《创新方案》3.1.1 第2课时 基本计数原理的综合应用 课件 高中数学选修二(人教B版)同步讲练测

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名称 《创新方案》3.1.1 第2课时 基本计数原理的综合应用 课件 高中数学选修二(人教B版)同步讲练测
格式 pptx
文件大小 356.8KB
资源类型 试卷
版本资源 人教B版(2019)
科目 数学
更新时间 2026-02-07 00:00:00

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文档简介

(共33张PPT)
第2课时 基本计数原理的综合应用
新知学习 探究
PART
01
第一部分
一 组数问题
 用0,1,…,9这十个数字,可以组成多少个满足下列条件的数?
(1)四位整数;
【解】 千位数字有9种选择,百位、十位和个位数字各有10种选择.由分步乘法计数原理知,符合题意的四位整数的个数是9×10×10×10=
9 000.
用0,1,…,9这十个数字,可以组成多少个满足下列条件的数?
(2)四位偶数;
【解】 由于组成的数为偶数,所以个位数字有0,2,4,6,8五种情况,千位数字有9种选择,百位数字和十位数字各有10种选择,由分步乘法计数原理知,符合题意的四位偶数的个数是5×9×10×10=4 500.
用0,1,…,9这十个数字,可以组成多少个满足下列条件的数?
(3)小于1 000的无重复数字的自然数.
【解】 小于1 000的无重复数字的自然数可以分为一位、两位、三位自然数三类.其中一位自然数:10个;两位自然数:十位数字有9种选择,个位数字也有9种选择,由分步乘法计数原理知,符合题意的两位数的个数是9×9=81;三位自然数:百位数字有9种选择,十位数字有9种选择,个位数字有8种选择,由分步乘法计数原理知,符合题意的三位数的个数是9×9×8=648;由分类加法计数原理知,符合题意的自然数的个数是10+81+648=739.
【变式探究】
(设问变式)本例的十个数字,可组成多少个能被5整除的无重复数字的五位整数?
解:依题意,个位数字为0或5,当个位数字为0时,万位数字有9种选择,千位数字有8种选择,百位数字有7种选择,十位数字有6种选择,由分步乘法计数原理知,符合题意的五位整数的个数为9×8×7×6=3 024;
当个位数字为5时,万位数字有8种选择,千位数字有8种选择,百位数字有7种选择,十位数字有6种选择,由分步乘法计数原理知,符合题意的五位整数的个数为8×8×7×6=2 688;所以能被5整除的无重复数字的五位整数的个数为3 024+2 688=5 712.
常见的组数问题及解题原则
(1)常见的组数问题:奇数、偶数、整除数、各数位上数字的和或数字间满足某种特殊关系等.
(2)常用的解题原则:首先明确题目条件对数字的要求,针对这一要求通过分类、分步进行组数;其次注意特殊数字对各数位上数字的要求,如偶数的个位数字为偶数且两位及以上的数首位数字不能是0,被3整除的数各数位上的数字之和能被3整除等;最后先分类再分步从特殊数字或特殊位置进行组数. 
[跟踪训练1] (1)(多选)下列说法正确的是(  )
A.由数字1,2,3,4能够组成24个没有重复数字的三位数
B.由数字1,2,3,4,能够组成16个没有重复数字的三位偶数
C.由数字1,2,3,4能够组成64个三位密码
D.由数字1,2,3,4能够组成28个比320大的三位数



