种 D.55种
21.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.
题型06 涂色问题
22.现有红、黄、蓝、白4种颜色的颜料可供使用,给四棱锥(如图)的各侧面及底面涂上颜色,要求相邻(有一条公共边)的两面不同色,则恰有两个面涂了红色的概率为( )
A. B. C. D.
23.现用6种颜色,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.
A.1440 B.120 C.720 D.1560
24.春天来了,万物复苏,校园楼下的花坛里种了不同颜色的花.如图,花坛内有五个花池,有五种不同颜色的花卉可供栽种,每个花池内只能种同种颜色的花卉,相邻两池的花色不同,则不同的栽种方案数有( ).
A.240种 B.360种 C.420种 D.720种
25.用4种颜色为四个词组“爱国、敬业、诚信、友善”涂色,要求每个词组颜色相同,相邻词组不同色,共有______种涂色方法.
26.如图,在A,B,C,D,E,F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_____________.
题型07 分组分配问题
27.现安排小李、小明、小玲、小王四位同学到、、三个社区参加志愿者活动,每位同学仅在一个社区参与活动,每个社区至少有一名同学,且要求小李和小王不能在同一个社区,则不同的排法种类数为( )
A.72 B.66 C.36 D.30
28.某单位派出包括甲、乙在内的9名员工参加培训,需要把他们随机平均分成3个小组,那么甲、乙两人分到同一个小组的概率为( )
A. B. C. D.
29.年世界人工智能大会在上海举办.现将甲、乙等名志愿者分配到浦东世博中心、上海世博展览馆、浦东张江科学会堂、徐汇西岸国际会展中心四个展馆开展志愿者服务,每名志愿者只分配到个场馆,每个场馆至少安排名志愿者,若甲不安排至上海世博展览馆,乙必须安排至浦东世博中心展馆,则不同的安排方法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
30.现有4名志愿者要安排到3个服务站点参加服务,每名志愿者只能安排到一个站点,每个站点至少安排一名志愿者,则不同的安排方案共有( )
A.48种 B.36种 C.24种 D.12种
31.把包括甲、乙、丙、丁等在内的8位员工分成1组、2组两个技术攻关组(每组4人),其中甲、乙不同组,丙、丁同组,则分组方案共有( )
A.24种 B.16种 C.12种 D.10种
32.张、王、李、赵、吴共五名教师,利用周末时间去包括“半山崖线”在内的四条徒步路线进行考察.要求每条路线至少去一名教师,每名教师只能去一条路线,那么张老师恰好被安排去“半山崖线”考察的不同安排方法数为( ).
A.60 B.64 C.72 D.96
题型08 隔板法
33.有11个周末听讲座的名额要随机分配给四个班级,每个班至少分一个,则不同的分配方法有( )
A.50种 B.120种 C.210种 D.310种
34.某高校校庆发放纪念品,将6本完全相同的校庆纪念册、3枚完全相同的校庆纪念章、4张不同校园风景的明信片全部分给3位校友,要求每一位校友至少有一本纪念册,纪念章不能全给同一位校友,每一位校友至少有一张明信片,其中A明信片必须给校友甲,则不同的分配方案有( )
A.420种 B.840种 C.960种 D.1280种
35.某海滨旅游路线全线共设有24个标准化驿站,起点和终点这2个核心站点永久保留.为降低运营成本,计划对5个中途驿站予以关停,要求任意2个关停的驿站之间至少保留3个驿站正常运营,则不同的站点关停方案共有________种.
