2019年高一高二数学同步学案人教A版选修2-3 第一章 1.1 第1课时 分类加法计数原理与分步乘法计数原理(课件+讲义)

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名称 2019年高一高二数学同步学案人教A版选修2-3 第一章 1.1 第1课时 分类加法计数原理与分步乘法计数原理(课件+讲义)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2019-05-06 08:18:51

文档简介




第1课时 分类加法计数原理与分步乘法计数原理
[核心必知]
1.预习教材,问题导入
根据以下提纲,预习教材P2~P10的内容,回答下列问题.
(1)用一个大写的英文字母或一个阿拉伯数字给教室里的座位编号,总共能够编出多少种不同的号码?
①在该问题中,给教室里的座位编号有几类不同的方案?每类方案各有多少种不同的方法?
提示:共有两类不同的方案,其中用一个大写的英文字母编号有26种方法;用一个阿拉伯数字编号有10种方法.
②给教室里的座位编号的方法总数,如何计算?
提示:26+10=36种.
③在该问题中,两类不同方案中的方法相同吗?
提示:互不相同.
(2)用前6个大写英文字母和1~9九个阿拉伯数字,以A1,A2,…,B1,B2,…的方式给教室里的座位编号,总共能编出多少个不同的号码?
①该问题与问题(1)有什么不同?
提示:在问题(1)中,用26个英文字母中的任何一个或10个阿拉伯数字中的任何一个,都可以给出一个座位号码.而在这个问题中,号码必须由一个英文字母和一个作为下标的阿拉伯数字组成,得到一个号码必须经过先确定一个英文字母,后确定一个阿拉伯数字这样两个步骤.
②你能列出所有可能的号码吗?共有多少个?
提示:以字母A开头的编号有A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9.同理,以B,C,D,E,F开头的编号也分别有9种,故共有6×9=54个不同的编号.
2.归纳总结,核心必记
(1)分类加法计数原理
完成一件事有两类不同方案,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N=m+n种不同的方法.
(2)分步乘法计数原理
完成一件事需要两个步骤,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N=m×n种不同的方法.
(3)分类加法计数原理和分步乘法计数原理的区别
①分类加法计数原理针对的是“分类”问题,其中各种方法相互独立,用其中任何一种方法都可以做完这件事;
②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,只有各个步骤都完成才算做完这件事.
[问题思考]
(1)如果完成一件事有三类不同方案,在第1类方案中有m1种不同的方法,在第2类方案中有m2种不同的方法,在第3类方案中有m3种不同的方法.那么完成这件事共有多少种不同的方法?
提示:共有m1+m2+m3种不同的方法.
(2)在分步乘法计数原理中,第1步采用的方法与第2步采用的方法之间有影响吗?
提示:无论第1步采用哪种方法,都不影响第2步方法的选取.
(3)如果完成一件事需要三个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,做第3步有m3种不同的方法,那么完成这件事共有多少种不同的方法?
提示:完成这件事共有m1×m2×m3种不同的方法.
[课前反思]
(1)分类加法计数原理的内容是什么?
 ;
(2)分步乘法计数原理的内容是什么?
 ;
(3)分类加法计数原理与分步乘法计数原理的区别是什么?
 .
知识点1
分类加法计数原理的应用 
[思考] 若完成一件事情有几类不同的方案,在第1类方案中有m1种不同方法,在第2类方案中有m2种不同的方法,…,在第n类方案中有mn种不同的方法,那么完成这件事共有多少种不同方法?
名师指津:共有m1+m2+…+mn种不同方法.
?讲一讲
1.某校高三共有三个班,其各班人数如下表
班级
男生数
女生数
总数
高三1班
30
20
50
高三2班
30
30
60
高三3班
35
20
55
(1)从三个班中选一名学生任学生会主席,有多少种不同的选法?
(2)从1班、2班男生中或从3班女生中选一名学生任学生会生活部部长,有多少种不同的选法?
[尝试解答] (1)从三个班中任选一名学生,可分三类:
第一类,从1班任选一名学生,有50种不同选法;
第二类,从2班任选一名学生,有60种不同选法;
第三类,从3班任选一名学生,有55种不同选法.
