专题10.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理(解析版).docx
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- 专题10.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理解析版 专题 10.1 分类 加法 计数 原理 分步 乘法 解析
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1、10.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理思维导图知识点总结1分类加法计数原理完成一件事有两类不同的方案在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有Nmn种不同的方法2分步乘法计数原理完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有Nmn种不同的方法两个计数原理的区别与联系分类加法计数原理分步乘法计数原理相同点用来计算完成一件事的方法种数不同点分类、相加分步、相乘每类方案中的每一种方法都能独立完成这件事每步依次完成才算完成这件事(每步中的每一种方法不能独立完成这件事)注意点类类独立,不重不漏步步相依,缺一不可
2、典型例题分析考向一 分类加法原理【例1】(1)我们把各位数字之和为6的四位数称为“六合数”(如2013是“六合数”),则“六合数”中首位为2的共有()A18个 B15个 C12个 D9个答案B解析依题意知,这个四位数的百位数、十位数、个位数之和为4.由4,0,0组成的有3个,分别为400,040,004;由3,1,0组成的有6个,分别为310,301,130,103,013,031;由2,2,0组成的有3个,分别为220,202,022;由2,1,1组成的有3个,分别为211,121,112,共363315(个)(2)甲、乙、丙、丁四位同学高考之后计划去A,B,C三个不同社区进行帮扶活动,每人
3、只能去一个社区,每个社区至少一人其中甲必须去A社区,乙不去B社区,则不同的安排方法种数为()A8 B7 C6 D5答案B解析根据题意,分两种情况讨论:乙和甲一起去A社区,此时将丙、丁二人安排到B,C社区即可,有A2种情况;乙不去A社区,则乙必须去C社区,若丙、丁都去B社区,有1种情况,若丙、丁中有1人去B社区,则先在丙、丁中选出1人,安排到B社区,剩下1人安排到A或C社区,有224种情况,则不同的安排方法种数为2147.故选B.【变式】现有2门不同的考试要安排在5天之内进行,每天最多进行一门考试,且不能连续两天有考试,那么不同的考试安排方案种数为_.答案12解析若第一门安排在第一天或第五天,则
4、第二门有3种安排方法,这时,共有236种方法;若第一门安排在中间的3天中,则第二门有2种安排方法,这时,共有326种方法综上可得,不同的考试安排方案共有6612种 使用分类加法计数原理时应注意的三个方面(1)各类方法之间相互独立,每种方法都能完成这件事,且方法总数是各类方法数相加得到的(2)分类时,首先要在问题的条件之下确定一个分类标准,然后在确定的分类标准下进行分类(3)完成这件事的任何一种方法必属于某一类,且分别属于不同类的方法都是不同的考向二 分步乘法原理【例2】如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条
5、数为()A24 B18 C12 D9答案B解析分两步,第一步,从EF,有6条可以选择的最短路径;第二步,从FG,有3条可以选择的最短路径由分步乘法计数原理可知有6318条可以选择的最短路径故选B.【变式1】某体育彩票规定:从01至36共36个号中选出7个号为一注,每注2元某人想从01至10中选3个连续的号,从11至20中选2个连续的号,从21至30中选1个号,从31至36中选1个号组成一注,若这个人把满足这种特殊要求的号买全,要花()A3360元 B6720元C4320元 D8640元答案D解析从01至10中选3个连续的号共有8种选法;从11至20中选2个连续的号共有9种选法;从21至30中选
6、1个号有10种选法;从31至36中选1个号有6种选法由分步乘法计数原理,知共有891064320种选法,要花432028640元故选D.【变式2】现安排一份5天的工作值班表,每天有一个人值班,共有5个人,每个人都可以值多天或不值班,但相邻两天不能同一个人值班,则此值班表共有_种不同的排法答案1280解析完成一件事是安排值班表,因而需一天一天地排,用分步乘法计数原理,分步进行:第一天有5种不同排法,第二天不能与第一天已排的人相同,所以有4种不同排法,依次类推,第三、四、五天都有4种不同排法,所以共有544441280种不同的排法 利用分步乘法计数原理解题的策略(1)明确题目中的“完成这件事”是什
