高中数学:高考数学试题分类汇编 计数原理
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计数原理(高考真题+模拟新题)课标理数12.J2[2011·北京卷] 用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样的四位数共有________个.(用数字作答)课标理数12.J2[2011·北京卷] 14【解析】若不考虑数字2,3至少都出现一次的限制,对个位,十位,百位,千位,每个“位置”都有两种选择,所以共有24=16个四位数,然后再减去“2222,3333”这两个数,故共有16-2=14个满足要求的四位数.大纲理数7.J2[2011·全国卷] 某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有()A.4种B.10种C.18种D.20种大纲理数7.J2[2011·全国卷] B【解析】若取出1本画册,3本集邮册,有C14种赠送方法;若取出2本画册,2本集邮册,有C24种赠送方法,则不同的赠送方法有C14+C24=10种,故选B.大纲文数9.J2[2011·全国卷] 4位同学每人从甲、乙、丙3门课程中选修1门,则恰有2人选修课程甲的不同选法共有()A.12种B.24种C.30种D.36种大纲文数9.J2[2011·全国卷] B【解析】从4位同学中选出2人有C24种方法,另外2位同学每人有2种选法,故不同的选法共有C24×2×2=24种,故选B.课标理数15.J2[2011·湖北卷] 给n个自上而下相连的正方形着黑色或白色,当n≤4时,在所有不同的着色方案中,黑色正方形互不相邻....的着色方案如图1-3所示:图1-3由此推断,当n=6时,黑色正方形互不相邻....的着色方案共有________种,至少有两个黑色正方形相邻..的着色方案共有________种.(结果用数值表示)课标理数15.J2[2011·湖北卷] 2143【解析】(1)以黑色正方形的个数分类:①若有3块黑色正方形,则有C34=4种;②若有2块黑色正方形,则有C25=10种;③若有1块黑色正方形,则有C16=6种;④若无黑色正方形,则有1种.所以共有4+10+6+1=21种.(2)至少有2块黑色相邻包括:有2块黑色相邻,有3块黑色相邻,有4块黑色相邻,有5块黑色相邻,有6块黑色相邻等几种情况.①有2块黑色正方形相邻,有(C23+C13)+A24+C15=23种;②有3块黑色正方形相邻,有C12+A23+C14=12种;③有4块黑色正方形相邻,有C12+C13=5种;④有5块黑色正方形相邻,有C12=2种;⑤有6块黑色正方形相邻,有1种.故共有23+12+5+2+1=43种.课标理数12.J3[2011·安徽卷] 设(x-1)21=a0+a1x+a2x2+…+a21x21,则a10+a11=________.课标理数12.J3[2011·安徽卷] 0【解析】a10,a11分别是含x10和x11项的系数,所以a10=-C1121,a11=C1021,所以a10+a11=-C1121+C1021=0.大纲理数13.J3[2011·全国卷] (1-x)20的二项展开式中,x的系数与x9的系数之差为________.大纲理数13.J3[2011·全国卷] 0 【解析】 展开式的第r +1项为C r 20(-x )r =C r 20(-1)r x r 2,x 的系数为C 220,x 9的系数为C 1820,则x 的系数与x 9的系数之差为0.大纲文数13.J3[2011·全国卷] (1-x )10的二项展开式中,x 的系数与x 9的系数之差为________.大纲文数13.J3[2011·全国卷] 0 【解析】 展开式的第r +1项为C r 10(-x )r =C r 10(-1)r x r,x 的系数为-C 110,x 9的系数为-C 910,则x 的系数与x 9的系数之差为0.课标理数6.J3[2011·福建卷] (1+2x )5的展开式中,x 2的系数等于( ) A .80 B .40 C .20 D .10课标理数6.J3[2011·福建卷] B 【解析】 因为(1+2x )5的通项为T r +1=C r 5(2x )r =2r C r 5x r,令r =2,则2r C r 5=22C 25=4×5×42=40,即x 2的系数等于40,故选B.课标理数10.J3[2011·广东卷] x ⎝⎛⎭⎫x -2x 7的展开式中,x 4的系数是________.(用数字作答) 课标理数10.J3[2011·广东卷] 84 【解析】 先求⎝⎛⎭⎫x -2x 7中x 3的系数,由于T r +1=C r 7x 7-r ⎝⎛⎭⎫-2x r =C r 7x 7-2r (-2)r ,所以7-2r =3,所以r =2,即x 4的系数为C 27(-2)2=84.课标理数11.J3[2011·湖北卷] ⎝⎛⎭⎫x -13x 18的展开式中含x 15的项的系数为________.(结果用数值表示)课标理数11.J3[2011·湖北卷] 17 【解析】 二项展开式的通项为T r +1=C r 18x 18-r ⎝⎛⎭⎫-13x r=()-1r ⎝⎛⎭⎫13r C r 18·x 18-32r .