由分类加法计数原理知,不同的选法种数为
N=50+60+55=165.
(2)由题设知共有三类方案:
第一类,从1班男生中任选一名学生,有30种不同选法;
第二类,从2班男生中任选一名学生,有30种不同选法;
第三类,从3班女生中任选一名学生,有20种不同选法.
由分类加法计数原理知,不同的选法种数为
N=30+30+20=80.
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(1)能用分类加法计数原理解决的问题具有如下特点:
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.
(2)用分类加法计数原理解题应注意以下问题:
①明确题目中所指的“完成一件事”是什么事,完成这件事可以有哪些办法,怎样才算完成这件事;
②分类计数原理中的“分类”要全面、不能遗漏,但也不能重复、交叉;
③若完成某件事情有n类办法,则它们两两的交集为空集,n类的并集为全集.
?练一练
1.满足a,b∈{-1,0,1,2},且关于x的方程ax2+2x+b=0有实数解的有序数对(a,b)的个数为(  )
                
A.14 B.13 C.12 D.10
解析:选B 当a=0时, 方程化为2x+b=0,解得x=-,有序数对(0,b)有4个;当a≠0时,Δ=4-4ab≥0,得ab≤1,有序数对(-1,b)有4个,(1,b)有3个,(2,b)有2个.综上共有4+4+3+2=13(个).
2.某一数学问题可用综合法和分析法两种方法证明,有7位同学只会用综合法证明,有5位同学只会用分析法证明,现任选1名同学证明这个问题,不同的选法种数为________.
解析:由分类加法计数原理可得,有7+5=12种不同的选法.
答案:12
3.一个科技小组有3名男同学,5名女同学,从中任选1名同学参加学科竞赛,不同的选派方法共有________种.
解析:任选1名同学参加学科竞赛,有两类方案:
第一类,从男同学中选取1名参加学科竞赛,有3种不同的选法;
第二类,从女同学中选取1名参加学科竞赛,有5种不同的选法.
由分类加法计数原理得,不同的选派方法共有3+5=8(种).
答案:8
知识点2
分步乘法计数原理的应用 
[思考] 完成一件事需要n个步骤,做第1步有m1种不同的方法,做第2步有m2种不同的方法,…,做第n步有mn种不同的方法,则完成这件事共有多少种不同的方法?
名师指津:共有m1×m2×m3×…×mn种不同的方法.
?讲一讲
2.已知集合M={-3,-2,-1,0,1,2},P(a,b)(a,b∈M)表示平面上的点.问:
(1)点P可表示平面上多少个不同的点?
(2)点P可表示平面上第二象限内多少个不同的点?
[尝试解答] (1)确定平面上的点P(a,b),可分两步完成:第1步确定a的值,有6种不同的结果;第2步确定b的值,也有6种不同的结果.根据分步乘法计数原理,得到点P可表示平面上不同点的个数为6×6=36.
(2)确定平面上第二象限内的点P(a,b),可分两步完成:第1步确定a的值,由于a<0,所以有3种不同的结果;第2步确定b的值,由于b>0,所以有2种不同的结果.由分步乘法计数原理,得到点P可表示平面上第二象限内不同的点的个数为3×2=6.
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(1)能用分步乘法计数原理解决的问题具有如下特点:
①完成一件事需要经过n个步骤,缺一不可;
②完成每一步都有若干种方法;
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.
(2)利用分步乘法计数原理应注意:
①要按事件发生的过程合理分步,即分步是有先后顺序的;
②“步”与“步”之间是连续的、不间断的、缺一不可的,但也不能重复、交叉;
③若完成某件事情需n步,则必须且只需依次完成这n个步骤后,这件事情才算完成.
?练一练
4.在平面直角坐标系内,若点P(x,y)的横、纵坐标均在{0,1,2,3}内取值,则不同的点P有________个.
解析:确定点P的坐标分两步,即分布确定点P的横坐标与纵坐标.
