新北师大版数学高效培优(选择性必修第一册)第5章:拓展专题轻松突破分组分配问题的四大题型(培优专项训练)(原卷版+解析)

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新北师大版数学高效培优(选择性必修第一册)第5章:拓展专题轻松突破分组分配问题的四大题型(培优专项训练)(原卷版+解析)

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拓展专题 轻松突破分组分配问题的四大题型
题型一:相同元素的分组问题——枚举法 2
题型二:相同元素的分配问题——隔板法 2
题型三:不相同元素的分组、分配问题 4
题型四:有限制条件的分组、分配问题 8
【知识点综述】
1.区分分组问题与分配问题
将元素分给相同的对象(如分成n组,分成n堆,分到n个相同的盒子里)的计数问题叫分组问题.
将元素分给不同的对象(如分给n个人,分到n个不同的盒子里)的计数问题叫分配问题.
2.不同元素的分组问题
不同元素的分组问题属于“组合”问题,常见的分组问题有三种:
(1)完全均匀分组,每组的元素个数均相等.
(2)部分均匀分组,应注意不要重复,有n组均匀分组,最后必须除以n!.
(3)完全非均匀分组,这种分组不考虑重复现象.
3.不同元素的分配问题
不同元素的分配问题属于“排列”问题,分配问题可以按要求逐个分配,也可以分组后再分配.区分是分组问题还是分配问题的关键是看是否有分配对象,若没有分配对象,则为分组问题;若有确定的分配对象,则为定向分配问题.
4.解决分组问题与分配问题的基本思路
(1)准确分类与分步:面对分组与分配问题,首先要明确是分类还是分步处理.分类时需确保各类情况相互独立且涵盖所有可能,分步则要保证每一步的操作合理有序,且各步之间相互关联,共同构成完成任务的完整过程.
(2)组与分配:清晰区分分组和分配的概念.分组是将元素按照一定规则分成不同的组,只关注组内元素的构成;而分配是在分组的基础上,将这些组对应到不同的对象,需要考虑组与对象之间的对应关系.
(3)元素特性:仔细分析元素的特点,包括元素是否相同、是否有特殊限制条件等.对于相同元素,分组方法与不同元素有所不同;对于有特殊限制的元素,如某些元素必须在同一组或不能在同一组,需优先考虑这些特殊情况,再进行后续的分组与分配操作.
(4)运用计数原理:合理运用分类加法计数原理和分步乘法计数原理.分类时,将各类情况的方法数相加;分步时,把每一步的方法数相乘,从而得到总的方法数.
题型一:相同元素的分组问题——枚举法
对于相同元素的分组问题,一般采用枚举法,将各种分法逐一列出,再计算总的方法数,注意此时元素是相同的,对象也是相同的,故各种分法中,若各对象所分得元素个数确定,此时交换元素算同种方法.
【典例】把4个相同的小球放入3个相同的盒子,共有 不同的放法.
【答案】4
【分析】由于小球相同,盒子也相同,故小球数目的不同分组就对应不同的放法.
【解析】共有4+0+0型、3+1+0型、2+2+0型、2+1+1型,故只有4种放法.
【题组训练】
1.把4本完全相同的书分成2堆,每堆至少1个,不同的放法种数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.把6本完全相同的书分成3堆,每堆至少1个,不同的放法种数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.把6个相同的小球放入3个相同的盒子,共有 不同的放法.
题型二:相同元素的分配问题——隔板法
对于相同元素的分组分配问题我们采用隔板法处理. 将m个相同元素分配给n个人,,每人至少1个. 按以下思路求出不同分配方法的种数:先将m个元素排成一列,中间有个空,然后把个隔板放入个空中即可把所有元素分为n组,再依次把n组元素给到n个人即可,于是总的分法有种,这种处理问题的方法我们称为隔板法. 将m个相同元素分配给n个人,,可以有人分不到. 此时我们可以采用化归的思路处理.先借过来n个元素,给每个人分一个,于是问题就转化为将个相同元素分配给n个人,每人至少1个,分完之后每个人再扣除一个即可,于是总的分法有种. 3.不定方程的正整数解的个数问题往往转化为相同元素的分配问题,再利用隔板法求解.
【典例】(2025高二·全国·专题练习)(1)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放1个球,共有多少种不同的方法?
(2)把10个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放2个球,共有多少种不同的方法?
(3)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,其中可以有空盒子,共有多少种不同的方法?
【分析】(1)利用隔板法求解即可.
(2)先将问题合理转化,再利用隔板法求解即可.
(3)法一对空盒子的个数进行分类讨论,再求和即可,法二利用隔板法求解即可.
【解析】(1)在7个相同的小球中间的6个空档里,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
(2)可以先在每个盒子中放1个球,问题就变成将7个相同的小球放入3个不同的盒子,
每个盒子里至少放1个球,即将小球分为堆,会产生个空档,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
(3)法一:空0个盒子共有种,空1个盒子共有种,
空2个盒子共有种,综上,共有种方法.
法二:先借3个相同的球,在每个盒子里先放入1个借来的球,
则问题就转化为把10个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子都不空,
即在10个相同的小球中间的9个空档里,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
【题组训练】
1.(2025·高二·江苏苏州·期中)学校有6个优秀学生名额,要求分配到高一、高二、高三,每个年级至少1个名额,则有( )种分配方案.
A.135 B.10 C.75 D.120
2.(2025·高二·山西大同·期中)袋中有十个完全相同的乒乓球,四个小朋友去取球,每个小朋友至少取一个球,所有的球都被取完,最后四个小朋友手中乒乓球个数的情况一共有( )
A.84种 B.504种 C.729种 D.39种
3.(2025·高二·新疆和田·阶段练习)7个相同的小球放入,,三个盒子,每个盒子至少放一球,共有( )种不同的放法.
A.60种 B.36种 C.30种 D.15种
4.(24-25高二下·江苏南京·期中)20个不加区别的小球放入编号为1、2、3的三个盒子中,要求每个盒内的球数不小于它的编号数,则不同的放法种数共有( )
A.120 B.240 C.300 D.360
5.(2025高三·全国·专题练习)从3个箱子(每个箱子里的球足够多)里选8个小球,每个箱子至少选2个小球,不同的选法有 种.
6.(2025高三·全国·专题练习)不定方程的正整数解有 组,非负整数解有 组.
7.(22-23高二下·黑龙江佳木斯·月考)若方程,其中,则方程的自然数解的个数为 .
8.将6个相同的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子,求下列放法的种数.
(1)每个盒子都不空;
(2)恰有一个空盒子.