令18-32r =15,解得r =2.所以展开式中含x 15的项的系数为()-12⎝⎛⎭⎫132C 218=17.课标文数12.J3[2011·湖北卷] ⎝⎛⎭⎫x -13x 18的展开式中含x 15的项的系数为________.(结果用数值表示)课标文数12.J3[2011·湖北卷] 17 【解析】 二项展开式的通项为T r +1=C r 18x 18-r ⎝⎛⎭⎫-13x r=()-1r ⎝⎛⎭⎫13r C r 18·x 18-32r .令18-32r =15,解得r =2.所以展开式中含x 15的项的系数为()-12⎝⎛⎭⎫132C 218=17.课标理数8.J3[2011·课标全国卷] ⎝⎛⎭⎫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 .-40B .-20C .20D .40课标理数8.J3[2011·课标全国卷] D 【解析】 令x =1得各项系数和为⎝⎛⎭⎫1+a1(2-1)5=(1+a )=2, ∴a =1,所以原式变为⎝⎛⎭⎫x +1x ⎝⎛⎭⎫2x -1x 5,⎝⎛⎭⎫2x -1x 5展开式的通项为T r +1=C r 5(2x )r ⎝⎛⎭⎫-1x 5-r =(-1)5-r 2r C r 5x 2r -5.令2r -5=-1,得r =2; 令2r -5=1,得r =3,所以常数项为(-1)5-222C 25+(-1)5-323C 35=(-4+8)C 25=40.课标理数14.J3[2011·山东卷] 若⎝⎛⎭⎫x -ax 26展开式的常数项为60,则常数a 的值为________.课标理数14.J3[2011·山东卷] 4 【解析】 T r +1=C r 6x 6-r ⎝⎛⎭⎫-a x 2r =C r 6x 6-r (-1)r a r 2x -2r =C r 6x 6-3r(-1)r a r 2,由6-3r =0,得r =2, 所以C 26a =60,所以a =4.课标理数4.J3[2011·陕西卷] (4x -2-x )6(x ∈R )展开式中的常数项是( ) A .-20 B .-15 C .15 D .20课标理数4.J3[2011·陕西卷] C 【解析】 由T r +1=C r n a n -r b r 可知所求的通项为T r +1=C r 6(4x )6-r (-2-x )r =C r 6(-1)r (2x )12-3r ,要出现常数项,则r =4,则常数项为C 46(-1)4=15,故选C.大纲文数13.J3[2011·四川卷] (x +1)9的展开式中x 3的系数是________.(用数字作答) 大纲文数13.J3[2011·四川卷] 84 【解析】 本题主要考查二项展开式通项的应用. (x +1)9的展开式通项为T r +1=C r 9x 9-r,所以x 3的系数是C 69=9×8×73×2×1=84.课标理数5.J3[2011·天津卷] 在⎝⎛⎭⎪⎫x 2-2x 6的二项展开式中,x 2的系数为( )A .-154 B.154 C .-38 D.38课标理数5.J3[2011·天津卷] C 【解析】 由二项式展开式得,T r +1=C r 6⎝⎛⎭⎫x 26-r ⎝⎛⎭⎫-2x r=()-1r 22r -6C r 6x 3-r ,令r =1,则x 2的系数为()-1·22×1-6C 16=-38.课标理数13.J3[2011·浙江卷] 设二项式⎝⎛⎭⎫x -ax 6(a >0)的展开式中x 3的系数为A ,常数项为B ,若B =4A ,则a 的值是________.课标理数13.J3[2011·浙江卷] 2 【解析】 由题意得T r +1=C r 6x 6-r ⎝⎛⎭⎫-a x r =()-a r C r 6x 6-32r , ∴A =()-a 2C 26,B =()-a 4C 46. 又∵B =4A ,∴()-a 4C 46=4()-a 2C 26,解之得a 2=4. 又∵a >0,∴a =2.大纲理数4.J3[2011·重庆卷] (1+3x )n (其中n ∈N 且n ≥6)的展开式中x 5与x 6的系数相等,则n =( )A .6B .7C .8D .9大纲理数4.J3[2011·重庆卷] B 【解析】 由题意可得C 5n 35=C 6n 36,即C 5n =3C 6n ,即n !5!(n -5)!=3·n !6!(n -6)!,解得n =7.故选B.大纲文数11.J3[2011·重庆卷] (1+2x )6的展开式中x 4的系数是______.大纲文数11.J3[2011·重庆卷] 240 【解析】 ∵(1+2x )6的展开式中含x 4的项为C 46(2x )4=240x 4,∴展开式中x 4的系数是240.[2010·绵阳三诊] 某地为上海“世博会”招募了20名志愿者,他们的编号分别是1号、2号、…、19号、20号.若要从中任意选取4人再按编号大小分成两组去做一些预备服务工作,其中两个编号较小的人在一组,两个编号较大的在另一组.