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.1.3組合與組合數(shù)TOC\o"1-3"\h\u題型1組合的概念 2題型2組合數(shù)公式的應(yīng)用 8◆類型1組合數(shù)公式的選取 8◆類型2組合數(shù)的性質(zhì)1:Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n) 11◆類型3組合數(shù)的性質(zhì)2:Ceq\o\al(m+1,n)+Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(m+1,n+1) 13◆類型4組合數(shù)有關(guān)的方程 15◆類型5組合數(shù)有關(guān)的不等式 17題型3有關(guān)組合數(shù)的證明 18題型4簡(jiǎn)單的組合問題 19題型5有條件限制的組合問題 22題型6不同元素的分組分配問題 26題型7相同元素的分組分配問題 30知識(shí)點(diǎn)一.組合的概念從n個(gè)不同的元素中取出m(m≤n)個(gè)元素合成一組,叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的一個(gè)組合.【注意】組合概念的兩個(gè)要點(diǎn):(1)取出的對(duì)象是不同的;(2)“只取不排”,即取出的m個(gè)對(duì)象與順序無關(guān),無序性是組合的特征性質(zhì).知識(shí)點(diǎn)二.組合數(shù)的概念、公式、性質(zhì)組合數(shù)定義從n個(gè)不同元素中取出m(m≤n)個(gè)元素的所有不同組合的個(gè)數(shù),叫做從n個(gè)不同元素中取出m個(gè)元素的組合數(shù)表示法Ceq\o\al(m,n)組合數(shù)公式乘積式Cnm階乘式Cn性質(zhì)Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n),Ceq\o\al(m,n+1)=Ceq\o\al(m,n)+Ceq\o\al(m-1,n)備注①n,m∈N*且m≤n,②規(guī)定:Ceq\o\al(0,n)=1知識(shí)點(diǎn)三.排列與組合的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)名稱排列組合相同點(diǎn)二者都是從n個(gè)不同的元素中取m(n≥m)個(gè)元素,元素?zé)o重復(fù)不同點(diǎn)1.排列與元素的順序有關(guān)2.兩個(gè)排列相同,當(dāng)且僅當(dāng)這兩個(gè)排列的元素及其排列順序完全相同.1.組合與元素的順序無關(guān)2.兩個(gè)組合相同,當(dāng)且僅當(dāng)這兩個(gè)組合的元素完全相同.聯(lián)系A(chǔ)nm題型1組合的概念【方法總結(jié)】區(qū)分排列與組合的方法:區(qū)分排列與組合的辦法是首先弄清楚事件是什么,區(qū)分的標(biāo)志是有無順序,而區(qū)分有無順序的方法是:把問題的一個(gè)選擇結(jié)果寫出來,然后交換這個(gè)結(jié)果中任意兩個(gè)元素的位置,看是否會(huì)產(chǎn)生新的變化,若有新變化,即說明有順序,是排列問題;若無新變化,即說明無順序,是組合問題.【例題1】(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))以下四個(gè)問題,屬于組合問題的是(
)A.從3個(gè)不同的小球中,取出2個(gè)排成一列B.老師在排座次時(shí)將甲、乙兩位同學(xué)安排為同桌C.在電視節(jié)目中,主持人從100位幸運(yùn)觀眾中選出2名幸運(yùn)之星D.從13位司機(jī)中任選出兩位開同一輛車往返甲、乙兩地【答案】C【分析】根據(jù)組合的定義即可得到答案.【詳解】只有從100位幸運(yùn)觀眾中選出2名幸運(yùn)之星,與順序無關(guān),是組合問題,而A,B,D均與順序有關(guān).故選:C.【變式1-1】1.(2021·全國·高二課時(shí)練習(xí))以下5個(gè)命題,屬于組合問題的有(
)①從1,2,3,…,9九個(gè)數(shù)字中任取3個(gè),組成一個(gè)三位數(shù);②從1,2,3,…,9九個(gè)數(shù)字中任取3個(gè),然后把這3個(gè)數(shù)字相加得到一個(gè)和,這樣的和的個(gè)數(shù);③從a,b,c,d四名學(xué)生中選兩名去完成同一份工作的選法;④5個(gè)人規(guī)定相互通話一次,通電話的次數(shù);⑤5個(gè)人相互寫一封信,所有信的數(shù)量.A.2個(gè) B.3個(gè) C.4個(gè) D.5個(gè)【答案】B【分析】根據(jù)排列組合的定義即可判斷.【詳解】①當(dāng)取出3個(gè)數(shù)字后,如果改變3個(gè)數(shù)字的順序,會(huì)得到不同的三位數(shù),所以此問題不但與取出元素有關(guān),而且與元素的安排順序有關(guān),是排列問題;②取出3個(gè)數(shù)字之后,無論怎樣改變這3個(gè)數(shù)字的順序,其和均不變,此問題只與取出的元素有關(guān),而與元素的安排順序無關(guān),是組合問題;③兩名學(xué)生完成的是同一份工作,沒有順序,是組合問題;④甲與乙通一次電話,也就是乙與甲通一次電話,無順序區(qū)別,為組合問題;⑤發(fā)信人與收信人是有區(qū)別的,是排列問題,綜上,屬于組合問題的有3個(gè).故選:B.【變式1-1】2.(2021·全國·高二課時(shí)練習(xí))(多選)下列問題中為組合問題是()A.從全班50人中選出5名組成班委會(huì);B.從全班50人中選出5名分別擔(dān)任班長(zhǎng)、副班長(zhǎng)、團(tuán)支部書記、學(xué)習(xí)委員、生活委員;C.從1,2,3,?,9中任取出兩個(gè)數(shù)求積;D.從1,2,3,?,9中任取出兩個(gè)數(shù)求差或商.【答案】AC【分析】根據(jù)排列與組合的區(qū)別:有序與無序進(jìn)行判斷.【詳解】根據(jù)組合定義可知AC是組合,BD與順序有關(guān)是排列,故選AC.【變式1-1】3.(2021·福建省平和第一中學(xué)高二階段練習(xí))(多選)下列問題屬于組合問題的是(
