2019版高考数学一轮复习第九章复数、计数原理与概率、随机变量及其分布第六节随机变量及其分布课件
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2019届高三第一轮复习《原创与经典》(苏教版)(理科)第一章集合常用逻辑用语推理与证明第1课时集合的概念、集合间的基本关系第2课时集合的基本运算第3课时命题及其关系、充分条件与必要条件第4课时简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词第5课时合情推理与演泽推理第6课时直接证明与间接证明第7课时数学归纳法第二章不等式第8课时不等关系与不等式第9课时一元二次不等式及其解法第10课时二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题第11课时基本不等式及其应用第12课时不等式的综合应用第三章函数的概念与基本初等函数第13课时函数的概念及其表示第14课时函数的定义域与值域第15课时函数的单调性与最值第16课时函数的奇偶性与周期性9第17课时二次函数与幂函数第18课时指数与指数函数第19课时对数与对数函数第20课时函数的图象第21课时函数与方程第22课时函数模型及其应用第四章 导数第23课时 导数的概念及其运算(含复合函数的导数)第24课时 利用导数研究函数的单调性与极值第25课时 函数的最值、导数在实际问题中的应用第五章 三角函数 第26课时任意角、弧度制及任意角的三角函数 第27课时同角三角函数的基本关系式与诱导公式 第28课时两角和与差的正弦、余弦和正切公式 第29课时二倍角的三角函数 第30课时三角函数的图象和性质 第31课时函数sin()y A x ωϕ=+的图象及其应用 第32课时正弦定理、余弦定理 第33课时解三角形的综合应用第六章 平面向量 第34课时平面向量的概念及其线性运算 第35课时平面向量的基本定理及坐标表示 第36课时平面向量的数量积 第37课时平面向量的综合应用第七章 数 列 第38课时数列的概念及其简单表示法 第39课时等差数列 第40课时等比数列 第41课时数列的求和 第42课时等差数列与等比数列的综合应用 第八章 立体几何初步 第43课时平面的基本性质及空间两条直线的位置关系第44课时直线、平面平行的判定与性质第45课时直线、平面垂直的判定与性质第46课时空间几何体的表面积与体积第47课时空间向量的应用——空间线面关系的判定第48课时空间向量的应用——空间的角的计算第九章平面解析几何第49课时直线的方程第50课时两直线的位置关系与点到直线的距离第51课时圆的方程第52课时直线与圆、圆与圆的位置关系第53课时椭圆第54课时双曲线、抛物线第55课时曲线与方程第56课时直线与圆锥曲线的位置关系第57课时圆锥曲线的综合应用第十章复数、算法、统计与概率第58课时抽样方法、用样本估计总体第59课时随机事件及其概率第60课时古典概型第61课时几何概型互斥事件第62课时算法的含义及流程图第63课时复数第十一章计数原理、随机变量及其分布第64课时分类计数原理与分步计数原理第65课时排列与组合第66课时二项式定理第67课时离散型随机变量及其概率分布第68课时事件的独立性及二项分布第69课时离散型随机变量的均值与方差第十二章选修4系列第70课时选修4-1 《几何证明选讲》相似三角形的进一步认识第71课时选修4-1 《几何证明选讲》圆的进一步认识第72课时选修4-2 《矩阵与变换》平面变换、变换的复合与矩阵的乘法第73课时选修4-2 《矩阵与变换》逆变换与逆矩阵、矩阵的特征值与特征向量第74课时选修4-4《参数方程与极坐标》极坐标系第75课时选修4-4《参数方程与极坐标》参数方程第76课时选修4-5《不等式选讲》绝对值的不等式第77课时选修4-5《不等式选讲》不等式的证明。
第九章概率统计必修二统计、概率选择性必修三第六章计数原理第七章随机变量及其分布第八章成对数据的统计分析一. 两个计数原理、排列与组合1.分类加法计数原理完成一件事,有n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n类方案中有m n种不同的方法.那么完成这件事共有N=________________种不同的方法.2.分步乘法计数原理完成一件事,需要分成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m n种不同的方法.那么完成这件事共有N=____________种不同的方法.3. 排列组合定义(1)排列数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用表示.(2)组合数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用表示.4. 排列数与组合数的公式与性质公式(1)A m n==n!(n-m)!(2)C m n=A m nA m m=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)m!=性质(1)0!=;A n n=(2)C m n=C n-mn;C m n+1=(3) (不定系数转为定系数)kC n k==(0≤k≤n,k∈N)题组1.1. 有5个编了号的抽屉,要放进3本不同的书,不同的方法有种2.5人分到三家医院,每个医院至少一人,有___________种分法.3. 3名女生和4名男生排成一排,在下列情形中各有多少种?列式并写出结果.(1)如果女生全排在一起_________________(2)如果女生都不相邻_________________(3)如果女生不站两端_________________ (4)其中甲必须排在乙前面(可不邻) _________________(5)其中甲不站左端,乙不站右端_________________4.证明结论:kC n k=nC n−1k−10≤k≤n,k∈N二. 二项式定理1.二项式定理2.(1)C0n=,C n n=C m n+1=+ .(2)C m n=.(3)当n为偶数时,二项式系数中_____最大;当n为奇数时,二项式系数中以______和________最大.(4)二项系数和:C0n+C1n+…+C n n=.C1n+C3n+C5n+…=C0n+C2n+C4n+…=________.题组2. 回归课本1.(1+x)2+(1+x)3+⋯+(1+x)9的展开式中2x的系数是()A. 60B. 80C. 84D. 1202.求(9x3√x )n展开式中第3项与第5项的二项式系数相等,则展开式的常数项为;有理项有_______项。