7、么,确定完成这件事需要几个步骤,且每步都是独立的(2)将这件事划分成几个步骤来完成,各步骤之间有一定的连续性,只有当所有步骤都完成了,整个事件才算完成,这是分步的基础,也是关键,从计数上来看,各步的方法数的积就是完成事件的方法总数考向三 加法原理和乘法原理的应用【例3】用0,1,9十个数字,可以组成有重复数字的三位数的个数为()A243 B252 C261 D279答案B解析由分步乘法计数原理知,用0,1,9十个数字组成三位数(可有重复数字)的个数为91010900,组成没有重复数字的三位数的个数为998648,则组成有重复数字的三位数的个数为900648252.故选B.【变式】从2,3,4,
8、5,6,7,8,9这8个数字中任取2个不同的数字分别作为一个对数的底数和真数,则所产生的不同对数值的个数为()A56 B54 C53 D52答案D与几何有关的问题【例4】从正方体的6个面中选取3个面,其中有2个面不相邻的选法共有()A8种 B12种 C16种 D20种答案B解析正方体共有3组对面互不相邻与正方体的每组对面相邻的面有4个,所以有3412种选法故选B.【变式】如果一条直线与一个平面平行,那么称此直线与平面构成一个“平行线面组”在一个长方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“平行线面组”的个数是()A60 B48 C36 D24答案B基础题型训练一、单选题1算盘起源于
9、中国,迄今已有2600多年的历史,是中国传统的计算工具:现有一种算盘(如图1),共两档,自右向左分别表示个位和十位,档中横以梁,梁上一珠拨下,记作数字5,梁下五珠,上拨一珠记作数字1(如图2中算盘表示整数51).如果拨动图1算盘中的两枚算珠,则表示的数字大于50的概率为()ABCD【答案】B【分析】根据给定条件分类探求出拨动两枚算珠的结果,从而得到表示不同整数的个数和表示的数字大于50的个数,再根据古典概型概率计算公式即可求解.【详解】拨动图1算盘中的两枚算珠,有两类办法,第一类,只在一个档拨动两枚算珠共有4种方法,表示的数字分别为;第二类,在每一个档各拨动一枚算珠共有4种方法,表示的数字分别
10、为,所以表示不同整数的个数为8.其中表示的数字大于50的有共3个,所以表示的数字大于50的概率为.故选:B2解1道数学题,有两种方法,有2个人只会用第一种方法,有3个人只会用第二种方法,从这5个人中选1个人能解这道题目,则不同的选法共有()A4种B5种C6种D9种【答案】B【分析】由分类计数原理计算【详解】根据分类加法计数原理得:不同的选法共有(种).故选:B.3四名师范生从A,B,C三所学校中任选一所进行实习教学,其中A学校必有师范生去,则不同的选法方案有()A65种B37种C24种D12种【答案】A【分析】可从反面考虑,计算A学校没有师范生的种数【详解】若不考虑限制条件,则每位师范生都有3
11、种选择,共有种选择若没人去A学校,则每位师范生都有2种选择,共有种选择故不同的选法方案有种故选:A4为庆祝中国人民解放军建军90周年,南昌市某校打算组织高一6个班级参加红色旅游活动,旅游点选取了八一南昌起义纪念馆,南昌新四军军部旧址等5个红色旅游景点若规定每个班级必须参加且只能游览1个景点,每个景点至多有两个班级游览,则这6个班级中没有班级游览新四军军部旧址的不同游览方法数为A3600B1080C1440D2520【答案】C【分析】根据题意分两种情况讨论:第一种,先将个班级分成四组,分别为再分配到四个景点,第二种,将人平均分成三组,再分配到除新四军军部旧址外的四个景点的任意三个景点,分别求出每
12、一种情况的参观方法数,由加法原理计算可得答案【详解】由于每个班级必须参加且只能游览个景点,且每个景点至多有两个班级游览,因此可以把问题看成是将个班级分配到除新四军军部旧址外的四个景点或三个景点,可以分两种情况:第一种,先将个班级分成四组,分别为再分配到四个景点,不同的参观方法数为:种第二种,将人平均分成三组,在分配到除新四军军部旧址外的四个景点的任意三个景点,不同的参观方法数为:种由上可知,不同的参观方法数共有种故选【点睛】本题主要考查了排列,组合的实际应用,注意题目中的分类讨论,由不同的情形得到不同的参观方法,继而求出结果5已知集合,现从集合A中取一个元素作为点P的横坐标,从集合B中取一个元
13、素作为点P的纵坐标,则位于第四象限的点P有()A16个B12个C9个D6个【答案】D【分析】根据第四象限点的特征,运用分步乘法计数原理进行求解即可.【详解】因为第四象限的点横坐标为正,纵坐标为负,所以集合中只有符合,集合中只有符合,所以第四象限的点P有个,故选:D6编号为1,2,3的三位学生随意坐入编号为1,2,3的三个座位,每个座位坐一位学生,则三位学生所坐的座位号与学生的编号恰好都不同的概率是()ABCD【答案】B【分析】所有的排列法共有种,用列举法求得满足条件的排列数只有2种,由此可求得满足条件的概率.【详解】编号为1,2,3的三位学生随意坐入编号为1,2,3的三个座位时,1号学生有3种