)A.從4名志愿者中選出2人分別參加志愿服務(wù)工作B.從0,1,2,3,4這5個(gè)數(shù)字中選取3個(gè)不同的數(shù)字,組成一個(gè)三位數(shù)C.從全班同學(xué)中選出3名同學(xué)出席大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕式D.從全班同學(xué)中選出3名同學(xué)分別擔(dān)任班長(zhǎng)?副班長(zhǎng)和學(xué)習(xí)委員【答案】AC【分析】根據(jù)組合問題只需選出元素即可,而排列問題是對(duì)選出的元素還需進(jìn)行排序,對(duì)每一選項(xiàng)進(jìn)行判斷,即可得出答案.【詳解】選項(xiàng)A.從4名志愿者中選出2人分別參加志愿服務(wù)工作,只需選出2人即可,無排序要求,故是組合問題.選項(xiàng)B.從0,1,2,3,4這5個(gè)數(shù)字中選取3個(gè)不同的數(shù)字,組成一個(gè)三位數(shù),選出3個(gè)不同數(shù)字,還需對(duì)3個(gè)數(shù)字進(jìn)行排序成三位數(shù),故是排列.選項(xiàng)C.從全班同學(xué)中選出3名同學(xué)出席大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕式,只需選出3人即可,無排序要求,故是組合問題.選項(xiàng)D.從全班同學(xué)中選出3名同學(xué)分別擔(dān)任班長(zhǎng)?副班長(zhǎng)和學(xué)習(xí)委員先從全班選出3人,再安排其職務(wù),即需排序,故是排列問題.所以B,D項(xiàng)均為排列問題,A,C項(xiàng)是組合問題.故選:AC【變式1-1】4.(2022·全國·高二單元測(cè)試)(多選)下列問題中是組合問題的有(
).A.某鐵路線上有4個(gè)車站,則這條鐵路線上需準(zhǔn)備多少種車票B.從7本不同的書中取出5本給某同學(xué)C.3個(gè)人去做5種不同的工作,每人做一種,有多少種分工方法D.把3本相同的書分給5個(gè)學(xué)生,每人最多得一本,有多少種分配方法【答案】BD【分析】根據(jù)排列和組合的定義進(jìn)行判斷即可.【詳解】A.車票與起點(diǎn)、終點(diǎn)順序有關(guān),例如“甲→乙”與“乙→甲”的車票不同,故它是排列問題.B.從7本不同的書中取出5本給某同學(xué),取出的5本書并不考慮書的順序,故它是組合問題.C.因?yàn)橐环N分工方法就是從5種不同工作中取出3種,按一定順序分給3人去干,故它是排列問題.D.因?yàn)?本書是相同的,把3本書無論分給哪3個(gè)人都不需要考慮順序,故它是組合問題.故選:BD【變式1-1】5.(2021·全國·高二課時(shí)練習(xí))從10個(gè)不同的非零的數(shù)中任取2個(gè)數(shù),求其和、差、積、商這四個(gè)問題中,屬于組合的有(
)A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè)【答案】B【分析】根據(jù)加法、減法、乘法、除法的運(yùn)算律確定正確答案.【詳解】因?yàn)闇p法和除法運(yùn)算中交換兩個(gè)數(shù)的位置對(duì)計(jì)算結(jié)果有影響,而加法和乘法運(yùn)算滿足交換律,交換兩個(gè)數(shù)的位置對(duì)計(jì)算結(jié)果沒有影響.所以屬于組合的有加法和乘法,共2個(gè).故選:B【變式1-2】1.(2021·全國·高二課時(shí)練習(xí))(多選)下面四組元素,是相同組合的是(
)A.a(chǎn),b,c—b,c,a B.a(chǎn),b,c—a,c,bC.a(chǎn),c,d—d,a,c D.a(chǎn),b,c—a,b,d【答案】ABC【分析】根據(jù)組合的概念,逐項(xiàng)判斷即可.【詳解】根據(jù)同一組合的概念,可知選項(xiàng)D中,a,b,c中有c,沒有d,但是a,故選:ABC.【變式1-2】2.(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))用列舉法寫出下列組合:(1)從4個(gè)不同元素中任取3個(gè)元素的所有組合;(2)從5個(gè)不同元素中任取2個(gè)元素的所有組合.【答案】(1)答案詳見解析(2)答案詳見解析【分析】(1)利用列舉法求得正確答案.(2)利用列舉法求得正確答案.(1)設(shè)4個(gè)不同元素為1,2,3,4,從中任取3個(gè)元素,所有組合為:1,2,3,設(shè)5個(gè)不同元素為1,2,3,4,5,從中任取2個(gè)元素,所有組合為:1,2,1,3,【變式1-2】3.(2021·江蘇·高二課時(shí)練習(xí))寫出從a,b,c這3個(gè)元素中,每次取出2個(gè)元素的所有組合.【答案】ab,ac,bc【分析】根據(jù)題意,可按a→【詳解】可按a→所以所有組合為ab,【變式1-2】4.(2021·全國·高二課時(shí)練習(xí))寫出:(1)從a,b,c,d,e五個(gè)元素中取兩個(gè)元素的所有組合;(2)從a,b,c,d,e五個(gè)元素中取三個(gè)元素的所有組合.【答案】(1)ab,ac,ad,ae,bc,bd,be,cd,ce,de.(2)abc,abd,abe,acd,ace,ade,bcd,bce,bde,cde.【分析】(1)利用組合的定義即可得出;(2)利用組合的定義即可得出.(1)從5個(gè)元素a,b,c,d,e中任取兩個(gè)元素的所有組合共有C5(2)從5個(gè)元素a,b,c,d,e中任取三個(gè)元素的所有組合共有C5【變式1-2】5.(2021·全國·高二課時(shí)練習(xí))寫出從A,B,C,D,E5個(gè)元素中,依次取3個(gè)元素的所有組合.【答案】ABC、ABD、ABE、ACD、ACE、ADE、BCD、BCE、BDE、CDE.【分析】根據(jù)條件按含A,不含A含B,不含A、B三類寫出含三個(gè)元素的組合即可.【詳解】含A的三個(gè)元素有:ABC、ABD、ABE、ACD、ACE、ADE,不含A含B的三個(gè)元素有:BCD、BCE、BDE,不含A、B的三個(gè)元素有:CDE,所以取3個(gè)元素的所有組合是ABC、ABD、ABE、ACD、ACE、ADE、BCD、BCE、BDE、CDE.題型2組合數(shù)公式的應(yīng)用◆類型1組合數(shù)公式的選取【方法總結(jié)】關(guān)于組合數(shù)計(jì)算公式的選取1.涉及具體數(shù)字的可以直接用公式C2.涉及字母的可以用階乘式C【例題2-1】(2022·浙江·高二階段練習(xí))C5A.25 B.30 C.35 D.40【答案】B【分析】根據(jù)組合數(shù)公式直接求解即可.