题型三:不相同元素的分组、分配问题
不同元素分组、分配问题的求解策略
1.整体平均分组:分组后一定要除以(n为均分的组数),避免重复计数;
2.部分平均分组:若有m组元素个数相等,则分组时应除以m!,分组过程中有几个这样的均匀分组,就要除以几个这样的全排列数;
3.不平均分组:只需先分组,后排列,注意分组时任何组中元素的个数都不相等;
4.平均分配:将元素分步分给各对象,分完即可;
5.定向分配:按各对象应分配到的确定元素个数分步分,分完即可;
6.不定向分配:先分组,后分配,分配给m个对象,在分组后再乘以.
【典例】将6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?
(1)(非均匀分组)-堆一本,一堆两本,一堆三本;
(2)(定向分配)甲得一本,乙得两本,丙得三本;
(3)(不定向分配)-人得一本,一人得二本,一人得三本;
(4)(平均分配)平均分给甲、乙、丙三人;
(5)(平均分组)平均分成三堆.
【分析】本例为分组或分配问题,分配问题是把物件分给不同的人(或团体),是有顺序可言的,而分组问题,只是把物件分成组,是无顺序的,两者有着明显的不同.
【解析】(1)先在6本书中任取一本,作为一堆,有种取法,再从余下的五本书中任取两本,作为一堆,有种取法,再后从余下三本取三本作为一堆,有种取法,故共有分法(种).
(2)由(1)知,分成三堆的方法有种,而每种分组方法仅对应一种分配方法,故甲得一本,乙得二本,丙得三本的分法亦为(种).
(3)由(1)知,分成三堆的方法有种,但每一种分组方法又有种不同的分配方案,故一人得一本,一人得两本,一人得三本的分法有(种)
(4)3个人一个一个地来取书,甲从6本不同的书本中任取出2本的方法有 种,甲不论用哪一种方法取得2本书后,已再从余下的4本书中取书有种方法,而甲、乙不论用哪一种方法各取2本书后,丙从余下的两本中取两本书,有 种方法,所以一共有=90种方法.
(5)把6本不同的书分成三堆,每堆二本与把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人二本的区别在于,后者相当于把六本不同的书,平均分成三难后,再把每次分得的三堆书分给甲、乙、丙三个人.因此,设把六本不同的书,平均分成三堆的方法有x 种,那么把六本不同的书分给甲、乙、丙三人每人2本的分法就应有种,由(4)知,把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人2本的方法有 种.所以= ,则(种).
【解后反思】(1)要特别注意平均分配与平均分组的区别,如6本书分给甲、乙、丙三人各两本和分成3堆每堆两本是有区别的,前者虽然也属均分问题,但要甲、乙、丙三个人一个人一个人的去拿,而后者属均分问题又是无序问题,所以必须除以 .一般地,n个元素中有个元素(≤n)均分成m堆一定要除以 .
(2)非平均不定向分配问题一般“先分堆,再分配”,如第(3)小题.
【题组训练】
1.(25-26高二下·北京·期中)登山运动员 人, 平均分为两组, 其中熟悉道路的有4人, 每组都需要 人, 那么不同的分配方法种数是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·北京·阶段练习)将5名志愿者随机分配到3个项目(卫生、宣传、审计)服务,卫生项目与宣传项目各分配2名志愿者,审计项目只需1名志愿者,则不同的分配方案共有( )
A.30种 B.60种 C.90种 D.180种
3.(24-25高二下·安徽·期末)某市派4名专家到西部某市2家医院坐诊,每家医院至少派1名专家,且每名专家只去1家医院,则不同的分配方案种数为( )
A.20 B.18 C.16 D.14
4.(24-25高二上·上海·期末)6名同学到三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,A场馆安排1名,B场馆安排2名,C场馆安排3名,则不同的安排方法的个数有( )
A.30 B.60 C.120 D.360
5.(24-25高二下·天津东丽·阶段练习)某医疗队伍有4名医生需分配到2个志愿团队,每名医生只去一个志愿队,每个志愿队至少分配一名医生,则共有 种不同的方法.(用数字作答)
6.(25-26高三上·河南·期中)若将本不同的文学杂志与本完全相同的《红楼梦》分给位同学,每位同学本,且每位同学至多得本《红楼梦》,则不同的分法共有 种.
7.(24-25高三·上海·课堂例题)某地8名防疫工作人员到、、、四个社区做疫苗接种宣传,每名工作人员只去1个社区,社区安排1名、社区安排2名、社区安排3名,剩下的人员到社区,则不同的安排方法共有 种.
8.(2024高三·全国·专题练习)有六名同学按下列方法和要求分组,各有不同的分组方法多少种?
(1)分成三个组,各组人数分别为1、2、3;
(2)分成三个组去参加三项不同的试验,各组人数分别为1、2、3;
(3)分成三个组,各组人数分别为2、2、2;
(4)分成三个组去参加三项不同的试验,各组人数分别为2、2、2;
(5)分成四个组,各组人数分别为1、1、2、2;
(6)分成四个组去参加四项不同的活动,各组人数分别为1、1、2、2.
9.(2025高二·全国·专题练习)(1)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放1个球,共有多少种不同的方法?
(2)把10个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放2个球,共有多少种不同的方法?
(3)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,其中可以有空盒子,共有多少种不同的方法?
(4)把7个不同的小球放在3个相同的盒子里,要求每个盒子都不空,共有多少种不同的方法?
10.(24-25高二下·江苏宿迁·期中)有6名同学报名参加数学、物理、化学三科兴趣小组,每人选择一个小组.(数字作答)
(1)求一共有多少种不同的报名方法;
(2)若三科均要有人报名,求一共有多少种不同的报名方法;
(3)若甲乙两人都不报化学学科,且每个学科都要有人报名,求一共有多少种不同的报名方法.
11.(24-25高二下·江苏徐州·期中)结合排列组合,解决下列问题结果用数字作答
(1)将4封不同的信放到3个不同的信箱中,有多少种放法?
(2)将4封不同的信放到3个不同的信箱中,每个信箱至少有一封信,有多少种放法?
(3)将4封标有序号A,B,C,D的信放到四个标有A,B,C,D的信箱中,恰有一组序号相同,则有多少种放法?
12.(24-25高二下·山东临沂·期中)学校有一队含有2名教师、3名高一学生、3名高二学生和2名高三学生的志愿者队伍,现从这10名志愿者中选调6名志愿者平均分配到、两个社区作宣传活动.求:
(1)若选调的志愿者中必须有教师,则有多少种选调方法(不需要分配到社区)?
(2)若每个社区必须有教师带队,且不含高三学生,则有多少种分配方法?
(3)若选调的志愿者中高一与高二学生选调人数相等,则有多少种分配方法?
