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第2讲 排列与组合
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2022·辽宁卷)6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为
( )
A.144 B.120 C.72 D.24
解析 先把三把椅子隔开摆好,它们之间和两端有4个位置,再把三人带椅子插放在四个位置,共有A=24(种)放法,故选D.
答案 D
2.(2022·四川卷)六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有
( )
A.192种 B.216种 C.240种 D.288种
解析 若最左端排甲,其他位置共有A=120(种)排法;若最左端排乙,最右端共有4种排法,其余4个位置有A=24(种)排法,所以共有120+4×24=216(种)排法.
答案 B
3.(2022·浙江卷)若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有
( )
A.60种 B.63种 C.65种 D.66种
解析 共有4个不同的偶数和5个不同的奇数,要使和为偶数,则4个数全为奇数,或全为偶数,或2个奇数和2个偶数,故不同的取法有C+C+CC=66(种).
答案 D
4.将甲、乙、丙、丁四名同学分到三个不同的班,每个班至少分到一名同学,且甲、乙两名同学不能分到同一个班,则不同分法的种数为
( )
A.18 B.24 C.30 D.36
解析 四名同学中有两名同学恰好分在一个班,共有CA种分法,而甲、乙被分在同一个班的有A种,所以不同的分法种数是CA-A=30.
答案 C
5.在航天员进行的一项太空试验中,要先后实施6个程序,其中程序A只能消灭在第一或最终一步,程序B和C在实施时必需相邻,问试验挨次的编排方法共有
( )
A.34种 B.48种 C.96种 D.144种
解析 程序A有A=2(种)结果,将程序B和C看作元素集团与除A外的元素排列有AA=48(种),∴由分步乘法计数原理,试验编排共有2×48=96(种)方法.
答案 C
二、填空题
6.7位身高均不等的同学排成一排照相,要求中间最高,依次往两端身高渐渐降低,共有________种排法.
解析 先排最中间位置有一种排法,再排左边3个位置,由于挨次肯定,共有C种排法,再排剩下右边三个位置,共一种排法,所以排法种数为C=20(种).
答案 20
7.若把英语单词“good”的字母挨次写错了,则可能消灭的错误方法共有________种.
解析 把g、o、o、d 4个字母排一列,可分两步进行,第一步:排g和d,共有A种排法;其次步:排两个o.共一种排法,所以总的排法种数为A=12(种).其中正确的有一种,所以错误的共A-1=12-1=11(种).
答案 11
8.(2022·北京卷)把5件不同产品摆成一排.若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有________种.
解析 记5件产品为A、B、C、D、E,A、B相邻视为一个元素,先与D、E排列,有AA种方法;再将C插入,仅有3个空位可选,共有AAC=2×6×3=36(种)不同的摆法.
答案 36
三、解答题
9.由1,2,3,4,5五个数字组成的没有重复数字的五位数排成一递增数列,则首项为12345,第2项是12354,…直到末项(第120项)是54321.问:43251是第几项?
解 比43251大的数有下列几类:
①万位数是5的有A=24个;
②万位数是4、千位数是5的有A=6个;
③万位数是4、千位数是3、百位数是5的有A=2个;所以比43251大的数共有A+A+A=32个,
所以43251是第120-32=88项.
10.从5名男生和3名女生中选5人担当5门不同学科的课代表,分别求符合下列条件的方法数:
(1)女生必需少于男生.
(2)女生甲担当语文课代表.
(3)男生乙必需是课代表,但不担当数学课代表.
解 (1)先从8名同学中任选5名,共有C(种)选法,其中女生比男生多的状况有:选2名男生和3名女生,共有C·C(种)选法,所以女生少于男生的选法为(C-C·C)(种);再让选出的5名同学分别担当5门不同学科的课代表,有A(种)方法.
由分步乘法计数原理知,共有(C-C·C)·A=5 520(种)不同的方法.
(2)从剩余7人中选出4人分别担当另4门不同学科的课代表,共有C·A=840(种)不同的方法.
(3)先支配男生乙,即从除数学外的另4门学科中选1门让男生乙担当其课代表,再从剩下的7人中选4人担当另外4门学科的课代表,共有C·A=3 360(种)不同的方法.
力量提升题组
(建议用时:35分钟)
11.某外商方案在4个候选城市中投资3个不同的项目,且在同一个城市投资的项目不超过2个,则该外商不同的投资方案有
( )
A.16种 B.36种 C.42种 D.60种
解析 法一 若3个不同的项目投资到4个城市中的3个,每个城市一项,共A种方法;若3个不同的项目投资到4个城市中的2个,一个城市一项、一个城市两项共CA种方法.由分类加法计数原理知共A+CA=60(种)方法.
法二 (间接法)先任意支配3个项目,每个项目各有4种支配方法,共43=64种排法,其中3个项目落入同一城市的排法不符合要求共4种,所以总投资方案共43-4=64-4=60种.
答案 D
12.(2022·重庆卷)某次联欢会要支配3个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目的演出挨次,则同类节目不相邻的排法种数是
( )
A.72 B.120 C.144 D.168
解析 先不考虑小品类节目是否相邻,保证歌舞类节目不相邻的排法共有A·A=144种,再剔除小品类节目相邻的状况,共有A·A·A=24种,于是符合题意的排法共有144-24=120种.
答案 B
13.(2022·山东)现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张,从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为
( )
A.232 B.252 C.472 D.484
解析 利用分类加法计数原理和组合的概念求解.
分两类:第一类,含有1张红色卡片,共有不同的取法CC=264(种);
其次类,不含有红色卡片,共有不同的取法C-3C=220-12=208(种).
由分类加法计数原理知不同的取法有264+208=472(种).
答案 C
14.某医院有内科医生12名,外科医生8名,现选派5名参与赈灾医疗队,其中:
(1)某内科医生甲与某外科医生乙必需参与,共有多少种不同选法?
(2)甲、乙均不能参与,有多少种选法?
(3)甲、乙两人至少有一人参与,有多少种选法?
(4)队中至少有一名内科医生和一名外科医生,有几种选法?
解 (1)只需从其他18人中选3人即可,共有C=816(种);
(2)只需从其他18人中选5人即可,共有C=8 568(种);
(3)分两类:甲、乙中有一人参与,甲、乙都参与,
共有CC+C=6 936(种);
(4)法一 (直接法):至少有一名内科医生和一名外科医生的选法可分四类:
一内四外;二内三外;三内二外;四内一外,
所以共有CC+CC+CC+CC=14 656(种).
法二 (间接法):由总数中减去五名都是内科医生和五名都是外科医生的选法种数,得C-(C+C)=14 656(种).
15.某国际旅行社共有9名专业导游,其中6人会英语,4人会日语,若在同一天要接待5个不同的外国旅游团队,其中3个队要支配会英语的导游,2个队要支配会日语的导游,则不同的支配方法共有多少种?
解 依题意,导游中有5人只会英语,3人只会日语,一人既会英语又会日语.
按只会英语的导游分类:
①3个英语导游从只会英语人员中选取,则有A×A=720(种).
②3个英语导游从只会英语的导游中选2名,另一名由既会英语又会日语的导游担当,则有CA·A=360(种).
故不同的支配方法共有
A×A+C×A×A=1 080(种).
所以不同的支配方法共有1 080种.
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