36.将各位数字之和等于10的四位数称为“好数”,比如2026,则四位数中共有“好数”( )个
A. B. C. D.
37.在空间直角坐标系Oxyz中,点,已知若点在平面ABC内,则,则在三棱锥内部(不包括表面)的整点(横、纵、竖坐标均为整数的点)的个数为( )
A.504 B.168 C.84 D.36
题型09 数字排列问题
38.用1,3,5,7组成没有重复数字的三位数的个数是( )
A. B. C. D.
39.从标有,,,,的五张卡片中随机选取4张放入如图所示的空格处组成一个四位数的偶数,则这样的四位数中大于的个数为( )
A.44 B.43 C.42 D.41
40.(多选)一个正整数,如果将它从左向右读和从右向左读完全相同,就称为回文数,这种对称性质体现了数学中的数字美学,如22,121,3443,94249等.下列说法正确的是( )
A.百位为2的五位回文数有100个 B.十位大于个位的六位回文数有360个
C.位回文数有个 D.位回文数有个
41.若从这九个数字中选取三个不同的数字,则取出的这三个数字之和能被3整除的取法种数为__________.
42.将1,1,2,3,5,6,6,6,6这9个数填入如图所示的格子中,要求每个数都要填入,且每个格子中只能填一个数,则不同的填法共有___________种,若填入的每行各数之和为偶数,则不同的填法共有___________种.(用数字作答)
题型10 最短路径问题
43.如图,某地有南北走向街道5条,东西走向街道6条,一快递员从该地西南角的餐厅B出发,送餐到东北角的A地,要求所走路程最短,则途经C地的概率是( )
A. B. C. D.
44.如图1所示,某地有南北街道5条,东西街道6条,一邮电员从该地东北角的邮局出发,送信到西南角的地,已知地(十字路口)在修路,无法通行,要求所走的路程最短,共有________种不同的走法;若如图2所示,地完好,但是段不通,则邮电员从该地东北角的邮局出发,送信到西南角的地,要求所走的路程最短的走法有________种.
45.如图,一只蚂蚁位于点M处,去搬运位于N处的糖块,的最短路线有_________条.
题型11 元素配对问题
46.为了加强家校联系,某班举行一次座谈会,会上邀请了6位学生及他们的父母总共18人参加,并从中选出6位代表发言,如果这6人由其中一个家庭的3人与其他三个家庭中的各1人组成,那么不同的选人方案有( )
A.720种 B.1240种 C.1440种 D.1620种
47.衣柜里有灰色,白色,黑色,蓝色四双不同颜色的袜子,从中随机选4只,已知取出两只是同一双,则取出另外两只不是同一双的概率为( )
A. B. C. D.
48.有四对双胞胎共8人,从中随机选出4人,则其中恰有一对双胞胎的选法种数为( )
A.40 B.48 C.52 D.60
49.某校邀请5位同学的父母共10人中的4位来学校介绍经验,如果这4位来自4个不同的家庭,那么不同的邀请方案的种数是_____
50.从4对夫妇中随机抽取3人进行核酸检测,则所抽取的3人中任何两人都不是夫妻的概率是_______(结果用数值表示).
题型12 环排问题
51.15人围坐在圆桌旁,从中选出4人使得其中任意两人都不相邻的选法数为( )
A.1820 B.450 C.360 D.前三个答案都不对
52.3位男生和2位女生围着圆桌就坐,要求2位女生不相邻,则不同的排列方式有( )
A.40种 B.50种 C.55种 D.60种
53.小鱼和A,B,C,D,E共六个好友在圆桌上用餐,则A坐在小鱼对面且B和C不相对的坐法的种数是__________.如果圆桌可以旋转后重合,则记为同一种排列方式.
54.春节期间,小明一家3口、姑姑一家3口和爷爷,奶奶围坐圆桌聚餐,则在爷爷、奶奶相邻的前提下,小明一家3口均不相邻的概率为__________.
重难·创新演练
设题创新:依托卡特兰模型、置换轮换自定义规则命题,跳出常规排列组合套路,融合几何图形、坐标路径、表格填数情境,侧重考查模型识别、阅读理解、分类分步与等价转化的综合解题能力。
1.(2025·黑龙江牡丹江·二模)五名男生和五名女生排成一列,从左边第一个位置开始至右算到任何一个位置,男生的人数不比女生的人数少,且所有男生之间的顺序一定,这种排队方式共有( )种.