题型四:有限制条件的分组、分配问题
优先处理限制条件.如果有元素必须在同一组或不能在同一组,先将这些元素按照要求进行组合或排除.然后,对剩余元素进行常规的分组操作,注意分组过程中仍要遵循分组的基本原则,如避免重复.完成分组后,再进行分配,根据分步乘法计数原理得出满足条件的分配方案数.
【典例】(2025高三·全国·专题练习)2024年5月20日是第25个“世界计量日”,主题为“可持续发展”.现安排6名志愿者去甲、乙、丙3个活动场地配合工作,每个活动场地去2名志愿者,其中志愿者去甲活动场地,志愿者不去乙活动场地,则不同的安排方法共有( )
A.18种 B.12种 C.9种 D.6种
【题组训练】
1.(2025·云南昆明·模拟预测)将甲、乙等6名志愿者分配到3个社区协助开展活动,每个社区至少1人,每个人只去1个社区,且甲、乙两人不在同1个社区,则不同的分配方法数是( )
A.540 B.504 C.408 D.390
2.(2025·湖南郴州·一模)“湘超”足球比赛正在如火如荼进行中,某企业赞助一批足球训练设备给甲、乙、丙三个球队.这批设备分别为个相同的跳箱和箱相同的药球.要求每队至少有一个跳箱,且药球不能全部分配给同一球队,则不同的分配方案有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
3.(24-25高二下·湖北·期中)为了践行习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的理念,3月12日这天高二年级1至6班共6个班级决定去3个不同林场植树,若要求每组2个班,且1班2班在同一组,则符合条件的不同方法数是( )
A.48 B.36 C.18 D.12
4.(24-25高三上·黑龙江大庆·期中)有5项不同的任务安排给甲,乙,丙三人完成,每人至少完成一项且每项任务只安排一人完成,则分配给甲的任务不超过两项的安排方法有( )
A.260种 B.220种 C.160种 D.130种
5.(24-25高三上·广西·期中)为促进城乡教育均衡发展,某地区教育局安排包括甲、乙在内的5名城区教师前往四所乡镇学校支教,若每所学校至少安排1名教师,每名教师只能去一所学校,则甲、乙不安排在同一所学校的方法数有( )
A.1440种 B.240种 C.216种 D.120种
6.(24-25高二上·甘肃武威·期中)年月我校组织年校庆活动,有甲、乙、丙名志愿者负责、、、等个任务.每人至少负责一个任务,每个任务都有人负责,且甲不负责任务的分配方法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
7.(24-25高三上·辽宁丹东·期中)甲、乙、丙等5人被安排到三个社区做志愿者,每人随机选择一个社区,且这三个社区都有人去,则甲和乙不去同一个社区的概率为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高三上·河北邯郸·开学考试)在第33届夏季奥运会期间,中国中央电视台体育频道在某比赛日安排甲、乙、丙、丁4个人参加当天A,B,C三个比赛场地的现场报道,且每个场地至少安排一人,甲不在A场地的不同安排方法数为( )
A.32 B.24 C.18 D.12
9.(23-24高二下·河北邢台·期中)要安排5名学生到3个乡村做志愿者,每名学生只能选择去1个村,每个村里至少安排1名志愿者,其中学生甲不分配到村,则不同的安排方法种数为 .
10.(23-24高二下·天津·期中)为方便广大人民群众就医,普及医疗健康知识,社区组织“义诊下乡行”活动,某医疗队伍有5名医生需分配到3个志愿团队,每个志愿队至少分配一名医生,甲医生被分到志愿队的方法有 种.(用数字作答)
11.(23-24高二下·山东·期中)在2024年巴黎奥运会志愿者活动中,甲、乙、丙、丁4人要参与到,,三个项目的志愿者工作中,每个项目必须有志愿者参加,每个志愿者只能参加一个项目,若甲只能参加项目,那么不同的志愿者分配方案共有 种(用数字表示).
12.(24-25高二下·广东江门·期中)已知12名运动员中有5人只擅长篮球,4人只擅长足球,另外3人篮球与足球都擅长.
(1)若从这12名运动员中选派2人,求这2人都擅长足球的选派方法种数;
(2)若让这12名运动员中所有擅长篮球的运动员排成一排拍照,求其中还擅长足球的运动员互不相邻的排法种数;
(3)从这12名运动员中选派4人参加某项活动,要求这4人有2人擅长篮球,有2人擅长足球,求满足条件的选派方法种数.
13.(24-25高二下·福建三明·月考)中华文化源远流长,为了让青少年更好地了解中国的传统文化,某培训中心计划利用暑期开设“围棋”、“武术”、“书法”、“剪纸”、“京剧”、“刺绣”六门体验课程.
(1)若体验课连续开设六周,每周一门,求“京剧”课程不排第一周,“剪纸”课程不排最后一周的所有排法种数;
(2)现有甲、乙、丙三名学生报名参加暑期的体验课程,每人都选两门课程,甲和乙有且只有一门共同的课程,丙和甲、乙的课程都不同,求所有选课的种数;
(3)计划安排五名教师教这六门课程,每门课程只由一名教师任教,每名教师至少任教一门课程,教师不任教“围棋”课程,教师只能任教一门课程,求所有课程安排的种数.21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)拓展专题 轻松突破分组分配问题的四大题型
题型一:相同元素的分组问题——枚举法 2
题型二:相同元素的分配问题——隔板法 2
题型三:不相同元素的分组、分配问题 6
题型四:有限制条件的分组、分配问题 12
【知识点综述】
1.区分分组问题与分配问题
将元素分给相同的对象(如分成n组,分成n堆,分到n个相同的盒子里)的计数问题叫分组问题.
将元素分给不同的对象(如分给n个人,分到n个不同的盒子里)的计数问题叫分配问题.
2.不同元素的分组问题
不同元素的分组问题属于“组合”问题,常见的分组问题有三种:
(1)完全均匀分组,每组的元素个数均相等.
(2)部分均匀分组,应注意不要重复,有n组均匀分组,最后必须除以n!.
(3)完全非均匀分组,这种分组不考虑重复现象.
3.不同元素的分配问题
不同元素的分配问题属于“排列”问题,分配问题可以按要求逐个分配,也可以分组后再分配.区分是分组问题还是分配问题的关键是看是否有分配对象,若没有分配对象,则为分组问题;若有确定的分配对象,则为定向分配问题.
4.解决分组问题与分配问题的基本思路
(1)准确分类与分步:面对分组与分配问题,首先要明确是分类还是分步处理.分类时需确保各类情况相互独立且涵盖所有可能,分步则要保证每一步的操作合理有序,且各步之间相互关联,共同构成完成任务的完整过程.
