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6.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理 同步巩固练
2024-2025学年数学人教A版(2019) 选择性必修第三册
一、单选题
1.完成一项工作,有两种方法,有6个人只会用第一种方法,另外有4个人只会第二种方法,从这10个人中选1个人完成这项工作,则不同的选法共有( )
A.6种 B.10种 C.4种 D.60种
2.有5件不同款式的上衣和8条不同颜色的长裤,若一件上衣与一条长裤配成一套,则不同的配法种数为( )
A.13 B.40 C.72 D.60
3.如果一条直线与一个平面垂直,那么称此直线与平面构成一个“正交线面对”.在一个正方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“正交线面对”的个数是( )
A.48 B.18 C.24 D.36
4.用四种不同的颜色给如图所示的六块区域A,B,C,D,E,F涂色,要求相邻区域涂不同颜色,则涂色方法的总数是( )
A.120 B.72 C.48 D.24
5.据《孙子算经》记载,算筹计数法则是:“凡算之法,先识其位,一纵十横,百立千僵,千十相望,万百相当."算筹计数法有纵 横两种形式,如图为纵式计数形式,一竖表示1个单位,一横表示5个单位,例如三竖一横表示8.
现从上图中选择三个数构成等比数列,则能构成等比数列的组合中所有数的纵式计数形式中共有横数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.用0,1,2,3,4这5个数字组成没有重复数字的三位数,其中偶数共有( )
A.24个 B.30个 C.36个 D.42个
7.用6种不同的颜色给如图所示的地图上色,要求相邻两块涂不同的颜色,则不同的涂色方法有( )
A.240 B.360 C.480 D.600
8.现有5名志愿者报名参加公益活动,在某一星期的星期六、星期日两天,每天从这5人中安排2人参加公益活动,则恰有1人在这两天都参加的不同安排方式共有( )
A.120 B.60 C.30 D.20
二、多选题
9.现有不同的红球4个,黄球5个,绿球6个,则下列说法正确的是( )
A.从中任选1个球,有15种不同的选法
B.若每种颜色选出1个球,有120种不同的选法
C.若要选出不同颜色的2个球,有31种不同的选法
D.若要不放回地依次选出2个球,有210种不同的选法
10.现安排高二年级A,B,C三名同学到甲、乙、丙、丁四个工厂进行社会实践,每名同学只能选择一个工厂,且允许多人选择同一个工厂,则下列说法正确的是( )
A.所有可能的方法有种
B.若工厂甲必须有同学去,则不同的安排方法有37种
C.若同学A必须去工厂甲,则不同的安排方法有16种
D.若三名同学所选工厂各不相同,则不同的安排方法有24种
11.已知集合M={1,-2,3},N={-4,5,6,-7},从M,N这两个集合中各选一个元素分别记作a,b.则下列说法正确的有( )
A.表示不同的正数的个数是6
B.表示不同的比1小的数的个数是6
C.(a,b)表示x轴上方不同的点的个数是6
D.(a,b)表示y轴右侧不同的点的个数是6
三、填空题
12.有3位高三学生参加4所重点院校的自主招生考试,每人参加且只能参加一所学校的考试,则不同的考试方法种数为 .
13.数字2022具有这样的性质:它是6的倍数并且各位数字之和为6,称这种正整数为“吉祥数”.在所有的三位正整数中,“吉祥数”的个数为 .
14.正方体的8个顶点中,选取4个共面的顶点,有 种不同选法
四、解答题
15.书架上放有3本不同的数学书,5本不同的语文书,6本不同的英语书.
(1)从这些书中任取一本,有多少种不同的取法?
(2)从这些书中取数学书、语文书、英语书各一本,有多少种不同的取法?
(3)从这些书中取不同科目的书共两本,有多少种不同的取法?
16.有0,1,2,3,4五个数字(每小问均须用数字作答).
(1)可以排成多少个三位数?