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第九单元计数原理、概率、随机变量及其分布课时作业(五十五)第55讲分类加法计数原理与分步乘法计数原理基础热身1.某人有3个电子邮箱,他要发5封不同的电子邮件,则不同的发送方法有()A。
8种B。
15种C.35种D.53种2。
[2017·南阳六校联考]从集合{0,1,2,3,4,5}中任取两个互不相等的数a,b组成复数a+b i,其中虚数有()A。
36个B.30个C.25个D。
20个3.[2017·南昌二模]为便民惠民,某通信运营商推出“优惠卡活动".其内容如下:卡号的前七位是固定的,后四位从“0000”到“9999”共10 000个号码参与该活动,凡卡号后四位带有“6"或“8"的一律作为“优惠卡",则“优惠卡”的个数是()A.1980 B。
4096C。
5904 D.80204.已知函数y=ax2+bx+c,其中a,b,c∈{0,1,2},则不同的二次函数的个数是()A。
256 B.18C.16D.105.[2017·雅安三诊]设a,b,c∈{1,2,3,4,5,6},若以a,b,c为三条边的长可以构成一个等腰(含等边)三角形,则这样的三角形有个。
2019年高考数学计数原理、概率、随机变量及其分布复习指导第一节计数原理与排列、组合教材细梳理1.两个计数原理1.分类加法计数原理中各类办法之间是相互独立的,并列的,互斥的.分步乘法计数原理中各步之间是相互依存的.2.“排列”与“排列数”是两个不同的概念,一个排列是指“从n 个不同元素中取出m 个元素,按一定顺序排成一列”,而排列数是指这种排列的个数.知识微思考1.判断下列结论的正误(正确的打“√”错误的打“×”)(1)在分类加法计数原理中,两类不同方案中的方法可以相同.( ) (2)在分类加法计数原理中,每类方案中的方法都能直接完成这件事.( )(3)在分步乘法计数原理中,事情是分步完成的,其中任何一个单独的步骤都不能完成这件事,只有每个步骤都完成后,这件事情才算完成.( )(4)如果完成一件事情有n 个不同步骤,在每一步中都有若干种不同的方法m i (i =1,2,3,…,n ),那么完成这件事共有m 1m 2m 3…m n 种方法.( )(5)在分步乘法计算原理中,每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的.( ) (6)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.( ) (7)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序.( ) (8)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.( ) (9)(n +1)!-n !=n ·n !.( )(10)A m n =n A m -1n -1.( )答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)√ (10)√ 2.如何区分某一问题是排列问题还是组合问题?提示:可交换某两个元素的位置,判断对结果是否产生影响,产生影响的是排列问题,否则是组合问题.四基精演练1.(选修2-3·习题1.2A 组改编)已知某公园有4个门,从一个门进,另一个门出,则不同的走法的种数为( )A .16B .13C .12D .10答案:C2.(选修2-3·习题1.2A 组改编)从3,5,7,11这四个质数中,每次取出两个不同的数分别为a ,b ,共可得到ab的不同值的个数为( )A .6B .8C .12D .16答案:C3.(选修2-3·习题A组改编)某校开设A类选修课2门,B类选修课3门,一位同学从中选3门.若要求两类课程中各至少选一门,则不同的选法共有()A.3种B.6种C.9种D.18种答案:C4.(选修2-3·习题1.2B组改编)如图,从A城到B城有3条路;从B城到D城有4条路;从A城到C城有4条路,从C城到D城有5条路,则某旅客从A城到D城共有________条不同的路线.答案:325.(2017·高考全国卷Ⅱ改编)安排3名志愿者完成3项工作,每人完成一项,则不同的安排方式共有________.答案:6考点一计数原理及应用[简单型]——运用数据分析、提升数学运算1.使用分类加法原理时首先根据题目特点恰当选择一个分类标准;其次分类时应注意完成这件事情的任何一种方法必须属于某一类.2.(1)利用分步乘法计数原理解决问题要按事件发生的过程合理分步,即分步是有先后顺序的,并且分步必须满足:完成一件事的各个步骤是相互依存的,只有各个步骤都完成了,才算完成这件事.(2)分步必须满足两个条件:一是步骤互相独立,互不干扰;二是步与步确保连续,逐步完成.3.使用两个基本原理进行计数的基本思想是“先分类,再分步”,即先分为若干个“既不重复也不遗漏”的类,再对每类中的计数问题分成若干个“完整的步骤”,求出每个步骤的方法数,按照分步乘法计数原理计算各类中的方法数,最后再按照分类加法计数原理得出总数.1.有4位教师在同一年级的4个班中各教一个班的数学,在数学检测时要求每位教师不能在本班监考,则监考的方法有()A.8种B.9种C.10种D.11种解析:选B.法一:设四位监考教师分别为A,B,C,D,所教班分别为a,b,c,d,假设A监考b,则余下三人监考剩下的三个班,共有3种不同方法,同理A监考c,d时,也分别有3种不同方法,由分类加法计数原理共有3+3+3=9(种).法二:班级按a,b,c,d的顺序依次排列,为避免重复或遗漏现象,教师的监考顺序可用“树形图”表示如下:∴共有9种不同的监考方法.2.(2016·高考全国卷Ⅱ)如图,小明从街道的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()A.24 B.18C.12 D.9解析:选B.分两步,第一步,从E→F,有6条可以选择的最短路径;第二步,从F→G,有3条可以选择的最短路径.由分步乘法计数原理可知有6×3=18条可以选择的最短路径.故选B.3.