A.30240 B.25200 C.5040 D.2520
2.(2026·广东东莞·二模)如图,从点出发的三条线段,,的中点分别为,,.将数字,,,,,,分别标在上述个点的位置上,使,,每条线段上的三个数字之和相等,则不同的标记方法共有( )
A.36种 B.48种 C.96种 D.144种
3.(2025·广东中山·二模)某年级每天排节课:语、数、外、理、化门每天必排,另一门从政、史、地、生中任取门;每门课每天至少排节;上午节,下午节.某天,如果要求数学不排下午第节,语文和外语不连排(上午第节与下午第节不算连排),那么排法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
4.(2026·黑龙江鹤岗·二模)将6个相同的布娃娃、3个相同的陀螺、4只不同的风筝分给3位小朋友,要求每一位小朋友至少有一个布娃娃,陀螺不能全给同一位小朋友,每一位小朋友至少有一只风筝,其中甲风筝必须给周周小朋友,则不同的分配方案有( )
A.420种 B.840种 C.960种 D.1280种
5.(2025·江苏南京·二模)【新考法】(多选)已知集合,为表格如图,则下列说法正确的是( )
A.从中任取三个不同的数,三个数之和为奇数的概率为
B.从中任取三个不同的数,三个数之和为3的倍数的概率为
C.将中所有数填入,每个小方格中恰填一个数且每个数只填一次,则每行、每列所填数之和都是奇数的概率是
D.将中所有数填入,每个小方格中恰填一个数且每个数只填一次,则每行、每列所填数之和都是3的倍数的概率是
6.(2025·浙江杭州·二模)智能舞蹈机器人在舞台上随音乐节奏移动,每秒随机向正东、正西、正南、正北四个方向之一移动1米,若机器人A从舞台中心正北方向2米的位置起步,则机器人移动6秒恰好位于舞台中心的路径条数为______.(用数字作答)
7.(2026·河北保定·模拟预测)【新考法】设,且,由a,a,b,c能构成_________个不同的四位数.
8.(2025·辽宁阜新·二模)【新考法】某校开展学农活动,举办劳动技能比赛,通过初选,甲、乙、丙、丁、戊名同学进入决赛,决出第名到第名的名次.比赛后甲、乙、丙三人去询问成绩,回答者对甲说:“很遗憾,你和乙都未拿到冠军.”对乙说:“你当然不是最差的.”对丙说:“甲比你好.”对这三个回答进行分析,这人的名次排列顺序有____种可能.
9.(2025·江苏常州·二模)【新考法】有5个小朋友进行换座位游戏,他们分别坐在编号为1~5的5个座位上,每一轮游戏开始后,5个小朋友重新选座位,要求第号座位上的小朋友坐到第号座位上,其中是定义域和值域均为的函数,且每轮游戏中每个小朋友只选一次座位.若经过30轮游戏后,每个小朋友的座位与最初一样,则满足条件的函数有___________个.
真题·实战演练
高频考点:相邻不相邻、定序环排、分组分配、隔板法、涂色与数字排列;近三年以选择填空为主,侧重基础+中档综合,突出模型辨析、等价转化、限制条件处理三大热点。
1.(2024·全国甲卷·高考真题)某独唱比赛的决赛阶段共有甲、乙、丙、丁四人参加,每人出场一次,出场次序由随机抽签确定,则丙不是第一个出场,且甲或乙最后出场的概率是( )
A. B. C. D.
2.(2023·全国甲卷·高考真题)现有5名志愿者报名参加公益活动,在某一星期的星期六、星期日两天,每天从这5人中安排2人参加公益活动,则恰有1人在这两天都参加的不同安排方式共有( )
A.120 B.60 C.30 D.20
3.(2023·全国乙卷·高考真题)甲乙两位同学从6种课外读物中各自选读2种,则这两人选读的课外读物中恰有1种相同的选法共有( )
A.30种 B.60种 C.120种 D.240种
4.(2023·新课标Ⅱ卷·高考真题)某学校为了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60名学生,已知该校初中部和高中部分别有400名和200名学生,则不同的抽样结果共有( ).
A.种 B.种
C.种 D.种
5.(2023·新课标Ⅰ卷·高考真题)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).
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