【詳解】C5【變式2-1】1.(2022·河北張家口·高二期末)A4A.2 B.22 C.12 D.10【答案】A【分析】根據(jù)排列數(shù)與組合數(shù)的計(jì)算公式,準(zhǔn)確計(jì)算,即可求解.【詳解】因?yàn)锳42=4×3=12,【變式2-1】2.(2022·廣東肇慶·高二期末)A3A.0 B.6 C.12 D.18【答案】C【分析】利用排列數(shù)公式和組合數(shù)公式直接計(jì)算即可【詳解】因?yàn)锳32=3×2=6,C【變式2-1】3.(2022·江蘇連云港·高二期中)求值:7C【答案】0【分析】根據(jù)組合數(shù)的計(jì)算求解即可【詳解】7C【變式2-1】4.(2022·河北保定·高二階段練習(xí))7!CA.15 B.30 C.35 D.42【答案】B【分析】由題直接計(jì)算出結(jié)果.【詳解】7!C【變式2-1】5.(2022·江蘇泰州·高二期末)C7【答案】64【分析】根據(jù)組合數(shù)的性質(zhì)與計(jì)算公式求解即可【詳解】C故答案為:64【變式2-1】6.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知n,m為正整數(shù),且n≥①A63=120;②A12A.1 B.2 C.3 D.4【答案】C【分析】根據(jù)組合數(shù)的性質(zhì)及排列數(shù)公式計(jì)算可得.【詳解】解:對(duì)于①A6對(duì)于②因?yàn)镃127=對(duì)于③因?yàn)镃n對(duì)于④Cn【變式2-1】7.(2022·重慶·萬州純陽中學(xué)校高二階段練習(xí))(多選)下列等式正確的是(
)A.n+1AnC.Cnm=【答案】ABD【分析】利用排列數(shù)公式、組合數(shù)公式,逐項(xiàng)計(jì)算判斷作答.【詳解】對(duì)于A,n+1對(duì)于B,n!對(duì)于C,Cnm=Anmm!,而對(duì)于D,1n【變式2-1】8.(2022·河北·高二期中)已知C4m2【答案】2【分析】根據(jù)組合數(shù)公式化簡(jiǎn),得到關(guān)于m的一元二次方程,求解即可.【詳解】根據(jù)組合數(shù)公式化簡(jiǎn),可得12化簡(jiǎn)整理得m2?13m+22=0,解得m=2或m故答案為:2.◆類型2組合數(shù)的性質(zhì)1:Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n)【方法總結(jié)】組合數(shù)的性質(zhì)1:Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n).注意:(1)“互補(bǔ)性”;(2)等式兩邊下標(biāo)相同,上標(biāo)的和等于下標(biāo).【例題2-2】計(jì)算:Ceq\o\al(2021,2022)=________,Ceq\o\al(n,n+1)·Ceq\o\al(n-2,n)=__________.【答案】2022n(【解析】Ceq\o\al(2021,2022)=Ceq\o\al(1,2022)=2022,Ceq\o\al(n,n+1)·Ceq\o\al(n-2,n)=Ceq\o\al(1,n+1)·Ceq\o\al(2,n)=n(n2?1)2.【變式2-2】1.(2022·山東濟(jì)南·高二期末)若C20A.2 B.4 C.6 D.2或6【答案】D【分析】根據(jù)組合數(shù)的定義及組合數(shù)的性質(zhì)即可求解.【詳解】由C20x=C203x?4,得所以實(shí)數(shù)x的值為2或6.故選:D.【變式2-2】2.(2022·云南臨滄·高二期中)若C203x【答案】2或3##3或2【分析】由組合數(shù)的性質(zhì)可構(gòu)造方程求得結(jié)果.【詳解】∵C203x+2=C20x故答案為:2或3.【變式2-2】3.(2022·全國·高三專題練習(xí))若C11【答案】1或4【分析】解方程2x-1=x或2x-1+x=11,即得解.【詳解】解:∵C11經(jīng)檢驗(yàn),x=1或x=4滿足題意.故答案為:1或4.【變式2-2】4.若Ceq\o\al(6,n)=Ceq\o\al(5,n),則Ceq\o\al(10,n)等于()A.1B.10C.11D.55【答案】C【解析】由Ceq\o\al(6,n)=Ceq\o\al(5,n),得n=6+5=11,Ceq\o\al(10,n)=Ceq\o\al(10,11)=Ceq\o\al(1,11)=11.【變式2-2】5.若Ceq\o\al(3n+6,18)=Ceq\o\al(4n-2,18),則Ceq\o\al(n,8)=____________.【答案】28【解析】由Ceq\o\al(3n+6,18)=Ceq\o\al(4n-2,18),得3n+6=4n-2或3n+6+4n-2=18,解得n=2或n=8(舍去),故Ceq\o\al(2,8)=28.【變式2-2】6.計(jì)算:Ceq\o\al(38-n,3n)+Ceq\o\al(3n,n+21)的值.【解析】解:∵eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(38-n≤3n,,3n≤21+n,))∴9.5≤n≤10.5.∵n∈N*,∴n=10.∴Ceq\o\al(38-n,3n)+Ceq\o\al(3n,21+n)=Ceq\o\al(28,30)+Ceq\o\al(30,31)=Ceq\o\al(2,30)+Ceq\o\al(1,31)=eq\f(30×29,2×1)+31=466.【變式2-2】7.(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))計(jì)算:C13+【答案】124【分析】由組合數(shù)的定義確定n的取值,然后由組合數(shù)性質(zhì)計(jì)算.【詳解】由已知,得n需滿足3n≤13+n17?n≤2n【小結(jié)】性質(zhì)“Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(n-m,n)”的意義及作用◆類型3組合數(shù)的性質(zhì)2:Ceq\o\al(m+1,n)+Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(m+1,n+1)【方法總結(jié)】組合數(shù)的性質(zhì)2:Ceq\o\al(m+1,n)+Ceq\o\al(m,n)=Ceq\o\al(m+1,n+1).