强化课 排列与组合的综合问题 课后达标检测(教师版)

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强化课 排列与组合的综合问题 课后达标检测(教师版)

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一、选择题
1.某单位计划从5人中选4人值班,每人值班一天,其中第一、二天各安排一人,第三天安排两人,则安排的方法数为(  )
A.30 B.60
C.120 D.180
解析:选B.先从5人中选出4人值班,再从4人中选出2人值第三天,剩余2人分别值第一、二天,所以安排方法数为CCA=60.故选B.
2.甲、乙两人计划从A,B,C三个景点中各选择两个游玩,则两人所选景点不全相同的选法共有(  )
A.3种 B.6种
C.9种 D.12种
解析:选B.本题用排除法,甲、乙两人从A,B,C三个景点中各选两个游玩,共有CC=9(种),但两人所选景点不能完全相同,所以排除3种完全相同的选择,故共有6种选法.故选B.
3.现有15个数学竞赛参赛名额分给五个班,其中一、二班每班至少3个名额,三、四、五班每班至少2个名额,则名额分配方式共有(  )
A.15种 B.35种
C.70种 D.125种
解析:选B.根据题意,先将15个名额分配给一班、二班每班2个,三、四、五班每班1个,还剩下8个名额,将剩下的8个名额分5组,每组至少一人,利用“隔板法”求解,8个名额排成一列有7个间隔,要分成5组,7个间隔选4个即可,则有C=35种分配方法.故选B.
4.从0,1,2,3,4,5这6个数中任选2个偶数和1个奇数,组成没有重复数字的三位数的个数为(  )
A.36 B.42
C.45 D.54
解析:选B.当任选2个偶数中含有0时,0可以放在个位或十位,共2种情况,再从3个奇数中选一个,2个偶数中选一个,放在剩余的数位上,共CCA=12种情况,此时共2×12=24种情况;当任选2个偶数中不含有0时,从3个奇数中选一个,并和2,4进行全排列,共CA=18种情况,综上,组成没有重复数字的三位数的个数为24+18=42.故选B.
5.已知直线a,直线b,且a∥b,a上有5个点,b上有4个点,则以这9个点为顶点的三角形个数为(  )
A.CC+CC
B.(C+C)(C+C)
C.C-9
D.C-C
解析:选A.可以分为两类:a上取两点,b上取一点,则可构成三角形个数为CC;a上取一点,b上取两点,则可构成三角形个数为CC,由分类加法计数原理可得以这9个点为顶点的三角形个数为CC+CC.故选A.
6.某学生想在物理、化学、生物、政治、历史、地理、技术这七门课程中选三门作为选考科目,下列说法正确的是(  )
A.若任意选择三门课程,选法种数为A
B.若物理和化学至少选一门,选法种数为CC
C.若物理和历史不能同时选,选法种数为C-C
D.若物理和化学至少选一门,且物理和历史不同时选,选法种数为CC-C
解析:选C.对于A,若任意选择三门课程,选法种数为C,A错误;对于B,有两种情况:①若物理和化学选一门,有C种选法,其余两门从剩余的5门中选,有C种选法,共CC种选法;②若物理和化学都选,有C种选法,剩下一门从剩余的5门中选,有C种选法,共CC种选法,故选法种数为CC+CC,B错误;对于C,若物理和历史不能同时选,则选法种数为C-CC=C-C,C正确;对于D,有3种情况:①若物理和化学选一门,只选物理,且物理和历史不同时选,有CC种选法;②选化学,不选物理,有CC种选法;③物理与化学都选,且不选历史,有CC种选法,故选法种数为CC+CC+CC≠CC-C,D错误.故选C.
7.数列{an}共7项,a1=0,a7=2,且|ak+1-ak|=1,k=1,2,3,…,6.满足这些条件的不同数列的个数为(  )
A.6 B.12
C.15 D.30
解析:选C.因为|ak+1-ak|=1,k=1,2,3,…,6,所以ak+1-ak=1或者ak+1-ak=-1,即数列{an}从前往后依次增加1或者减少1.
因为a1=0,a7=2,所以从a1到a7有4次增加1,有2次减少1,即6次变化中选出2次减少1的,其他就是增加1的,所以不同的数列共有C=15(种).故选C.