第一步,确定横坐标,从0,1,2,3四个数字中选一个,有4种方法;
第二步,确定纵坐标,从0,1,2,3四个数字中选一个,也有4种方法.
根据分步乘法计数原理,所有不同的点P的个数为4×4=16.
答案:16
5.人们习惯把最后一位是6的多位数叫作“吉祥数”,则无重复数字的四位吉祥数(首位不能是零)共有________个.
解析:第一步,确定千位,除去0和6,有8种不同的选法;第二步,确定百位,除去6和千位数字外,有8种不同的选法;第三步,确定十位,除去6和千位、百位上的数字外,有7种不同的选法.故共有8×8×7=448个不同的“吉祥数”.
答案:448
6.从-1,0,1,2这四个数中选三个不同的数作为函数f(x)=ax2+bx+c的各项的系数,可组成不同的二次函数共________个,其中不同的偶函数有________个.(用数字作答)
解析:一个二次函数对应着a,b,c(a≠0)的一组取值,a的取法有3种,b的取法有3种,c的取法有2种,由分步乘法计数原理知,共有二次函数的个数为3×3×2=18.其中不同的偶函数(b=0)的个数为1×3×2=6.
答案:18 6
知识点3
两个计数原理的综合应用
[思考] 如何区分一个问题是“分类”还是 “分步”?
名师指津:如果完成这件事,可以分几种情况,每种情况中任何一种方法都能完成任务,则是分类;而从其中一种情况中任取一种方法只能完成一部分任务,且只有依次完成各种情况,才能完成这件事,则是分步.
?讲一讲
3.(链接教材P5-例3)王华同学有课外参考书若干本,其中有5本不同的外语书,4本不同的数学书,3本不同的物理书,他欲带参考书到图书馆阅读.
(1)若他从这些参考书中带1本去图书馆,有多少种不同的带法?
(2)若带外语、数学、物理参考书各1本,有多少种不同的带法?
(3)若从这些参考书中选2本不同学科的参考书带到图书馆,有多少种不同的带法?
[思路点拨] 解决两个计数原理的应用问题,首先应明确所需完成的事情是什么,再分析每一种做法完成后,是否完成整件事,从而区分分类加法计数原理和分步乘法计数原理.
[尝试解答] (1)要完成的事情是带1本参考书,无论是带外语书,还是带数学书、物理书,事情都可完成,从而根据分类加法计数原理,共有5+4+3=12种不同的带法.
(2)要完成的事情是带3本不同学科的参考书,只有从外语、数学、物理书中各选1本后,才能完成这件事,因此根据分步乘法计数原理,共有5×4×3=60种不同的带法.
(3)选1本外语书和1本数学书应用分步乘法计数原理,有5×4=20种选法;同样,选外语书、物理书各1本,有5×3=15种选法;选数学书、物理书各1本,有4×3=12种选法.即有三类情况,根据分类加法计数原理,共有20+15+12=47种不同的带法.
——————————————————————
对于两个计数原理的综合应用问题,一般是先分类再分步,分类时要设计好标准,设计好分类方案,防止重复和遗漏;分步时要注意步与步之间的连续性,同时应合理设计步骤的顺序,使各步互不干扰,也可以根据题意恰当合理地画出示意图或者列出表格,使问题的实质直观地显现出来,从而便于我们解题.
?练一练
7.集合A={1,2-3},B={-1,-2,3,4},从A,B中各取1个元素,作为点P(x,y)的坐标.
(1)可以得到多少个不同的点?
(2)这些点中,位于第一象限的有几个?
解:(1)可分为两类:A中元素为x,B中元素为y或A中元素为y,B中元素为x,则共得到3×4+4×3=24(个)不同的点.
(2)第一象限内的点,即x,y均为正数,所以只能取A,B中的正数,共有2×2+2×2=8个不同的点.
——————————————[课堂归纳·感悟提升]———————————
1.本节课的重点是分类加法计数原理和分步乘法计数原理,难点是两个计数原理的灵活应用.