如图,用6种不同的颜色把图中A,B,C,D四块区域分开,若相邻区域不能涂同一种颜色,则不同的涂法共有()A.400种B.460种C.480种D.496种解析:选C.完成此事可能使用4种颜色,也可能使用3种颜色.当使用4种颜色时:从A开始,有6种方法,B有5种,C有4种,D有3种,完成此事共有6×5×4×3=360(种)方法;当使用3种颜色时:A,D使用同一种颜色,从A,D开始,有6种方法,B有5种,C有4种,完成此事共有6×5×4=120(种)方法.由分类加法计数原理可知:不同涂法有360+120=480(种).考点二排列的应用[高频型]——发展数学建模、提升数学运算[例1](1)若A,B,C,D,E,F六个不同元素排成一列,要求A不排在两端,且B,C相邻,则不同的排法有________种(用数字作答).解析:由于B,C相邻,把B,C看作一个整体,有2种排法.这样,6个元素变成了5个.先排A,由于A不排在两端,则A排在中间的3个位置中,有A13=3种排法,其余的4个元素任意排,有A44种不同排法,故不同的排法有2×3×A44=144(种).答案:144(2)在数字1,2,3与符号“+”“-”这五个元素的所有全排列中,任意两个数字都不相邻的全排列方法共有________种.解析:本题主要考查某些元素不相邻的问题,先排符号“+”“-”,有A22种排列方法,此时两个符号中间与两端共有3个空位,把数字1,2,3“插空”,有A33种排列方法,因此满足题目要求的排列方法共有A22A33=12(种).答案:12[母题变式]1.若本例(2)中条件“任意两个数字都不相邻”改为“1,2,3这三个数字必须相邻”,则这样的全排列方法有________种.解析:用捆绑法,有A33A33=36(种).答案:362.若本例(2)中条件变为:符号“+”与“-”都不相邻,则这样的全排列有________种.解析:A 33A 24=72(种).答案:721.求解有限制条件排列问题的主要方法(1)根据特殊元素(位置)优先安排进行分步,即先安排特殊元素或特殊位置. (2)根据特殊元素当选数量或特殊位置由谁来占进行分类. [易错提醒] (1)分类要全,以免遗漏.(2)插空时要数清插空的个数,捆绑时要注意捆绑后元素的个数及要注意相邻元素的排列数.(3)用间接法求解时,事件的反面数情况要准确.1.某市内公共汽车站有6个候车位(成一排),现有3名乘客随便坐在某个座位上候车,则恰好有2个连续空座位的候车方式的种数为( )A .48B .54C .72D .84解析:选C.先把3名乘客进行全排列,有A33=6种排法,排好后,有4个空,再将1个空位和余下的2个连续的空位插入4个空中,有A24=12种排法,则共有6×12=72(种)候车方式.2.某次联欢会要安排3个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是()A.72 B.120C.144 D.168解析:选B.歌舞类节目设为a1,a2,a3,小品类节目设为b1,b2,相声类节目设为c,先排a1,a2,a3不相邻,顺序如○b1○b2○c○,共A33A34种方法,b1b2相邻前提下○b1b2○c○插空法共A22A33A22种方法,所以同类节目不相邻的排法种数为A33A34-A22A33A22=A33·(A34-4)=6×20=120.考点三组合问题[简单型]——发展数学建模、提升数学运算1.组合问题的常见题型及解题思路(1)常见题型:一般有选派问题、抽样问题、图形问题、集合问题、分组问题等.(2)解题思路:①分清问题是否为组合问题;②对较复杂的组合问题,要搞清是“分类”还是“分步”,一般是先整体分类,然后局部分步,将复杂问题通过两个原理化归为简单问题.2.两类含有附加条件的组合问题的解法(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:若“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;若“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.(2)“至少”或“最多”含有几个元素的组合题型:解这类题目必须十分重视“至少”与“最多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法或间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,用间接法求解.1.2107年天津全运会之际,某单位要从6名男生和2名女生中选出3名志愿者,其中至少有1名女生的选法共有________种.解析:分两类:第1类是有1名女生,共有C12·C26=2×15=30(种);第2类是有2名女生,共有C22·C16=1×6=6(种).由分类加法计数原理得,共有30+6=36(种).答案:362.在某校举行的羽毛球两人决赛中,采用5局3胜制的比赛规则,先赢3局者获胜,直到决出胜负为止.若甲、乙两名同学参加比赛,则所有可能出现的情形(个人输赢局次的不同视为不同情形)共有()A.6种B.12种C.18种D.20种解析:选D.分三种情况:恰好打3局(一人赢3局),有2种情形;恰好打4局(一人前3局中赢2局,输一局,第4局赢),共有2C23=6种情形;恰好打5局(一个前4局中赢2局,输2局,第5局赢),共有2C24=12种情形.所有可能出现的情形共有2+6+12=20(种).考点四排列、组合的综合应用[探究型]——发展数学建模、提升数学运算4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,则不同的安排方式共有()A.12种B.18种C.24种D.36种解析:将4项工作分成3部分,每部分至少有1项工作,共有C24=6(种)方法,再分别分给3人,由分步乘法计数原理知,共有C24×A33=36(种)不同方法.答案:D(2)(2017·高考天津卷)用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9组成没有重复数字,且至多有一个数字是偶数的四位数,这样的四位数一共有________个(用数字作答).解析:由题意可得,第1类取出的4个数都是奇数,有A45个,第2类取出的4个数中有1个偶数,有C14C35A44个,由分类加法计数原理,得共有A45+C14C35A44=120+960=1 080(个).