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第六章 计数原理
6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理
图解课标要点
教材帮 新知课丨必备知识解读
知识点1 分类加法计数原理
定 义
推 广
. .
知识剖析
理解分类加法计数原理的关键点
(1)定性:①明确要完成的事及怎样才算完成这件事;②完成这件事可以有哪些方
案,方案中有哪些方法.
(2)独立性:①完成这件事的 类方案是相互独立的;②每一类方案中的方法都可
以单独完成这件事,不需要用到其他的方法.
(3)分类(这是利用分类加法计数原理解题的关键.):①分类标准必须明确
(要做到不重不漏),一般地,分类标准不同,分类的结果也不同;②每一种方法
都必须属于某一类,不同类的任意两种方法是不同的;③每一类中的任意两种方法
也不相同.#1.1.4
. .
. .
学思用·典例详解
图6.1-1
例1-1 [教材改编P11习题6.1 T3]在如图6.1-1所示的电路(规定只能
闭合其中一个开关)中,接通电源使灯泡发光的方法有___种.
5
【解析】 要完成的事是闭合开关使灯泡发光,完成这件事
的方案可分两类:
第1类,闭合开关组 中的一个开关,有2种方法.
第2类,闭合开关组 中的一个开关,有3种方法.
因此接通电源使灯泡发光的方法种数为 .
图6.1-2
将电路图变形,如图6.1-2所示,图中有5个开关,闭合
其中任意一个开关,均能接通电源使灯泡发光,因此有5种方法.
知识点2 分步乘法计数原理
定 义
推 广
. .
知识剖析
理解分步乘法计数原理的关键点
(1)定性:①明确要完成的事及怎样才算完成这件事;②完成这件事要经过几步,
每步中有哪些方法.
(2)相关性:①完成这件事需要分成若干个步骤;②只有每个步骤都完成了,才算
完成这件事,缺少任一步骤,这件事都不可能完成.
(3)分步(这是利用分步乘法计数原理解题的关键.):①分步标准必须明确,一
般地,分步的标准不同,分成的步骤数也会不同;②要注意各步骤之间必须连续;
③各步骤之间既不能重复,也不能遗漏.#1.1.1.3
. .
学思用·典例详解
例2-2 (2025·天津市第二十五中学月考)在如图6.1-3所示的电路(规定只能闭合其中2
个开关)中,接通电源使灯泡发光的方法有___种.
6
图6.1-3
【解析】由题意可知,在该电路中,只有先闭合组2个开关中的任意1个,再闭合
组3个开关中的任意1个后,接通电源,灯泡才能发光.
因此要完成这件事,需要分两步,所以接通电源使灯泡发光的方法种数为 .
知识点3 两个计数原理的联系与区别
分类加法计数原理 分步乘法计数原理
联 系 回答的都是有关完成一件事的不同方法种数的问题 区 别 针对的是“分类”问题 针对的是“分步”问题
其中各种方法相互独立 各个步骤中的方法互相依存
用其中任何一种方法都可以做完这件 事 只有每一个步骤都完成才能完成这件
事
知识剖析 用两个计数原理解决计数问题时,最重要的是在开始计算之前要仔细分析
两点:
(1)要完成的“一件事”是什么及怎样才算完成这件事;
(2)需要分类还是需要分步.
. .
. .
. .
. .
分类要做到“不重不漏”.分类后再分别对每一类进行计数,最后用分类加法计
数原理求和,得到总数.
分步要做到“步骤完整”,即完成了所有步骤才能完成这件事.分步后再计算每一
步的方法数,最后根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法数相乘,得到总数.
(有些问题既有分类也有分步,可以根据题意画出流程图,直观解决问题)
学思用·典例详解
图6.1-4
例3-3 (2025·云南省昆明市期中)如图6.1-4,要让电路
从处到 处只有一条支路接通,不同路径的条数为
( )
D
A.4 B.5 C.9 D.10
【解析】首先电路接通分两类(每类中需要分步,先
分步乘法,后分类加法):从上面走和从下面走.
走上面需要两步,每步都有两种路径,路径条数为 ;
走下面需要两步,第一步有三种路径,第二步有两种路径,路径条数为 .
故不同路径的条数共计为 .
. .
方法帮 解题课丨关键能力构建
题型1 分类加法计数原理的应用
例4 [教材改编P11练习T2]在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数的个
数是( )
B
A.18 B.36 C.72 D.48
【解析】 (按十位上的数字分类) 按十位上的数字分别是1,2,3,4,5,6,7,8分
成八类,在每一类中满足条件的两位数分别有8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个、
1个.
由分类加法计数原理知,满足条件的两位数的个数是
.
(按个位上的数字分类) 按个位上的数字分别是2,3,4,5,6,7,8,9分成八类,
在每一类中满足条件的两位数分别有1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个.
由分类加法计数原理知,满足条件的两位数的个数是
.
(间接法) 所有的两位数共有90个,考虑两位数的个位数字与十位数字
的大小关系,其中,个位数字等于十位数字的两位数为11,22,33, ,99,共9个,十位
数字大于个位数字且个位数字与十位数字不能调换位置的两位数为10,20,30, ,90,
共9个,则剩余的两位数有 (个).
