第一章计数原理
1.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理
1.分类加法计数原理
分类加法计数原理:完成一件事有两类不同方
( http: / / www.21cnjy.com )案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有____________种不同的方法.
推广:完成一件事有n类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法,…,在第n类方案中有种不同的方法,那么完成这件事共有____________种不同的方法.
注意:任何一类中的任何一种方法都可以完成任务,而不需要再用到其他方法.
2.分步乘法计数原理
分步乘法计数原理:完成一件事需要两个步骤,
( http: / / www.21cnjy.com )做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有____________种不同的方法.
推广:完成一件事需要n个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,…,做第n步有种不同的方法,那么完成这件事共有____________种不同的方法.
3.分类加法计数原理与分步乘法计数原理的联系和区别
分类加法计数原理和分步乘法计数原理,回答的都是有关做一件事的不同方法的种数问题.
区别在于:分类加法计数原理针对的是“分类”问题,其中各类方法__________,用其中任何一种方法都可以完成这件事;
分步乘法计数原理针对的是“分步”问题,各个步骤中的方法相互依存,只有各个步骤__________才算完成这件事.
K知识参考答案:
1.
2.
3.相互独立都完成
K—重点
分类加法计数原理和分步乘法计数原理的概念和应用
K—难点
分类加法计数原理和分步乘法计数原理的应用
K—易错
利用分步乘法计数原理求解时,注意选准分步的依据
一、分类加法计数原理的应用
若所给问题满足下列三个特点:
(1)完成一件事有若干种方法,这些方法可以分成n类;
(2)用每一类中的每一种方法都可以完成这件事;
(3)把各类的方法数相加,就可以得到完成这件事的所有方法数.
则这个问题可以用分类加法计数原理解决.
【例1】某校高二共有三个班,各班人数如下表:
男生人数
女生人数
总人数
高二(1)班
30
20
50
高二(2)班
30
30
60
高二(3)班
35
20
55
(1)从三个班中选1名学生任学生会主席,有多少种不同的选法?
(2)从高二(1)班、(2)班男生中或从高二(3)班女生中选1名学生任学生会生活部部长,有多少种不同的选法?
【解析】(1)从每个班选1名学生任学生会主席,共有3类不同的方案:
第1类,从高二(1)班中选出1名学生,有50种不同的选法;
第2类,从高二(2)班中选出1名学生,有60种不同的选法;
第3类,从高二(3)班中选出1名学生,有55种不同的选法.
根据分类加法计数原理知,从三个班中选1名学生任学生会主席,共有50+60+55=165种不同的选法.
(2)从高二(1)班、(2)班男生或高二(3)班女生中选1名学生任学生会生活部部长,共有3类不同的方案:
第1类,从高二(1)班男生中选出1名学生,有30种不同的选法;
第2类,从高二(2)班男生中选出1名学生,有30种不同的选法;
第3类,从高二(3)班女生中选出1名学生,有20种不同的选法.
根据分类加法计数原理知,从高二(1)班、(
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二、分步乘法计数原理的应用
若所给问题满足下列三个特点:
(1)完成一件事需要经过n个步骤,缺一不可;
(2)完成每一步有若干方法;
(3)把各个步骤的方法数相乘,就可以得到完成这件事的所有方法数.
则这个问题可以用分步乘法计数原理解决.
【例2】如图,将图中的四个区域涂色,有5种不同的颜色可供选择,规定一个区域只涂一种颜色,相邻区域必须涂不同的颜色,不同的涂色方案有______种.
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【解析】由分步乘法计数原理,可得不同的涂色方案有种.
【名师点睛】解答涂色问题有
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三、两个计数原理的综合应用
“分类”应满足:完成一件事的任何一种方
( http: / / www.21cnjy.com )法,必属于且仅属于其中某一类.“分步”应满足:完成一件事必须且只需连续完成若干步.在实际中,很多问题都需要既分类又分步才能完成,解决这类问题时,一般先分类再分步.在分类和分步的过程中,要先明确分类和分步的标准,以做到不重不漏.