答案:1 080(1)恰有1个盒不放球,共有几种放法? (2)恰有1个盒内有2个球,共有几种放法? (3)恰有2个盒不放球,共有几种放法?解:(1)为保证“恰有1个盒不放球”,先从4个盒子中任意取出去一个,问题转化为“4个球,3个盒子,每个盒子都要放入球,共有几种放法?”即把4个球分成2,1,1的三组,然后再从3个盒子中选1个放2个球,其余2个球放在另外2个盒子内,由分步乘法计数原理得,共有C 14C 24C 13×A 22=144(种).(2)“恰有1个盒内有2个球”,即另外3个盒子放2个球,每个盒子至多放1个球,也即另外3个盒子中恰有一个空盒,因此,“恰有1个盒内有2个球”与“恰有1个盒不放球”是同一件事,所以共有144种放法.(3)确定2个空盒有C 24种方法.4个球放进2个盒子可分成(3,1)、(2,2)两类,第一类有序不均匀分组有C 34C 11A 22种方法;第二类有序均匀分组有C 24C 22A 22·A 22种方法.故共有C 24(C 34C 11A 22+C 24C 22A 22·A 22)=84(种).1.解决简单的排列与组合的综合问题的思路(1)根据附加条件将要完成事件先分类.(2)对每一类型取出符合要求的元素组合,再对取出的元素排列. (3)由分类加法计数原理计算总数.2.分组、分配问题的求解策略(1)对不同元素的分配问题.①对于整体均分,解题时要注意分组后,不管它们的顺序如何,都是一种情况,所以分组后一定要除以A n n (n 为均分的组数),避免重复计数.②对于部分均分,解题时注意重复的次数是均匀分组的阶乘数,即若有m 组元素个数相等,则分组时应除以m !,分组过程中有几个这样的均匀分组,就要除以几个这样的全排列数.③对于不等分组,只需先分组,后排列,注意分组时任何组中元素的个数都不相等,所以不需要除以全排列数.(2)对于相同元素的“分配”问题,常用方法是采用“隔板法”.3.某班级要从4名男生、2名女生中选派4人参加某次社区服务,如果要求至少有1名女生,那么不同的选派方案有________种.解析:①有1名女生的选派方法有C12C34=8(种).②有2名女生的选派方法有C22C24=6(种).∴不同的选派方案共有8+6=14(种).答案:144.将6位志愿者分成4组,其中两个组各2人,另两个组各1人,分赴全运会的四个不同场馆服务,不同的分配方案有________种(用数字作答).解析:先分组再分配,共有C16C15C242A22·A44=1 080(种)分配方案.答案:1 080发展数学建模、数学运算(应用型)模型1计数原理、排列、组合与实际应用问题相结合对于排列、组合都是以生活实际问题为背景,加以限制条件,并结合计数原理进行考查.[例4]小陈家来了六位同学(四女两男),包括他共7人,小陈从果园里摘了7个大小不同的百香果,每人一个.小陈把最小的一个留给自己,4位女同学中的一人拿最大的一个,则百香果的不同分法共有()A.96种B.120种C.480种D.720种解析:可分两步:第一步,4位女同学中的一人拿最大的一个的分法种数为C14;第二步,余下5人的分法种数为A55,根据分步乘法计数原理,百香果的不同分法共有C14A55=480(种),故选C.答案:C模型2排列、组合与新定义相结合排列、组合常与数学中的新定义结合考查,利用其它知识进行求解.[例5](2016·高考全国卷Ⅲ)定义“规范01数列”{a n}如下:{a n}共有2m项,其中m项为0,m项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…,a k中0的个数不少于1的个数,若m=4,则不同的“规范01数列”共有()A.18个B.16个C.14个D.12个解析:当m=4时,数列{a n}共有8项,其中4项为0,4项为1,要满足对任意k≤8,a1,a2,…,a k中0的个数不少于1的个数,则必有a1=0,a8=1,a2可为0,也可为1.(1)当a2=0时,分以下3种情况:①若a3=0,则a4,a5,a6,a7中任意一个为0均可,则有C14=4种情况;②若a3=1,a4=0,则a5,a6,a7中任意一个为0均可,有C13=3种情况;③若a3=1,a4=1,则a5必为0,a6,a7中任一个为0均可,有C12=2种情况;(2)当a2=1时,必有a3=0,分以下2种情况:①若a4=0,则a5,a6,a7中任一个为0均可,有C13=3种情况;②若a4=1,则a5必为0,a6,a7中任一个为0均可,有C12=2种情况.综上所述,不同的“规范01数列”共有4+3+2+3+2=14个,故选C.答案:C课时规范训练(限时练·夯基练·提能练)A级基础夯实练(25分钟,50分)1.(2018·邵阳模拟)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中偶数的个数为()A.24B.48C.60 D.72解析:选B.先排个位,再排十位,百位,千位,万位,依次有2,4,3,2,1种排法,由分步乘法计数原理知:2×4×3×2×1=48.2.a,b,c,d,e共5个人,从中选1名组长、1名副组长,但a不能当副组长,不同选法的种数是()A.20 B.16C.10 D.6解析:选B.当选a当组长时,则共有1×4=4种选法;当a不当组长时,又因为a也不能当副组长,则共有4×3=12种选法.因此共有4+12=16种选法.3.(2018·自贡一模)已知集合A={5},B={1,2},C={1,3,4},从这三个集合中各取一个元素构成空间直角坐标系上点的坐标,则确定的不同的点的个数为()A.36 B.32C.33 D.34解析:选C.不考虑限定条件的情况下,确定的不同的点的个数为C12C13A33=36,但集合B,C中有相同元素1,由5,1,1三个数确定的不同的点只有3个,故最终确定的不同的点的个数为36-(A33-3)=33.4.(2018·诸暨一模)在第二届乌镇互联网大会中,为了提高安保的级别,同时为了方便接待,现将其中的五个参会国的人员安排酒店住宿,这五个参会国的人员要在a,b,c三家酒店各选择一家,且每家酒店至少有一个参会国的人员入住,则这样的安排方法共有() A.96种B.124种C.130种D.150种解析:选D.可以把五个参会国的人员分成三组,一种是按照1,1,3分;另一种是按照1,2,2分.当按照1,1,3分时,共有C35A33=60种方法;当按照1,2,2分时,共有C25C23A33A22=90种方法.根据分类加法计数原理可得安排方法共有60+90=150种.5.