在这72个两位数中,每一个个位数字小于十位数字的两位数都有一个十位数字小于
个位数字的两位数与之对应,故满足条件的两位数的个数是 .(【举例子】
如36与63对应,显然36符合题意,把63舍去)
例5 椭圆的焦点在轴上,且,2,3,4,, ,2,3,4,5,
6, ,则这样的椭圆的个数为____.
20
【解析】要使椭圆的焦点在轴上,需 .
(列举法) 当(先确定的值)时, ,3,4,5,6,7,满
足题意的椭圆有6个;
当时, ,4,5,6,7,满足题意的椭圆有5个;
当时, ,5,6,7,满足题意的椭圆有4个;
当时, ,6,7,满足题意的椭圆有3个;
当时, ,7,满足题意的椭圆有2个.
故满足题意的椭圆的个数为 .
. .
图6.1-5
(树状图法) 若先确定 的值,则
的可能取值情况如图6.1-5所示.
故满足题意的椭圆的个数为
.
. .
应用分类加法计数原理解题的一般思路
【学会了吗丨变式题】
1.[教材改编P5 T1(1)]解1道数学题,有三种方法,有3个人只会用第一种方法,
有4个人只会用第二种方法,有3个人只会用第三种方法,从这10个人中选1个人解这
道题目,则不同的选法共有( )
A
A.10种 B.21种 C.24种 D.36种
【解析】根据分类加法计数原理得,从10个人中选1个人解这道题目,不同的选法共
有 (种).
(【另解】每个人都会一种方法解题,要完成的一件事为从10个人中挑1个人解题,
所以选法的种数为10)
2.设,,,若以,, 为三条边的长构成一个等腰三角形,则这样
的三角形有____个.
12
【解析】 设, 是腰长,根据腰长分四类:
第1类,当时, (判断依据为两边之和大于第三边),则
;
第2类,当时,,则 ,2,3;
第3类,当时,,则 ,2,3,4;
第4类,当时,,则 ,2,3,4.
因此符合条件的三角形的个数为 .
. .
设 为底边长,根据底边长分四类:
第1类,当时,,则 ,2,3,4;
第2类,当时,,则 ,3,4;
第3类,当时,,则 ,3,4;
第4类,当时,,则 ,4.
因此符合条件的三角形的个数为 .
题型2 分步乘法计数原理的应用
1 可重复选取问题
例6 [教材改编P12 T8]
(1)4名同学选报跑步、跳高、跳远三个项目,每人报一项,共有多少种报名方法?
【解析】依次确定4名同学的选报项目,第一名同学在三项运动
中选择一项,有3种选法,同理,第二、三、四名同学也都有
3种选法.(每个人都要报项目,分步标准为人)
根据分步乘法计数原理,共有 种报名方法.
(【明易错】注意是而不是 )
. .
(2)4名同学争夺跑步、跳高、跳远三项冠军(每个项目只有一个冠军且每名同学
可夺得多项冠军),共有多少种可能的结果?
【解析】依次确定三个项目的冠军,跑步的冠军由这4名同学中的一位获得,因此有
4种可能,同理跳高、跳远这两个项目的冠军也各有4种可能.(每个项目必须有人得
冠军,分步标准为项目)
根据分步乘法计数原理,共有种可能的结果.(【明易错】注意是 而
不是 )
. .
名师点评 用分步乘法计数原理求解此类对象可重复选取的问题时,哪类对象必须“用
完”就以哪类对象作为分步的标准.
2 不可重复选取问题
例7 (2025·福建省泉州市期中)将3个不同的小球放入5个不同的盒子,每个盒子内至
多放1个小球,不同的放法种数有( )
B
A.36 B.60 C.64 D.81
【解析】 以小球为研究对象,分三步完成.
第一步,放第一个小球,有5种放法;
第二步,放第二个小球,有4种放法;
第三步,放第三个小球,有3种放法.
(因为每个盒子内至多放1个小球,所以放入1个小球后,该盒子不能再放,即下一
个小球的放法减一)
根据分步乘法计数原理,共有不同的放法种数为 .
以盒子为研究对象,盒子序号记为1,2,3,4,5.
当3个小球放入后还剩2个空盒,通过列举法可知空盒有10种情况:, ,
,,,,,,, ,
每种情况下小球均有 (分步乘法计数原理,选出2个空盒后,第一个小
球有3种放法,第二个小球有2种放法,第三个小球有1种放法)种放法,
故共有不同的放法种数为 .
. .
应用分步乘法计数原理解题的一般思路
【学会了吗丨变式题】
3.[教材改编P7 T5]
(1)用数字7,8,9可以组成多少个三位数?
【答案】第一步:确定个位数字,7,8,9三个数字都可以选择,有3种选法.
第二步:确定十位数字,7,8,9三个数字都可以选择,有3种选法.
第三步:确定百位数字,7,8,9三个数字都可以选择,有3种选法.
根据分步乘法计数原理,可以组成的三位数有 (个).
(2)用数字7,8,9可以组成多少个没有重复数字的三位数?