注意:(1)下標(biāo)相同而上標(biāo)差1的兩個(gè)組合數(shù)之和,等于下標(biāo)比原下標(biāo)多1而上標(biāo)與大的相同的一個(gè)組合數(shù);(2)體現(xiàn)了“含”與“不含”的分類思想.注意:性質(zhì)2常用于有關(guān)組合數(shù)式子的化簡(jiǎn)或組合數(shù)恒等式的證明.應(yīng)用時(shí)要注意公式的正用、逆用和變形用.正用是將一個(gè)組合數(shù)拆成兩個(gè),逆用則是“合二為一”,使用變形Ceq\o\al(m-1,n)=Ceq\o\al(m,n+1)-Ceq\o\al(m,n),為某些項(xiàng)前后抵消提供了方便,在解題中要注意靈活應(yīng)用.【例題2-3】(2022·陜西西安·高二期末(理))C3A.C63 B.C53 C.【答案】B【分析】利用組合數(shù)的運(yùn)算公式計(jì)算,得到答案.【詳解】C33+【變式2-3】1.已知m≥4,Ceq\o\al(3,m)-Ceq\o\al(4,m+1)+Ceq\o\al(4,m)等于()A.1B.mC.m+1D.0【答案】D【解析】Ceq\o\al(3,m)-Ceq\o\al(4,m+1)+Ceq\o\al(4,m)=Ceq\o\al(3,m)+Ceq\o\al(4,m)-Ceq\o\al(4,m+1)=Ceq\o\al(4,m+1)-Ceq\o\al(4,m+1)=0.【變式2-3】2.若Ceq\o\al(7,n+1)-Ceq\o\al(7,n)=Ceq\o\al(8,n),則n等于()A.12B.13C.14D.15【答案】C【解析】Ceq\o\al(7,n+1)=Ceq\o\al(7,n)+Ceq\o\al(8,n)=Ceq\o\al(8,n+1),∴n+1=7+8,n=14.【變式2-3】3.Ceq\o\al(0,4)+Ceq\o\al(1,4)+Ceq\o\al(2,5)+Ceq\o\al(3,6)+…+Ceq\o\al(2019,2022)等于()A.Ceq\o\al(2,2020)B.Ceq\o\al(3,2021)C.Ceq\o\al(3,2022)D.Ceq\o\al(4,2023)【答案】D【解析】原式=Ceq\o\al(0,4)+Ceq\o\al(1,4)+Ceq\o\al(2,5)+Ceq\o\al(3,6)+…+Ceq\o\al(2019,2022)=Ceq\o\al(1,5)+Ceq\o\al(2,5)+Ceq\o\al(3,6)+…+Ceq\o\al(2019,2022)=Ceq\o\al(2,6)+Ceq\o\al(3,6)+…+Ceq\o\al(2019,2022)=…=Ceq\o\al(2018,2022)+Ceq\o\al(2019,2022)=Ceq\o\al(2019,2023)=Ceq\o\al(4,2023).【變式2-3】4.Ceq\o\al(2,2)+Ceq\o\al(2,3)+Ceq\o\al(2,4)+…+Ceq\o\al(2,18)等于()A.Ceq\o\al(3,18)B.Ceq\o\al(3,19)C.Ceq\o\al(3,18)-1D.Ceq\o\al(3,19)-1【答案】B【解析】Ceq\o\al(2,2)+Ceq\o\al(2,3)+Ceq\o\al(2,4)+…+Ceq\o\al(2,18)=Ceq\o\al(3,3)+Ceq\o\al(2,3)+Ceq\o\al(2,4)+…+Ceq\o\al(2,18)=Ceq\o\al(3,4)+Ceq\o\al(2,4)+…+Ceq\o\al(2,18)=Ceq\o\al(3,5)+Ceq\o\al(2,5)+…+Ceq\o\al(2,18)=…=Ceq\o\al(3,19).【變式2-3】5.(2022·全國·高三專題練習(xí))計(jì)算:C5【答案】490【分析】根據(jù)組合數(shù)的性質(zhì)Cn【詳解】C5故原式=C12【變式2-3】6.(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))若C32+【答案】13【分析】利用組合數(shù)的性質(zhì)可求解.【詳解】由C32+即C33+C32+C4又n是正整數(shù),解得n=13【變式2-3】7.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知32≤1nC【答案】6,7,8,9,10中的任意一個(gè)數(shù)【分析】令Sn=Cn1+2C【詳解】令Sn則Sn=n∴兩式相加得:2Sn=∴Sn=∴32≤2n?1≤512,解得:6≤n故答案為:6,7,8,9,10中的任意一個(gè)數(shù).【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題考查組合數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用,解題關(guān)鍵是能夠根據(jù)Cnm=【變式2-3】8.填空:Aeq\o\al(2,3)+Aeq\o\al(2,4)+Aeq\o\al(2,5)+…+Aeq\o\al(2,100)=________.【解析】解法1:原式=Ceq\o\al(2,3)Aeq\o\al(2,2)+Ceq\o\al(2,4)Aeq\o\al(2,2)+…+Ceq\o\al(2,100)Aeq\o\al(2,2)=(Ceq\o\al(2,3)+Ceq\o\al(2,4)+…+Ceq\o\al(2,100))·Aeq\o\al(2,2)=(Ceq\o\al(3,3)+Ceq\o\al(2,3)+Ceq\o\al(2,4)+Ceq\o\al(2,5)+…+Ceq\o\al(2,100)-Ceq\o\al(3,3))·Aeq\o\al(2,2)=(Ceq\o\al(3,4)+Ceq\o\al(2,4)+Ceq\o\al(2,5)+…+Ceq\o\al(2,100)-Ceq\o\al(3,3))·Aeq\o\al(2,2)=(Ceq\o\al(3,5)+Ceq\o\al(2,5)+…+Ceq\o\al(2,100)-Ceq\o\al(3,3))·Aeq\o\al(2,2)……=(Ceq\o\al(3,101)-Ceq\o\al(3,3))·Aeq\o\al(2,2)=(Ceq\o\al(3,101)-1)·Aeq\o\al(2,2)=2Ceq\o\al(3,101)-2=333298.解法2:由Ceq\o\al(m,n+1)=Ceq\o\al(m,n)+Ceq\o\al(m-1,n),∴Ceq\o\al(m-1,n)=Ceq\o\al(m,n+1)-Ceq\o\al(m,n).