第6章 计数原理(专项训练)-【新教材】2020-2021学年人教A版(2019)高中数学选择性必修第三册(Word版含解析)

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名称 第6章 计数原理(专项训练)-【新教材】2020-2021学年人教A版(2019)高中数学选择性必修第三册(Word版含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-08-08 20:03:01

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文档简介

2020—2021学年高二数学下学期
计数原理
专项训练
一、单选题(共12题;共60分)
1.已知集合false,若A,B是P的两个非空子集,则所有满足A中的最大数小于B中的最小数的集合对(A,B)的个数为( )
A.49 B.48 C.47 D.46
2.将false方格纸中每个小方格染三种颜色之一,使得每种颜色的小方格的个数相等.若相邻两个小方格的颜色不同,称他们的公共边为“分割边”,则分割边条数的最小值为( )
A.33 B.56 C.64 D.78
3.在false的展开式中,x2项的系数为( )
A.30 B.45 C.60 D.90
4.空间中不共面的4点A,B,C,D,若其中3点到平面false的距离相等且为第四个点到平面false的false倍,这样的平面false的个数为( )
A.8 B.16 C.32 D.48
5.算筹是在珠算发明以前我国独创并且有效的计算工具,为我国古代数学的发展做出了很大贡献.在算筹计数法中,以“纵式”和“横式”两种方式来表示数字,如图:
表示多位数时,个位用纵式,十位用横式,百位用纵式,千位用横式,以此类推,遇零则置空,如图:
如果把5根算筹以适当的方式全部放入 下面的表格中,那么可以表示的三位数的个数为
A.false
B.false
C.false
D.false
6.如图为我国数学家赵爽false约3世纪初false在为《周髀算经》作注时验证勾股定理的示意图,现在提供5种颜色给其中5个小区域涂色,规定每个区域只涂一种颜色,相邻区域颜色不同,则false区域涂色不相同的概率为false  false
A.false B.false C.false D.false
7.某人设计一项单人游戏,规则如下:先将一棋子放在如图所示正方形false(边长为2个单位)的顶点false处,然后通过掷骰子来确定棋子沿正方形的边按逆时针方向行走的单位,如果掷出的点数为false,则棋子就按逆时针方向行走false个单位,一直循环下去.则某人抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点false处的所有不同走法共有
A.22种 B.24种 C.25种 D.27种
8.若false的展开式中false的系数为false,则false( )
A.false B.false C.false D.false
9.已知false,当false时,false,则当false时,false的值为( )
A.false B.false C.false D.false
10.2020年我国进行了第七次全国人口普查,“大国点名,没你不行”.在此次活动中,某学校有false女、false男false名教师报名成为志愿者,现在有false个不同的社区需要进行普查工作,从这false名志愿者中选派false名,每人去false个小区,每个小区去false名教师,其中至少要有false名女教师,则不同的选派方案有多少种( )
A.false种 B.false种 C.false种 D.false种
11.在false的展开式中,只有第false项的二项式系数最大,则false( )
A.4 B.5 C.6 D.7
12.由0,1,2,3,4,5共6个不同数字组成的6位数,要求0不能在个位数,奇数恰好有2个相邻,则组成这样不同的6位数的个数是( )
A.144 B.216 C.288 D.432
二、填空题(共4题;共20分)
13.学校安排5名学生到3家公司实习,要求每个公司至少有1名学生,则有__________种不同的排法.
14.在一个正六边形的六个区域栽种观赏植物(如图),要求同一块中种同一种植物,相邻的两块种不同的植物.现有3种不同的植物可供选择,则有_____种栽种方案.
15.2018年6月份上合峰会在青岛召开,面向高校招募志愿者,中国海洋大学海洋环境学院的8名同学符合招募条件并审核通过,其中大一、大二、大三、大四每个年级各2名.若将这8名同学分成甲乙两个小组,每组4名同学,其中大一的两名同学必须分到同一组,则分到乙组的4名同学中恰有2名同学是来自于同一年级的分组方式共有__________种.