【答案】第一步:确定个位数字,7,8,9三个数字都可以选择,有3种选法.
第二步:确定十位数字,第一步选过的数字不能选择,因此有2种选法.
第三步:确定百位数字,只有1种选法.
根据分步乘法计数原理,可以组成的没有重复数字的三位数有 (个).
以个位数字,十位数字,百位数字的顺序分
三步.
题型3 计数问题中间接法的应用
例8 [教材改编P11 T6]若直线方程中的, 是从0,1,2,3,5这5个数中任取
的2个不同的数,则方程所表示的不同直线共有____条.
14
【解析】 (直接法) 本题中有特殊数0,所以以, 中是否有0为标准进行
分类,可分两类.
第一类,当,中有一个为0时,表示直线或 ,共2条不同直线.
第二类,当,都不为0时,确定直线 需要分两步完成:
第一步,确定 的值,有4种不同的方法;
第二步,确定 的值,有3种不同的方法.
由分步乘法计数原理知,可以确定的不同直线有 (条).
由分类加法计数原理知,方程所表示的不同直线共有 (条).
(间接法) 分两步:
第一步,确定 的值,有5种不同的方法;
第二步,确定 的值,有4种不同的方法.
由分步乘法计数原理知,可以确定的直线有 (条).
在这20条直线中,
当,,2,3,5时,表示同一条直线(直线 );
当,,2,3,5时,表示同一条直线(直线 ).
因此有2条直线分别被多计算3次,故符合条件的不同直线共有
(条).
利用间接法求计数问题的着手点
间接法体现了“正难则反”的思想.当问题从正面考虑的情况较多,而从反面考虑的情况
较少,且容易计数时,宜采用间接法,即先求出方法总数,再减去不符合条件的方法数或
重复计数的方法数.对于含有“至少”“不少于”“不超过”等关键词的题目,要从正面和
反面去比较,当用直接法不易求解时,可采用间接法求解.
【学会了吗丨变式题】
图6.1-6
4.如图6.1-6,某电子器件是由三个电阻组成的回路,其中有6个
焊接点,,,,, ,如果某个焊接点脱落,整个电路就会不通.
现发现电路不通了,那么焊接点脱落的可能情况共有____种.
63
【解析】电路不通可能是由一个或多个焊接点脱落造成的,问
题比较复杂.但电路通的情况只有一种(电路焊接点的所有情况
减去电路通的情况就是电路不通的情况),即各个焊接点均未
脱落.因为每个焊接点只有脱落与未脱落两种情况,而只要有一个焊接点脱落,电路
就会不通,故焊接点脱落的可能情况的种数为 .
. .
题型4 两个计数原理的综合应用
解决较为复杂的计数问题,一般要将两个计数原理综合应用. 使用时要做到目的明
确,层次分明,先后有序,还需特别注意以下两点:
(1)合理分类,准确分步:处理计数问题,应紧扣两个计数原理,首先弄清楚是“分类”还
是“分步”,其次搞清楚“分类”或“分步”的标准,做到合理分类,准确分步.
(2)特殊优先,一般在后:解含有特殊元素、特殊位置的计数问题时,优先安排特殊元
素,优先确定特殊位置,再考虑其他位置,体现出解题过程中特殊与一般的思想.
1 “类中有步”计数问题
例9 新情境 十二生肖(2025·辽宁省本溪市高级中学月考)
中国有十二生肖,又叫十二属相,每一个人的出生年份对应了十二种动物(鼠、牛、
虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪)中的一种.现有十二生肖的吉祥物各
一个,三位同学依次选一个作为礼物,甲同学喜欢牛和马,乙同学喜欢牛、狗和羊,
丙同学每个吉祥物都喜欢,如果让三位同学选取礼物都满意,则选法有( )
B
A.30种 B.50种 C.60种 D.90种
【解析】先安排甲,分两类:(甲、乙为特殊对象,优先安排.当先安排乙时,分三
类,但不能优先安排丙)
①甲选择牛,乙有2种选择,丙有10种选择,则选法种数为 ;
②甲选择马,乙有3种选择,丙有10种选择,则选法种数为 .
根据分类加法计数原理,选法种数为 .
. .
. .
. .
“类中有步”计数问题的解题策略
用流程图描述计数问题,“类中有步”的情形如图6.1-7所示.
图6.1-7
从到 视为完成一件事,完成这件事有两类方案,在第1类方案中有3步,在第2类
方案中有2步,完成每一步的方法数如图6.1-7所示,所以完成这件事的方法数为
.
【学会了吗丨变式题】
图6.1-8
5.(2025·四川省绵阳市期中)如图6.1-8是某社区的街道示意图,一
辆洒水车从点出发不重复地经过所有街道又回到 点,那么洒
水车行走的不同路线有( )
B
A.8种 B.12种 C.16种 D.24种
【解析】根据题意,洒水车从 点出发可以选择向左或向右,有2种情况:
①若向左,走到点时,有3种选择,走到点后,有2种选择回到 点,然后剩下1种
选择回到点,最后返回点,路线有 (种);
②若向右,走到点时,有3种选择,走到点后,有2种选择回到 点,然后剩下1种
选择回到点,最后返回点,路线有 (种).