(2)求满足下列条件的五位数个数(无重复数字).
(i)左起第二、四位数是偶数的奇数.
(ii)比大的偶数.
17.如图,某心形花坛中有A,B,C,D,E5个区域,每个区域只种植一种颜色的花.
(1)要把5种不同颜色的花种植到这5个区域中,每种颜色的花都必须种植,共有多少种不同的种植方案?
(2)要把4种不同颜色的花种植到这5个区域中,每种颜色的花都必须种植,共有多少种不同的种植方案?
(3)要把红、黄、蓝、白4种不同颜色的花种植到这5个区域中,每种颜色的花都必须种植,要求相同颜色的花不能相邻种植,且有两个相邻的区域种植红、黄2种不同颜色的花,共有多少种不同的种植方案?
18.把1、2、3、4、5这五个数字组成无重复数字的五位数,并把它们由小大到的顺序排成一个数列.
(1)求是这个数列的第几项;
(2)求这个数列的所有项和.
19.用这七个数字,完成下面三个小题.
(1)用以上七个数字能组成多少个三位数偶数(允许有重复数字)?
(2)用以上七个数字能组成多少个无重复数字的能被5整除的四位数?
(3)已知椭圆方程,其中,则满足焦距不小于的不同椭圆方程有多少个?
参考答案
1.B
根据分类加法计数原理求解即可.
根据分类加法计数原理,6+4=10.
故选:B.
2.B
利用分步乘法计数原理计算即可.
由分步乘法计数原理得不同的配法种数为.
故选:B.
3.D
根据给定条件,利用分类加法计数原理列式计算作答.
正方体的两个顶点确定的直线有棱、面对角线、体对角线,
对于每一条棱,都可以与两个侧面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有(个);
对于每一条面对角线,都可以与一个对角面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有12个,
不存在四个顶点确定的平面与体对角线垂直,
所以正方体中“正交线面对”共有(个).
故选:D
4.A
利用两个计数原理,先分类再分步即可求解.
先涂,有4种选择,接下来涂,有3种选择,再涂,有2种选择,
① 当,颜色相同时涂色方法数是:,
② 当,颜色不相同时涂色方法数是:,
满足题意的涂色方法总数是:.
故选:A.
5.D
列出能构成等比数列的数组,然后可得答案.
正整数1~9中能构成等比数列的三个数一共有四组,分别是1,2,4;2,4,8;1,3,9;4,6,9.
其中只有6,8,9的纵式计数形式中各有1横,所以共有4横
故选:D
6.B
根据给定条件,按个位数字是0和不是0分类,再利用排列知识求解作答.
计算偶数个数有两类办法:
个位数字是0,十位和百位从另4个数字中选两个进行排列有种结果,
个位数字不是0,从2和4中选一个作个位,从除0外的另3个数字中选一个作百位,
再从余下3个数字中选一个作十位,共有种结果,
由分类加法计数原理得,偶数共有种结果.
故选:B
7.C
先涂区域②③④,再讨论①与④的颜色是否相同,结合计数原理运算求解.
将区域标号,如下图所示:
因为②③④两两相邻,依次用不同的颜色涂色,则有种不同的涂色方法,
若①与④的颜色相同,则有1种不同的涂色方法;
若①与④的颜色不相同,则有3种不同的涂色方法;
所以共有种不同的涂色方法.
故选:C.
8.B
利用分类加法原理,分类讨论五名志愿者连续参加两天公益活动的情况,即可得解.
不妨记五名志愿者为,
假设连续参加了两天公益活动,再从剩余的4人抽取2人各参加星期六与星期天的公益活动,共有种方法,
同理:连续参加了两天公益活动,也各有种方法,
所以恰有1人连续参加了两天公益活动的选择种数有种.
故选:B.
9.ABD
利用排列知识计算得到选项ABD正确;若要选出不同颜色的2个球,有种不同的选法,所以选项C错误.