那么确保5号与14号入选并被分配到同一组的选取种数是( )A .16B .21C .24D .90[2011·安徽示范学校月考] 设集合A ={0,2,4},B ={1,3,5},分别从A 、B 中任取2个元素组成无重复数字的四位数,其中能被5整除的数共有( )A .24个B .48个C .64个D .116个[2011·四川树德中学模拟] (C 14x +C 24x 2+C 34x 3+C 44x 4)2的展开式的所有项的系数和为()A .64B .224C .225D .256[2011·汕头期末] 设a 为函数y =sin x +3cos x (x ∈R )的最大值,则二项式6a x x ⎛ ⎝的展开式中含x 2项的系数是( ) A .192 B .182C .-192D .-182[2011·德州一中模拟] 为落实素质教育,山东省德州一中拟从4个重点研究性课题和6个一般研究性课题中各选2个课题作为本年度该校启动的课题项目,若重点课题A 和一般课题B至少有一个被选中的不同选法种数是k ,那么二项式(1+kx 2)6的展开式中x 4的系数为__________.[2011·宁波八校联考] 将正方体ABCD-A1B1C1D1的各面涂色,任何相邻两个面不同色,现在有5种不同的颜色,并且涂好了过顶点A的3个面的颜色,那么其余的3个面的涂色方案共有__________种.[2011·宁波模拟] 若(2x-3)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a1+2a2+3a3+4a4+5a5等于()A.-10B.-5C.5D.10。
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!九、计数原理与古典概率(一)计数原理一、高考考什么?[考试说明]1. 理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理.2. 了解排列、组合的概念,会用排列数公式、组合数公式.解决简单的实际问题[知识梳理] 1.排列数公式!(1)(2)(1)()()!m n n A n n n n m m n n m =---+=≤-;!(1)(2)21nn A n n n n ==--⋅。
2.组合数公式()(1)(1)!()(1)21!!mmn nm m A n n n m n C m n A m m m n m ⋅-⋅⋅-+===≤⋅-⋅⋅⋅-;规定01=!,01n C =. 3.排列数、组合数的性质:①m n mn n C C -=; ②111m m m n n n C C C ---=+;③; ④1121++++=++++r n r n r r r r r r C C C C C ; 4.解排列组合11k k n n kC nC --=问题的常用方法:(1)特殊元素、特殊位置优先法(元素优先法:先考虑有限制条件的元素的要求,再考虑其他元素;位置优先法:先考虑有限制条件的位置的要求,再考虑其他位置)。
(2)间接法(对有限制条件的问题,先从总体考虑,再把不符合条件的所有情况去掉))。
(3)相邻问题捆绑法(把相邻的若干个特殊元素“捆绑”为一个大元素,然后再与其余“普通元素”全排列,最后再“松绑”,将特殊元素在这些位置上全排列)。
(4)不相邻(相间)问题插空法(某些元素不能相邻或某些元素要在某特殊位置时可采用插空法,即先安排好没有限制条件的元素,然后再把有限制条件的元素按要求插入排好的元素之间)。
[全面解读]考试说明寥寥数语,仅需掌握两个原理,两个概念,但具体到题上却灵活多变,主要要解决几个数学模型:排数问题、排队问题、涂色问题,解题时要注意是有序的还是无序的,是相邻的还是互不相邻的,有没有特殊元素或特殊位置,这些注意到了,正确率就提高了。
十四、计数原理 1.(重庆理4)的展开式中的系数相等,则n=A.6 B.7 C.8 D.9 【答案】B 2.(天津理5)在的二项展开式中,的系数为 A. B. C. D. 【答案】C 3.(四川理12)在集合中任取一个偶数和一个奇数构成以原点为起点的向量.从所有得到的以原点为起点的向量中任取两个向量为邻边作平行四边形.记所有作成的平行四边形的个数为,其中面积不超过的平行四边形的个数为,则 A. B. C. D. 【答案】D 基本事件:其中面积为的平行四边形的个数其中面积为的平行四边形的个数为其中面积为的平行四边形的个数其中面积为的平行四边形的个数其中面积为的平行四边形的个数;其中面积为的平行四边形的个数其中面积为的平行四边形的个数其中面积为的平行四边形的个数 4.(陕西理4)(x∈R)展开式中的常数项是 A.-20 B.-15C.15 D.20 【答案】C 5.(全国新课标理8)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)20 (D)40 【答案】D 6.(全国大纲理7)某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友每位朋友1本,则不同的赠送方法共有 A.4种 B.10种 C.18种 D.20种 【答案】B 7.(福建理6)(1+2x)3的展开式中,x2的系数等于 A.80 B.40 C.20 D.10 【答案】B 8.(安徽理8)设集合则满足且的集合为 (A)57 (B)56 (C)49 (D)8 【答案】B 9.(安徽理12)设,则 . 【答案】0 10.(北京理12)用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样的四位数共有__________个。