综上,洒水车行走的不同路线共有 (种).
2 “步中有类”计数问题
例10 (2025·河北省承德市高新区第一中学期中)将3种农作物全部种植在如图6.1-9所
示的5块试验田里,每块试验田种植1种农作物,且相邻的试验田不能种植同一种农
作物,不同的种植方法共有____种.
图6.1-9
42
思路点拨 将3种农作物种植在5块试验田中,先将问题“分步”,根据相邻的试验田
不能种植同一种农作物,“步”里面需要再“分类”.
【解析】第一步:先编号,便于分辨
分别用,, 代表3种农作物,将试验田从左到右依次编号为①②③④⑤.
第二步:按编号依次求解种植方法
先种①号田,有3种种植方法,不妨设种植 .
再种②号田,可种植或,有2种种植方法,不妨设种植 .
若③号田种植,则④⑤号田分别有2种种植方法,则不同的种植方法共有
(种).
若③号田种植,则④号田可种植或 ,
(1)若④号田种植 ,则⑤号田有2种种植方法;
(2)若④号田种植,则⑤号田只能种植 ,(3种农作物要全
部种完)有1种种植方法.
第三步:总结
综上所述,不同的种植方法共有
(种).
. .
“步中有类”计数问题的解题策略
用流程图描述计数问题,“步中有类”的情形如图6.1-10所示.#2.2
图6.1-10
从计数的角度看,由到视为完成一件事,可简单地记为 .
完成这件事需分三步,即,,,其中 这一步又分为三
类,完成每一步的方法数如图6.1-10所示,所以完成 这件事的方法数为
.#2.4
“类”与“步”可进一步地理解为:
“类”用“ ”连接,“步”用“×”连接,“类”独立,“步”连续,“类”标志一件事的完成,
“步”则缺一不可.#2.6
【学会了吗丨变式题】
图6.1-11
6.[教材改编P27 T17](2025·江西省南昌中学期末)如图6.1-11,一个
地区分为5个区域,现给5个区域涂色,要求相邻区域不得使用同一
颜色.现有4种颜色可供选择,则不同的涂色方法共有____种.
72
【解析】先给①②③号区域涂色,分别有4种、3种和2种涂色方法.
再给④号和⑤号区域涂色,
当④号与②号同色时,④号有1种涂色方法,⑤号有2种涂色方法;
当④号与②号不同色时,④号有1种涂色方法,⑤号有1种涂色方法.
共有 种涂色方法.
题型5 计数时常见棘手问题之“多面手”
例11 在7名学生中,有3名会下象棋但不会下围棋,有2名会下围棋但不会下象棋,
另2名既会下象棋又会下围棋.现在从这7人中选1人参加象棋比赛,另选1人参加围
棋比赛,共有多少种不同的选法?
图6.1-12
【解析】 画出示意图,如图6.1-12所示,既会下象棋又会
下围棋的“多面手”有2名学生(对应图6.1-12中的阴影部分),
从参加象棋比赛的1名学生入手进行分类,可分两类:
第1类,参加象棋比赛的1名学生来自只会下象棋的3名学生,
有3种选法,会下围棋的人数为 ,再从这4人中选1人
参加围棋比赛,有4种选法,根据分步乘法计数原理,参加比
赛的选法种数为
第2类,参加象棋比赛的1名学生来自2名“多面手”学生,
有2种选法,剩余会下围棋的人数为 ,再从这3人
中选1人参加围棋比赛,有3种选法,根据分步乘法计数原理,
参加比赛的选法种数为 .
根据分类加法计数原理,不同的选法种数为 .
. .
. .
考虑“多面手”参赛人数,分三类完成这件事:
第1类,“多面手”未参赛,即从3名只会下象棋的学生中选1名
参加象棋比赛,同时从2名只会下围棋的学生中选1名参加围
棋比赛,选法种数为 .
第3类,“多面手”出2人,参加象棋和围棋比赛,有2种选法.
根据分类加法计数原理,不同的选法种数为 .
第2类,“多面手”中有1人参赛.①从“多面手”中选1名参加象棋比赛,同时从2名只会
下围棋的学生中选1名参加围棋比赛,选法种数为 ;②从“多面手”中选1名
参加围棋比赛,同时从3名只会下象棋的学生中选1名参加象棋比赛,选法种数为
.所以“多面手”中有1人参赛的选法种数为 .
. .
易错警示 在解题时一定要注意元素的双重性(“多面手”),选取一个分类标准,
合理分类,否则计数容易出现重复或遗漏的情况.
【学会了吗丨变式题】
7.某旅行社共有5名专业导游,其中3人会英语,3人会日语,若在同一天要接待3个
不同的外国旅游团,其中有2个旅游团要安排会英语的导游,1个旅游团要安排会日
语的导游,则不同的安排方法种数有( )
C
A.12 B.13 C.14 D.15
【解析】由题意知有1名导游既会英语又会日语,记甲为既会英语又会日语的导游,
按照甲是否被安排到需要会英语的旅游团可分为两类:
第一类,甲被安排到需要会英语的旅游团,则可分两步进行:
第一步,从会英语的另外2人中选出1人,有2种选法,将选出的人和甲安排到2个需
要会英语的旅游团,有2种安排方法,所以有 种安排方法;
第二步,从会日语的另外2人中选出1人安排到需要会日语的旅游团,共2种安排方法.