我们把各位数字之和为6的四位数称为“六合数”(如2 013是“六合数”),则“六合数”中首位为2的“六合数”共有()A.18个B.15个C.12个D.9个解析:选B.依题意知,这个四位数的百位数、十位数、个位数之和为4.由4,0,0组成3个数,分别为400,040,004;由3,1,0组成6个数,分别为310,301,130,103,013,031;由2,2,0组成3个数,分别为220,202,022;由2,1,1组成3个数,分别为211,121,112,共有3+6+3+3=15(个).6.(2018·石家庄模拟)一种团体竞技比赛的积分规则是:每队胜、平、负分别得2分、1分、0分,已知甲球队已赛4场,积4分,在4场比赛中,甲队胜、平、负(包括顺序)的情况共有()A.7种B.13种C.18种D.19种解析:选D.设S i表示第i场胜、P i表示第i场平,F i表示第i场负,积4分可分2胜2负,1胜2平1负或4平三类,其中2胜2负有S1S2F3F4,S1F2S3F4,S1F2F3S4,F1S2S3F4,F1S2F3S4,F1F2S3S4,共6种.1胜2平1负有S1P2P3F4,S1P2F3P4,S1F2P3P4,P1S2P3F4,P1S2F3P4,F1S2P3P4,P1P2S3F4,P1F2S3P4,F1P2S3P4,P1P2F3S4,P1F2P3S4,F1P2P3S4,共12种.4平有P1P2P3P4共1种,由分类加法计数原理有6+12+1=19种.7.某市委从组织机关10名科员中选3人担任驻村第一书记,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数为()A.85 B.56C.49 D.28解析:选C.由于丙不入选,相当于从9人中选派3人.甲、乙两人均入选,有C22C17种选法,甲、乙两人只有1人入选,有C12C27种选法.所以由分类加法计数原理,共有C22C17+C12C27=49种不同选法.8.(2018·武邑一模)将6名留学归国人员分配到甲、乙两地工作,若甲地至少安排2人,乙地至少安排3人,则不同的安排方法数为________.解析:可以分为以下两类:(1)甲地安排3人,乙地安排3人,有C36=20种方法;(2)甲地安排2人,乙地安排4人,有C46=15种方法.根据分类加法计数原理可得,不同的安排方法种数为20+15=35.答案:359.(2018·平罗一模)从5名学生中选出4名参加A,B,C,D四科的竞赛(假设每名学生仅能参加一科的竞赛),其中甲不能参加A,B两科的竞赛,则不同的参赛方案种数为________.解析:可分为以下两步:(1)先从5名学生中选出4名,分为甲参加和甲不参加两种情况,甲参加时,选法有C34=4种,甲不参加时,选法有C44=1种;(2)安排科目——甲参加时,先排甲,再排其他人,排法有C12A33=12种,甲不参加时,排法有A44=24种.故不同的参赛方案种数为4×12+1×24=72.答案:7210.已知集合N={a,b,c}⊆{-5,-4,-2,1,4},若关于x的不等式ax2+bx+c<0恒有实数解,则满足条件的集合N的个数是________.解析:依题意知,集合N最多有10个,其中对于不等式ax2+bx+c<0没有实数解的情况可转化为需要满足a>0,且Δ=b2-4ac≤0,因此只有当a,c同号时才有可能,共有{1,-4,4},{1,-2,4},2种情况,因此满足条件的集合N的个数是10-2=8.答案:8B级能力升级练(20分钟,30分)1.某电话局的电话号码为139××××××××,若前六位固定,最后五位数字是由6或8组成的,则这样的电话号码的个数为()A.20 B.25C.32 D.60解析:选C.依据题意知,最后五位数字由6或8组成,可分5步完成,每一步有2种方法,根据分步乘法计数原理,符合题意的电话号码的个数为25=32.2.某班组织文艺晚会,准备从A,B等8个节目中选出4个节目演出,要求A,B两个节目至少有一个选中,且A,B同时选中时,它们的演出顺序不能相邻,那么不同演出顺序的种数为()A.1 860 B.1 320C.1 140 D.1 020解析:选C.当A,B节目中只选其中一个时,共有C12C36A44=960种演出顺序;当A,B节目都被选中时,由插空法得共有C26A22A23=180种演出顺序,所以一共有1 140种演出顺序.3.已知I={1,2,3},A,B是集合I的两个非空子集,且A中所有元素的和大于B中所有元素的和,则集合A,B共有()A.12对B.15对C.18对D.20对解析:选D.依题意,当A,B均有一个元素时,有3对;当B有一个元素,A有两个元素时,有C23+C23+2=8对;当B有一个元素,A有三个元素时,有3对;当B有两个元素,A有三个元素时,有3对;当A,B均有两个元素时,有3对.所以共有3+8+3+3+3=20对,选D.4.在三位正整数中,若十位数字小于个位和百位数字,则称该数为“驼峰数”,比如“102”、“546”为“驼峰数”.由数字1,2,3,4,5这五个数字构成的无重复数字的“驼峰数”的十位上的数字之和为()A.25 B.28C.30 D.32解析:选C.由数字1,2,3,4,5这五个数字构成的无重复数字的三位“驼峰数”中,1在十位的有A24=12个,2在十位的有A23=6个,3在十位上的有A22=2个,所以所有三位“驼峰数”的十位上的数字之和为12×1+6×2+2×3=30.5.已知集合M={1,2,3,4},集合A,B为集合M的非空子集,若对任意x∈A,y∈B,x<y恒成立,则称(A,B)为集合M的一个“子集对”,则集合M的“子集对”共有________个.解析:A={1}时,B有23-1=7种情况;A={2}时,B有22-1=3种情况;A={3}时,B有1种情况;A={1,2}时,B有22-1=3种情况;A={1,3},{2,3},{1,2,3}时,B均有1种情况,故满足题意的“子集对”共有7+3+1+3+3=17个.答案:176.数字“2 016”中,各位数字相加和为9,称该数为“至尊四位数”.用数字0,1,2,3,4,5组成的无重复数字且大于2 016的“至尊四位数”共有________个.解析:依题意知:符合条件的四个数字可分为以下两组:0,1,3,5与0,2,3,4.由0,1,3,5组成的大于2 016的“至尊四位数”有2A33=12个;由0,2,3,4组成的“至尊四位数”有3A33=18个.