(2)组与分配:清晰区分分组和分配的概念.分组是将元素按照一定规则分成不同的组,只关注组内元素的构成;而分配是在分组的基础上,将这些组对应到不同的对象,需要考虑组与对象之间的对应关系.
(3)元素特性:仔细分析元素的特点,包括元素是否相同、是否有特殊限制条件等.对于相同元素,分组方法与不同元素有所不同;对于有特殊限制的元素,如某些元素必须在同一组或不能在同一组,需优先考虑这些特殊情况,再进行后续的分组与分配操作.
(4)运用计数原理:合理运用分类加法计数原理和分步乘法计数原理.分类时,将各类情况的方法数相加;分步时,把每一步的方法数相乘,从而得到总的方法数.
题型一:相同元素的分组问题——枚举法
对于相同元素的分组问题,一般采用枚举法,将各种分法逐一列出,再计算总的方法数,注意此时元素是相同的,对象也是相同的,故各种分法中,若各对象所分得元素个数确定,此时交换元素算同种方法.
【典例】把4个相同的小球放入3个相同的盒子,共有 不同的放法.
【答案】4
【分析】由于小球相同,盒子也相同,故小球数目的不同分组就对应不同的放法.
【解析】共有4+0+0型、3+1+0型、2+2+0型、2+1+1型,故只有4种放法.
【题组训练】
1.把4本完全相同的书分成2堆,每堆至少1个,不同的放法种数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】共有3+1型、2+2型,故只有2种放法.
2.把6本完全相同的书分成3堆,每堆至少1个,不同的放法种数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】共有1+1+4型、1+2+3型、2+2+2型,故只有3种放法.
3.把6个相同的小球放入3个相同的盒子,共有 不同的放法.
【答案】7
【解析】共有6+0+0型、5+1+0型、4+1+1型、4+2+0型、3+3+0型、3+2+1型、2+2+2型,故只有7种放法.
题型二:相同元素的分配问题——隔板法
对于相同元素的分组分配问题我们采用隔板法处理. 将m个相同元素分配给n个人,,每人至少1个. 按以下思路求出不同分配方法的种数:先将m个元素排成一列,中间有个空,然后把个隔板放入个空中即可把所有元素分为n组,再依次把n组元素给到n个人即可,于是总的分法有种,这种处理问题的方法我们称为隔板法. 将m个相同元素分配给n个人,,可以有人分不到. 此时我们可以采用化归的思路处理.先借过来n个元素,给每个人分一个,于是问题就转化为将个相同元素分配给n个人,每人至少1个,分完之后每个人再扣除一个即可,于是总的分法有种. 3.不定方程的正整数解的个数问题往往转化为相同元素的分配问题,再利用隔板法求解.
【典例】(2025高二·全国·专题练习)(1)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放1个球,共有多少种不同的方法?
(2)把10个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放2个球,共有多少种不同的方法?
(3)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,其中可以有空盒子,共有多少种不同的方法?
【分析】(1)利用隔板法求解即可.
(2)先将问题合理转化,再利用隔板法求解即可.
(3)法一对空盒子的个数进行分类讨论,再求和即可,法二利用隔板法求解即可.
【解析】(1)在7个相同的小球中间的6个空档里,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
(2)可以先在每个盒子中放1个球,问题就变成将7个相同的小球放入3个不同的盒子,
每个盒子里至少放1个球,即将小球分为堆,会产生个空档,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
(3)法一:空0个盒子共有种,空1个盒子共有种,
空2个盒子共有种,综上,共有种方法.
法二:先借3个相同的球,在每个盒子里先放入1个借来的球,
则问题就转化为把10个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子都不空,
即在10个相同的小球中间的9个空档里,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
【题组训练】
1.(2025·高二·江苏苏州·期中)学校有6个优秀学生名额,要求分配到高一、高二、高三,每个年级至少1个名额,则有( )种分配方案.
A.135 B.10 C.75 D.120
【答案】B
【解析】“学生名额”是相同元素,故相同元素分配分组问题,用“隔板法”,
故有,
故选:B.
2.(2025·高二·山西大同·期中)袋中有十个完全相同的乒乓球,四个小朋友去取球,每个小朋友至少取一个球,所有的球都被取完,最后四个小朋友手中乒乓球个数的情况一共有( )
A.84种 B.504种 C.729种 D.39种
【答案】A
【解析】四个小朋友去取球,每个小朋友至少取一个球,所有的球都被取完,
即将个球分成了份:
个球有个空隙,选个空隙插上“隔板”即可分成4份,
即:种.
故选:A.
3.(2025·高二·新疆和田·阶段练习)7个相同的小球放入,,三个盒子,每个盒子至少放一球,共有( )种不同的放法.
A.60种 B.36种 C.30种 D.15种
【答案】D
【解析】将7个小球分成三组即可,可采用插空法,7个小球有6个空,则有种不同的方法.
故选:D.
4.(24-25高二下·江苏南京·期中)20个不加区别的小球放入编号为1、2、3的三个盒子中,要求每个盒内的球数不小于它的编号数,则不同的放法种数共有( )
A.120 B.240 C.300 D.360
【答案】A
【分析】将问题化为17个球排成一排,有16个空隙,插入2块隔板分为三堆放入三个盒中,再应用组合数求不同的放法数.
【解析】先往2号,3号盒内分别放入1个球和2个球,此时每个盒子至少还需放入1个球,
将剩下的17个球排成一排,有16个空隙,插入2块隔板分为三堆放入三个盒中即可,
共有(种)方法.故选:A
5.(2025高三·全国·专题练习)从3个箱子(每个箱子里的球足够多)里选8个小球,每个箱子至少选2个小球,不同的选法有 种.
【答案】6
【分析】应用隔板法,将5个小球排成一排,用2块挡板插入四个空中的2个,即可得.
【解析】8个相同小球再减去3个小球共5个小球排成一排,用2块挡板去插入,有种.
然后再往每个箱子里放1个球,即每个箱子至少选2个小球,故不同的选法有6种.故答案为:6
6.(2025高三·全国·专题练习)不定方程的正整数解有 组,非负整数解有 组.
【答案】
【分析】利用隔板法求解不定方程的解的组数.