故此时共有 种安排方法.
第二类,甲没有被安排到需要会英语的旅游团,则可分两步进行:
第一步,将会英语的另外2人安排到需要会英语的旅游团,有2种安排方法;
第二步,从会日语的3人(包括甲)中选出1人安排到需要会日语的旅游团,有3种安
排方法.
故此时共有 种安排方法.
综上,不同的安排方法种数为 .
题型6 两个计数原理与其他知识的综合
1 数列
例12 (2025·辽宁省辽阳市月考)用1,2,3,4四个数字(可重复)组成三位数,并把这些
三位数由小到大排成一个数列 .
(1)这个数列共有多少项?
【解析】由题意知这个数列的项数就是由1,2,3,4四个数字组成的
可有重复数字的三位数的个数.
由于每个数位上的数都有4种取法,由分步乘法计数原理,得满
足条件的三位数有 (个).
即数列 共有64项.
. .
(2)若,求 .
【解析】把比341小的数分为两类:
第1类,百位上的数是1或2,十位和个位上的数分别可以是1,2,3,4中的任一个,这样
的数的个数为 .
第2类,百位上的数是3,十位上的数可以是1,2,3中的任一个,个位上的数可以是
1,2,3,4中的任一个,这样的数的个数为 .
所以比341小的数的个数为 .
所以.(根据数列的知识可知 的值不是44,而是45)
. .
2 立体几何
图6.1-13
例13 新情境 阳马(2025·福建省福州市检测)《九章算术》中,称
底面为矩形而有一侧棱垂直于底面的四棱锥为阳马.设 是正六
棱柱的一条侧棱,如图6.1-13,若阳马以该正六棱柱的顶点为顶点,
以 为底面矩形的一边,则这样的阳马的个数是( )
D
A.4 B.8 C.12 D.16
图6.1-14
【解析】如图6.1-14,在正六棱柱 中,
连接,,,,易知 平面, 平面
, 平面, 平面 .
取矩形为阳马的底面,则阳马的另一个顶点可以为, ,
, ,共4个;
取矩形为阳马的底面,则阳马的另一个顶点可以为, ,
, ,共4个;
取矩形为阳马的底面,则阳马的另一个顶点可以为,, , ,共4个;
取矩形 为阳马的底面,则阳马的另一个顶点
可以为,,, ,共4个.
所以由分类加法计数原理,可知阳马的个数是16.
(【另解】由分析可知满足条件的以 为边的底面矩形有4个,每个底面矩形对应
的阳马的顶点也有4个,根据分步乘法计数原理可知,阳马的个数为 )
3 古典概型
例14 (2025·山西省吕梁市期末)甲、乙两名大学生报名参加运动会志愿者,若随机将
甲、乙两人分配到,,这3个比赛场地,则甲、乙都被分配到 场地的概率为( )
A
A. B. C. D.
【解析】当甲、乙两人被分配到不同的比赛场地时,分配方法数为 ;
当甲、乙两人被分配到相同的比赛场地时,分配方法数为3.
故分配方法数共为 .
甲、乙都被分配到场地仅1种分法,所以甲、乙都被分配到场地的概率为 .
名师点评 求解古典概型的关键在于样本点个数的计算,而两个计数原理恰好为计算
样本点的个数提供了便捷的途径.因此,计数原理与古典概型的结合可谓是完美搭配,
之后还会遇到古典概型的问题,此处给出基础试题作出铺垫.
新考法·思维创新
计数原理中的正因数问题
例15 (2025·安徽省安庆市联考)324共有多少个不同的正因数?所有这些正因数的和
是多少?
【解析】因为,所以324的正因数一定是,其中 ,
,要确定一个正因数需分两步:
第1步,确定 ,有3种选法;
第2步,确定 ,有5种选法.
根据分步乘法计数原理,324的正因数个数是 .
这些正因数的和就是 .
名师点评 此题主要考查了求一个数的正因数的方法,解答此题的关键是熟练掌握因
数个数定理和因数和定理:
对于一个大于1的正整数 可以分解质因数:
,
则由因数个数定理可知的正因数有 个,
由因数和定理可得 的所有正因数的和为
.
它们经常出现在各类数学竞赛中.
. .
. .
. .
高考帮 考试课丨核心素养聚焦
考情揭秘
高考主要考查对两个计数原理的理解和应用,解题的关键是对“类”与“步”的正确区
分.一般以选择题或填空题的形式呈现,试题难度中等.
核心素养:逻辑推理(“类”与“步”的区分)、数学抽象(将文字语言具象为数学算
式)、数学运算(通过计数求得结果)
考向 两个计数原理的应用
例16 (2024· 新课标Ⅱ卷)在如图6.1-15的 的方格表中选4个方格,要求每行和每
列均恰有一个方格被选中,则共有____种选法,在所有符合上述要求的选法中,选
中方格中的4个数之和的最大值是_____.