解:A. 从中任选1个球,有15种不同的选法,所以该选项正确;
B. 若每种颜色选出1个球,有120种不同的选法,所以该选项正确;
C. 若要选出不同颜色的2个球,有种不同的选法,所以该选项错误;
D. 若要不放回地依次选出2个球,有210种不同的选法,所以该选项正确.
故选:ABD
10.BCD
利用分步乘法计数原理判断AC选项的正确性,利用分类加法计数原理以及组合数计算判断B选项的正确性,利用排列数计算判断D选项的正确性.
所有可能的方法有种,A错误.
对于B,分三种情况:第一种:若有1名同学去工厂甲,则去工厂甲的同学情况为,另外两名同学的安排方法有种,此种情况共有种,第二种:若有两名同学去工厂甲,则同学选派情况有,另外一名同学的排法有3种,此种情况共有种,第三种情况,若三名同学都去工甲,此种情况唯一,则共有种安排方法,B正确.
对于C,若A必去甲工厂,则B,C两名同学各有4种安排,共有种安排,C正确.
对于D,若三名同学所选工厂各不同,则共有种安排,D正确.
故答案为:BCD
11.BC
对于四个选项中的计数问题,分别用分类、分步计数法表示,并排除重复情况即得解
对于选项A,若a,b均为正,共有2×2=4个,若a,b均为负,共有1×2=2个,但,所以共有5个,所以选项A错误;
对于选项B,若为正,显然均比1大,所以只需为负即可,共有2×2+1×2=6个,所以选项B正确;
对于选项C,要使(a,b)表示x轴上方的点,只需b为正即可,共有2×3=6个,所以选项C正确;
对于选项D,要使(a,b)表示y轴右侧的点,只需a为正即可,共有2×4=8个,所以选项D错误.
故选:BC
12.
利用分步乘法计数原理即可求解.
每位学生可以有种参加重点院校的自主招生考试,由分步乘法计数原理可得,不同的考试方法种数为种.
故答案为:.
13.12
讨论百位数为6、5、4、3、2、1分别列举出符合要求的“吉祥数”,即可得结果.
当百位为6,符合要求的“吉祥数”有600;
当百位为5,符合要求的“吉祥数”有510;
当百位为4,符合要求的“吉祥数”有420、402;
当百位为3,符合要求的“吉祥数”有330、312;
当百位为2,符合要求的“吉祥数”有240、204、222;
当百位为1,符合要求的“吉祥数”有150、114、132;
综上,共有12个“吉祥数”.
故答案为:12
14.12
正方体的侧棱出发找到与之共面的2个顶点,确定共面的情况数,注意重复计数的情况.
从任意一个侧棱出发,其它6个顶点中任选2个点都有3种共面的情况,
所以,所有共面的情况有种,而每条棱均重复计数一次,
综上,正方体的8个顶点中,选取4个共面的顶点,有种.
故答案为:12
15.(1)14
(2)90
(3)63
(1)根据分类加法计数原理求解即可;
(2)根据分步乘法计数原理求解即可;
(3)分三种情况讨论求解即可;
(1)由于书架上有本书,
则从中任取一本,共有14种不同的取法.
(2)由题意分步完成,
第一步:取任取一本数学书,有3种取法;
第二步:取任取一本语文书,有5种取法;
第三步:取任取一本英语书,有6种取法;
由分步乘法计数原理得共有种不同的取法.
(3)取两本不同科目的数,可以分三种情况:
①一本数学书和一本语文书,有种情况;
②一本数学书和一本英语书,有种情况;
③一本语文书和一本英语书,有种情况;
根据分类加法计数原理,共有种情况.
16.(1)个
(2)(i)20个;(ii)41个
(1)先排百位,再排十位、个位,按照分步乘法计数原理计算可得;
(2)(i)先考虑特殊位置、特殊元素,再利用分类加法原理、分步乘法原理进行计算;(ii)先考虑特殊位置、特殊元素,再利用分类加法原理、分步乘法原理进行计算.