【解析】第一空: 利用隔板法求解,不定方程的正整数解,
相当于将100个名额分配给50个班级,每班至少一人,也就是将100个名额分成50堆,
每堆至少一个名额,因此,把这100个名额排成一队,除去队前队后的空外,
有99个空,在这99个空中选49个空,插入49个板子,则把这100个名额分成了50堆,故有组,每一堆的名额数就是的数值,则不定方程的正整数解的组数为组;
第二空: 设,
,,,
不定方程的非负整数解
就是不定方程正整数解,
利用隔板法求解,不定方程的正整数解,
相当于将150个名额分配给50个班级,每班至少一人,也就是将150个名额分成50堆,
每堆至少一个名额.把这150个名额排成一队,除去队前队后的空外,
有149个空,在这149个空中选49个空,插入49个板子,则把这150个名额分成了50堆,
故有组,每一堆的名额数就是的数值,
则不定方程的非负整数解的组数为组.
故答案为:,.
7.(22-23高二下·黑龙江佳木斯·月考)若方程,其中,则方程的自然数解的个数为 .
【答案】28
【分析】依据隔板法去求解即可.
【解析】已知方程,且,
则,其中均为自然数.
将其转化为, 其中为正整数.
运用隔板法将其转化为有9个1排成一列,利用2个隔板法将其分成3组,
第一组1的数目为,第二组1的数目为,第三组1的数目为,则.
2个隔板的放置方法共有种,
故方程的正整数解的个数为28.
即方程的自然数解的个数为28.
8.将6个相同的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子,求下列放法的种数.
(1)每个盒子都不空;
(2)恰有一个空盒子.
【解析】(1)先把6个相同的小球排成一行,然后在小球之间5个空隙中任选3个空隙各插一块隔板,故共有=10(种)放法.
(2)恰有一个空盒子,第一步先选出一个盒子,有种选法,第二步在小球之间5个空隙中任选2个空隙各插一块隔板,由分步乘法计数原理得,共有·=40(种)放法.
题型三:不相同元素的分组、分配问题
不同元素分组、分配问题的求解策略
1.整体平均分组:分组后一定要除以(n为均分的组数),避免重复计数;
2.部分平均分组:若有m组元素个数相等,则分组时应除以m!,分组过程中有几个这样的均匀分组,就要除以几个这样的全排列数;
3.不平均分组:只需先分组,后排列,注意分组时任何组中元素的个数都不相等;
4.平均分配:将元素分步分给各对象,分完即可;
5.定向分配:按各对象应分配到的确定元素个数分步分,分完即可;
6.不定向分配:先分组,后分配,分配给m个对象,在分组后再乘以.
【典例】将6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?
(1)(非均匀分组)-堆一本,一堆两本,一堆三本;
(2)(定向分配)甲得一本,乙得两本,丙得三本;
(3)(不定向分配)-人得一本,一人得二本,一人得三本;
(4)(平均分配)平均分给甲、乙、丙三人;
(5)(平均分组)平均分成三堆.
【分析】本例为分组或分配问题,分配问题是把物件分给不同的人(或团体),是有顺序可言的,而分组问题,只是把物件分成组,是无顺序的,两者有着明显的不同.
【解析】(1)先在6本书中任取一本,作为一堆,有种取法,再从余下的五本书中任取两本,作为一堆,有种取法,再后从余下三本取三本作为一堆,有种取法,故共有分法(种).
(2)由(1)知,分成三堆的方法有种,而每种分组方法仅对应一种分配方法,故甲得一本,乙得二本,丙得三本的分法亦为(种).
(3)由(1)知,分成三堆的方法有种,但每一种分组方法又有种不同的分配方案,故一人得一本,一人得两本,一人得三本的分法有(种)
(4)3个人一个一个地来取书,甲从6本不同的书本中任取出2本的方法有 种,甲不论用哪一种方法取得2本书后,已再从余下的4本书中取书有种方法,而甲、乙不论用哪一种方法各取2本书后,丙从余下的两本中取两本书,有 种方法,所以一共有=90种方法.
(5)把6本不同的书分成三堆,每堆二本与把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人二本的区别在于,后者相当于把六本不同的书,平均分成三难后,再把每次分得的三堆书分给甲、乙、丙三个人.因此,设把六本不同的书,平均分成三堆的方法有x 种,那么把六本不同的书分给甲、乙、丙三人每人2本的分法就应有种,由(4)知,把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人2本的方法有 种.所以= ,则(种).
【解后反思】(1)要特别注意平均分配与平均分组的区别,如6本书分给甲、乙、丙三人各两本和分成3堆每堆两本是有区别的,前者虽然也属均分问题,但要甲、乙、丙三个人一个人一个人的去拿,而后者属均分问题又是无序问题,所以必须除以 .一般地,n个元素中有个元素(≤n)均分成m堆一定要除以 .
(2)非平均不定向分配问题一般“先分堆,再分配”,如第(3)小题.
【题组训练】
1.(25-26高二下·北京·期中)登山运动员 人, 平均分为两组, 其中熟悉道路的有4人, 每组都需要 人, 那么不同的分配方法种数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据分步乘法计数原理及组合的平均分组问题即可求解.
【解析】先将4个熟悉道路的人平均分成两组有种.
再将余下的6人平均分成两组有种.
然后这四个组自由搭配还有种,
故最终分配方法有种
故选:B.
2.(24-25高二下·北京·阶段练习)将5名志愿者随机分配到3个项目(卫生、宣传、审计)服务,卫生项目与宣传项目各分配2名志愿者,审计项目只需1名志愿者,则不同的分配方案共有( )
A.30种 B.60种 C.90种 D.180种
【答案】A
【分析】利用分步计数原理和组合数计算.
【解析】先从5名志愿者选2名参加卫生项目,有种,
再在剩下的3人中选2人参加宣传项目,有种,
剩下的1名志愿者参加审计项目,
所以共有种分配方案.
故选:A
3.(24-25高二下·安徽·期末)某市派4名专家到西部某市2家医院坐诊,每家医院至少派1名专家,且每名专家只去1家医院,则不同的分配方案种数为( )
A.20 B.18 C.16 D.14
【答案】D
【解析】先分组,再分配,
分组有2种情况:
①一个医院1人,一个医院3人,此时有种,
②两个医院各2人,此时有种,
将分好的组分配到两个不同的医院,有2种情况,
故不同的分配方案有种,
故选:D
4.(24-25高二上·上海·期末)6名同学到三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,A场馆安排1名,B场馆安排2名,C场馆安排3名,则不同的安排方法的个数有( )
A.30 B.60 C.120 D.360
【答案】B
【分析】根据场馆安排,对6名同学依次分组,利用分步乘法原则即可求得结果.
【解析】首先安排C场馆的3名同学,即;
再从剩下的3名同学中来安排A场馆的1名同学,即;
最后安排2名同学到丙场馆,即.
所以不同的安排方法有:种.