(用数字作答) 【答案】14 11.(浙江理13)设二项式(x-)6(a>0)的展开式中X的系数为A,常数项为B, 若B=4A,则a的值是 。
【答案】2 12.(山东理14)若展开式的常数项为60,则常数的值为 . 【答案】4 13.(广东理10)的展开式中,的系数是 (用数字作答) 【答案】84 14.(湖北理11)的展开式中含的项的系数为 (结果用数值表示) 【答案】17 15.(湖北理15)给个自上而下相连的正方形着黑色或白色。
专题十 计数原理一、单项选择题1.(2016课标Ⅱ,5,5分)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.24B.18C.12D.9答案 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 .2.(2023届黑龙江牡丹江二中段考一,2)若3个班级分别从6个风景点中选择一处游览,则不同选法有( )A.A 63种B.C 63种C.36种D.63种答案 D 每个班级有6种选法,则3个班级有6×6×6=63种不同的选法.故选D . 3.(2023届贵阳一中月考一,5)二项式定理,又称牛顿二项式定理,由艾萨克·牛顿于1664年—1665年间提出,据考证,我国至迟在11世纪,北宋数学家贾宪就已经知道了二项式系数法则.在(x 2+12x)5的展开式中,x 的系数为( )A.10B.52C.54D.58答案 C (x 2+12x )5的展开式的通项为T k +1=C 5k (x 2)5k(12x )k=C 5k (12)kx103k (k =0,1,2,3,4,5),令10-3k =1,解得k =3,所以在(x 2+12x )5的展开式中,x 的系数为C 53×(12)3=54.故选C .4.(2022河南开封模拟,4)(x √x3)8的展开式中所有有理项的系数和为( )A.85B.29C.-27D.-84答案 C (x −√x3)8展开式的通项为T r +1=C 8rx8−r √x3)r=(-1)r C 8rx8−4r3,其中r =0,1,2,3,4,5,6,7,8.当r =0,3,6时,T r +1为有理项,故有理项系数和为(-1)0C 80+(-1)3C 83+(-1)6C 86=1+(-56)+28=-27,故选C .5.(2023届哈尔滨质检,5)小张接到5项工作,要在周一、周二、周三、周四这4天中完成,每天至少完成1项,且周一只能完成其中1项工作,则不同的安排方式有( ) A.180种 B.480种 C.90种D.120种答案 A 首先从5项工作中选一项安排到周一,再从其余4项工作中选出2项作为一个整体,最后将这三组安排到周二、周三、周四三天,则不同的安排方式有C51C42A33=180种.故选A.6.(2023届四川南江中学阶段测试,9)4张卡片的正、反面分别写有数字1,2;1,3;4,5;6,7.将这4张卡片排成一排,可构成不同的四位数的个数为( ) A.288 B.336 C.368 D.412答案 B 当四位数中不出现1时,排法有C21×C21×A44=96种;当四位数中出现一个1时,排法有2×C21×C21×A44=192种;当四位数中出现两个1时,排法有C21×C21×A42=48种.所以可构成不同的四位数的个数为96+192+48=336.故选B.7.(2022湖北荆门龙泉中学二模,3)若今天(第一天)是星期二,则第1510天是( )A.星期三B.星期日C.星期二D.星期五答案 C 1510=(14+1)10的展开式的通项为T r+1=C10r1410-r,又14可被7整除,所以当10-r≠0时,T r+1均可被7整除,当10-r=0时,T11=1,所以第1510天是星期二.故选C.8.(2023届黑龙江牡丹江二中段考一,8)若(1-2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|=( ) A.1 B.32 C.81 D.243答案 D 因为-2<0,所以x的奇数次幂的系数a1,a3,a5均为负数,即|a1|=-a1,|a3|=-a3,|a5|=-a5,令x=-1,可得a0-a1+a2-a3+a4-a5=35=243,即|a0|+|a1|+|a2|+|a3|+|a4|+|a5|=243,故选D.二、多项选择题9.(2022重庆巴蜀中学3月适应性月考(八),11)若122 022+a能被7整除,则整数a的值可以是( ) A.4 B.6 C.11 D.13答案BD 122 022=(14-2)2 022与(-2)2 022=22 022被7除同余,22 022=8674=(7+1)674被7除余1,故1+a能被7整除,则a=7k+6(k∈Z),故选BD.10.(2022湖南新高考教学教研联盟联考一,10)已知(1+x)n=a0+a1x+a2x2+a3x3+…+a n x n(n∈N*),则下列结论正确的是( )A.a0=a nB.当a3=10时,n=5C.若(1+x)n(n∈N*)的展开式中第7项的二项式系数最大,则n等于12或13D.