2.本节课要重点掌握的规律方法
(1)用分类加法计数原理解决有关问题,见讲1;
(2)用分步乘法计数原理解决有关问题,见讲2;
(3)灵活运用两个计数原理解决与之有关的综合问题,见讲3.
3.分类加法计数原理与分步乘法计数原理的比较
分类加法计数原理
分步乘法计数原理
区别一
完成一件事,共有n类办法,关键词是“分类”
完成一件事,共分n个步骤,关键词是“分步”
区别二
每一类办法都能独立地完成这件事
只有各个步骤都完成了,才能完成这件事
区别三
各类办法之间是互斥的、并列的、独立的,分类要做到“不重不漏”
各步之间是关联的、独立的,分步要做到“步骤完整”
联系
两个原理都可用来计算完成某件事的方法种数,最终目的都是完成某件事
课下能力提升(一)
[学业水平达标练]
题组1 分类加法计数原理的应用
1.从甲地到乙地一天有汽车8班,火车2班,轮船3班,某人从甲地到乙地,共有不同的走法种数为(  )
                
A.13 B.16 C.24 D.48
解析:选A 由分类加法计数原理可知,不同走法种数为8+2+3=13.
2.已知两条异面直线a,b上分别有5个点和8个点,则这13个点可以确定不同的平面个数为(  )
A.40 B.16 C.13 D.10
解析:选C 分两类情况讨论:第1类,直线a分别与直线b上的8个点可以确定8个不同的平面;第2类,直线b分别与直线a上的5个点可以确定5个不同的平面.根据分类加法计数原理知,共可以确定8+5=13个不同的平面.
3.从甲地到乙地,可以乘飞机,也可以乘火车,还可以乘长途汽车,每天飞机有2班,火车有4班,长途汽车有10班,一天中,乘坐这些交通工具,从甲地到乙地共有________种方法.
解析:利用分类加法计数原理,共有2+4+10=16种方法.
答案:16
4.椭圆+=1的焦点在y轴上,且m∈{1,2,3,4,5},n∈{1,2,3,4,5,6,7},则满足题意的椭圆的个数为________.
解析:因为焦点在y轴上,所以0<m<n,考虑m依次取1,2,3,4,5时,符合条件的n值分别有6,5,4,3,2个,由分类加法计数原理知,满足题意的椭圆的个数为6+5+4+3+2=20.
答案:20
5.在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数共有多少个?
解:法一:按十位上的数字分别是1,2,3,4,5,6,7,8的情况分成8类,在每一类中满足题目条件的两位数分别是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,符合题意的两位数的个数为8+7+6+5+4+3+2+1=36.
法二:按个位上的数字是2,3,4,5,6,7,8,9分成8类,在每一类中满足条件的两位数分别是1个,2个,3个,4个,5个,6个,7个,8个,所以按分类加法计数原理,满足条件的两位数的个数为1+2+3+4+5+6+7+8=36.
题组2 分步乘法计数原理的应用
6.如图,一条电路从A处到B处接通时,可构成线路的条数为(  )
A.8    B.6    C.5    D.3
解析:选B 从A处到B处的电路接通可分两步:第一步,前一个并联电路接通有2条线路;第二步,后一个并联电路接通有3条线路.由分步乘法计数原理知电路从A处到B处接通时,可构成线路的条数为2×3=6,故选B.
7.给一些书编号,准备用3个字符,其中首字符用A,B,后两个字符用a,b,c(允许重复),则不同编号的书共有(  )
A.8本 B.9本 C.12本 D.18本
解析:选D 完成这件事可以分为三步.第一步确定首字符,共有2种方法;第二步确定第二个字符,共有3种方法;第三步确定第三个字符,共有3种方法.所以不同编号的书共有2×3×3=18(本),故选D.
8.从A地到B地要经过C地和D地,从A地到C地有3条路,从C地到D地有2条路,从D地到B地有4条路,则从A地到B地不同走法的种数是(  )
A.9 B.1 C.24 D.3
解析:选C 完成从A地到B地这件事情共分三步.第一步,从A地到C地;第二步,从C地到D地;第三步,从D地到B地;符合分步乘法计数原理,共有3×2×4=24种不同的走法.
