6.2.5 计数原理应用题
一、 单项选择题
1 某公司为了突围实现技术自主,旗下某分公司抽调了含甲、乙的5个工程师到公司总部的4个不同的技术部门参与研发,要求每个工程师只能去一个部门,每个部门至少去一个工程师,且甲、乙两人不能去同一个部门,则不同的安排方式一共有( )
A. 96种 B. 120种 C. 180种 D. 216种
2 将编号为1,2,3,4,5,6的六个小球放入编号为1,2,3,4,5,6的六个盒子,每个盒子放一个小球,若有且只有三个盒子的编号与放入的小球编号相同,则不同的放法总数是( )
A. 20 B. 40 C. 68 D. 96
3 (2024太原期末)北京时间2024年4月26日,神舟十七号航天员乘组和神舟十八号航天员乘组胜利会师“天宫”.随后,两个乘组要拍张“全家福”照片,向全国人民报平安.已知两个乘组各3人,每个乘组有一名指令长.拍照时,要求站两排,前排2人,后排4人.若两个指令长在前排,则不同的排法种数为( )
A. 24 B. 48 C. 360 D. 720
4 在8张奖券中有一、二、三等奖奖券各1张,其余5张无奖.现将这8张奖券分配给4个人,每人2张,则不同的获奖情况有( )
A. 24种 B. 36种 C. 60种 D. 72种
5 (2024武汉期末)甲、乙、丙、丁、戊共5名同学进行劳动技术比赛,决出第1名到第5名的名次.甲和乙去询问成绩,回答者对甲说:“很遗憾,你和乙都没有得到冠军.”对乙说:“你当然不会是最差的.”从这两个回答分析,5人的名次排列情况的种数为( )
A. 24 B. 36 C. 54 D. 60
6 (2024唐山期中)北斗七星是夜空中的七颗亮星,我国汉代纬书《春秋运斗枢》就有记载,它们所成的图形像我国古代舀酒的斗,故命名北斗七星.如图,用点A,B,C,D,E,F,G表示某季节的北斗七星,其中B,D,E,F看作共线,其他任何三点均不共线,若过这七个点中任意三个点作三角形,则所作的不同三角形的个数为( )
A. 35
B. 34
C. 31
D. 30
二、 多项选择题
7 如图,在某城市中,M,N两地之间有整齐的方格形道路网,其中A1,A2,A3,A4是道路网中位于一条对角线上的4个交汇处.现在道路网M,N处的甲、乙两人分别要到N,M处,他们分别随机地选择一条沿街的最短路径,以相同的速度同时出发,直到到达N,M处为止,则下列说法中正确的有( )
A. 甲从M到达N处的走法种数为120
B. 甲从M必须经过A3到达N处的走法种数为9
C. 甲、乙两人能在A3处相遇的走法种数为36
D. 甲、乙两人能相遇的走法种数为164
8 (2024辽宁期末)现分配甲、乙、丙三名临床医学检验专家到A,B,C,D四家医院进行核酸检测指导,每名专家只能选择一家医院,且允许多人选择同一家医院,则下列说法中正确的有( )
A. 所有可能的安排方法有64种
B. 若三名专家选择两所医院,每所医院至少去一人,则不同的安排方法有6种
C. 若三名专家选择三所医院,每所医院去一人,则不同的安排方法有24种
D. 若三名专家选择三所医院,每所医院去一人,但是甲不去A医院,则不同的安排方法有18种
三、 填空题
9 (2024鸡西期末)2024年第6届U23亚洲杯将在卡塔尔举行.现将甲、乙、丙、丁四名志愿者分配到三个体育馆参加志愿者活动,每个场馆至少有一名志愿者,共有________种分配方案.
10 西湖龙井茶素来有“绿茶皇后”“十大名茶之首”的称号,按照产地品质不同,西湖龙井茶可以分为“狮、龙、云、虎、梅”五个字号.某茶文化活动给西湖龙井茶留出了三个展台的位置,现在从五个字号的产品中任意选择三个字号的茶参加展出活动,如果三个字号中有“狮、梅”,则“狮”字号茶要排在“梅”字号茶前(不一定相邻),则不同的展出方法有________种.
11 某校有甲、乙、丙、丁、戊五名学生参加北大、清华、浙大3所大学的自主招生考试,若每所大学至少有1人报考,且甲不报考北大,则共有________种不同的报考方法.
四、 解答题
12 (2024江苏洪泽中学等七校联考)有0,1,2,3,4五个数字.
(1) 可以排成多少个三位数?
(2) 求满足下列条件的五位数的个数(无重复数字).
①左起第二、四位数是偶数的奇数;
②比20134大的偶数.
13 (2024邢台名校联盟月考)如图,某心形花坛中有A,B,C,D,E,5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?
6.2.5 计数原理应用题
1. D 由题意,得一共有(C-1)A=216(种)安排方式.
2. B 六个小球中选出三个小球放入与自己相同序号的盒子中,先选后排,组合有C种方法,排列只有1种方法,则利用分步乘法计数原理,得有C×1=20(种)方法.剩下三个小球放入与自己不相同序号的盒子中,先选后排,组合有C种方法,错位排有2种方法,则利用分步乘法计数原理,得有C×2=2(种)方法.故由分步乘法计数原理,得共有20×2=40(种)方法.