故选:B
5.(24-25高二下·天津东丽·阶段练习)某医疗队伍有4名医生需分配到2个志愿团队,每名医生只去一个志愿队,每个志愿队至少分配一名医生,则共有 种不同的方法.(用数字作答)
【答案】
【分析】先分组再分配,利用排列组合知识解决即可.
【解析】按照1:3的比例,共有种分组方案;
按照2:2的比例,共有种分组方案;
则共有种分配方案
6.(25-26高三上·河南·期中)若将本不同的文学杂志与本完全相同的《红楼梦》分给位同学,每位同学本,且每位同学至多得本《红楼梦》,则不同的分法共有 种.
【答案】
【解析】将本不同的文学杂志分为四组,每组数量分别为、、、,
其中分得一本杂志的同学同时也将分配得到一本《红楼梦》,
所以不同的分法种数为种.
7.(24-25高三·上海·课堂例题)某地8名防疫工作人员到、、、四个社区做疫苗接种宣传,每名工作人员只去1个社区,社区安排1名、社区安排2名、社区安排3名,剩下的人员到社区,则不同的安排方法共有 种.
【答案】1680
【分析】由题意,根据不同社区选人,利用分步乘法计数原理列式计算即可.
【解析】依题意,只需依次根据不同社区选工作人员即可,
即不同的安排方法共有种.
故答案为:1680.
8.(2024高三·全国·专题练习)有六名同学按下列方法和要求分组,各有不同的分组方法多少种?
(1)分成三个组,各组人数分别为1、2、3;
(2)分成三个组去参加三项不同的试验,各组人数分别为1、2、3;
(3)分成三个组,各组人数分别为2、2、2;
(4)分成三个组去参加三项不同的试验,各组人数分别为2、2、2;
(5)分成四个组,各组人数分别为1、1、2、2;
(6)分成四个组去参加四项不同的活动,各组人数分别为1、1、2、2.
【解析】(1)分成三个组,各组人数分别为1,2,3,即=60(种).
(2)分成三个组去参加三项不同的试验,各组人数分别为1,2,3;即(种).
(3)分成三个组,各组人数分别为2,2,2;即(种).
(4)分成三个组去参加三项不同的试验,各组人数分别为2,2,2;即(种).
(5)分成四个组,各组人数分别为1,1,2,2;有(种).
(6)分成四个组去参加四项不同的活动,各组人数分别为1,1,2,2.有(种).
9.(2025高二·全国·专题练习)(1)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放1个球,共有多少种不同的方法?
(2)把10个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子里至少放2个球,共有多少种不同的方法?
(3)把7个相同的小球放在3个不同的盒子里,其中可以有空盒子,共有多少种不同的方法?
(4)把7个不同的小球放在3个相同的盒子里,要求每个盒子都不空,共有多少种不同的方法?
【解析】(1)法一:问题相当于先把7个相同的小球分成3堆,再分配到不同的盒子里.
把7个相同的小球分成3堆,有4种分法.
第一类,按照来分,有种方法;
第二类,按照来分,有种方法;
第三类,按照来分,有种方法:
第四类,按照来分,有种方法
综上,共有种方法.
法二:在7个相同的小球中间的6个空档里,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
(2)可以先在每个盒子中放1个球,问题就变成将7个相同的小球放入3个不同的盒子,
每个盒子里至少放1个球,即将小球分为堆,会产生个空档,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
(3)法一:空0个盒子共有种,空1个盒子共有种,
空2个盒子共有种,综上,共有种方法.
法二:先借3个相同的球,在每个盒子里先放入1个借来的球,
则问题就转化为把10个相同的小球放在3个不同的盒子里,要求每个盒子都不空,
即在10个相同的小球中间的9个空档里,
选择2个空档,插入2块隔板,共有种方法.
(4)由题意得盒子相同,按照球的个数可以分为,共4种,
第一类,按照来分,有种方法;
第二类,按照来分,有种方法;
第三类,按照来分,有种方法:
第四类,按照来分,有种方法
综上,共有种方法.
10.(24-25高二下·江苏宿迁·期中)有6名同学报名参加数学、物理、化学三科兴趣小组,每人选择一个小组.(数字作答)
(1)求一共有多少种不同的报名方法;
(2)若三科均要有人报名,求一共有多少种不同的报名方法;
(3)若甲乙两人都不报化学学科,且每个学科都要有人报名,求一共有多少种不同的报名方法.
【解析】(1)因为每个人都有三种选择,所以一共有种;
(2)因为三科均要有人报名,可分为以下三种情况:
①其中一科有4人,另外2科各1人,共有:种,
②其中一科1人,一科2人,一科3人,共有:种,
③三科均2人,共有:种,
所以一共有:90+360+90=540种.
(3)因为甲乙两人都不报化学学科,
所以按照另外4个人报化学学科的人数可分为以下4种情况:
①有1人报化学:种,
②有2人报化学:种,
③有3人报化学:种,
④有4人报化学:种,
所以一共有:120+84+24+2=230种.
11.(24-25高二下·江苏徐州·期中)结合排列组合,解决下列问题结果用数字作答
(1)将4封不同的信放到3个不同的信箱中,有多少种放法?
(2)将4封不同的信放到3个不同的信箱中,每个信箱至少有一封信,有多少种放法?
(3)将4封标有序号A,B,C,D的信放到四个标有A,B,C,D的信箱中,恰有一组序号相同,则有多少种放法?
【解析】(1)将4封不同的信放到3个不同的信箱中,有种放法;
(2)将4封不同的信放到3个不同的信箱中,每个信箱至少有一封信,
则将4封信分成1,1,2三组,有组,再分给三个信箱,有种放法;
(3)将4封标有序号A,B,C,D的信放到四个标有A,B,C,D的信箱中,
先确定一组序号相同有种情况,其余的全部不同均有2种情况,则共有种情况.
12.(24-25高二下·山东临沂·期中)学校有一队含有2名教师、3名高一学生、3名高二学生和2名高三学生的志愿者队伍,现从这10名志愿者中选调6名志愿者平均分配到、两个社区作宣传活动.求:
(1)若选调的志愿者中必须有教师,则有多少种选调方法(不需要分配到社区)?
(2)若每个社区必须有教师带队,且不含高三学生,则有多少种分配方法?
(3)若选调的志愿者中高一与高二学生选调人数相等,则有多少种分配方法?
【解析】(1)选调的志愿者中恰有1名教师,先选1名教师,再从剩余8人中选5人,共有种选法.
选调的志愿者中恰有2名教师,先选2名教师,再从8人中选4人,共有种选法.
所以志愿者中有教师的选调方法为:种.
(2)若每个社区中必有教师,则2名教师均需选用,
再从高一、高二6名学生中选4人,然后在进行分配,共有种分配方法.