9.某班元旦晚会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了2个新节目,如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同的插法的种数为________.
解析:将第一个新节目插入5个节目排成的节目单中有6种插入方法,再将第二个新节目插入到刚排好的6个节目排成的节目单中有7种插入方法,利用分步乘法计数原理,共有6×7=42种插入方法.
答案:42
10.某大学食堂备有6种荤菜,5种素菜,3种汤,现要配成一荤一素一汤的套餐,问可以配成多少种不同的套餐?
解:完成一荤一素一汤的套餐分三步:
第一步,配一个荤菜有6种选择;
第二步,配一个素菜有5种选择;
第三步,配一个汤有3种选择.
根据分步乘法计数原理,共可配成6×5×3=90种不同的套餐.
题组3 两个计数原理的综合应用
11.某单位职工义务献血,在体检合格的人中,O型血的共有28人,A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?
解:从O型血的人中选1人有28种不同的选法;
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,即无论选哪种血型的哪一个人,“任选1人去献血”这件事情都可以完成,所以用分类加法计数原理.
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,即从每种血型的人中各选出1人后,“各选1人去献血”这件事情才完成,所以用分步乘法计数原理.
有28×7×9×3=5 292种不同的选法.
12.某公园休息处东面有8个空闲的凳子,西面有6个空闲的凳子,小明与爸爸来这里休息.
(1)若小明爸爸任选一个凳子坐下(小明不坐),有几种坐法?
(2)若小明与爸爸分别就坐,有多少种坐法?
解:(1)小明爸爸选凳子可以分两类:
第一类,选东面的空闲凳子,有8种坐法;
第二类,选西面的空闲凳子,有6种坐法.
根据分类加法计数原理,小明爸爸共有8+6=14种坐法.
(2)小明与爸爸分别就坐,可以分两步完成:
第一步,小明先就坐,从东西面共8+6=14个凳子中选一个坐下,共有14种坐法;(小明坐下后,空闲凳子数变成13)
第二步,小明爸爸再就坐,从东西面共13个空闲凳子中选一个坐下,共13种坐法.
由分步乘法计数原理,小明与爸爸分别就坐共有14×13=182种坐法.
[能力提升综合练]
1.某班小张等4位同学报名参加A,B,C三个课外活动小组,每位同学限报其中一个小组,且小张不能报A小组,则不同的报名方法有(  )
A.27种 B.36种
C.54种 D.81种
解析:选C 小张的报名方法有2种,其他3位同学各有3种,所以由分步乘法计数原理知,共有2×3×3×3=54种不同的报名方法,故选C.
2.有5列火车停在某车站并排的5条轨道上,若火车A不能停在第1道上,则5列火车的停车方法共有(  )
A.96种 B.24种
C.120种 D.12种
解析:选A 先排第1道,有4种排法,第2,3,4,5道各有4,3,2,1种,由分步乘法计数原理知共有4×4×3×2×1=96种停车方法.
3.将3封不同的信投到4个不同的邮箱,则不同的投法种数为(  )
A.7 B.12
C.81 D.64
解析:选D 第一步,第一封信可以投到4个邮箱,有4种投法;第二步,第二封信可以投到4个邮箱,有4种投法;第三步,第三封信可以投到4个邮箱,有4种投法.根据分步乘法计数原理,得不同的投法的种数为4×4×4=64,选D.
4.从集合{1,2,3,…,10}中任意选出3个不同的数,使这3个数成等比数列,这样的等比数列的个数为(  )
A.3 B.4 C.6 D.8
解析:选D 以1为首项的等比数列为1,2,4;1,3,9.以2为首项的等比数列为2,4,8.以4为首项的等比数列为4,6,9.把这4个数列的顺序颠倒,又得到4个等比数列,∴所求的数列共有2×(2+1+1)=8(个).
5.定义集合A与B的运算A*B如下:A*B={(x,y)|x∈A,y∈B}.若A={a,b,c},B={a,c,d,e},则集合A*B的元素个数为(  )
A.34 B.43
C.12 D.以上都不对
解析:选C 由分步乘法计数原理可知,A*B中有3×4=12个元素.