【例3】用0,1,2,3,4五个数字,
①可以排出多少个三位数字的电话号码?
②可以排成多少个三位数?
③可以排成多少个能被2整除的无重复数字的三位数?
【解析】①三位数字的电话号码,首位可以是0,数字也可以重复,每个位置都有5种排法,共有5×5×5=53=125(种).
②三位数的首位不能为0,但可以有重复数字,首先考虑首位的排法,除0外共有4种方法,第二、三位可以排0,因此,共有4×5×5=100(种).
③被2整除的数即偶数,末位数字可取0,2,4,因此,可以分两类,
一类是末位数字是0,则有4×3=12种排法;
一类是末位数字不是0,则末位有2种
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因而有12+18=30种排法,即可以排成30个能被2整除的无重复数字的三位数.
【名师点睛】对于已知几个数字组成三
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四、未选准分步依据致错
【例4】将4封信投入到3个信箱中,共有多少种不同的投法?
【错解】第1个信箱可能投1封信,2封信,3封信或4封信,共有4种投法;
同理,第2个信箱也有4种投法,第3个信箱也有4种投法.
根据分步乘法计数原理,共有种不同的投法.
【错因分析】要完成的一件事是“将4封信投入到
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【正解】第1封信可以投入3个信箱中的任意一个,有3种投法;
同理,第2,3,4封信各有3种投法.
根据分步乘法计数原理,共有种投法.
【名师点睛】对于一类元素允许重复选取的计数问题,可以用分步乘法计数原理来解决,求解的关键是明确要完成的一件事是什么.即用分步乘法计数原理求解元素可重复选取的问题时,哪类元素必须“用完”就以哪类元素作为分步的依据.对于本题,若是将3封信投入到4个信箱中,则共有种不同的投法.
1.有不同的红球5个,不同的白球4个.从中任意取出两个不同颜色的球,则不同的取法有
A.9种B.16种
C.20种D.32种
2.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
A.24种B.9种
C.3种D.26种
3.现给如图所示的4个区域涂色,要求相邻区域不得使用同一颜色,共有3种颜色可供选择,则不同的涂色方法共有
A.4种B.6种
C.8种D.12种
4.由组成的无重复数字的五位偶数共有
A.
个B.
个
C.
个D.
个
5.甲与其四位同事各有一辆私家车,车牌尾数分别是,为遵守当地某月日至日天的限行规定(奇数日车牌尾数为奇数的车通行,偶数日车牌尾数为偶数的车通行),五人商议拼车出行,每天任选一辆符合规定的车,但甲的车最多只能用一天,则不同的用车方案种数为
A.5B.24
C.32D.64
6.一个三位数的密码,每一位都由0~4的5个数字随机组成,则不同的密码种数是_________(用数字作答).
7.如果把个位数是1,且恰
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8.7人站成两排队列,前
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9.某单位职工义务献血,在体检合格的人中,型血的共有28人,型血的共有7人,B型血的共有9人,AB型血的共有3人.
(1)从中任选1人去献血,有多少种不同的选法?
(2)从四种血型的人中各选1人去献血,有多少种不同的选法?
10.现有高一四个班的学生34人,其中一、二、三、四班分别有7人、8人、9人、10人,他们自愿组成数学课外小组.
(1)选其中一人为负责人,有多少种不同的选法?
(2)每班选一名组长,有多少种不同的选法?
(3)推选两人做发言,这两人需来自不同的班级,有多少种不同的选法?
11.用红、黄、蓝、绿4种颜色为一个五棱锥的六个顶点着色,要求每一条棱的两个端点着不同的颜色,则不同的着色方案共有
A.120种B.140种
C.180种D.240种
12.现有某类病毒记作XmYn,其中正整数m,n(m≤7,n≤9)可以任意选取,则m,n都取到奇数的概率为__________.