由分类加法计数原理可得:共有12+18=30个“至尊四位数”.答案:30第二节二项式定理教材细梳理1.二项式定理(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b +…+C k n a n -k b k +…+C n n b n (n ∈N *),其中右端为(a +b )n 的二项展开式.2.二项展开式的通项公式第k +1项为:T k +1=C k n an -k b k . 3.二项式系数(1)定义:二项式系数为:C k n (k ∈{0,1,2,…,n }). (2)二项式系数的性质1.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)C r n an -r b r是二项展开式的第r 项.( ) (2)二项展开式中,系数最大的项为中间一项或中间两项.( ) (3)(a +b )n 的展开式中某一项的二项式系数与a ,b 无关.( ) (4)在(1-x )9的展开式中系数最大的项是第五、第六两项.( )(5)若(3x -1)7=a 7x 7+a 6x 6+…+a 1x +a 0,则a 7+a 6+…+a 1的值为128.( ) (6)在(x +1)n 的展开式中,每一项的二项式系数就是这项的系数.( ) (7)(a +b )n 与(b +a )n 的展开式中通项公式是一样的.( )(8)(x -y )n 的展开式中,第m 项的系数为(-1)m C m -1n.( ) (9)(1+2x )5的展开式中含x 的项的系数为5.( )(10)⎝⎛⎭⎪⎫x 2-13x n的展开式中不可能有常数项.( )答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)× 2.二项展开式第k +1项的二项式系数与第k +1项的系数有什么区别?提示:二项展开式第k +1项的二项式系数为C k n ,而它的第k +1项的系数等于它的二项式系数C k n 与其他常数以及符号的乘积.四基精演练1.(选修2-3·1.3例2改编)(1+2x )5的展开式中,x 2的系数等于( ) A .80 B .40 C .20 D .10答案:B2.(选修2-3·习题1.3A 组改编)⎝⎛⎭⎫x +12x 8的展开式中常数项为( ) A .3516B .358C .354D .105答案:B3.(2017·高考全国卷Ⅰ改编)⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )2展开式中常数项为( ) A .1 B .2 C .3 D .4答案:B4.(选修2-3·习题1.3A 组改编)若(1+ax )7(a ≠0)的展开式中x 5与x 6的系数相等,则a =________.答案:35.(探究题)(教材探究题)如图杨辉三角中的第二行,第三行,第四行,第五行中的1,2,3,4之和等于第六行的“10”,所体现的性质为1+2+3+…+C 1n -1=________.答案:C 2n考点一 展开式中的特定项或系数[高频型]——提升数学运算x 3的系数是________.(用数字填写答案)解析:设展开式的第k +1项为T k +1,k ∈{0,1,2,3,4,5},所以T k +1=C k 5(2x )5-k (x )k =C k 525-kx 5-k 2, 令5-k 2=3得,k =4,即T 5=C 4525-4x 5-42=10x 3. ∴x 3的系数为10. 答案:10(2)(2016·高考四川卷)设i 为虚数单位,则(x +i)6的展开式中含x 4的项为( ) A .-15x 4 B .15x 4 C .-20i x 4D .20i x 4解析:∵T r +1=C r 6x r (i)6-r ,∴含x 4的项为T 5=C 46x 4i 2=-15x 4. 答案:A [母题变式]1.在本例(1)中,条件不变,展开式中系数最大的项是第几项. 解:设第r +1项的系数最大,T r +1=25-r C r 5·x 5-r 2, 第r 项的系数为26-r C r -15 第r +2项的系数为24-r C r +15 ∴⎩⎪⎨⎪⎧25-r C r 5≥26-r C r -1525-r C r 5≥24-r C r +15,1≤r ≤2.当r =1时,T 2=24C 15x 92, 当r =2时,T 3=23C 25x 4,故系数最大的项为T 2或T 3.2.在本例(2)中,已知条件不变,求展开式中的常数项.解:由T r +1=C r 6x6-r ·i r 可知,当r =6时. 常数项为T 7=C 66·i 6=-1.[例2] (1)(2017·高考全国卷Ⅰ)⎝⎭⎫1+1x 2(1+x )6展开式中x 2的系数为( ) A .15 B .20 C .30D .35解析:(1+x )6展开式的通项T r +1=C r 6x r,所以⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )6的展开式中x 2的系数为1×C 26+1×C 46=30,故选C .答案:C(2)(2018·河北唐山一模)⎝⎛⎭⎫x 2+1x 2-23展开式中的常数项为( ) A .-8 B .-12 C .-20D .20解析:∵⎝⎛⎭⎫x 2+1x 2-23=⎝⎛⎭⎫x -1x 6,∴T r +1=C r 6x 6-r ⎝⎛⎭⎫-1x r =C r 6(-1)r x 6-2r,令6-2r =0,得r =3,∴常数项为C 36(-1)3=-20.答案:C(3)(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为( ) A .10 B .20 C .30D .60解析:(x 2+x +y )5=[(x 2+x )+y ]5,含y 2的项为T 3=C 25(x 2+x )3·y 2. 其中(x 2+x )3中含x 5的项为C 13x 4·x =C 13x 5. 所以x 5y 2的系数为C 25C 13=30.故选C .答案:C [母题变式]1.在本例(1)中,求此展开式的常数项.解:⎝⎛⎭⎫1+1x 2(1+x )6的展开式中常数项为1+C 26=16. 2.在本例(3)中,求展开式中含x 3y 3的系数.解析:(x 2+x +y )5为5个x 2+x +y 之积,其中有三个取y ,一个取x 2,一个取x 即可,所以x 3y 3的系数为C 35C 12C 11=10×2×1=20.1.