∴Ceq\o\al(2,3)=Ceq\o\al(3,4)-Ceq\o\al(3,3),Ceq\o\al(2,4)=Ceq\o\al(3,5)-Ceq\o\al(3,4),Ceq\o\al(2,5)=Ceq\o\al(3,6)-Ceq\o\al(3,5),……Ceq\o\al(2,100)=Ceq\o\al(3,101)-Ceq\o\al(3,100),以上各式累加得Ceq\o\al(2,3)+Ceq\o\al(2,4)+Ceq\o\al(2,5)+…+Ceq\o\al(2,100)=Ceq\o\al(3,101)-Ceq\o\al(3,3)∴Aeq\o\al(2,3)+Aeq\o\al(2,4)+Aeq\o\al(2,5)+…+Aeq\o\al(2,100)=(Ceq\o\al(2,3)+Ceq\o\al(2,4)+Ceq\o\al(2,5)+…Ceq\o\al(2,100))·Aeq\o\al(2,2)=(Ceq\o\al(3,101)-Ceq\o\al(3,3))·Aeq\o\al(2,2)=(Ceq\o\al(3,101)-1)·Aeq\o\al(2,2)=333298.◆類型4組合數(shù)有關(guān)的方程【例題2-4】(2022·全國·高三專題練習(xí))若xC【答案】4【分析】利用排列組合公式,將方程化為關(guān)于x的一元二次方程求解,注意x的范圍.【詳解】由題設(shè),x2+x(x?1)(x?2)=2x(【變式2-4】1.(2022·全國·高三專題練習(xí))方程3C【答案】11【分析】利用排列組合數(shù)公式即得.【詳解】因?yàn)?Cx?34=5Ax?42,所以3所以x=11【變式2-4】2.(2022·江蘇省灌云高級(jí)中學(xué)高二階段練習(xí))解下列方程:(1)4A(2)Cx【答案】(1)x=5(2)【分析】(1)(2)利用排列數(shù)和組合數(shù)公式化簡(jiǎn)可得出關(guān)于x的方程,結(jié)合x的取值范圍可解得x的值.(1)解:因?yàn)?Ax3整理得2x所以2x2x(2)解:因?yàn)镃x+2x?1+即x+3因?yàn)閤≥2,x∈N,所以【變式2-4】3.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知Cn【答案】5【分析】根據(jù)組合數(shù)的性質(zhì)以及計(jì)算公式即可求解.【詳解】由Cnx=Cn2x可得x=2x(舍去)或x+2x=n,所以x=n【變式2-4】4.(2022·黑龍江·大慶市東風(fēng)中學(xué)高二階段練習(xí))解方程:Cx【答案】4【分析】根據(jù)排列數(shù)和組合數(shù)的公式及性質(zhì),化簡(jiǎn)得到x2【詳解】由Cx+2x?2+Cx+2x?3=110Ax因?yàn)閤?2>0且x?2∈N?,即x>2◆類型5組合數(shù)有關(guān)的不等式【例題2-5】(2022·全國·高三專題練習(xí))若Cn4>【答案】6,7,8,9【分析】根據(jù)組合數(shù)的計(jì)算公式即可求解.【詳解】因?yàn)镃n4>Cn6,所以因?yàn)閚∈N?,所以n=6,7,8,9.所以n的取值集合為【變式2-5】1.(2022·全國·高三專題練習(xí))不等式1C【答案】5,6,7,8,9,10,11【分析】根據(jù)組合數(shù)計(jì)算公式求解即可得出答案.【詳解】由題意,得x≥5,x∈N即x2?11x?12<0,解得?1<x<12.又故答案為:5,6,7,8,9,10,11.【變式2-5】2.(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))不等式C10【答案】n【分析】利用組合數(shù)公式求解.【詳解】根據(jù)題意,得0≤n+2≤10,10!10?n!?n∴原不等式的解集為n0≤n【變式2-5】3.求關(guān)于n的不等式7C【分析】根據(jù)組合數(shù)的運(yùn)算公式計(jì)算即可得出答案.【答案】不等式7Cn4>5C又因n≥6,所以關(guān)于n的不等式7Cn【變式2-5】4.解不等式C8【答案】{7,8};【分析】根據(jù)給定條件利用組合的意義及組合數(shù)計(jì)算公式化簡(jiǎn)不等式,再解不等式即可.【詳解】在不等式C8原不等式化為:8!(m?1)!(9?m)!>3×8!題型3有關(guān)組合數(shù)的證明【例題3】求證:①Cnm=【答案】①證明見解析;②證明見解析.【分析】利用組合數(shù)計(jì)算公式變形,計(jì)算推理作答.【解析】①nn?m②因Cnk?Cn?k所以Cn【變式3-1】1.證明下列各等式.(1)Ceq\o\al(m,n)=eq\f(m+1,n+1)Ceq\o\al(m+1,n+1);(2)Ceq\o\al(0,n)+Ceq\o\al(1,n+1)+Ceq\o\al(2,n+2)…+Ceq\o\al(m-1,n+m-1)=Ceq\o\al(m-1,n+m).證明:(1)右邊=eq\f(m+1,n+1)·eq\f(n+1!,m+1![n+1-m+1]!)=eq\f(m+1,n+1)·eq\f(n+1!,m+1!n-m!)=eq\f(n!,m!n-m!)=Ceq\o\al(m,n)=左邊,∴原式成立.(2)左邊=(Ceq\o\al(0,n+1)+Ceq\o\al(1,n+1))+Ceq\o\al(2,n+2)+Ceq\o\al(3,n+3)+…+Ceq\o\al(m-1,n+m-1)=(Ceq\o\al(1,n+2)+Ceq\o\al(2,n+2))+Ceq\o\al(3,n+3)+…+Ceq\o\al(m-1,n+m-1)=(Ceq\o\al(2,n+3)+Ceq\o\al(3,n+3))+…+Ceq\o\al(m-1,n+m-1)=(C3n+4+Ceq\o\al(4,n+4))+…+Ceq\o\al(m-1,n+m-1)=…=Ceq\o\al(m-2,n+m-1)+Ceq\o\al(m-1,n+m-1)=Ceq\o\al(m-1,n+m)=右邊,∴原式成立.【變式3-1】2.證明:mCeq\o\al(m,n)=n·Ceq\o\al(m-1,n-1)(m≤n,m,n∈N+).【解析】原式左邊=m·eq\f(n!,m!n-m!)=eq\f(n!,m-1!n-m!)右邊=n·eq\f(n-1!,m-1!n-m!)=eq\f(nn-1!,m-1!n-m!)=eq\f(n!,m-1!n-m!).∴左邊=右邊,故原等式成立.題型4簡(jiǎn)單的組合問題【方法總結(jié)】解簡(jiǎn)單的組合應(yīng)用題的方法:解簡(jiǎn)單的組合應(yīng)用題時(shí),首先要判斷它是不是組合問題,組合問題與排列問題的根本區(qū)別在于排列問題與取出元素之間的順序有關(guān),而組合問題與取出元素的順序無關(guān).2.要注意兩個(gè)基本原理的運(yùn)用,即分類與分步的靈活運(yùn)用.注意∶在分類和分步時(shí),一定注意有無重復(fù)或遺漏.【例題4】(2022·北京平谷·高二期末)我國古代典籍《周易》用“卦”描述萬物的變化,每一“重卦”由從下到上排列的6個(gè)爻組成,爻分為陽爻“”和陰爻“”,如圖就是一重卦.在所有重卦中恰有3個(gè)陽爻的個(gè)數(shù)是(