当n=4时,a12+a24+a38+a416=6516答案ABD a0=a n=1,A正确;x3的系数a3=C n3,则C n3=10,所以n=5,B正确;若(1+x)n(n∈N*)的展开式中第7项的二项式系数最大,当n为偶数时,n等于12,当n为奇数时,n等于11或13,C错误;当n=4时,(1+x)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4.令x=12,则(1+12)4=a0+a12+a24+a38+a416=8116,又a0=1,所以a12+a24+a38+a416=6516,D正确.故选ABD.11.(2021江苏百校联考4月调研,11)设(1-2x)29=a0+a1x+a2x2+…+a29x29,则下列结论正确的是( )A.a15+a16>0B.a1+a2+a3+…+a29=-1C.a1+a3+a5+…+a29=-1+3292D.a1+2a2+3a3+…+29a29=-58答案ACD 对于选项A,a15+a16=C2915(-2)15+C2916(-2)16>0,故选项A正确;对于选项B,令x=0,可得a0=1,令x=1,得a0+a1+…+a29=-1,所以a1+a2+…+a29=-2,故选项B错误;对于选项C,令x=-1,得a0-a1+a2-a3+…-a29=329,则2(a1+a3+…+a29)=-1-329,故选项C正确;对于选项D,在等式两边对x求导可得-58(1-2x)28=a1+2a2x+…+29a29x28,令x=1,可得a1+2a2+…+29a29=-58,故选项D正确.故选ACD.12.(2022山东滨州邹平一中3月月考,9)如图,在某城市中,M,N两地之间有整齐的方格形道路网,其中A1,A2,A3,A4是道路网中位于一条对角线上的4个交会处.今在道路网M,N处的甲、乙两人分别要到N,M处,他们分别随机地选择一条沿街的最短路径,以相同的速度同时出发,直到到达N,M处为止,则下列说法正确的有( )A.甲从M到达N处的方法有120种B.甲从M必须经过A3到达N处的方法有9种C.甲、乙两人在A3处相遇的概率为9100D.甲、乙两人相遇的概率为41100答案BD 对于A,甲从M到达N处,需要走6步,其中向上3步,向右3步,所以从M 到达N处的方法有C63=20种,故A错误;对于B,甲从M到达A3,需要走3步,其中向上1步,向右2步,共C31=3种,从A3到达N,需要走3步,其中向上2步,向右1步,共C31=3种,所以甲从M必须经过A3到达N处的方法有3×3=9种,故B正确;对于C,甲经过A3的方法数为C31×C31=9,乙经过A3的方法数为C31×C31=9,所以甲、乙两人在A3处相遇的方法数为C31×C31×C31×C31=81种,故甲、乙两人在A3处相遇的概率P=81C63C63=81400,故C错误;对于D,甲、乙两人沿着最短路径行走,只能在A1,A2,A3,A4处相遇,若甲、乙两人在A1处相遇,甲经过A1处,前3步必须向上走,乙经过A1处,则前3步必须向左走,两人在A1处相遇走法有1种,若甲、乙两人在A2或A3处相遇,由选项C知,各有C31×C31×C31×C31=81种,若甲、乙两人在A4处相遇,甲经过A4处,则前3步必须向右走,乙经过A4处,则乙前3步必须向下走,则两人在A4处相遇的走法有1种.所以甲、乙两人相遇的概率P=1+81+81+1C63C63=164400=41100,故D正确.故选BD.三、填空题13.(2023届成都七中万达学校9月月考,14)(5-3x+2y)n的展开式中不含y的项的系数和为64,则展开式中的常数项为.答案15 625解析(5-3x+2y)n的展开式中不含y的项,即展开式中y的指数为0,即(5-3x)n的展开式.令x=1,得(5-3x+2y)n的展开式中不含y的项的系数和为(5-3)n=64,所以n=6.因为(5-3x+2y)6=[5-(3x-2y)]6,所以展开式中的常数项为C60×56=15 625.14.(2023届陕西师范大学附属中学期中,16)已知(a2+1)n的展开式中各项系数之和等于(16 5x2+√x5的展开式的常数项,而(a2+1)n的展开式的二项式系数最大的项为54,则正数a的值为. 答案√3解析(165x2+√x)5的展开式的通项为T r+1=C5r·(165)5−r·x10−2r·x−r2=(165)5−r·C5r·x10−5r2,0≤r≤5,r∈Z.令10-5r2=0,解得r=4,故(165x2+√x5的展开式的常数项为165×C54=16.令a2=1,则(a2+1)n=2n=16,故n=4.∵(a2+1)n=(a2+1)4的展开式的二项式系数最大的项为C42a4=54,∴a2=3,解得a=±√3.∵a>0,∴a=√3.15.(2022福建漳州三模,13)711除以6的余数是.答案1解析711=(1+6)11=C11060+C11161+C11262+⋯+C1111611,因为C11161+C11262+⋯+C1111611可被6整除且C11060=1,所以711除以6的余数是1.16.(2018课标Ⅰ,15,5分)从2位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,且至少有1位女生入选,则不同的选法共有种.(用数字填写答案)答案16解析解法一:从2位女生,4位男生中选3人,且至少有1位女生入选的情况有以下2种:①2女1男:有C22C41=4种选法;②1女2男:有C21C42=12种选法,故至少有1位女生入选的选法有4+12=16种.解法二:从2位女生,4位男生中选3人有C63=20种选法,其中选出的3人都是男生的选法有C43=4种,所以至少有1位女生入选的选法有20-4=16种.。