6.3张不同的电影票全部分给10个人,每人至多1张,则所有分法的种数是________.
解析:第一步,分第1张电影票,有10种分法;第二步,分第2张电影票,有9种分法;第三步,分第3张电影票,有8种分法,共有10×9×8=720种分法.
答案:720
7.已知集合A={2,4,6,8,10},B={1,3,5,7,9},在A中任取一元素m和在B中任取一元素n,组成数对(m,n),问:
(1)有多少个不同的数对?
(2)其中m>n的数对有多少个?
解:(1)∵集合A={2,4,6,8,10},B={1,3,5,7,9},在A中任取一元素m和在B中任取一元素n,组成数对(m,n),先选出m有5种结果,再选出n有5种结果,根据分步乘法计数原理知共有5×5=25个不同的数对.
(2)在(1)中的25个数对中m>n的数对可以分类来解.当m=2时,n=1,有1个数对;当m=4时,n=1,3,有2个数对;当m=6时,n=1,3,5,有3个数对;当m=8时,n=1,3,5,7,有4个数对;当m=10时,n=1,3,5,7,9,有5个数对.综上所述共有1+2+3+4+5=15个数对.
8.现有5幅不同的国画,2幅不同的油画,7幅不同的水彩画.
(1)从中任选一幅画布置房间,有几种不同的选法?
(2)从这些国画、油画、水彩画中各选一幅布置房间,有几种不同的选法?
(3)从这些画中选出两幅不同种类的画布置房间,有几种不同的选法?
解:(1)分为三类:从国画中选,有5种不同的选法;从油画中选,有2种不同的选法;从水彩画中选,有7种不同的选法.根据分类加法计数原理,共有5+2+7=14种不同的选法.
(2)分为三步:国画、油画、水彩画分别有5种、2种、7种不同的选法,根据分步乘法计数原理,共有5×2×7=70种不同的选法.
(3)分为三类:第一类,一幅选自国画,一幅选自油画.由分步乘法计数原理知,有5×2=10种不同的选法;
第二类,一幅选自国画,一幅选自水彩画.由分步乘法计数原理知,有5×7=35种不同的选法;
第三类,一幅选自油画,一幅选自水彩画.由分步乘法计数原理知,有2×7=14种不同的选法.
所以共有10+35+14=59种不同的选法.
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[学业水平达标练]
题组1 分类加法计数原理的应用
1.从甲地到乙地一天有汽车8班,火车2班,轮船3班,某人从甲地到乙地,共有不同的走法种数为(  )
                
A.13 B.16 C.24 D.48
解析:选A 由分类加法计数原理可知,不同走法种数为8+2+3=13.
2.已知两条异面直线a,b上分别有5个点和8个点,则这13个点可以确定不同的平面个数为(  )
A.40 B.16 C.13 D.10
解析:选C 分两类情况讨论:第1类,直线a分别与直线b上的8个点可以确定8个不同的平面;第2类,直线b分别与直线a上的5个点可以确定5个不同的平面.根据分类加法计数原理知,共可以确定8+5=13个不同的平面.
3.从甲地到乙地,可以乘飞机,也可以乘火车,还可以乘长途汽车,每天飞机有2班,火车有4班,长途汽车有10班,一天中,乘坐这些交通工具,从甲地到乙地共有________种方法.
解析:利用分类加法计数原理,共有2+4+10=16种方法.
答案:16
4.椭圆+=1的焦点在y轴上,且m∈{1,2,3,4,5},n∈{1,2,3,4,5,6,7},则满足题意的椭圆的个数为________.
解析:因为焦点在y轴上,所以0<m<n,考虑m依次取1,2,3,4,5时,符合条件的n值分别有6,5,4,3,2个,由分类加法计数原理知,满足题意的椭圆的个数为6+5+4+3+2=20.
答案:20
5.在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数共有多少个?