求二项展开式中的特定项或项的系数问题的思路(1)利用通项公式将T k +1项写出并化简.(2)令字母的指数符合要求(求常数项时,指数为零;求有理项时,指数为整数等),解出k .(3)代回通项得所求.2.求多项式展开式中的特定项或项的系数问题的方法(1)对于三项式问题,一般先变形化为二项式,再用通项公式求解,或用组合知识求解.(2)对于几个多项式积的展开式中的特定项问题,一般对某个因式用通项公式,再结合与其他因式相乘情况求解特定项,或根据因式连乘的规律,结合组合知识求解,但要注意适当地运用分类思想,以免重复或遗漏.(3)对于几个多项式和的展开式中的特定项问题,只需依据各个二项展开式中分别得到符合要求的项,再求和即可.1.(2017·高考全国卷Ⅲ)(x+y)(2x-y)5的展开式中x3y3的系数为()A.-80B.-40C.40 D.80解析:选C.由二项式定理可得,原式展开式中含x3y3的项为x·C25(2x)2(-y)3+y·C35(2x)3(-y)2=40x3y3,则x3y3的系数为40,故选C.2.(2017·高考浙江卷)已知多项式(x+1)3(x+2)2=x5+a1x4+a2x3+a3x2+a4x+a5,则a4=________,a5=________.解析:由题意知a4为含x项的系数,根据二项式定理得a4=C23×12×C22×22+C33×13×C12×2=16,a5是常数项,所以a5=C33×13×C22×22=4.答案:16 4考点二二项展开式的系数和问题[高频型]——提升数学运算[例3](1)(a+x)(1+x)4的展开式中x的奇数次幂项的系数之和为32,则a=________.解析:法一:直接将(a+x)(1+x)4展开得x5+(a+4)x4+(6+4a)x3+(4+6a)x2+(1+4a)x +a,由题意得1+(6+4a)+(1+4a)=32,解得a=3.法二:(1+x)4展开式的通项为T r+1=C r4x r,由题意可知,a(C14+C34)+C04+C24+C44=32,解得a=3.[母题变式]若本例中条件“x的奇数次幂项”变为“奇数项”,则a=________.解析:奇数项分别为:a,(6a+4)x2,(a+4)x4,∴a+(6a+4)+(a+4)=32,∴a=3.答案:3(2)⎝⎛⎭⎫x +a x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( ) A .-40 B .-20 C .20D .40解析:选D .令x =1得(1+a )(2-1)5=1+a =2, 所以a =1.因此⎝⎛⎭⎫x +1x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中的常数项即为⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中1x 的系数与x 的系数的和.⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式的通项为T k +1=C k 5(2x )5-k ·(-1)k ·x -k =C k 525-k x 5-2k ·(-1)k.令5-2k =1,得2k =4,即k =2,因此⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中x 的系数为C 2525-2(-1)2=80.令5-2k =-1,得2k =6,即k =3,因此⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中1x的系数为C 3525-3·(-1)3=-40. 所以⎝⎛⎭⎫x +1x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式中的常数项为80-40=40.1.赋值法的应用二项式定理给出的是一个恒等式,对于x ,y 的一切值都成立.因此,可将x ,y 设定为一些特殊的值.在使用赋值法时,令x ,y 等于多少,应视具体情况而定,一般取“1,-1或0”,有时也取其他值.如:(1)形如(ax +b )n ,(ax 2+bx +c )m (a ,b ∈R )的式子,求其展开式的各项系数之和,只需令x =1即可.(2)形如(ax +by )n (a ,b ∈R )的式子,求其展开式各项系数之和,只需令x =y =1即可. 2.二项展开式各项系数和、奇数项系数和与偶数项系数和的求法若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则f (x )的展开式中(1)各项系数之和为f (1). (2)奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f (1)+f (-1)2.(3)偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.3.(1-x +x 2)3(1-2x 2)4=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 14x 14,则a 1+a 3+a 5+…+a 13的值为。
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第54讲分类加法计数原理与分步乘法计数原理[解密考纲]本考点考查用两个原理解决计数问题.一、选择题1.现有2门不同的考试要安排在5天之内进行,每天最多进行一门考试,且不能连续两天有考试,那么不同的考试安排方案种数是(A) A.12 B.6C.8 D.16解析若第一门安排在开头或结尾,则第二门有3种安排方法,这时,共有C12×3=6(种)方案.若第一门安排在中间的3天中,则第二门有2种安排方案,这时,共有3×2=6(种)方案.综上可得,所有的不同的考试安排方案有6+6=12(种),故选A.2.用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( C)A.324 B.648C.328 D.360解析首先应考虑0,当0排在个位时,有A2,9=9×8=72(个),当0不排在个位时,有A14A错误!=4×8=32(个).当不含0时,有A错误!·A错误!=4×7×8=224(个),由分类加法计数原理,得符合题意的偶数共有72+32+224=328(个).3.