)A.20 B.8 C.9 D.120【答案】A【分析】根據(jù)題意在6個(gè)爻選3個(gè)作為陽爻求解即可【詳解】由題意,在所有重卦中恰有3個(gè)陽爻的個(gè)數(shù)是C6【變式4-1】1.(2022·河北·高二期中)從8瓶酸牛奶和4瓶純牛奶中任意選取4瓶,則恰有1瓶是酸牛奶的選取方法共有(
)A.24種 B.32種 C.48種 D.64種【答案】B【分析】根據(jù)題意,即從8瓶酸牛奶種任意選1瓶,從4瓶純牛奶中任意選3瓶,利用組合數(shù)計(jì)算即可求解.【詳解】解:恰有1瓶是酸牛奶的選取方法有C8【變式4-1】2.(2022·山東棗莊·高二期中)從5人中選3人參加座談會(huì),其中甲必須參加,則不同的選法有(
)A.6種 B.12種 C.36種 D.60種【答案】A【分析】根據(jù)組合數(shù)的計(jì)算即可求解.【詳解】從5人中選3人參加座談會(huì),其中甲必須參加,因此只需要從剩下4人選出兩個(gè)即可,即C4故選:A【變式4-1】3.(2023·全國·高三專題練習(xí))面對(duì)突如其來的新冠疫情,全國人民眾志成城,齊心抗疫,甲、乙兩位老師在上課之余.積極參加某社區(qū)的志愿活動(dòng),現(xiàn)該社區(qū)計(jì)劃連續(xù)三天行核酸檢測(cè),需要多名志愿者協(xié)助工作,因工作關(guān)系,甲、乙不能在同一天參加志愿活動(dòng),那么甲、乙每人至少參加其中一天的方案有(
)A.6種 B.9種 C.12種 D.24種【答案】C【分析】分類加法計(jì)數(shù)原理,結(jié)合排列組合知識(shí)進(jìn)行求解.【詳解】分為三類:①甲、乙各一天,有A32=6種;②甲2天,乙1天,有C【變式4-1】4.(2022·北京順義·高二期末)某學(xué)校擬邀請(qǐng)5位學(xué)生家長(zhǎng)中的3位參加一個(gè)座談會(huì),其中甲同學(xué)家長(zhǎng)必須參加,則不同的邀請(qǐng)方法有___________種.【答案】6【分析】從剩下的四位家長(zhǎng)中選2位即可得.【詳解】甲同學(xué)家長(zhǎng)必須參加,則還需從剩下的4位家長(zhǎng)中選2位,方法數(shù)為C4【變式4-1】5.(2022·廣東梅州·高二期末)某班從3名男同學(xué)和5名女同學(xué)中,選取3人參加學(xué)校的“創(chuàng)文知識(shí)"競(jìng)賽,要求男女生都有,則不同的選法共有___________種.【答案】45【分析】利用間接法:在所有組合中排除全為男生和全為女生的情況,利用組合數(shù)Cn【詳解】在所有組合中排除全為男生和全為女生的情況,則共有C8題型5有條件限制的組合問題【方法總結(jié)】有限制條件的抽(選)取問題,主要有兩類(1)“含”與“不含”問題,其解法常用直接分步法,即“含”的先取出,“不含”的可把所指元素去掉再取,分步計(jì)數(shù).(2)“至多”“至少”問題,其解法常有兩種解決思路:一是直接分類法,但要注意分類要不重不漏;二是間接法,注意找準(zhǔn)對(duì)立面,確保不重不漏.【例題5】(2022·湖南省祁東縣育賢中學(xué)高三階段練習(xí))如圖,“天宮空間站”是我國自主建設(shè)的大型空間站,其基本結(jié)構(gòu)包括天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙三個(gè)部分.假設(shè)有6名航天員(4男2女)在天宮空間站開展實(shí)驗(yàn),其中天和核心艙安排4人,問天實(shí)驗(yàn)艙與夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙各安排1人,且兩名女航天員不在一個(gè)艙內(nèi),則不同的安排方案種數(shù)為(
)A.14 B.18 C.30 D.36【答案】B【分析】先求出總的安排方案數(shù),再求出兩名女航天員在一個(gè)艙內(nèi)的方案數(shù),兩者相減即可.【詳解】將6名航天員安排在3個(gè)實(shí)驗(yàn)艙的方案數(shù)為C64C21【變式5-1】1.(2022·上海市向明中學(xué)高三開學(xué)考試)某醫(yī)院從7名男醫(yī)生(含一名主任醫(yī)師),6名女醫(yī)生(含一名主任醫(yī)師)中選派4名男醫(yī)生和3名女醫(yī)生支援抗疫工作,若要求選派的醫(yī)生中有主任醫(yī)師,則不同的選派方案數(shù)為_________________.【答案】550【分析】分選派的主任醫(yī)師只有一名男主任,只有一名女主任,男,女主任醫(yī)師均選派,三種情況,結(jié)合組合知識(shí)進(jìn)行求解,再相加即可.【詳解】若選派的主任醫(yī)師只有一名男主任,此時(shí)再從剩余的6名男醫(yī)生選派3名男醫(yī)生,從5名女醫(yī)生(主任醫(yī)師除外)選派3名醫(yī)生,有C6若選派的主任醫(yī)師只有一名女主任,此時(shí)再從剩余的6名男醫(yī)生(主任醫(yī)師除外)中選派4名男醫(yī)生,從5名女醫(yī)生中選派2名醫(yī)生,有C6若男,女主任醫(yī)師均選派,此時(shí)再從剩余的6名男醫(yī)生中選派3名,5名女醫(yī)生中選派2名,有C6【變式5-1】2.(2022·浙江省杭州第九中學(xué)高二期中)“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”學(xué)習(xí)平臺(tái)是由中宣部主管,以深入學(xué)習(xí)宣傳習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想為主要內(nèi)容,立足全體黨員、面向全社會(huì)的優(yōu)質(zhì)平臺(tái),現(xiàn)已日益成為老百姓了解國家動(dòng)態(tài),緊跟時(shí)代脈搏的熱門app.該款軟件主要設(shè)有“閱讀文章”和“視聽學(xué)習(xí)”兩個(gè)學(xué)習(xí)板塊和“每日答題”、“每周答題”、“專項(xiàng)答題”、“挑戰(zhàn)答題”四個(gè)答題板塊.