专题19计数原理(理科专用)1.【2022年新高考2卷】有甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演,若甲不站在两端,丙和丁相邻,则不同排列方式共有()A.12种B.24种C.36种D.48种【答案】B【解析】【分析】利用捆绑法处理丙丁,用插空法安排甲,利用排列组合与计数原理即可得解【详解】因为丙丁要在一起,先把丙丁捆绑,看做一个元素,连同乙,戊看成三个元素排列,有3!种排列方式;为使甲不在两端,必须且只需甲在此三个元素的中间两个位置任选一个位置插入,有2种插空方式;注意到丙丁两人的顺序可交换,有2种排列方式,故安排这5名同学共有:3!×2×2=24种不同的排列方式,故选:B2.【2021年乙卷理科】将5名北京冬奥会志愿者分配到花样滑冰、短道速滑、冰球和冰壶4个项目进行培训,每名志愿者只分配到1个项目,每个项目至少分配1名志愿者,则不同的分配方案共有()A.60种B.120种C.240种D.480种【答案】C【解析】【分析】先确定有一个项目中分配2名志愿者,其余各项目中分配1名志愿者,然后利用组合,排列,乘法原理求得.【详解】根据题意,有一个项目中分配2名志愿者,其余各项目中分配1名志愿者,可以先从5名志愿者中任选2人,组成一个小组,有25C种选法;然后连同其余三人,看成四个元素,四个项目看成四个不同的位置,四个不同的元素在四个不同的位置的排列方法数有4!种,根据C⨯=种不同的分配方案,乘法原理,完成这件事,共有254!240故选:C.【点睛】本题考查排列组合的应用问题,属基础题,关键是首先确定人数的分配情况,然后利用先选后排思想求解.3.【2020年新课标1卷理科】25()x x y xy ++的展开式中x 3y 3的系数为()A .5B .10C .15D .20【答案】C【解析】【分析】求得5()x y +展开式的通项公式为515r r rr T C x y -+=(r N ∈且5r ≤),即可求得2y x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭与5()x y +展开式的乘积为65r r r C xy -或425r r r C x y -+形式,对r 分别赋值为3,1即可求得33x y 的系数,问题得解.【详解】5()x y +展开式的通项公式为515r r r r T C x y -+=(r N ∈且5r ≤)所以2y x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的各项与5()x y +展开式的通项的乘积可表示为:56155r r r r r r r xT xC xy C x y --+==和22542155r r r r r r r T C x y x C y y y x x --++==在615r r r r xT C x y -+=中,令3r =,可得:33345xT C x y =,该项中33x y 的系数为10,在42152r r r r T C x x y y -++=中,令1r =,可得:521332T C y x xy =,该项中33x y 的系数为5所以33x y 的系数为10515+=故选:C【点睛】本题主要考查了二项式定理及其展开式的通项公式,还考查了赋值法、转化能力及分析能力,属于中档题.4.【2020年新课标2卷文科】如图,将钢琴上的12个键依次记为a 1,a 2,…,a 12.设1≤i <j <k ≤12.若k –j =3且j –i =4,则称ai ,aj ,ak 为原位大三和弦;若k –j =4且j –i =3,则称ai ,aj ,ak 为原位小三和弦.用这12个键可以构成的原位大三和弦与原位小三和弦的个数之和为()A .5B .8C .10D .15【答案】C【解析】【分析】根据原位大三和弦满足3,4k j j i -=-=,原位小三和弦满足4,3k j j i -=-=从1i =开始,利用列举法即可解出.【详解】根据题意可知,原位大三和弦满足:3,4k j j i -=-=.∴1,5,8i j k ===;2,6,9i j k ===;3,7,10i j k ===;4,8,11i j k ===;5,9,12i j k ===.原位小三和弦满足:4,3k j j i -=-=.∴1,4,8i j k ===;2,5,9i j k ===;3,6,10i j k ===;4,7,11i j k ===;5,8,12i j k ===.故个数之和为10.故选:C .【点睛】本题主要考查列举法的应用,以及对新定义的理解和应用,属于基础题.5.