8.(多选)某校举行强身健体的主题宣讲.现安排4名教师到高中3个年级进行宣讲,每个年级至少1名教师,则不同的选法有(  )
A.CCCC B.CA
C.CC D.CCA
解析:选BD.将4名教师分为三组,有C种分组方法,再将三组分配到三个年级有A种方法,所以共有CA种选法,故选项B正确;在三个年级中选出一个,安排2名教师有CC种安排方法,再将剩下的2人安排到两个年级有A种方法,所以共有CCA种选法,故选项D正确.故选BD.
9.(多选)某校举办“新生杯”足球比赛,现分配A,B,C,D 4人到甲、乙、丙三场比赛中担任主裁判,每人最多担任其中一场比赛的主裁判,每场比赛主裁判有且只有一人担任,则下列说法正确的是(  )
A.不同的分配方案共有81种
B.不同的分配方案共有24种
C.若A,B两人都不能去甲场比赛担任主裁判,则不同的安排方法共有12种
D.若A,B两人必有一人去甲场比赛担任主裁判,则不同的安排方法共有12种
解析:选BCD.不同的分配方案共有A=24(种),故B正确,A错误;
若A,B两人都不能去甲场比赛担任主裁判,第一步,从C,D中选出一人去甲场;第二步,从剩下的三人中选出两人;第三步,将选出的两人分配到乙、丙两场中.
则不同的安排方法共有CCA=12(种),故C正确;
若A,B两人必有一人去甲场比赛担任主裁判,第一步,从A,B中选出一人去甲场;
第二步,从剩下的三人中选出两人;第三步,将选出的两人分配到乙、丙两场中.
则不同的安排方法共有CCA=12(种),故D正确.故选BCD.
10.(多选)现有4个编号为1,2,3,4的盒子和4个编号为1,2,3,4的小球,要求把4个小球全部放进盒子中,则下列结论正确的有(  )
A.没有空盒子的放法共有24种
B.有空盒子的放法共有128种
C.恰有1个盒子不放球的放法共有144种
D.恰有1个小球放入与自己编号相同的盒中的放法共8种
解析:选ACD.对于A项,没有空盒子即每个盒子放1个小球,共A=24种放法,故A正确;
对于B项,不考虑是否有空盒子的放法为44种,减去没有空盒子的放法,得有空盒子的放法有256-24=232(种),故B错误;
对于C项,先选不放球的盒子有4种选法,再把4个小球分成三组(有1个盒子放2个球)放入3个盒子有CA种放法,故有4×CA=144种放法,故C正确;
对于D项,恰有1个小球放入与自己编号相同的盒中有4种放法,余下3个球放入不同编号的盒子只有2种放法.
比如1号球放入1号盒子,则2号球可放入3号盒子或4号盒子.若2号球放入3号盒子,3号球只能放入4号盒子,4号球放入2号盒子;若2号球放入4号盒子,则3号球只能放入2号盒子,4号球放入3号盒子.共2×4=8种放法,故D正确.
故选ACD.
二、填空题
11.某地奥运火炬接力传递路线共分6段,传递活动分别由6名火炬手完成.如果第一棒火炬手只能从甲、乙、丙三人中产生,最后一棒火炬手只能从甲、乙两人中产生,则不同的传递方法共有________种.
解析:甲传第一棒,乙传最后一棒,共有A种方法.乙传第一棒,甲传最后一棒,共有A种方法.丙传第一棒,共有CA种方法.由分类加法计数原理得,共有A+A+CA=96种方法.
答案:96
12.现将甲、乙、丙、丁四名志愿者分配到6个项目中参加志愿活动,且每名志愿者只能参加1个项目的志愿活动,则有且只有3人分到同一项目中的情况有________种.
解析:可分三步完成:第一步,从四名志愿者中选取三名志愿者,有C种选法;第二步,从6个项目中选取2个项目有C种不同的选法;第三步,把志愿者分配到两个项目中有A种分配方法.故共有CCA=120种不同的分配方法.
答案:120
13.方程x+y+z=11的非负整数解共有______组.