某人在學(xué)習(xí)過程中,將六大板塊依次各完成一次,則“閱讀文章”與“視聽學(xué)習(xí)”兩大學(xué)習(xí)板塊之間最多間隔一個(gè)答題板塊的學(xué)習(xí)方法有________種.【答案】432【分析】分成“閱讀文章”與“視聽學(xué)習(xí)”兩大學(xué)習(xí)版塊之間無間隔和間隔一個(gè)答題版塊兩種情況討論即可.【詳解】若“閱讀文章”與“視聽學(xué)習(xí)”相鄰,則有A2若“閱讀文章”與“視聽學(xué)習(xí)”相隔一個(gè)答題版塊,則有A2故共有240+192=432種可能.故答案為:432.【變式5-1】3.(2022·湖北·高二階段練習(xí))大國泱泱,大潮滂滂.喜迎祖國73華誕,現(xiàn)有10張卡片,每張卡片上寫有“我”“愛”“你”“中”“國”中兩個(gè)不同的字,且任意兩張卡片上的字不完全相同.將這10張卡片放入標(biāo)號(hào)為“我”“愛”“你”“中”“國”的五個(gè)盒子中,“我”“愛”“你”“中”“國”依次編號(hào)為1,2,3,4,5,規(guī)定寫有i,j的卡片只能放在i號(hào)或j號(hào)盒子中.一種放法稱為"好的",如果1號(hào)盒子中的卡片數(shù)多于其他每個(gè)盒子中的卡片數(shù).則"好的"放法共有____________種.【答案】120【分析】首先確定1號(hào)卡片數(shù)不能小于3,然后按1號(hào)盒子中卡片為3或4分類討論可得.【詳解】下面用數(shù)字代替文字,"好的"放法中1號(hào)盒子中卡片數(shù)不能小于3,否則若1號(hào)盒子中至多有2張卡片,則至少剩下8張卡片放到其他4個(gè)盒子中,至少有一個(gè)盒子中卡片數(shù)不小于2,不滿足題意,(1)若1號(hào)盒子中有4張卡片,則為12,13,14,15四張,則剩下的23,24,25,34,35,45共6張卡片各有2種放法,總方法數(shù)為26(2)若1號(hào)盒子中有3張卡片,有C43種方法,例如是12,13,14,則5號(hào)盒子中只有1張卡片時(shí),25,35,45三張卡片只能在分別在2,3,4盒子中,剩下的23,24,34三張卡片只有2種放法,5號(hào)盒子中有2張卡片時(shí),可再從25,35,45中任選一張,有3種方法,例如是25,由35,45只能分別在3號(hào)和4號(hào)盒子中,還有23,24,34共3張卡片,4號(hào)盒子中如果只有1張,剩下的23,24,34放在2或3號(hào)盒子中,24卡片在2號(hào)盒子中,34在3號(hào)盒子,23有2種放法,4號(hào)盒子中如果有2張卡片,24,34中任選一張,有2種選法,例如選的是24,還有23,34兩張卡片有2種放法,方法數(shù)為C43[2+3×(2+2)]=56故答案為:120.【變式5-1】4.課外活動(dòng)小組共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各有一名隊(duì)長(zhǎng),現(xiàn)從中選5人主持某項(xiàng)活動(dòng),依下列條件各有多少種選法?(1)至少有一名隊(duì)長(zhǎng)當(dāng)選;(2)至多有兩名女生當(dāng)選;(3)既要有隊(duì)長(zhǎng),又要有女生當(dāng)選.【解析】(1)Ceq\o\al(5,13)-Ceq\o\al(5,11)=825(種).(2)至多有2名女生當(dāng)選含有三類:有2名女生當(dāng)選;只有1名女生當(dāng)選;沒有女生當(dāng)選,所以共有Ceq\o\al(2,5)Ceq\o\al(3,8)+Ceq\o\al(1,5)Ceq\o\al(4,8)+Ceq\o\al(5,8)=966(種)選法.(3)分兩類:第一類:女隊(duì)長(zhǎng)當(dāng)選,有Ceq\o\al(4,12)=495(種)選法,第二類:女隊(duì)長(zhǎng)沒當(dāng)選,有Ceq\o\al(1,4)Ceq\o\al(3,7)+Ceq\o\al(2,4)Ceq\o\al(2,7)+Ceq\o\al(3,4)Ceq\o\al(1,7)+Ceq\o\al(4,4)=295(種)選法,所以共有495+295=790(種)選法.【變式5-1】5.(2022·全國·高二課時(shí)練習(xí))從1到9這九個(gè)數(shù)字中任取3個(gè)偶數(shù)和4個(gè)奇數(shù),試問:(1)能組成多少個(gè)沒有重復(fù)數(shù)字的七位數(shù)?(2)在(1)中的七位數(shù)中,3個(gè)偶數(shù)排在一起的有多少個(gè)?(3)在(1)中的七位數(shù)中,3個(gè)偶數(shù)排在一起、4個(gè)奇數(shù)也排在一起的有多少個(gè)?(4)在(1)中的七位數(shù)中,任意2個(gè)偶數(shù)都不相鄰的有多少個(gè)?【答案】(1)100800(2)14400(3)5760(4)28800【分析】(1)根據(jù)分步乘法計(jì)數(shù)原理即可先選后排進(jìn)行求解,(2)根據(jù)相鄰問題捆綁法即可求解,(3)根據(jù)相鄰問題捆綁法進(jìn)行求解,(4)根據(jù)不相鄰問題插空法即可求解.(1)分三步完成:第一步,在4個(gè)偶數(shù)中取3個(gè),有C4第二步,在5個(gè)奇數(shù)中取4個(gè),有C5第三步,將3個(gè)偶數(shù),4個(gè)奇數(shù)進(jìn)行全排列,有A7所以符合題意的七位數(shù)有C4(2)在(1)中的七位數(shù)中,3個(gè)偶數(shù)排在一起的有C4(3)在(1)中的七位數(shù)中,3個(gè)偶數(shù)排在一起,4個(gè)奇數(shù)也排在一起的有C4(4)在(1)中的七位數(shù)中,任意2個(gè)偶數(shù)都不相鄰,可先把4個(gè)奇數(shù)排好,再將3個(gè)偶數(shù)分別插入到5個(gè)空位中,共有C4題型6不同元素的分組分配問題【方法總結(jié)】“分組”與“分配”問題的解法(1)分組問題屬于“組合”問題,常見的分組問題有三種:①完全均勻分組,每組的元素個(gè)數(shù)均相等;②部分均勻分組,應(yīng)注意不要重復(fù),有n組均勻,最后必須除以n??;③完全非均勻分組,這種分組不考慮重復(fù)現(xiàn)象.(2)分配問題屬于“排列”問題,分配問題可以按要求逐個(gè)分配,也可以分組后再分配.【例題6】(2022·黑龍江·賓縣第二中學(xué)高二期末)現(xiàn)有6本不同的書,如果滿足下列要求,分別求分法種數(shù).