(3)选调的志愿者中高一与高二学生选调人数相等,有分配时有三种情况:
当高一高二各选1名学生时,种分配方法;
当高一高二各选2名学生时,种分配方法;
当高一高二各选3名学生时,种分配方法;
则共有种分配方法.
题型四:有限制条件的分组、分配问题
优先处理限制条件.如果有元素必须在同一组或不能在同一组,先将这些元素按照要求进行组合或排除.然后,对剩余元素进行常规的分组操作,注意分组过程中仍要遵循分组的基本原则,如避免重复.完成分组后,再进行分配,根据分步乘法计数原理得出满足条件的分配方案数.
【典例】(2025高三·全国·专题练习)2024年5月20日是第25个“世界计量日”,主题为“可持续发展”.现安排6名志愿者去甲、乙、丙3个活动场地配合工作,每个活动场地去2名志愿者,其中志愿者去甲活动场地,志愿者不去乙活动场地,则不同的安排方法共有( )
A.18种 B.12种 C.9种 D.6种
【答案】A
【分析】法一:利用分类加法原理,结合组合数计算,可得答案;法二:利用正难则反的思想,求得对立事件的情况数与总的情况数,可得答案.
【解析】法一:根据题意,分2类讨论.
第一类,去甲活动场地,则在一起,都去甲活动场地,将剩下4人分为2组,
安排在乙、丙两个活动场地即可,有(种)安排方法;
第二类,不去甲活动场地,则必去丙活动场地,在剩下4人中选出2人安排在乙活动场地,
再将剩下2人分别安排到甲、丙活动场地,有(种)安排方法.
根据分类加法计数原理,共有(种)安排方法.
法二:去甲活动场地共有(种)情况,
去甲活动场地且去乙活动场地共有(种)情况,
所以去甲活动场地,不去乙活动场地的不同的安排方法共有(种).
故选:A.
【题组训练】
1.(2025·云南昆明·模拟预测)将甲、乙等6名志愿者分配到3个社区协助开展活动,每个社区至少1人,每个人只去1个社区,且甲、乙两人不在同1个社区,则不同的分配方法数是( )
A.540 B.504 C.408 D.390
【答案】D
【解析】总的分配方法有种.
若按照分堆,甲、乙在一起的情况有种;
若按照分堆,甲、乙在一起的情况有种;
若按照分堆,甲、乙在一起的情况有种,故不同的分配方法数为.
故选D.
2.(2025·湖南郴州·一模)“湘超”足球比赛正在如火如荼进行中,某企业赞助一批足球训练设备给甲、乙、丙三个球队.这批设备分别为个相同的跳箱和箱相同的药球.要求每队至少有一个跳箱,且药球不能全部分配给同一球队,则不同的分配方案有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】B
【解析】分以下两步:
(1)先分跳箱:个相同的跳箱分给三个球队,三个球队分得的跳箱数量分别为、、或、、或、、,
所以,跳箱的分法种数为种;
(2)接下来分药球:将个药球分给三个球队,三个球队分得的药球数量分别为、、或、、,
所以,药球的分法种数为种.
由分步乘法计数原理可知,不同的分法种数为种.
故选:B.
3.(24-25高二下·湖北·期中)为了践行习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的理念,3月12日这天高二年级1至6班共6个班级决定去3个不同林场植树,若要求每组2个班,且1班2班在同一组,则符合条件的不同方法数是( )
A.48 B.36 C.18 D.12
【答案】C
【分析】平均分成三组,再全排列即可求解.
【解析】由题意需将6个班级先平均分为3组,且1班2班在同一组,有,
再分配到3个林场,共种方法,
故选:C.
4.(24-25高三上·黑龙江大庆·期中)有5项不同的任务安排给甲,乙,丙三人完成,每人至少完成一项且每项任务只安排一人完成,则分配给甲的任务不超过两项的安排方法有( )
A.260种 B.220种 C.160种 D.130种
【答案】D
【分析】根据题意,分甲只安排一项任务与甲只安排两项任务讨论,结合排列数与组合数代入计算,即可得到结果.
【解析】若甲只安排一项任务,则有种;
若甲只安排两项任务,则有种;
故分配给甲的任务不超过两项的安排方法共有130种.
故选:D
5.(24-25高三上·广西·期中)为促进城乡教育均衡发展,某地区教育局安排包括甲、乙在内的5名城区教师前往四所乡镇学校支教,若每所学校至少安排1名教师,每名教师只能去一所学校,则甲、乙不安排在同一所学校的方法数有( )
A.1440种 B.240种 C.216种 D.120种
【答案】C
【分析】根据分组分配计算所有的安排方法数,再计算甲、乙安排在同一个学校的方法总数,相减得符合的方法数.
【解析】根据题意,若每所学校至少安排1名教师,每名教师只去一所学校,则有种不同安排方法,
若甲、乙安排在同一个学校,则有种不同安排方法,
甲、乙不安排在同一所学校的方法数有种.
故选:C.
6.(24-25高二上·甘肃武威·期中)年月我校组织年校庆活动,有甲、乙、丙名志愿者负责、、、等个任务.每人至少负责一个任务,每个任务都有人负责,且甲不负责任务的分配方法共有( )
A.种 B.种 C.种 D.种
【答案】C
【分析】分别考虑甲负责个任务和甲负责个任务的情况,结合甲不负责,可得答案.
【解析】因任务有个,人只有三个,结合题意可知有人负责两个任务.
若甲负责两个任务,因甲不负责任务,则有种分配方法,剩下的任务有种分配方法,
则此时的分配方法共有种;
若甲负责个任务,因甲不负责任务,则有种分配方法,剩下的任务有种分配方法,
则此时的分配方法共有种;
综上,满足题意的分配方法共有种.
故选:C.
7.(24-25高三上·辽宁丹东·期中)甲、乙、丙等5人被安排到三个社区做志愿者,每人随机选择一个社区,且这三个社区都有人去,则甲和乙不去同一个社区的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先将5人分为三组,再分配到三个社区,再减掉甲乙两个人在同一社区的情况,即可求得.
【解析】根据题意,甲、乙、丙等五人被安排到三个社区做志愿者,
每人随机选择一个社区,且这三个社区都有人去,则可按和分组,
再分配到三个社区,共有种不同的安排方法,
其中甲乙在一个社区的共有种,
则甲乙不去同一个社区的概率为.
故选:.