11 21 31 40
12 22 33 42
13 22 33 43
15 24 34 44
图6.1-15
24
112
【解析】第一步,从第一行任选一个数,共有4种不同的选法;第二步,从第二行选
一个与第一个数不同列的数,共有3种不同的选法;第三步,从第三行选一个与第一、
二个数均不同列的数,共有2种不同的选法;第四步,从第四行选一个与第一、二、
三个数均不同列的数,只有1种选法.
由分步乘法计数原理知,不同的选法种数为 .
先按列分析,每列必选出一个数,故所选4个数的十位上的数字分别为1,2,3,4.
(每列中的十位上的数字都相同)
再按行分析,第一、二、三、四行个位上的数字的最大值分别为1,3,3,5,故从第一行
选21,从第二行选33,从第三行选43,从第四行选15,此时个位上的数字之和最大.
故选中方格中的4个数之和的最大值为 .
例17 (2023·上海)已知空间中的三点,,满足 ,在空间中任取不同
的两点(不计顺序),使得这两点与点,, 可以组成正四棱锥,则不同的取法有___种
(用数字作答).
9
【解析】由题意得 为正三角形.根据正四棱锥的定义知,正四棱锥的底面是正
方形,顶点在底面的射影是正方形的中心,故所给正 的任意一条边可以为底
面正方形的一条边或对角线.
图6.1-16
将的一条边作为底面正方形的一条边,若将
作为底面正方形的一条边,可在 的左侧取不同
的两点,,使得这两点与,, 构成正四棱锥
,在的右侧取不同的两点, ,使得
这两点与,,构成正四棱锥 ,如图6.1-
16,同样,, 也可作为底面正方形的一条边,
所以方案数为 .
图6.1-17
将的一条边作为底面正方形的对角线时,若将 作为底
面正方形的对角线,可构造一个正四棱锥,如图6.1-17,同样
, 也可作为底面正方形的对角线,所以方案数为3.
故不同的取法有 (种).
高考新题型专练
1.新情境 绿色出行[多选题](2025·重庆市月考)某城市地铁公司为鼓励人们绿色出
行,决定按照乘客的乘坐站数实施分段优惠政策,不超过9站的地铁票价如表:
票价/元 2 3 4
现有甲、乙两位乘客同时从首站乘坐同一辆地铁,已知他们乘坐地铁都不超过9站,
且他们各自在每个站下地铁的可能性相同,则下列结论中正确的是( )
BD
A.若甲和乙两人共花费5元,则甲和乙下地铁的方案共有9种
B.若甲和乙两人共花费5元,则甲和乙下地铁的方案共有18种
C.若甲和乙两人共花费6元,则甲和乙下地铁的方案共有9种
D.若甲和乙两人共花费6元,则甲和乙下地铁的方案共有27种
【解析】对于A,B,因为甲、乙两人乘坐地铁,共花费5元,
则其中一人的乘坐站数不超过3,另一人的乘坐站数超过3不超过6,若甲乘坐站数不
超过3(即1,2,3),乙乘坐站数超过3不超过6(即4,5,6),则有 种方
案,
同理,若乙乘坐地铁不超过3站,甲乘坐地铁超过3站不超过6站,也有9种方案,
因此甲和乙两人共花费5元时,共有18种下地铁的方案,故A错误,B正确.
对于C,D,若甲、乙两人共付费6元,则共有三类情况:
甲付2元,乙付4元;甲付3元,乙付3元;甲付4元,乙付2元.
易知每类情况均有种方案,所以甲、乙两人共付费6元时,共有
种下地铁的方案,故C错误,D正确.
2.[多选题](2025·广东省中山市第二中学月考)现安排高二年级,, 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( )
ABD
A.共有 种不同的安排方法
B.若甲工厂必须有同学去,则不同的安排方法有37种
C.若 同学必须去甲工厂,则不同的安排方法有12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
【解析】对于A,,, 三名同学,每个学生有4种选法,则三个学生有
种选法,故A正确;
对于B,三人到4个工厂,有 种情况,其中甲工厂没有人去,即三人全部到乙、
丙、丁三个工厂的情况有 (种),则甲工厂必须有同学去的安排方法有
(种),故B正确;
对于C,若同学必须去甲工厂,则将剩下2名同学安排到4个工厂即可,有
种安排方法,故C错误;
对于D,若三名同学所选工厂各不相同,则有 种安排方法,故D正确.
练习帮 习题课丨学业质量测评
A 基础练丨知识测评
建议时间:30分钟
1.[教材改编P5例3]某同学从4本不同的科普杂志,3本不同的文摘杂志,2本不同的娱
乐新闻杂志中任选一本阅读,则不同的选法共有 ( )
B
A.24种 B.9种 C.3种 D.26种
【解析】某同学从4本不同的科普杂志,3本不同的文摘杂志,2本不同的娱乐新闻杂
志中任选一本阅读,不同的选法种数为 ,故选B.