13.回文数是指从左到右读与从右到左读都一样的正整数,如22,121,3443,94249等.显然2位回文数有9个:11,22,33, ,99.3位回文数有90个:101,111,121,
,191,202,
,999.则4位回文数有________个;2n+1(n∈ )位回文数有________个.
14.不定方程的非负整数解的个数为.
15.某印刷厂的7名工人中,有3人只会
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16.(2016新课标全国Ⅱ)如图,小
( http: / / www.21cnjy.com )明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为
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A.24B.18
C.12D.9
17.(2014安徽)从正方体六个面的对角线中任取两条作为一对,其中所成的角为60°的共有
A.24对B.30对
C.48对D.60对
1.C
【解析】由题意知本题是一个
( http: / / www.21cnjy.com )分步计数问题,要取两个不同颜色的球,首先取一个红球,有5种结果,再取一个白球,有4种结果,根据分步计数原理,得到共有5×4=20种结果.
2.B
【解析】根据分类加法计数原理可得,不同的选法有4+3+2=9种,故选B.
3.B
【解析】首先给下面一个涂色,有三种涂色方法,再给上面的最左边涂色,有两种涂色方法,中间一块只有一种涂色方法,右边的一块只有一种涂色方法,根据分步计数原理,得共有种不同的涂色方法.
4.B
【解析】分两类:第一类,若五位数的个位数是,则有个偶数;第二类,若五位数的个位数是,由于不排首位,因此首位只能排中的一个,依据分步计数原理可得个偶数.
由分类加法计数原理,可得所有无重复数字的五位偶数的个数为,故选B
.
5.D
【解析】日至日,分别为,有天奇数日,天偶数日,
第一步,安排奇数日出行,每天都有种选择,共有种不同的用车方案;
第二步,安排偶数日出行,分两类,第一类,先选天安排甲的车,另外一天安排其他的车,有种不同的用车方案;第二类,不安排甲的车,每天都有种选择,共有种不同的用车方案,共有种不同的用车方案,
根据分步计数原理,可得不同的用车方案共有种.故选D.
6.125
【解析】由分步乘法计数原理,可得不同的密码数有种.
7.12【解析】由题意知本题是一个分类计数问题,组成的数字含有三个1,三个2,三个3,三个4共4种情况,
当含有三个1时,“好数”为2111,3111,4111,1211,1311,1411,1121,1131,1141;
当含有三个2时,“好数”为2221;
当含有三个3时,“好数”为3331;
当含有三个4时,“好数”为4441.
根据分类加法计数原理,得到“好数”共有12个.
8.360
【解析】分三个步骤:第一步,先从甲、乙、丙三个人中选出一个人加入前排,有3种方法;第二步,将这个人加入前排的4个空位中,有4种方法;第三步,再依次将剩余两人加入后排.先加入的一个人有5种方法,后加入的那个人有6种方法.由分步计数原理,可得不同的加入方法种数为.
9.【解析】从O型血的人中选1人有28种
( http: / / www.21cnjy.com )不同的选法,从A型血的人中选1人有7种不同的选法,从B型血的人中选1人有9种不同的选法,从AB型血的人中选1人有3种不同的选法.
(1)任选1人去献血,即无论选哪种血
( http: / / www.21cnjy.com )型的哪一个人,这件“任选1人去献血”的事情都能完成,所以由分类加法计数原理,得共有28+7+9+3=47种不同的选法.
(2)要从四种血型的人中各选1人,即要
( http: / / www.21cnjy.com )在每种血型的人中依次选出1人后,这件“各选1人去献血”的事情才完成,所以由分步乘法计数原理,得共有28×7×9×3=5292种不同的选法.
10.【解析】(1)分四类:
第一类,从一班学生中选1人,有7种选法;
第二类,从二班学生中选1人,有8种选法;
第三类,从三班学生中选1人,有9种选法;
第四类,从四班学生中选1人,有10种选法.
根据分类加法计数原理,得共有N=7+8+9+10=34(种)不同的选法.
(2)分四步:第一、二、三、四步分别从一、二、三、四班学生中选一人任组长.