16.某学校要安排false位数学老师、false位英语老师和false位化学老师分别担任高三年级中false个不同班级的班主任,每个班级安排false个班主任.由于某种原因,数学老师不担任false班的班主任,英语老师不担任false班的班主任,化学老师不担false班和false班的班主任, 则共有__________种不同的安排方法.(用数字作答).
三、解答题(共4题;共20分)
17.设false,其中false.
(1)证明:false,其中false;
(2)当false时,化简:false;
(3)当false时,记false,false,试比较false与false的大小.
18.false的展开式中,奇数项的二项式系数之和为128,且前三项系数成等差数列.
(1)求false的值;
(2)若false,展开式有多少有理项?写出所有有理项.
19.已知false,
(1)求false的值;
(2)若false且false,求false的值;
(3)求证:false.
20.某大学师范学院的两名教授带领四名实习学生外出实习,实习前在学院门口合影留念,实习结束后四名实习生就被安排在三所中学任教,请回答以下问题.(用数字作答)
(1)若站成两排合影,两名教授站在前排,四名实习学生站在后排,则共有多少种不同的排法?
(2)若站成一排合影,两名教授必须相邻,则共有多少种不同的排法?
(3)实习结束后,四名实习生被安排在三所中学任教,若每个中学至少一人去,则共有多少种不同的安排方法?
参考答案
1.A
【详解】
集合false知:
1、若A中的最大数为1时,B中只要不含1即可:false的集合为false,
而false有 false种集合,集合对(A,B)的个数为15;
2、若A中的最大数为2时,B中只要不含1、2即可:
false的集合为false,而B有false种,
集合对(A,B)的个数为false;
3、若A中的最大数为3时,B中只要不含1、2、3即可:
false的集合为false,而B有false种,
集合对(A,B)的个数为false;
4、若A中的最大数为4时,B中只要不含1、2、3、4即可:
false的集合为false,
而B有false种,集合对(A,B)的个数为false;
∴一共有false个,
故选:A
2.B
【详解】
记分隔边的条数为false,首先将方格表按图分成三个区域,如图:
分别染成三种颜色,粗线上均为分隔边,此时共有56条分隔边,则false,
其次证明:false,
将方格表的行从上至下依次记为false,列从左至右依次记为false,
行false中方格出现的颜色为false,列false中方格出现的颜色为false,
三种颜色分别记为false,对于一种颜色false,设false为含色方格的行数与列数之和,
定义当false行含false色方格时,false,否则false,
类似的定义false,
所以false
false,
由于染false色的格的行有false个,列有false个,则false色的方格一定在这false行和false列的交叉方格中,从而false,
所以falsefalse所以①,
由于在行false中有false种颜色的方格,于是至少有false条分隔边,
类似地,在列false中至少有false条分隔边,
则false
false②
false③,
下面分两种情况讨论:
1、有一行或一列所有方格同色,不妨设为false色,则方格表的33列中均含有false色的方格,又false色的方格有363个,
故至少有false行含有false色的方格,于是false④,
由①③④得false;
2、没有一行也没有一列所有方格同色,对任意false均有false,false,
从而由②可得false;
综上所述,分隔边条数的最小值为56.
故选:B
3.B
【详解】
在false的展开式中,通项公式为Tr+1false?false.
对于false,通项公式为Tk+1false?xr﹣2021k,k≤r,r、k∈N,r≤10.
令r﹣2021k=2,可得r=2+2021k,
故k=0,r=2,
故x2项的系数为false?false45,
故选:B.
4.C
【详解】
第一种情况,A,B,C,D点在平面false的同侧.
当平面false∥平面BCD时,A与平面false的距离是false与平面BCD的距离的2倍.
这种情况下有4个平面.
第二种情况,A,B,C,D中有3个点在平面false的一侧,第4个点在平面false的另一侧,这时又有两种情形:
一种情形是平面false与平面BCD平行,且A与平面false的距离是平面false与平面BCD距离的2倍.这时有4个平面.
另一种情形如图a所示,图中E,F分别是AB,AC的中点,K是AD的三等分点中靠近A的分点,A,B,C到平面EFK(即平面false)的距离是D到平面EFK距离的一半.