解:法一:按十位上的数字分别是1,2,3,4,5,6,7,8的情况分成8类,在每一类中满足题目条件的两位数分别是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,符合题意的两位数的个数为8+7+6+5+4+3+2+1=36.
法二:按个位上的数字是2,3,4,5,6,7,8,9分成8类,在每一类中满足条件的两位数分别是1个,2个,3个,4个,5个,6个,7个,8个,所以按分类加法计数原理,满足条件的两位数的个数为1+2+3+4+5+6+7+8=36.
题组2 分步乘法计数原理的应用
6.如图,一条电路从A处到B处接通时,可构成线路的条数为(  )
A.8    B.6    C.5    D.3
解析:选B 从A处到B处的电路接通可分两步:第一步,前一个并联电路接通有2条线路;第二步,后一个并联电路接通有3条线路.由分步乘法计数原理知电路从A处到B处接通时,可构成线路的条数为2×3=6,故选B.
7.给一些书编号,准备用3个字符,其中首字符用A,B,后两个字符用a,b,c(允许重复),则不同编号的书共有(  )
A.8本 B.9本 C.12本 D.18本
解析:选D 完成这件事可以分为三步.第一步确定首字符,共有2种方法;第二步确定第二个字符,共有3种方法;第三步确定第三个字符,共有3种方法.所以不同编号的书共有2×3×3=18(本),故选D.
8.从A地到B地要经过C地和D地,从A地到C地有3条路,从C地到D地有2条路,从D地到B地有4条路,则从A地到B地不同走法的种数是(  )
A.9 B.1 C.24 D.3
解析:选C 完成从A地到B地这件事情共分三步.第一步,从A地到C地;第二步,从C地到D地;第三步,从D地到B地;符合分步乘法计数原理,共有3×2×4=24种不同的走法.
9.某班元旦晚会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了2个新节目,如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同的插法的种数为________.
解析:将第一个新节目插入5个节目排成的节目单中有6种插入方法,再将第二个新节目插入到刚排好的6个节目排成的节目单中有7种插入方法,利用分步乘法计数原理,共有6×7=42种插入方法.
答案:42
10.某大学食堂备有6种荤菜,5种素菜,3种汤,现要配成一荤一素一汤的套餐,问可以配成多少种不同的套餐?
解:完成一荤一素一汤的套餐分三步:
第一步,配一个荤菜有6种选择;
第二步,配一个素菜有5种选择;
第三步,配一个汤有3种选择.
根据分步乘法计数原理,共可配成6×5×3=90种不同的套餐.
题组3 两个计数原理的综合应用
11.某单位职工义务献血,在体检合格的人中,O型血的共有28人,A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?
解:从O型血的人中选1人有28种不同的选法;
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,即无论选哪种血型的哪一个人,“任选1人去献血”这件事情都可以完成,所以用分类加法计数原理.
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,即从每种血型的人中各选出1人后,“各选1人去献血”这件事情才完成,所以用分步乘法计数原理.
有28×7×9×3=5 292种不同的选法.
12.某公园休息处东面有8个空闲的凳子,西面有6个空闲的凳子,小明与爸爸来这里休息.
(1)若小明爸爸任选一个凳子坐下(小明不坐),有几种坐法?
(2)若小明与爸爸分别就坐,有多少种坐法?
解:(1)小明爸爸选凳子可以分两类:
第一类,选东面的空闲凳子,有8种坐法;
第二类,选西面的空闲凳子,有6种坐法.
根据分类加法计数原理,小明爸爸共有8+6=14种坐法.
(2)小明与爸爸分别就坐,可以分两步完成:
第一步,小明先就坐,从东西面共8+6=14个凳子中选一个坐下,共有14种坐法;(小明坐下后,空闲凳子数变成13)
第二步,小明爸爸再就坐,从东西面共13个空闲凳子中选一个坐下,共13种坐法.
由分步乘法计数原理,小明与爸爸分别就坐共有14×13=182种坐法.