解析:由数字1,2,3,4能够组成没有重复数字的三位数有4×3×2=24(个),故A正确;
若三位数是偶数,则个位可以是2,4,则没有重复数字的三位偶数共有2×3×2=12(个),故B错误;
数字1,2,3,4能够组成的三位密码有4×4×4=64(个),故C正确;
若组成的三位数比320大,则百位是4时,有4×4=16(个),若百位是3,则十位可以是2,3,4时,个位可以是1,2,3,4,共有3×4=12(个),则比320大的三位数有12+16=28(个),故D正确.故选ACD.
(2)我们把各位数字之和为6的四位数称为“四位合六数”(如1 203,1 005均是四位合六数),则在“四位合六数”中首位为1的不同的“四位合六数”共有________个.
解析:由题知后三位数字之和为5,当一个位置为5时,符合题意的有005,050,500,共3个;当两个位置和为5时,符合题意的有014,041,410,401,140,104,023,032,302,320,203,230,共12个;当三个位置和为5时,符合题意的有113,131,311,122,212,221,共6个,所以一共有3+12+6=21(个).
21
二 抽取与分配问题
 (对接教材例3)某校高中三年级一班有优秀团员8人,二班有优秀团员10人,三班有优秀团员6人,学校组织他们去参观某爱国主义教育基地.
(1)推选1人为总负责人,有多少种不同的选法?
【解】 分三类.第一类是从一班的8名优秀团员中选1人,共有8种不同的选法;第二类是从二班的10名优秀团员中选1人,共有10种不同的选法;第三类是从三班的6名优秀团员中选1人,共有6种不同的选法.由分类加法计数原理可得共有8+10+6=24种不同的选法.
(对接教材例3)某校高中三年级一班有优秀团员8人,二班有优秀团员10人,三班有优秀团员6人,学校组织他们去参观某爱国主义教育基地.
(2)每班选1人为组长,有多少种不同的选法?
【解】 分三步.第一步,从一班的8名优秀团员中选1人为组长,共有8种不同的选法;第二步,从二班的10名优秀团员中选1人为组长,共有10种不同的选法;第三步,从三班的6名优秀团员中选1人为组长,共有6种不同的选法.由分步乘法计数原理可得共有8×10×6=480种不同的选法.
(对接教材例3)某校高中三年级一班有优秀团员8人,二班有优秀团员10人,三班有优秀团员6人,学校组织他们去参观某爱国主义教育基地.
(3)从他们中选出2个人管理生活,要求这2个人不同班,有多少种不同的选法?
【解】 分三类,每一类又分两步.第一类是从一班、二班的优秀团员中各选1人,有8×10种不同的选法;第二类是从二班、三班的优秀团员中各选1人,有10×6种不同的选法;第三类是从一班、三班的优秀团员中各选1人,有8×6种不同的选法.因此,共有8×10+10×6+8×6=188种不同的选法.
解决抽取(分配)问题的方法
(1)当涉及对象数目不大时,一般选用列举法、树形图法、框图法或者图表法.
(2)当涉及对象数目很大时,一般有两种方法:①直接使用分类加法计数原理或分步乘法计数原理.一般地,若抽取是有顺序的就按分步进行;若是按对象特征抽取的,则按分类进行;②间接法:去掉限制条件,计算所有的抽取方法数,然后减去所有不符合条件的抽取方法数即可. 
[跟踪训练2] (1)(2024·大连市第二十四中学月考)高三年级的四个班到甲、乙、丙、丁、戊五个工厂进行社会实践,其中甲工厂必须有班级去,每班去哪个工厂可自由选择,则不同的分配方案有(  )
A.360种 B.420种
C.369种 D.396种

解析:方法一(直接法):以甲工厂分配班级情况进行分类,共分为四类:第一类,四个班级都去甲工厂,此时分配方案只有1种情况;第二类,有三个班级去甲工厂,剩下的一个班级去另外四个工厂,其分配方案共有4×4=16(种);第三类,有两个班级去甲工厂,另外两个班级去其他四个工厂,其分配方案共有6×4×4=96(种);第四类,有一个班级去甲工厂,其他三个班级去另外四个工厂,其分配方案有4×4×4×4=256(种).综上所述,不同的分配方案有1+16+96+256=369(种).
方法二(间接法):先计算四个班自由选择去哪个工厂的总数,再扣除甲工厂无人去的情况,即5×5×5×5-4×4×4×4=369种分配方案.
(2)甲、乙、丙三人各写一张贺卡,放在一起,再各取一张不是自己的贺卡,则不同取法的种数为________.
解析:不妨由甲先来取,共2种取法,而甲取到谁的将由谁在甲取后第二个来取,余下来的人,都只有一种选择,所以不同的取法共有2×1×1=2(种).
2
三 涂色与种植问题
 中国是世界上最早发明雨伞的国家,伞是中国劳动人民一个重要的创造.如图所示的雨伞,其伞面被伞骨分成8个区域,每个区域分别印有数字1,2,3,…,8,现准备给该伞面的每个区域涂色,要求每个区域涂一种颜色,相邻两个区域所涂颜色不能相同,对称的两个区域(如区域1与区域5)所涂颜色相同.若有7种不同颜色的颜料可供选择,则不同的涂色方案有(  )
A.1 050种 B.1 260种
C.1 302种 D.1 512种