∵EF可以是AB,AC的中点的连线,又可以是AB,BC的中点的连线,或AC,BC的中点的连线,
∴这种情形下的平面false有3×4=12(个).
第三种情况,如图b所示,在A,B,C,D四点中,平面false两侧各种有两点.
容易看出:点A到平面EFMN(平面false)的距离是B,C,D到该平面距离的2倍.
就A,C与B,D分别位于平面false两侧的情形来看,就有A离平面false远,B离平面false远,C离平面false远,D离平面false远这四种情况.
又“AC,BD异面,则这样的异面直线共有3对,
∴平面false有4×3=12(个).
综上分析,平面false有4+4+12+12=32(个).
故选C.
5.B
【详解】
按每一位算筹的根数分类一共有15种情况,如下
false
false
2根以上的算筹可以表示两个数字,运用分布乘法计数原理,
则上列情况能表示的三位数字个数分别为:
2,2,2,4,2,4,4,4,4,4,2,2,4,2,2,
根据分布加法计数原理,5根算筹能表示的三位数字个数为:
false.
故选B.
6.D
【详解】
提供5种颜色给其中5个小区域涂色,规定每个区域只涂一种颜色,相邻区域颜色不同,
根据题意,如图,设5个区域依次为false,分4步进行分析:
false,对于区域false,有5种颜色可选;
false,对于区域false与false区域相邻,有4种颜色可选;
false,对于区域false,与false区域相邻,有3种颜色可选;
false,对于区域false,若false与false颜色相同,false区域有3种颜色可选,
若false与false颜色不相同,false区域有2种颜色可选,false区域有2种颜色可选,
则区域false有false种选择,
则不同的涂色方案有false种,
其中,false区域涂色不相同的情况有:
false,对于区域false,有5种颜色可选;
false,对于区域false与false区域相邻,有4种颜色可选;
false,对于区域false与false区域相邻,有2种颜色可选;
false,对于区域false,若false与false颜色相同,false区域有2种颜色可选,
若false与false颜色不相同,false区域有2种颜色可选,false区域有1种颜色可选,
则区域false有false种选择,
不同的涂色方案有false种,
false区域涂色不相同的概率为false ,故选D.
7.D
【详解】
分析:抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点false处的表示三次骰子的点数之和是false,列举出在点数中三个数字能够使得和为false的false,共有false种组合,利用分类计数原理能得到结果.
详解:由题意知正方形false(边长为false个单位)的周长是false,
抛掷三次骰子后棋子恰好又回到点false处的表示三次骰子的点数之和是false,
列举出在点数中三个数字能够使得和为false的有false,
共有false种组合,
前false种组合false,每种情况可以排列出false种结果,
共有false种结果;
false各有false种结果,共有false种结果,
根据分类计数原理知共有false种结果,故选D.
8.B
【详解】
false,
false的展开式通项为false,
false的展开式通项为false,
所以,false的展开式通项为false,
由false可得false,由题意可得false,解得false.
故选:B.
9.B
【详解】
false,
令false,则false;
令false,false,则false,
因为false,
所以false,false,false,
当false时,
false
false,
则false,false,false,false,
故选:B.
10.C
【详解】
只有一名女教师:false;
选派两名女教师:false;
所以共有72+24=96种方法.
故选:C
11.C
【详解】
在false的展开式中,只有第4项的二项式系数最大,即中间项false项的二项式系数最大, 即false,解得:false
故选:C.
12.C
【详解】
先从3个奇数中选2个奇数捆绑看成一个整体,然后将它们分别安置在5个位置上,分别记为①②③④⑤,其中这个整体与剩下的一个奇数不相邻,以及0不在①号位置,也不在⑤号位置.
(1)若奇数排在①③号位置,则排法总数为false;
(2)若奇数排在①④号位置,则排法总数为false;
(3)若奇数排在①⑤号位置,则排法总数为false;
(4)若奇数排在②④号位置,则排法总数为false;
(5)若奇数排在②⑤号位置,则排法总数为false;
(6)若奇数排在③⑤号位置,则排法总数为false;
根据分类加法计数原理可知,排法总数为false.
故选:C.