【2020年新高考1卷(山东卷)】6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,甲场馆安排1名,乙场馆安排2名,丙场馆安排3名,则不同的安排方法共有()A .120种B .90种C .60种D .30种【答案】C【解析】【分析】分别安排各场馆的志愿者,利用组合计数和乘法计数原理求解.【详解】首先从6名同学中选1名去甲场馆,方法数有16C ;然后从其余5名同学中选2名去乙场馆,方法数有25C ;最后剩下的3名同学去丙场馆.故不同的安排方法共有126561060C C ⋅=⨯=种.故选:C【点睛】本小题主要考查分步计数原理和组合数的计算,属于基础题.6.【2020年新高考2卷(海南卷)】要安排3名学生到2个乡村做志愿者,每名学生只能选择去一个村,每个村里至少有一名志愿者,则不同的安排方法共有()A .2种B .3种C .6种D .8种【答案】C【解析】【分析】首先将3名学生分成两个组,然后将2组学生安排到2个村即可.【详解】第一步,将3名学生分成两个组,有12323C C =种分法第二步,将2组学生安排到2个村,有222A =种安排方法所以,不同的安排方法共有326⨯=种故选:C【点睛】解答本类问题时一般采取先组后排的策略.7.【2019年新课标3卷理科】(1+2x 2)(1+x )4的展开式中x 3的系数为A .12B .16C .20D .24【答案】A【解析】【分析】本题利用二项展开式通项公式求展开式指定项的系数.【详解】由题意得x 3的系数为314424812C C +=+=,故选A .【点睛】本题主要考查二项式定理,利用展开式通项公式求展开式指定项的系数.8.【2018年新课标3卷理科】522x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中4x 的系数为A .10B .20C .40D .80【答案】C【解析】【详解】分析:写出103152r r r r T C x -+=⋅⋅,然后可得结果详解:由题可得()5210315522rr r r r rr T C x C x x --+⎛⎫== ⋅⋅⎪⎝⎭⋅⋅令103r 4-=,则r 2=所以22552240r r C C ⋅⋅==点睛:本题主要考查二项式定理,属于基础题.9.【2022年新高考1卷】1−(+p 8的展开式中26的系数为________________(用数字作答).【答案】-28【解析】【分析】1−+8可化为+8−+8,结合二项式展开式的通项公式求解.【详解】因为1+8=+8+8,所以1+8的展开式中含26的项为C 8626−8535=−2826,1−+8的展开式中26的系数为-28故答案为:-2810.【2020年新课标2卷理科】4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学,则不同的安排方法共有__________种.【答案】36【解析】【分析】根据题意,有且只有2名同学在同一个小区,利用先选后排的思想,结合排列组合和乘法计数原理得解.【详解】4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名同学∴先取2名同学看作一组,选法有:246C =现在可看成是3组同学分配到3个小区,分法有:336A =根据分步乘法原理,可得不同的安排方法6636⨯=种故答案为:36.【点睛】本题主要考查了计数原理的综合应用,解题关键是掌握分步乘法原理和捆绑法的使用,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.11.【2020年新课标3卷理科】262(x x+的展开式中常数项是__________(用数字作答).【答案】240【分析】写出622x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭二项式展开通项,即可求得常数项.【详解】 622x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭其二项式展开通项:()62612rr r r C x x T -+⎛⎫⋅⋅ ⎪⎝⎭=1226(2)r r r rx C x --⋅=⋅1236(2)r r rC x -=⋅当1230r -=,解得4r =∴622x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中常数项是:664422161516240C C ⋅=⋅=⨯=.故答案为:240.【点睛】本题考查二项式定理,利用通项公式求二项展开式中的指定项,解题关键是掌握()n a b +的展开通项公式1C r n r r r n T a b -+=,考查了分析能力和计算能力,属于基础题.12.【2018年新课标1卷理科】从2位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,且至少有1位女生入选,则不同的选法共有_____________种.(用数字填写答案)【答案】16【解析】【分析】首先想到所选的人中没有女生,有多少种选法,再者需要确定从6人中任选3人的选法种数,之后应用减法运算,求得结果.【详解】根据题意,没有女生入选有344C =种选法,从6名学生中任意选3人有3620C =种选法,故至少有1位女生入选,则不同的选法共有20416-=种,故答案是16.【点睛】该题是一道关于组合计数的题目,并且在涉及到“至多、至少”问题时多采用间接法,一般方法是得出选3人的选法种数,间接法就是利用总的减去没有女生的选法种数,该题还可以用直接法,分别求出有1名女生和有两名女生分别有多少种选法,之后用加法运算求解.。