(1)首先排百位数字有种选法,
再排十位数字有种选法,
最后排个位数字有种选法,
所以一共有三位数(个).
(2)(i)首先从、两数中选一个数排在个位,有种;
①最高位排、中剩下的数,将三个偶数排到左起第二、三、四位,有种;
②最高位为从、两数中选一个,有种,再将剩下的两个偶数排到左起第二、四位,有种,最后将、中剩下的数排到第三位;
综上可得符合条件的数字一共有(个);
(ii)比大的偶数可分为六类:
万位数字为的偶数,有个;
万位数字为的偶数,有个;
万位数字为,千位数字为的偶数,有个;
万位数字为,千位数字为的偶数,有个;
万位数字为,千位数字为的偶数,有个;
万位数字为,千位数字为的偶数,有,共个;
综上可得比大的偶数一共有个.
17.(1)种
(2)种
(3)种
(1)由全排列公式求出答案;
(2)先选出两个区域种植同一种颜色的花,再考虑其他三种颜色的花,利用分步乘法计数原理得到答案;
(3)对区域种植的花的颜色分类讨论,求出各种情况的种植方案数,相加后得到答案.
(1)由全排列可得,共有种不同的种植方案.
(2)第一步,先将5个区域选出2个区域种植一种相同颜色的花,共有种方案;
第二步,再将剩余的3种颜色的花种植到剩下的3个区域,共有种方案.
所以共有种不同的种植方案.
(3)要把4种不同颜色的花分别种植到这5个区域中,则必然有2个区域种植相同颜色的花.
第一类,区域种植红色的花,4个区域中有2个区域种植其他相同颜色的花,
则相同颜色的花必然种植在或区域,共有种方案.
第二类,区域种植黄色的花,同理可得,共有种方案.
第三类,区域种植蓝色的花,若有2个区域种植白色的花,
则没有两个相邻的区域种植红、黄2种不同颜色的花,所以不可能有2个区域种植白色的花,
故2个区域种植的相同颜色的花是红色或黄色的花,共有种方案.
第四类,区域种植白色的花,同理可得,共有种方案.
综上,共有种不同的种植方案.
18.(1)第项
(2)3999960
(1)求出所有的五位数个数为,分类求出大于的五位数个数,相减即可得出答案;
(2)先得出各在万位上时都有个五位数,可得所有的五位数万位数字之和为360.同理可求得其他各位,即可得出答案.
(1)间接法:
所有的五位数个数为.
大于的数可分为以下三类:
第一类:以5开头的个数;
第二类:以45开头的个数有;
第三类:以435开头的个数有.
故不大于的五位数的个数有,即是第项.
(2)各在万位上时都有个五位数,
所以万位字的和为.
同理可得,在千位、百位、十位、个位上也有个五位数,
所以,这个数列的所有项和为.
19.(1)
(2)
(3)
对于小问1,采用间接法计算,末尾为偶数字的三位数,减去首位为的三位偶数;对于小问2,采用直接计算,分末尾为或两种情况讨论计算相加;对于小问3,讨论当椭圆焦点在轴上时,由焦距不小于,得到,结合,找到满足条件的共有个,同理讨论当焦点在轴上的情况.
(1)七个数字中,偶数字为,奇数字为,
允许有重复数字的,首位数字是的三位偶数为
所以允许有重复数字的三位偶数为.
(2)无重复数字的能被5整除的四位数,末尾数字只能为或,
当末尾数字为时,有个,
当末尾数字为时,有个,
所以无重复数字的能被5整除的四位数为个.
(3)由椭圆方程,其中,知,
当时,由,得整理得,
所以或,
若时,则,此时满足条件的椭圆有个,
若时,则,此时满足条件的椭圆有个,
所以满足条件的椭圆有个
同理,当,满足条件的椭圆也有个,
综上,焦距不小于的不同椭圆方程有个.
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