[能力提升综合练]
1.某班小张等4位同学报名参加A,B,C三个课外活动小组,每位同学限报其中一个小组,且小张不能报A小组,则不同的报名方法有(  )
A.27种 B.36种
C.54种 D.81种
解析:选C 小张的报名方法有2种,其他3位同学各有3种,所以由分步乘法计数原理知,共有2×3×3×3=54种不同的报名方法,故选C.
2.有5列火车停在某车站并排的5条轨道上,若火车A不能停在第1道上,则5列火车的停车方法共有(  )
A.96种 B.24种
C.120种 D.12种
解析:选A 先排第1道,有4种排法,第2,3,4,5道各有4,3,2,1种,由分步乘法计数原理知共有4×4×3×2×1=96种停车方法.
3.将3封不同的信投到4个不同的邮箱,则不同的投法种数为(  )
A.7 B.12
C.81 D.64
解析:选D 第一步,第一封信可以投到4个邮箱,有4种投法;第二步,第二封信可以投到4个邮箱,有4种投法;第三步,第三封信可以投到4个邮箱,有4种投法.根据分步乘法计数原理,得不同的投法的种数为4×4×4=64,选D.
4.从集合{1,2,3,…,10}中任意选出3个不同的数,使这3个数成等比数列,这样的等比数列的个数为(  )
A.3 B.4 C.6 D.8
解析:选D 以1为首项的等比数列为1,2,4;1,3,9.以2为首项的等比数列为2,4,8.以4为首项的等比数列为4,6,9.把这4个数列的顺序颠倒,又得到4个等比数列,∴所求的数列共有2×(2+1+1)=8(个).
5.定义集合A与B的运算A*B如下:A*B={(x,y)|x∈A,y∈B}.若A={a,b,c},B={a,c,d,e},则集合A*B的元素个数为(  )
A.34 B.43
C.12 D.以上都不对
解析:选C 由分步乘法计数原理可知,A*B中有3×4=12个元素.
6.3张不同的电影票全部分给10个人,每人至多1张,则所有分法的种数是________.
解析:第一步,分第1张电影票,有10种分法;第二步,分第2张电影票,有9种分法;第三步,分第3张电影票,有8种分法,共有10×9×8=720种分法.
答案:720
7.已知集合A={2,4,6,8,10},B={1,3,5,7,9},在A中任取一元素m和在B中任取一元素n,组成数对(m,n),问:
(1)有多少个不同的数对?
(2)其中m>n的数对有多少个?
解:(1)∵集合A={2,4,6,8,10},B={1,3,5,7,9},在A中任取一元素m和在B中任取一元素n,组成数对(m,n),先选出m有5种结果,再选出n有5种结果,根据分步乘法计数原理知共有5×5=25个不同的数对.
(2)在(1)中的25个数对中m>n的数对可以分类来解.当m=2时,n=1,有1个数对;当m=4时,n=1,3,有2个数对;当m=6时,n=1,3,5,有3个数对;当m=8时,n=1,3,5,7,有4个数对;当m=10时,n=1,3,5,7,9,有5个数对.综上所述共有1+2+3+4+5=15个数对.
8.现有5幅不同的国画,2幅不同的油画,7幅不同的水彩画.
(1)从中任选一幅画布置房间,有几种不同的选法?
(2)从这些国画、油画、水彩画中各选一幅布置房间,有几种不同的选法?
(3)从这些画中选出两幅不同种类的画布置房间,有几种不同的选法?
解:(1)分为三类:从国画中选,有5种不同的选法;从油画中选,有2种不同的选法;从水彩画中选,有7种不同的选法.根据分类加法计数原理,共有5+2+7=14种不同的选法.
(2)分为三步:国画、油画、水彩画分别有5种、2种、7种不同的选法,根据分步乘法计数原理,共有5×2×7=70种不同的选法.
(3)分为三类:第一类,一幅选自国画,一幅选自油画.由分步乘法计数原理知,有5×2=10种不同的选法;
第二类,一幅选自国画,一幅选自水彩画.由分步乘法计数原理知,有5×7=35种不同的选法;
第三类,一幅选自油画,一幅选自水彩画.由分步乘法计数原理知,有2×7=14种不同的选法.
所以共有10+35+14=59种不同的选法.