2.(2025·江苏省南京市金陵中学期初)从集合,1,2,3,4,5, 中任取两个互不
相等的数,组成复数 ,其中虚数有( )
C
A.30个 B.42个 C.36个 D.35个
【解析】要完成这件事可分两步:
第一步确定,且 ,有6种方法;
第二步确定 ,有6种方法.
故由分步乘法计数原理知共有 个虚数.
3.(2025·江苏省南京市期末)6名同学参加3个课外知识讲座,每名同学必须且只能随
机选择其中的1个,不同的选法种数是( )
B
A.20 B. C. D.120
【解析】由于每名同学都有3种选法,故6名同学共有 种选法.
(每名同学都要选,分步标准为6名同学)
4.(2025·陕西省西安市期中)4位同学各自在周六、周日两天中任选一天参加公益活动,
则周六、周日都有同学参加公益活动的概率为( )
D
A. B. C. D.
【解析】由题意知所求概率为 .(在概率问题中,含有“至多”“至少”等字眼的
问题可考虑利用对立事件求解概率)
. .
5.[多选题](2025·山东省菏泽市月考)现有3名老师、8名男同学和5名女同学共16人,
有一项活动需派人参加,则下列命题中正确的是( )
ABC
A.只需1人参加,有16种不同选法
B.若需老师、男同学、女同学各1人参加,则有120种不同选法
C.若需1名老师和1名同学参加,则有39种不同选法
D.若需3名老师和1名同学参加,则有56种不同选法
【解析】选项A,分三类,选老师,有3种选法,选男同学,有8种选法,选女同学,
有5种选法,故共有 种选法,故A正确.
选项B,分三步,第一步选老师,第二步选男同学,第三步选女同学,故共有
种选法,故B正确.
选项C,分两步,第一步选老师,第二步选同学.第二步中又分为两类,第一类选男
同学,第二类选女同学,故共有 种选法,故C正确.
选项D,若需3名老师和1名同学参加,则有13种不同选法,故D错误.故选 .
(3名老师必须去,只选同学即可)
. .
6.新定义 渐降数 用0,1,2,3,4,5这6个数字组成无重复数字的四位数,若把每位数字比
其左邻的数字小的数叫做“渐降数”,则上述四位数中“渐降数”的个数是____.
15
【解析】分三类:
第一类,千位数字为3时,要使四位数为“渐降数”,则四位数只有 ,共1个;
第二类,千位数字为4时,“渐降数”有,,, ,共4个;
第三类,千位数字为5时,“渐降数”有,,,,,, ,
,, ,共10个.
由分类加法计数原理得,满足题意的“渐降数”共有(个)
7.(2025·湖南省长沙市长郡中学月考)一个同心圆形花坛,分为两部分,中间小圆部
分种植草坪和绿色灌木,周围的圆环分为 等份,种植红、黄、蓝三
种颜色不同的花,要求相邻两部分种植不同颜色的花.
(1)如图6.1-1(1),圆环分成3等份,分别为,, ,则有___种不同的种植方法;
6
图6.1-1
【解析】先种植部分,有3种不同的种植方法,再种植,部分.因为, 与
的颜色不同,,的颜色也不同,所以种植时,有2种颜色可选,种植 时,
仅有1种颜色可选.
由分步乘法计数原理得,不同的种植方法有 (种).
(2)如图6.1-1(2),圆环分成4等份,分别为,,, ,则有____ 种不同
的种植方法.
18
【解析】当,不同色时,有种种植方法,当, 同色时,有
种种植方法,
由分类加法计数原理得,共有 种种植方法.
8.某职业学校外贸专业高二(1)班、(2)班、(3)班分别有7,9,10人参加技能
兴趣选拔赛.
(1)如果选一人当组长,那么有多少种不同的选法?
【答案】分三类:
选出的是高二(1)班的学生,有7种选法;
选出的是高二(2)班的学生,有9种选法;
选出的是高二(3)班的学生,有10种选法.
由分类加法计数原理,得不同的选法种数为 .
(2)如果老师任组长,每班选一名副组长,那么有多少种不同的选法?
【答案】每班选一名副组长为一步,所以共有三步.
由分步乘法计数原理,得不同的选法种数为 .
(3)如果推选两名学生参赛,要求这两人来自不同的班级,那么有多少种不同的选法?
【答案】分三类:高二(1)班和高二(2)班,高二(1)班和高二(3)班,高二
(2)班和高二(3)班.
每类又分两步,故不同的选法种数为 .
B 综合练丨高考模拟
建议时间:35分钟
9.(2025·四川省成都市期中)某幼儿园中的王老师和李老师给小朋友发水果.王老师
的果篮里有草莓、苹果、芒果3种水果.李老师的果篮里有苹果、樱桃、香蕉、猕猴
桃4种水果.小华可以在两个老师的果篮里分别选一个水果.小华拿到2种不同的水
果的情况有( )
C
A.6种 B.7种 C.11种 D.12种
【解析】分两种情况:
①小华拿到的水果里没有苹果,则在王老师的果篮里有2种选法,在李老师的果篮里
有3种选法,共有 种选法;
②小华拿到的水果里有苹果,再分苹果来自王老师还是李老师的果篮,共有
种选法.
由分类加法计数原理知,共有 种选法.