13.150
【详解】
解:根据题意,分2步进行分析:
①先将5名学生分成3组,
若分成1、1、3的三组,有false种分组方法,
若分成1、2、2的三组,有false种分组方法,
则有false种分组方法;
②再将分好的三组全排列,对应三个公司,有false种情况,
则有false种不同的安排方式.
故答案为:150.
14.66
【详解】
根据题意,分3种情况讨论:
①当A、C、E种同一种植物,此时共有3×2×2×2=24种方法;
②当A、C、E种二种植物,此时共有C32×A32×2×1×1=36种方法;
③当A、C、E种三种植物,此时共有A33×1×1×1=6种方法;
则一共有24+36+6=66种不同的栽种方案;
故答案为66.
15.24
【解析】
分析:首先要明确该题应该分类讨论,第一类是大一的两名同学在乙组,第二类是大一的两名同学不在乙组,利用组合知识,求得相应的数,之后应用分类加法计数原理,求得结果,问题得以解决.
详解:根据题意,第一类:大一的两名同学在乙组,乙组剩下的两个来自不同的年级,从三个年级中选两个为false种,然后分别从选择的年级中再选择一个学生为false种,故有false种;
第二类:大一的两名同学不在乙组,则从剩下的三个年级中选择一个年级的两名同学在乙组,为false种,然后再从剩下的两个年级中分别选择一人为false种,这时共有false种;
根据分类计数原理得,共有false种不同的分组方式.
16.32
【解析】
若数学老师分到false两班,共有false种分法,若数学老师分到false两班,共有false种分法,若数学老师分到false两班,共有false种分法,若数学老师分到false两班,共有false种分法,若数学老师分到false两班,共有false种分法,若数学老师分到false两班,共有false种分法,共有false种安排方法,故答案为false .
17.(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析
【详解】
(1)false,其中.
(2)当false时,由(1)结论可得false
所以原式false.
(3)【解法一】当false时,false,
所以false,所以false,令false,得false,
当false时,false;当false时,false,即false.
下面先用数学归纳法证明:当false时,false,(☆)
①当false时,false,(☆)式成立;
②假设false时,(☆)式成立,即false,
则false时,(☆)式右边false
false
所以,当false,(☆)式也成立.
综合①②知,当false时,false.
所以,当false时,false;当false时,false.
【解法二】
当false时,false,所以false,所以false,令false,得false,要比较false与false的大小,即可比较false与false的大小,设false,则false,
由false,得false,所以false在false上递增,
由false,得false,所以false在false上递减,
所以当false时,false,false,
当false时,false,即false,即false,即false,
综上所述,当false时,false;当false时,false.
18.(1)2或14;(2)false,false,false.
【详解】
因为奇数项的二项式系数之和为128,
所以false,解得false,
所以二项式为false
第一项:false,系数为1,
第二项:false,系数为false,
第三项:false,系数为false,
由前三项系数成等差数列得:false ,
解得false或false.
(2)若false,由(1)得二项式为false,通项为:
false,其中false
所以false,
令false即false,此时false;
令false即false,不符题意;
令false即false,不符题意;
令false即false,此时false;
令false即false,不符题意;
令false即false,不符题意;
令false即false, 此时false
综上,有3项有理项,分别是:
false,false,false.
19.(1)false(2)false(3)见解析
【解析】
分析:(1)令false,根据false可求false的值;
(2)由false,解得false可求false的值;
(3)利用二项展开式及放缩法即可证明.:
详解:
(1)令false,则false=0,又false
所以false
(2)由false,解得false,所以false
(3)false
false
20.(1) 48 (2) 240 (3) 36
【详解】
(1 )先排2名教授,有false(种)不同的排法,
再排4名实习学生,有false(种)不同的排法,
故由分步乘法计数原理可得,共有false (种)不同的排法
(2) 将2名教授看作是一个整体,和4名实习学生一起排列有false (种)不同的排法
又2名教授,有false(种)不同的排法,
所以共有false (种)不同的排法
(3 )把4名实习学生按1 , 1 , 2分成3组,有false种分组方法.
再将三组分别分配到三所中学任教故共有false (种)不同的排法.