14、坐法,2号学生有2种坐法,3号学生只有1种坐法,所以一共有6种坐法,其中座位号与学生的编号恰好都不同的坐法只有2种,所以所求的概率.故选:B.二、多选题7商场某区域的行走路线图可以抽象为一个的正方体道路网(如图,图中线段均为可行走的通道),甲、乙两人分别从,两点出发,随机地选择一条最短路径,以相同的速度同时出发,直到到达,为止,下列说法正确的是()A甲从必须经过到达的方法数共有9种B甲从到的方法数共有180种C甲、乙两人在处相遇的概率为D甲、乙两人相遇的概率为【答案】ACD【分析】利用组合计数原理结合分步乘法计数原理可判断A选项;分析可知从点到点,一共要走6步,其中向上2步,向前2步,向右2步
15、,结合分步乘法计数原理可判断B选项;利用古典概型的概率公式可判断C选项;找出两人相遇的位置,求出两人相遇的概率,可判断D选项【详解】对于A,从点到点,需要向上走2步,向前走1步,从点到点,需要向右走2步,向前走1步,所以,甲从必须经过到达的方法数为种,A正确;对于B,从点到点,一共要走6步,其中向上2步,向前2步,向右2步,所以,甲从到的方法数为种,B错误;对于C,甲从点运动到点,需要向上、前、右各走一步,再从点运动到点,也需要向上、前、右各走一步,所以,甲从点运动到点,且经过点,不同的走法种数为种,乙从点运动到点,且经过点,不同的走法种数也为36种,所以,甲、乙两人在处相遇的概率为,C正确;
16、对于D,若甲、乙两人相遇,则甲、乙两人只能在点、,甲从点运动到点,需要向上走2步,向前走1步,再从点运动到点,需要向前走1步,向右走2步,所以甲从点运动到点且经过点的走法种数为,所以甲、乙两人在点处相遇的走法种数为,同理可知,甲、乙两人在点、处相遇的走法种数都为,因此,甲、乙两人相遇的概率为,D正确故选:ACD【点睛】解答本题的关键在于利用组合数去计算对应的方法数,将从到的路线转变为六步,其中每一条路线向上步数确定后,则对应向右的步数也能确定,因此可以考虑从六步中选取向上或向右的步数,由此得到的组合数可表示对应路线的方法数8为提升学生劳动意识和社会实践能力,新华中学高二年级利用周末进行社区义务
17、劳动该校决定从高二年级共6个班中抽取20人组成社区服务队参加活动,其中6班有2个“劳动之星”,“劳动之星”必须参加且不占名额,每个班都必须有人参加,则()A若6班不再抽取学生,则共有种分配方法B若6班有除“劳动之星”外的学生参加,则共有种分配方法C若每个班至少有3人参加,则共有90种分配方法D若根据需要6班有4人参加,其余至少三人参加,则共有75种分配方案【答案】AB【分析】AB利用插空法求解判断;CD利用分类计数原理求解判断.【详解】A.若6班不再抽取学生,则20个名额分配到5个班,且每个班至少1个,由插空法,将其分成5组,共有种分配方法,故正确;B.若6班有除“劳动之星”外的学生参加,则2
18、0个名额分配到6个班,且每个班至少1个,由插空法,将其分成6组,则共有种分配方法,故正确;C.若每个班至少有3人参加,相当于16个名额被占用,还有4个名额需要分配到6个班,分5类,第一类4个名额分到一个班,有6种,第二类一个班3个,一个班1个有 种,第三类2个班都是2个名额则有 种,第四类2个班各1个名额,另一个班2个名额,则有 种, 第五类4个班都是1个名额则有 种,共有126种分配方法,故错误;D. 若根据需要6班有4人参加,其余至少三人参加,相当于17个名额被占用,还有3个名额需要分配到5个班,第一类3个名额分到一个班,有5种,第二类一个班2个,一个班1个有 种,第三类3个班都是1个名额
19、则有 种,则共有35种分配方案,故错误;故选:AB三、填空题9用0、1、2、3、4这五个数字组成无重复数字的自然数如果十位上的数字比百位上的数字和个位上的数字都小,则称这个数为“凹数”,如301、423等都是“凹数”, 则在组成的三位数中,“凹数”的个数为 .【答案】【分析】对十位上的数分别为三类讨论,每一类中根据分步计数原理求解,即可求出“凹数”的个数.【详解】当十位上的数为时,有个;当十位上的数为时,有个;当十位上的数为时,有个;所以“凹数”的个数为个.故答案为:10有4种不同颜色的涂料,给图中的6个区域涂色,要求相邻区域的颜色不相同,则不同的涂色方法共有 .【答案】756【分析】先从 区
20、域涂色,讨论 区域涂相同,不同颜色的两种情况,再确定 区域的涂色方法,应用分类分步计数原理求不同涂色的方法数【详解】按区域涂色相同与不同分一下两种情况:先涂 区域,则有4种方法,若区域涂色相同,则有3种方法,区域分别由3种方法,共有 种方法先涂 区域,则有4种方法,若区域涂色不同,则有 种方法,则 区域有2种方法, 分别有3种方法,共有 种方法故不同的涂色方法共有756种方法故答案为:75611如图,从丽水到上海的途径有 种【答案】60【分析】根据分步计数原理即可求解.【详解】完成从丽水到上海这件事需要两个步骤:第1步,从丽水到温州,有6种不同方法;第2步,从温州到上海,有10种不同方法,所以
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