有4位教师在同一年级的4个班中各教一个班的数学,在数学检测时要求每位教师不能在本班监考,则监考的方法有(B)A.8种B.9种C.10种D.11种解析设四位监考教师分别为A,B,C,D,所教班分别为a,b,c,d,假设A监考b,则余下三人监考剩下的三个班,共有3种不同方法,同理A监考c,d时,也分别有3种不同方法,由分类加法计数原理共有3+3+3=9(种).4.如图所示的五个区域中,中心区域是一幅图画,现在要求在其余四个区域中涂色,现有四种颜色可供选择,要求每一个区域只涂一种颜色,相邻区域涂色不同,则不同的涂色方法种数为(C)A.64 B.72C.84 D.96解析分成两类,A和C同色时有4×3×3=36(种);A和C不同色时有4×3×2×2=48(种),所以一共有36+48=84(种),故选C.5.某体育彩票规定:从01至36共36个号中抽出7个号为一注,每注2元.某人想从01至10中选3个连续的号,从11至20中选2个连续的号,从21至30中选1个号,从31至36中选1个号组成一注,则这人把这种特殊要求的号买全,至少要花(D)A.3 360元B.6 720元C.4 320元D.8 640元解析从01至10中选3个连续的号共有8种选法;从11至20中选2个连续的号共有9种选法;从21至30中选1个号有10种选法;从31至36中选一个号有6种选法,由分步乘法计数原理知共有8×9×10×6=4 320(种)选法,故至少需花4 320×2=8 640(元),故选D.6.设集合I={1,2,3,4,5},选择I的两个非空子集A和B,要使B中最小的数大于A中最大的数,则不同的选择方法共有( B)A.50种B.49种C.48种D.47种解析当A中最大的数为1时,B可以是{2,3,4,5}的非空子集,即有24-1=15(种)方法;当A中最大的数为2时,A可以是{2},也可以是{1,2},B可以是{3,4,5}的非空子集,即有2×(23-1)=14(种)方法;当A中最大的数为3时,A可以是{3},{1,3},{2,3},{1,2,3},B 可以是{4,5}的非空子集,即有4(22-1)=12(种)方法;当A中最大的数为4时,A可以是{4},{1,4},{2,4},{3,4},{1,2,4},{1,3,4},{2,3,4},{1,2,3,4},B可以是{5},有8×1=8(种)方法,故共有15+14+12+8=49(种)方法.二、填空题7.把座位编号为1,2,3,4,5的五张电影票全部分给甲、乙、丙、丁四个人,每人至少一张,至多两张,且分得的两张票必须是连号,那么不同的分法种数为__96__(用数字作答).解析先将票分为符合条件的4份,由题意,4人分5张票,且每人至少一张,至多两张,则三人每人一张,一人2张,且分得的票必须是连号,相当于将1,2,3,4,5这五个数用3个板子隔开,分为四部分且不存在三连号.在4个空位插3个板子,共有C错误!=4(种)情况,再对应到4个人,有A错误!=24(种)情况,则共有4×24=96(种)情况.8.如图所示的几何体由一个正棱锥P-ABC与正三棱柱ABC-A1B1C1组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面染色(底面A1B1C1不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的染色方案共有__12__种.解析先涂三棱锥P-ABC的三个侧面,然后涂三棱柱ABC-A1B1C1的三个侧面,共有3×2×1×2=12种不同的涂色方案.9.用红、黄、蓝三种颜色去涂图中标号为1,2,…,9的9个小正方形(如图),使得任意相邻(有公共边)的小正方形所涂颜色都不相同,且标号为1,5,9的小正方形涂相同的颜色,则符合条件的所有涂法共有__108__种.123456789解析把区域分成三部分,3种涂法.第二部分4,7,8,当5,7同色时,4,8各有2种涂法,共4种涂法;当5,7异色时,7有2种涂法,4,8均只有1种涂法,故第二部分共4+2=6种涂法.第三部分与第二部分一样,共6种涂法.由分步乘法计数原理,可得共有3×6×6=108(种)涂法.三、解答题10.一个袋子里装有10张不同的中国移动手机卡,另一个袋子里装有12张不同的中国联通手机卡.(1)某人要从两个袋子中任取一张手机卡自己使用,共有多少种不同的取法?(2)某人想得到一张中国移动卡和一张中国联通卡,供自己今后选择使用,问一共有多少种不同的取法?解析(1)任取一张手机卡,可以从10张不同的中国移动卡中任取一张,或从12张不同的中国联通卡中任取一张,每一类办法都能完成这件事,故应用分类加法计数原理,有10+12=22(种)不同的取法.(2)从移动、联通卡中各取一张,则要分两步完成:从移动卡中任取一张,再从联通卡中任取一张,故应用分步乘法计数原理,有10×12=120(种)不同的取法.11.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、水彩画中各选一幅画布置房间,有几种不同的选法?(3)从这些画中任选出两幅不同画种的画布置房间,有几种不同的选法?解析(1)利用加法计数原理知,有5+2+7=14(种)不同的选法.(2)国画有5种不同的选法,油画有2种不同的选法,水彩画有7种不同的选法,利用乘法计数原理得到5×2×7=70(种)不同的选法.(3)选法分三类,分别为选国画与油画、油画与水彩画、国画与水彩画,由分类加法计数原理和分步乘法计数原理知共有5×2+2×7+5×7=59(种)不同的选法.12.编号为A,B,C,D,E的五个小球放在如图所示的五个盒子里,要求每个盒子只能放一个小球,且A球不能放在1,2号,B球必须放在与A球相邻的盒子中,则不同的放法有多少种?解析根据A球所在位置分三类:①若A球放在3号盒子内,则B球只能放在4号盒子内,余下的三个盒子放球C,D,E,则根据分步乘法计数原理得,3×2×1=6(种)不同的放法.②若A球放在5号盒子内,则B球只能放在4号盒子内,余下的三个盒子放球C,D,E,则根据分步乘法计数原理得,3×2×1=6(种)不同的放法.③若A球放在4号盒子内,则B球可以放在2号,3号,5号盒子中的任何一个,余下的三个盒子放球C,D,E有3×2×1=6(种)不同的放法,根据分步乘法计数原理,得3×6=18(种)不同的方法.综上所述,由分类加法计数原理得不同的放法共有6+6+18=30种.。