3. B 由题意,排前排2人有A种方法,排后排4人有A种方法,由分步乘法计数原理,得不同排法种数是AA=2×24=48.
4. C 当一、二、三等奖,三个人获得时,共有A=24(种);当一、二、三等奖,有1 人获得2张,1人获得1张时,共有CA=36(种),共有24+36=60(种)获奖情况.
5. C 由条件可知,甲和乙都不是第一名,乙也不是最后一名,所以先排乙有3种情况,再排甲有3种情况,其他就是全排列A种情况,所以5人的名次排列有3×3×A=54(种)情况.
6. C 因为从这七个点中任意选取三个点有C=35种选法,其中共线的四点中有C=4(种)不能构成三角形,所以不同的三角形个数为31.
7. BD 对于A,需要走6格,其中向上3格,向右3格,所以从M处到达N处的走法种数为C=20,故A错误;对于B,甲从M处到达A3处,需要走3格,其中向上1格,向右2格,有C=3(种)走法,从A3处到达N处,需要走3格,其中向上2格,向右1格,有C=3(种)走法,所以甲从M处必须经过A3处到达N处的走法种数为3×3=9,故B正确;对于C,甲经过A3处的走法种数为C×C=9,乙经过A3处的走法种数为C×C=9,所以甲、乙两人能在A3处相遇的走法种数为9×9=81,故C错误;对于D,甲、乙两人沿着最短路径行走,只能在A1,A2,A3,A4处相遇,若甲、乙两人在A1处相遇,甲经过A1处,必须向上走3格,乙经过A1处,必须向左走3格,两人在A1处相遇的走法有1种;若甲、乙两人在A2或A3处相遇,各有81种走法;若甲、乙两人在A4处相遇,甲经过A4处,必须向右走3格,乙经过A4处,必须向下走3格,则两人在A4处相遇的走法有1种,所以甲、乙两人能相遇的走法种数为1+81+81+1=164,故D正确.故选BD.
8. ACD 对于A,甲、乙、丙三人均有4种选择,故所有可能的安排方法有43=64(种),故A正确;对于B,先从四所医院选择两所,有C=6(种)选择,再将三名专家分到两所医院,有CCA=6(种)选择,则不同的安排方法有6×6=36(种),故B错误;对于C,先从四所医院选择三所,有C=4(种)选择,再将三名专家和三所医院进行全排列,有A=6(种)选择,则不同的安排方法有4×6=24(种),故C正确;对于D,由C可知,三名专家选择三所医院,每所医院去一人,共24种选择,若甲去A医院,从B,C,D三所医院中选两所,和剩余两名专家进行全排列,共有CA=6(种)选择,故不同的安排方法有24-6=18(种),故D正确.故选ACD.
9. 36 根据题意,先将四名志愿者分成三组,有1种分组方法,即分成1,1,2的三组,有=6(种)方法,再将分好的三组对应3个不同的场馆,有A=6(种)情况,则共有6×6=36(种)分配方案.
10. 51 当选出的字号中没有“狮、梅”时,共有A=6(种)展出的方法;当选出的字号中有“狮、梅”中的一种时,共有CCA=36(种)展出的方法;当选出的字号中“狮、梅”都有时,共有CC=9(种)展出的方法,所以共有6+36+9=51(种)不同的展出方法.
11. 100 若甲报考清华,乙、丙、丁、戊报考另外两所学校,可能有三人报考同一所学校,剩余一人报考另一所学校,也可能有二人报考同一所学校,剩余二人报考另一所学校,故共有(C+)·A=14(种);同理甲报考浙大,乙、丙、丁、戊报考另外两所学校,也有14种;若甲报考清华,乙、丙、丁、戊有一人也报考清华,其余三人报考另外两所学校,可采用如下方法:先取一人与甲绑定,有4种方法,把余下三人分为两组有3 种分法,再分到两个学校有2种分法,故共有C·C·A=24(种);同理甲报考浙大,乙、丙、丁、戊有一人也报考浙大,其余三人报考另外两所学校,也有24种;若甲报考清华,乙、丙、丁、戊有两人也报考清华,其余二人报考另外两所学校,则有C·A=12(种);同理甲报考浙大,乙、丙、丁、戊有两人也报考浙大,其余二人报考另外两所学校,也有12种.综上,共有2×(14+24+12)=100(种)不同的报考方法.
12. (1) 首先排百位数字有4种选法,再排十位数字有 5种选法,最后排个位数字有5种选法,所以一共有4×5×5=100(个)三位数.
(2) ①首先从1,3两数中选一个数排在个位,有A种;若最高位排1,3中剩下的数,将三个偶数排到左起第二、三、四位,有A种;
若最高位为从2、4两数中选一个,有A种,再将剩下的两个偶数排到左起第二、四位,有A种,最后将1、3中剩下的数排到第三位.
综上,符合条件的数字一共有A(A+AA)=20(个).
②比20134大的偶数可分为六类:
万位数字为3的偶数,有AA=18(个);万位数字为4的偶数,有AA=12(个);万位数字为2,千位数字为1的偶数,有AA=4(个);万位数字为2,千位数字为3的偶数,有AA=4(个);万位数字为2,千位数字为4的偶数,有A=2(个);万位数字为2,千位数字为0的偶数,有20314,共1个.
综上,比20 134大的偶数一共有18+12+4+4+2+1=41(个).
13. (1) 由全排列可得,共有A=120(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,有CC=40(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,有A=6(种)方案,
所以共有40×6=240(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,E区域种植红色的花(有A种种植方案),A,B,C,D,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A,D或B,C区域(有2×A种种植方案),共有A×2×A=12(种)方案;
第二类,E区域种植黄色的花,同理可得,共有A×2×A=12(种)方案;
第三类,E区域种植蓝色的花(有A种种植方案),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(有2×A×A种种植方案),共有A×2×A×A=8(种)方案;
第四类,E区域种植白色的花,同理可得,共有A×2×A×A=8(种)方案.
综上,共有12×2+8×2=40(种)不同的种植方案.