8.(24-25高三上·河北邯郸·开学考试)在第33届夏季奥运会期间,中国中央电视台体育频道在某比赛日安排甲、乙、丙、丁4个人参加当天A,B,C三个比赛场地的现场报道,且每个场地至少安排一人,甲不在A场地的不同安排方法数为( )
A.32 B.24 C.18 D.12
【答案】B
【分析】按照A场地安排人数分类讨论,结合分类加法原理,利用排列组合知识求解即可.
【解析】按照A场地安排人数,可以分以下两类:
第一类,A场地安排1人,共种安排方法,
第二类,A场地安排2人,共种安排方法,
由分类加法计数原理得,共有(种)不同安排方法.
故选:B
9.(23-24高二下·河北邢台·期中)要安排5名学生到3个乡村做志愿者,每名学生只能选择去1个村,每个村里至少安排1名志愿者,其中学生甲不分配到村,则不同的安排方法种数为 .
【答案】100
【分析】结合分类讨论,应用分步计数及分组分配计算.
【解析】当村安排1人时,不同的安排方法种数为;
当村安排2人时,不同的安排方法种数为;
当村安排3人时,不同的安排方法种数为.
综上,共有56+36+8=100种不同的安排方法.
故答案为:100
10.(23-24高二下·天津·期中)为方便广大人民群众就医,普及医疗健康知识,社区组织“义诊下乡行”活动,某医疗队伍有5名医生需分配到3个志愿团队,每个志愿队至少分配一名医生,甲医生被分到志愿队的方法有 种.(用数字作答)
【答案】50
【分析】先按照A志愿队的人数分类,再按照分组分配的方法,即可求解.
【解析】第一种情况,A志愿队只有甲医生,则剩下的4人可以为1,3或2,2的分组,再分配到另2个志愿团队,有种方法,
第二种情况,A志愿队有甲医生外,还有1人,剩下的3人为1,2的分组,再分配到另2个志愿团队,有种方法,
第三种情况,A志愿队有甲医生外,还有2人,剩下的1人为1,1的分组,再分配到另2个志愿团队,有种方法,
所以共有种方法.
故答案为:50
11.(23-24高二下·山东·期中)在2024年巴黎奥运会志愿者活动中,甲、乙、丙、丁4人要参与到,,三个项目的志愿者工作中,每个项目必须有志愿者参加,每个志愿者只能参加一个项目,若甲只能参加项目,那么不同的志愿者分配方案共有 种(用数字表示).
【答案】12
【分析】分类讨论,结合排列组合即可求解.
【解析】分两种情况:(1)只有甲参加C项目,则有种分配方案;
(2)甲与另外一人共同参与C项目,则有种分配方案.
综上:共有12种分配方案.
12.(24-25高二下·广东江门·期中)已知12名运动员中有5人只擅长篮球,4人只擅长足球,另外3人篮球与足球都擅长.
(1)若从这12名运动员中选派2人,求这2人都擅长足球的选派方法种数;
(2)若让这12名运动员中所有擅长篮球的运动员排成一排拍照,求其中还擅长足球的运动员互不相邻的排法种数;
(3)从这12名运动员中选派4人参加某项活动,要求这4人有2人擅长篮球,有2人擅长足球,求满足条件的选派方法种数.
【分析】(1)设只擅长篮球的5人设为组,只擅长足球的4人设为组,篮球与足球都擅长的3人设为组,分三种情况,进行求解,相加即可;
(2)将组的5人先全排列,再利用插空法进行求解;
(3)选出的4人中无组人员,有1人,2人,3人来自组,再细分为将其归为擅长篮球人员或擅长足球人员,求出每种情况下的方法数,相加即可.
【解析】(1)设只擅长篮球的5人设为组,只擅长足球的4人设为组,
篮球与足球都擅长的3人设为组,
若选出的2人均来自组,有种方法,
若选出的2人均来自组,有种方法,
若选出的2人均1人来自组,1人来自组,有种方法,
故这2人都擅长足球的选派方法有种;
(2)将组的5人先全排列,有种方法,5人共形成6个空,
再将组的3人去插空,有种方法,
故共有种方法;
(3)若选出的4人中无组人员,
则选派方法有种,
若选出的4人中有1人来自组,并将其归为擅长篮球人员,
则再从组选出1人,组选出2人,共种方法,
若选出的4人中有1人来自组,并将其归为擅长足球人员,
则再从组选出2人,组选出1人,共种方法,
若选出的4人中有2人来自组,并将其归为擅长篮球人员,
则再从组选出2人,共种方法,
若选出的4人中有2人来自组,并将其归为擅长足球人员,
则再从组选出2人,共种方法,
若选出的4人中有2人来自组,并将1人归为擅长篮球人员,1人归为擅长足球人员,
则再从组选出1人,则再从组选出1人,
共种方法,
若选出的4人中有3人来自组,并将其中2人归为擅长篮球人员,将1人归为擅长足球人员,
再从组选出1人,共种方法,
若选出的4人中有3人来自组,并将其中2人归为擅长足球人员,将1人归为擅长篮球人员,
则再从再从组选出1人,共种方法,
综上,满足条件的方法共种.
13.(24-25高二下·福建三明·月考)中华文化源远流长,为了让青少年更好地了解中国的传统文化,某培训中心计划利用暑期开设“围棋”、“武术”、“书法”、“剪纸”、“京剧”、“刺绣”六门体验课程.
(1)若体验课连续开设六周,每周一门,求“京剧”课程不排第一周,“剪纸”课程不排最后一周的所有排法种数;
(2)现有甲、乙、丙三名学生报名参加暑期的体验课程,每人都选两门课程,甲和乙有且只有一门共同的课程,丙和甲、乙的课程都不同,求所有选课的种数;
(3)计划安排五名教师教这六门课程,每门课程只由一名教师任教,每名教师至少任教一门课程,教师不任教“围棋”课程,教师只能任教一门课程,求所有课程安排的种数.
【分析】(1)利用间接法计算可得;
(2)首先确定甲和乙的不同课程、相同的课程,最后再确定丙的课程,按照分步乘法计数原理计算可得;
(3)分只任教1科和任教2科两种情况讨论,按照分类加法计数原理计算可得.
【解析】(1)依题得,共有种;
(2)第一步,先将甲和乙的不同课程排好,有种情况;
第二步,将甲和乙的相同课程排好,有种情况;
第三步,因为丙和甲,乙的课程都不同,所以丙的排法种情况;
因此,所有选课种数为.
(3)①当只任教1科时:先排任教科目,有种;
再从剩下5科中排的任教科目,有种;
接下来剩余4科中必有2科为同一名老师任教,分三组全排列,共有种;
所以当只任教1科时,共有种;
②当任教2科时:先选任教的2科有种,
这样6科分为4组共有种,
所以当任教2科时,共有种,
综上课程安排方案有1140种.
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