根据分步乘法计数原理,得共有N=7×8×9×10=5040(种)不同的选法.
(3)分六类,每类又分两步:
第一类,从一、二班学生中各选1人,有7×8种不同的选法;
第二类,从一、三班学生中各选1人,有7×9种不同的选法;
第三类,从一、四班学生中各选1人,有7×10种不同的选法;
第四类,从二、三班学生中各选1人,有8×9种不同的选法;
第五类,从二、四班学生中各选1人,有8×10种不同的选法;
第六类,从三、四班学生中各选1人,有9×10种不同的选法.
所以,共有N=7×8+7×9+7×10+8×9+8×10+9×10=431(种)不同的选法.
11.A
【解析】设五棱锥S-
( http: / / www.21cnjy.com )ABCDE,先涂顶点S有4种不同的方法;接着涂顶点A只有3种不同的方法;再接着涂顶点B有2种不同的方法;再涂C点时,若C与A的颜色相同,则D有2种不同的涂法,E只有1种涂法,若C与A的颜色不相同,C只有1种涂法,若D与A的颜色相同,E有2种不同的涂法;若D与A的颜色不相同,则E只有1种涂法,
根据分类加法计数原理与分步乘法计数原理可知,不同的着色方案共有4×3×2×1×2×1+1×(1×2+1×1)]=
120种.
12.【解析】由题意知m的可能取值为1,2,3,…,7;n的可能取值为1,2,3,…,9.由于是任取m,n,则若m=1,n可取1,2,3,…,9,共9种情况;同理,m取2,3,…,7时,n也有9种情况,故m,n的取值情况共有7×9=63种.若m,n都取奇数,则m的取值为1,3,5,7,n的取值为1,3,5,7,9,因此满足条件的情形有4×5=20种.故所求概率为.
13.90;
9×10n
【解析】4位回文数的特点为中间两位相同,千位和个位相同但不能为0.
第一步,选千位数字,共有9种选法;第二步,选中间两位数字,有10种选法,故4位回文数有9.
对于2n+1(n∈ )位回文数,第一步,选左边第一个数字,共有9种选法;第二步,分别选左边第2,3,4,…,n,n+1个数字,共有10种选法,故2n+1(n∈ )位回文数有9
14.【解析】令,则,这时共种可能;若,则,这时共种可能;若,则,这时共种可能;…;若,共种可能.所以共有种可能;若则,共有种可能;同理,若则,共有11种可能;若则,共有种可能,这样共有种可能.
另外,还有三种可能,所以总共有种可能,故不定方程的非负整数解的个数为,应填.
15.【解析】首先分类的标准要正确,可
( http: / / www.21cnjy.com )以选择“只会排版”、“只会印刷”、“既会排版又会印刷”中的一个作为分类的标准.下面选择“既会排版又会印刷”作为分类的标准,按照被选出的人数,可将问题分为三类:第一类:2人全不被选出,即从只会排版的3人中选2人,有3种选法;只会印刷的2人全被选出,有1种选法,由分步乘法计数原理知共有3×1=3种选法.第二类:2人中被选出一人,有2种选法.若此人去排版,则再从会排版的3人中选1人,有3种选法,只会印刷的2人全被选出,有1种选法,由分步乘法计数原理知共有2×3×1=6种选法;若此人去印刷,则再从会印刷的2人中选1人,有2种选法,从会排版的3人中选2人,有3种选法,由分步乘法计数原理知共有2×3×2=12种选法.再由分类加法计数原理知共有6+12=18种选法.第三类:2人全被选出,同理共有16种选法.所以共有3+18+16=37种选法.
16.B【解析】由题意,小明从街道的E处出发到F处最短路径的条数为6,再从F处到G处最短路径的条数为3,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为,故选B.
17.C
【解析】如图,在上底面中选,四个侧面中的面对角线都与它成60°,共8对,同样对应的也有8对,下底面也有16对,这共有32对;左右侧面与前后侧面中共有16对.所以全部共有48对.
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