(1)分成三組,一組3本,一組2本,一組1本;(2)分給三個(gè)人,一人3本,一人2本,一人1本;(3)平均分成三個(gè)組每組兩本.【答案】(1)60;(2)360;(3)15.【分析】(1)根據(jù)題意,由分步計(jì)數(shù)原理直接計(jì)算可得答案;(2)根據(jù)題意,先將6本書分為1、2、3的三組,再將分好的三組分給3人,由分步計(jì)數(shù)原理計(jì)算可得答案;(3)根據(jù)題意,由平均分組公式計(jì)算可得答案.(1)根據(jù)題意,第一組3本有C63種分法,第二組2本有所以共有C6(2)根據(jù)題意,先將6本書分為1、2、3的三組,有C6再將分好的三組分給3人,有A3所以共有60×6=360種分法.(3)根據(jù)題意,將6本書平均分為3組,有C6【變式6-1】1.(2022·全國·高三專題練習(xí))已知有6本不同的書.(1)分成三堆,每堆2本,有多少種不同的分堆方法?(2)分成三堆,一堆1本,一堆2本,一堆3本,有多少種不同的分堆方法?【答案】(1)15(2)60【分析】直接利用排列組合中的“平均分組”與“不平均分組”的計(jì)算方法計(jì)算即可.(1)6本書平均分成3堆,所以不同的分堆方法的種數(shù)為C6(2)從6本書中,先取1本作為一堆,再從剩下的5本中取2本作為一堆,最后3本作為一堆,所以不同的分堆方法的種數(shù)為C6【變式6-1】2.(2022·浙江·高二階段練習(xí))現(xiàn)要安排8名醫(yī)護(hù)人員前往四處核酸檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行核酸檢測(cè),每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)安排兩名醫(yī)護(hù)人員前往.已知甲?乙兩人不能安排在同一處檢測(cè)點(diǎn).(1)求不同的安排方法總數(shù);(2)記四處檢測(cè)點(diǎn)分別為A,B,C,【答案】(1)2160(2)1260【分析】(1)先安排兩人與甲、乙前往兩個(gè)不同檢測(cè)點(diǎn),再將剩余4人平均分配到另外兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn),由分步乘法計(jì)數(shù)原理可求得結(jié)果;(2)將所有安排方法分為乙前往A檢測(cè)點(diǎn)和不前往A檢測(cè)點(diǎn)兩類,結(jié)合組合數(shù)運(yùn)算可求得每一類的方法數(shù),由分類加法計(jì)數(shù)原理可求得結(jié)果.(1)第一步:選擇兩人與甲、乙前往兩個(gè)不同的檢測(cè)點(diǎn),則共有C6第二步:將剩余4人安排到剩余的兩處檢測(cè)點(diǎn),共有C4由分步乘法計(jì)數(shù)原理得:不同的安排方法有360×6=2160種.(2)若乙前往A檢測(cè)點(diǎn),則有C6若乙不前往A檢測(cè)點(diǎn),則有C6由分類加法計(jì)數(shù)原理得:不同的安排方法有540+720=1260種.【變式6-1】3.(2023·全國·高三專題練習(xí))將4個(gè)編號(hào)為1、2、3、4的不同小球全部放入4個(gè)編號(hào)為1、2、3、4的4個(gè)不同盒子中.求:(1)每個(gè)盒至少一個(gè)球,有多少種不同的放法?(2)恰好有一個(gè)空盒,有多少種不同的放法?(3)每盒放一個(gè)球,并且恰好有一個(gè)球的編號(hào)與盒子的編號(hào)相同,有多少種不同的放法?(4)把已知中4個(gè)不同的小球換成四個(gè)完全相同的小球(無編號(hào)),其余條件不變,恰有一個(gè)空盒,有多少種不同的放法?【答案】(1)24(2)144(3)8(4)12【分析】利用分步乘法計(jì)數(shù)原理逐一分析即可求解.(1)根據(jù)題意知,每個(gè)盒子里有且只有一個(gè)小球,所求放法種數(shù)為A4(2)先將4個(gè)小球分為3組,各組的球數(shù)分別為2、1、1,然后分配給4個(gè)盒子中的3個(gè)盒子,由分步乘法計(jì)數(shù)原理可知,所求的放法種數(shù)為C4(3)考查編號(hào)為1的盒子中放入編號(hào)為1的小球,則其它3個(gè)球均未放入相應(yīng)編號(hào)的盒子,那么編號(hào)為2、3、4的盒子中放入的小球編號(hào)可以依次為3、4、2或4、2、3,因此,所求放法種數(shù)為2×4=8(種);(4)按兩步進(jìn)行,空盒編號(hào)有4種情況,然后將4個(gè)完全相同的小球放入其它3個(gè)盒子,沒有空盒,則只需在4個(gè)完全相同的小球所形成的3個(gè)空(不包括兩端)中插入2塊板,由分步乘法計(jì)數(shù)原理可知,所求的放法種數(shù)為4C【變式6-1】4.(2021·江西·金溪一中高二階段練習(xí)(理))學(xué)校組織甲、乙、丙、丁4名同學(xué)去A,B,C,3個(gè)工廠進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),每名同學(xué)只能去1個(gè)工廠.(1)問有多少種不同的分配方案?(2)若每個(gè)工廠都有同學(xué)去,問有多少種不同的分配方案?(3)若同學(xué)甲、乙不能去工廠A,且每個(gè)工廠都有同學(xué)去,問有多少種不同的分配方案?(結(jié)果全部用數(shù)字作答)【答案】(1)81(2)36(3)14【分析】(1)由分步乘法原理,可得答案;(2)由分組分配的計(jì)數(shù)方法,可得答案;(3)由分類加法原理結(jié)合分組分配,可得答案.(1)每名同學(xué)都有3種分配方法,則不同的分配方案有34(2)先把4個(gè)同學(xué)分3組,有C42種方法;再把這3組同學(xué)分到A,B,C,3個(gè)工廠,有A3(3)同學(xué)甲、乙不能去工廠A,分配方案分兩類:①另外2名同學(xué)都去工廠A,甲、乙去工廠B,C,有A2②另外2名同學(xué)中有一名去工廠A,有C2所以不同的分配方案共有2+12=14(種).【變式6-1】5.(2022·河北衡水·高三階段練習(xí))某市新冠疫情封閉管理期間,為了更好的保障社區(qū)居民的日常生活,選派6名志愿者到甲、乙、丙三個(gè)社區(qū)進(jìn)行服務(wù),每人只能去一個(gè)地方,每地至少派一人,則不同的選派方案共有(
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