10.(2025·江苏省徐州市段考)从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记
为,,共可得到 的不同值的个数是( )
C
A.9 B.10 C.18 D.20
【解析】,有多少个不同值,只要看 不同值的个数即可.分两步分
别取出,
第1步,从五个数中取出一个数作为 ,有5种方法;
第2步,从剩下的四个数中取出一个数作为 ,有4种方法.
根据分步乘法计数原理,取法种数为.由于,,故 的不
同值的个数为 .
图6.1-2
11.(2025·广东省广州市期末)如图6.1-2所示
是一段灌溉用的水渠,上游和下游之间建
有,,,, 五个水闸,若上游有充
足水源但下游没有水,则这五个水闸打开
或关闭的情况有( )
C
A.7种 B.15种 C.23种 D.26种
【解析】每个水闸有打开或关闭两种情况,五个水闸的打开或关闭的不同结果有 种.
(包含下游有水和下游没有水)
若下游有水,则水闸打开,水闸,至少打开一个,水闸, 至少打开一个,
(完成下游有水这件事,分以上三步)
水闸,至少打开一个的情况有 种,
水闸,至少打开一个的情况有 种,
由分步乘法计数原理得下游有水时水闸打开或关闭的不同结果有
(种).
所以下游没有水时,五个水闸打开或关闭的情况有 (种).
. .
12.如图6.1-3所示,玩具计数算盘的三档上各有7个算珠,现将每档算珠分为左、右
两部分,左侧的每个算珠表示数2,右侧的每个算珠表示数1(允许一侧无珠),记
上、中、下三档的数字和分别为,,.例如,在图6.1-3中,上档的数字和 .若
,, 成等差数列,则不同的分珠计数法种数为( )
D
图6.1-3
A.12 B.24 C.16 D.32
【解析】根据题意知,,,的取值范围都是 ,(将算珠全部移至左侧或全
部移至右侧即可得,, 的取值范围)
且,, 都是整数,
设,,所成等差数列的公差为,则易知, .
(由,, 可得)
根据公差 的取值分四类:
第1类,当公差时,有 ,共8种;
第2类,当公差时,不取7和14, 有6种,数列有增和减两种情况,则不同
的分珠计数法有 (种);
. .
. .
第3类,当公差时,不取7,8,13,14, 有4种,数列有增和减两种情况,则不
同的分珠计数法有 (种);
第4类,当公差时, 只能取10或11,数列有增和减两种情况,则不同的分珠
计数法有 (种).
综上,不同的分珠计数法共有 (种).
13.[多选题](2025·山东省临沂第一中学校月考)已知数字0,1,2,3,4,由它们组成四
位数,下列说法正确的有( )
AB
A.组成可以有重复数字的四位数有500个 B.组成无重复数字的四位数有96个
C.组成无重复数字的四位偶数有66个 D.组成无重复数字的四位奇数有28个
【解析】四位数的首位不能为0,则首位有4种情况,其他数位有5种情况,则组成可
以有重复数字的四位数的个数为 ,故A正确;
四位数的首位不能为0,则首位有4种情况,在剩下的4个数字中任选3个,排在后面3
个数位,有种情况,则组成无重复数字的四位数的个数为 ,
故B正确;
若0在个位,有个四位偶数,若0不在个位,有 个四
位偶数,则组成无重复数字的四位偶数的个数为 ,故C错误;
组成无重复数字的四位奇数的个数为,故选项D错误.故选 .
14.新定义 回文数 (2025·河南省实验中学月考)回文数是指从左到右读与从右到左读
都一样的正整数,如22,121,, 等.显然2位回文数有9个:11,22,
33, ,位回文数有90个:101,111,121, ,191,202, ,999.则
(1)4位回文数有_________________________________________________________
_________________________________________________________________________
个;
90 千位有9种不同填法,百位有10种不同填法,十位、个位对应各有1种填法.由分步乘法计数原理可知,4位回文数的个数为.
(2) 位回文数有 ____________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
____________ 个.
由回文数的对称性知,只需考虑
位回文数自左至右的前位数.最高位有9种不同填法,其余 位分
别有10种不同填法,由分步乘法计数原理可知, 位回文数的个数为
.
图6.1-4
15.(2025·江苏省南京市雨花台中学期中)用 种不同
的颜色为甲、乙两块广告牌着色,如图6.1-4,要求
在①②③④四个区域中相邻(有公共边界)的区域
不用同一种颜色.
(1)若 ,则为甲着色时共有多少种不同的方法
【答案】为①区域着色时有6种方法,
为②区域着色时有5种方法,
为③区域着色时有4种方法,
为④区域着色时有4种方法,
依据分步乘法计数原理,不同的着色方法有 (种).
(2)若为乙着色共有120种不同的方法,求 的值.
【答案】由题意知,为①区域着色时有 种方法,
为②区域着色时有 种方法,
为③区域着色时有 种方法,
为④区域着色时有 种方法,
由分步乘法计数原理可得不同的着色方法数为 .
则 ,
则 ,
即 ,
所以或 (无解,舍去),
即,解得或(不符合题意,舍去).故 .