【解析】 由题意可得,只需确定区域1,2,3,4的颜色,即可确定整个伞面的涂色.先涂区域1,有7种选择;再涂区域2,有6种选择;当区域3与区域1涂的颜色不同时,区域3有5种选择,剩下的区域4有5种选择.当区域3与区域1涂的颜色相同时,剩下的区域4有6种选择.故不同的涂色方案有7×6×(5×5+6)=1 302(种).故选C.
解决此类问题要特别关注图形的结构特征.如果图形不规则,往往从某一块出发进行分步涂色,从而选用分步乘法计数原理;如果图形具有一定的对称性,那么先对涂色方案进行分类,每一类再进行分步. 
[跟踪训练3] (1)如图,用4种不同的颜色对A,B,C,D四个区域涂色,要求相邻的两个区域不能用同一种颜色,则不同的涂色方法有(  )
A.24种 B.48种
C.72种 D.96种
解析:按A→B→C→D的顺序涂色分四步:涂A区域时,有4种涂法;涂B区域时,有3种涂法;涂C区域时,有2种涂法;涂D区域时,有2种涂法.由分步乘法计数原理,得不同的涂色方法共有4×3×2×2=48(种).故选B.

(2)从黄瓜、白菜、油菜、扁豆4种蔬菜品种中选出3种,分别种在不同土质的三块土地上,其中黄瓜必须种植,则不同的种植方法有________种.
解析:方法一(直接法):若黄瓜种在第一块土地上,则有3×2=6(种)不同的种植方法.同理,黄瓜种在第二块、第三块土地上,均有3×2=6(种)不同的种植方法.故不同的种植方法共有6×3=18(种).
方法二(间接法):从4种蔬菜中选出3种,种在三块地上,有4×3×2=24(种),其中不种黄瓜有3×2×1=6(种),故共有24-6=18种不同的种植方法.
18
课堂巩固 自测
PART
02
第二部分
1.(教材P8练习BT3改编)已知x∈{2,3,7},y∈{-3,-4,8},则xy可表示不同的值的个数为(  )
A.10 B.6
C.8 D.9
解析:因为x从集合{2,3,7}中任取一个值共有3种不同的情况,y从集合{-3,-4,8}中任取一个值共有3种不同的情况,且x,y互不相同,故xy可以表示为3×3=9个不同的值.

2.(教材P8练习AT4改编)(a1+a2)(b1+b2+b3)·(c1+c2+c3+c4)展开后的项数为(  )
A.24 B.12
C.9 D.6
解析:由分步乘法计数原理可得(a1+a2)(b1+b2+b3)(c1+c2+c3+c4)展开后的项数为2×3×4=24.

3.(2024·大连育明高级中学高二检测)有不同的语文书9本,不同的数学书7本,不同的英语书5本,从中选出2本不同学科的书,则不同的选法有(  )
A.21种 B.315种
C.143种 D.153种
解析:根据题意,从中选出2本不同学科的书,包括3种情况:①一本语文、一本数学,有9×7=63种取法;②一本语文、一本英语,有9×5=45种取法;③一本数学、一本英语,有7×5=35种取法,则不同的选法有63+45+35=143(种).

4.某城市在中心广场建造一个花圃,花圃分为6个部分,如图所示,现要栽种4种不同颜色的花,每部分栽种一种,且相邻部分不能栽种同一种颜色的花,则不同的栽种方法种数为(  )
A.120 B.360
C.480 D.540

解析:从题意来看6个部分种4种颜色的花,又从图形看知必有2组同颜色的花,从同颜色的花入手分类求.第一类:②⑤同色,则③⑥或④⑥同色,所以共有N1=4×3×2×2×1=48(种);第二类:③与⑤同色,则②④或⑥④同色,所以共有N2=4×3×2×2×1=48(种);第三类:②与④且③与⑥同色,则共有N3=4×3×2×1=24(种).所以共有N=N1+N2+N3=48+48+24=120(种).
5.口袋中装有4个白球、4个黑球和10个红球,每个球有不同编号,现从中取出2个球.
(1)至少有1个白球的取法有多少种?
解:根据题意分二类完成任务:第一类:恰好1个白球有4×14=56种取法,第二类:均为白球有3+2+1=6种取法,所以共有56+6=62种取法.
口袋中装有4个白球、4个黑球和10个红球,每个球有不同编号,现从中取出2个球.
(2)2个球的颜色不相同的取法有多少种?
解:根据题意分三类完成任务:第一类:2个球为白球和黑球,有4×4=16种取法,第二类:2个球为白球和红球,有4×10=40种取法,第三类:2个球为黑球和红球,有4×10=40种取法,所以共有16+40+40=96种取法.
1.已学习:两个计数原理的联系与区别.
2.须贯通:根据具体问题的特征,选择两种计数原理解决一些实际问题.
3.应注意:在既有分类又有分步的题目中,一般先分类,然后在每一类中再分步.