解析:将方程的解看成11个1与3个0放在3个小盒的方法,可以将11个1和3个0,共14个元素,分成3组,每组至少1个元素,采用隔板法,14个元素之间13个位置,隔2块板,共有C=78种方法,所以方程x+y+z=11的非负整数解共有78组.
答案:78
14.如图,将1,2,3,4四个数字填在6个“”中,每个“”中填一个数字,有线段连接的两个“”不能填相同数字,四个数字不必均使用,则不同填数方法有________种.
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解析:如图,计算不同填数方法有两类办法:
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当用四个数字时,先填A,E,D,有A种填法,再从B,F,C中选一处填第四个数,如B,再填F,若F与D同,则C有2种填法,若F与D不同,则C有1种填法,于是有AC(2+1)种填法;
当用三个数字时,先填A,E,D,有CA种填法,再填B,有2种填法,则F,C各有1种填法,于是有2CA种填法.
利用分类加法计数原理得,不同填数方法有
AC(2+1)+2CA=216+48=264(种).
答案:264
三、解答题
15.某班某次班会准备从甲、乙2名女同学及其他6名男同学中安排5名同学依次发言.
(1)若甲、乙同时参与,且她们发言时不能相邻,则不同的安排方法有多少种?
(2)若甲、乙同时参与,且前3名发言的同学中有女同学,则不同的安排方法有多少种?
解:(1)若甲、乙同时参与,则只需再从剩下的6名同学中选取3名即可.
在安排顺序时,甲、乙不相邻,则“插空”,不同的安排方法有AA种.
故甲、乙同时参与,且她们发言时不能相邻的安排方法有CAA=1 440(种).
(2)只考虑甲、乙同时参与,不同的安排方法有CA=2 400(种).
若前3名发言的同学中没有女同学,则甲、乙被安排在最后两位发言,不同的安排方法有CAA=240(种).
故甲、乙同时参与,且前3名发言的同学中有女同学的安排方法有2 400-240=2 160(种).
16.为弘扬我国古代的六艺文化,某夏令营主办单位计划利用暑期开设礼、乐、射、御、书、数六门体验课程.
(1)若体验课连续开设六周,每周一门,求其中射不排在第一周,数不排在最后一周的所有可能排法种数;
(2)甲、乙、丙、丁、戊五名教师在教这六门课程,每名教师至少任教一门课程,求其中甲不任教数的课程安排种数.
解:(1)分两组情况讨论,
①射排在最后一周时,则有A=120种排法;
②当射不排在最后一周,则射有4种排法,数也有4种排法,剩下的4门课程全排列,有4×4×A=384种排法,
所以,共有120+384=504种不同排法.
(2)分两种情况讨论;
当甲教两门时,则有CA=240种安排方法;
当甲教一门时,则有CCA=1 200种安排方法.
所以,共有240+1 200=1 440种安排方法.
17.在混放在一起的6件不同的产品中,有2件次品,4件正品.现需要通过检测将其区分,每次随机抽取一件进行检测,检测后不放回,直到检测出2件次品或者检测出4件正品时检测结束.
(1)若第二次抽到的是次品且第三次抽到的是正品,求共有多少种不同的抽法;
(2)已知每检测一件产品需要100元费用,求检测结束时检测费用为400元的抽法有多少种?(要求:解答过程要有必要的说明和步骤)
解:(1)由题意知,第一次抽到的必是正品,共抽取4次或5次检测结束,
第1次抽到的是正品有C种抽法;第2次抽到的是次品有C种抽法;第3次抽到的是正品有C种抽法;
当抽取4次结束时,第4次抽到的必是次品,共有CCC=24种抽法;
当抽取5次结束时,若第4次抽到的是正品且第5次抽到的是正品,则共有CCCC=48种抽法;
若第4次抽到的是正品且第5次抽到的是次品,则共有CCCC=48种抽法;
综上,第二次抽到的是次品且第三次抽到的是正品共有24+48+48=120种抽法.
(2)由题意知,检测费用为400元,说明一共抽取了4次检测结束,共有以下两种情况:
①4次抽到的均为正品,共有A=24种抽法;
②前3次抽到2件正品,1件次品,且第4次抽到的是次品,共有CCA=72种抽法.
所以,检测结束时检测费用为400元的抽法共有24+72=96(种).

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