热点11 计数原理【命题趋势】计数原理包含排列组合与二项式定理,在高考数学中通常是以选择题的形式呈现.另外在解答题中与统计概率相结合比较普遍.高考中通常难度不是很大,主要考查是排列与组合的先后顺序或者是有条件限制的排列与组合.二项式定理也是高考考查的一个重点,主要考查二项式定理的展开.本专题通过列举排列组合与二项式定理常见的考题类型,总结此些类型题目的解题方法以及易错点,能够让你在高考中遇到计数原理类型的题目能够迎刃而解.【满分技巧】捆绑法:题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素参与排列.相离问题插空排:元素相离(即不相邻)问题,可先把无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端.定序问题缩倍法:在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的方法.标号排位问题分步法:把元素排到指定位置上,可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一个元素,如此继续下去,依次即可完成.有序分配问题逐分法:有序分配问题指把元素分成若干组,可用逐步下量分组法.对于二项式定理的应用,只要会求对应的常数项以及对应的n项即可,但是应注意是二项式系数还是系数.【考查题型】选择题【限时检测】(建议用时:35分钟)1.(2021·全国高三专题练习)()()()()()234511111x x x x x -----的展开式中各项的指数之和再减去各项系数乘以各项指数之和的值为( ) A .0 B .55 C .90 D .120【答案】C【分析】()()()()()234511111x x x x x -----151413109876521x x x x x x x x x x x =--+++---++-,所以,()()()()()234511111x x x x x -----的展开式中各项的指数之和为15141310987652190++++++++++=,展开式中各项系数乘以各项指数之和为1514131098765210--+++---++=, 因此,所求结果为90090-=. 故选:C.2.(2021·山东高三专题练习)已知()20121nn n px b b x b x b x -=+++⋅⋅⋅+,若123,4b b =-=,则p =( ) A .1 B .12C .13D .14【答案】C【分析】()1npx -展开式的通项为:()()()11n rrrr rr n n T C px C px -+=⋅⋅-=⋅-,故()113n b C p pn =⋅-=-=-,()2222142n n n b C p p -=⋅==,解得9n =,13p =. 故选:C.3.(2021·山东高三专题练习)2019年10月17日是我国第6个“扶贫日”,某医院开展扶贫日“送医下乡”医疗义诊活动,现有五名医生被分配到四所不同的乡镇医院中,医生甲被指定分配到医院A ,医生乙只能分配到医院A 或医院B ,医生丙不能分配到医生甲、乙所在的医院,其他两名医生分配到哪所医院都可以,若每所医院至少分配一名医生,则不同的分配方案共有( ) A .18种 B .20种 C .22种 D .24种【答案】B【分析】根据医院A 的情况分两类:第一类:若医院A 只分配1人,则乙必在医院B ,当医院B 只有1人,则共有2232C A 种不同 分配方案,当医院B 有2人,则共有1222C A 种不同分配方案,所以当医院A 只分配1人时, 共有2232C A +122210C A =种不同分配方案;第二类:若医院A 分配2人,当乙在医院A 时,共有33A 种不同分配方案,当乙不在A 医院, 在B 医院时,共有1222C A 种不同分配方案,所以当医院A 分配2人时, 共有33A +122210C A =种不同分配方案; 共有20种不同分配方案. 故选:B4.(2021·全国高三专题练习)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ABCD (边长为2个单位)的顶点A 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了几个单位,如果掷出的点数为()1,2,,6i i =⋅⋅⋅,则棋子就按逆时针方向行走i 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起点A 处的所有不同走法共有( )A.21种B.22种C.25种D.27种【答案】D【分析】由题意,正方形ABCD的周长为8,抛掷三次骰子的点数之和为8或16,①点数之和为8的情况有:1,1,6;1,2,5;1,3,4;2,2,4;2,3,3,排列方法共有13311 3333321C A A C C++++=种;②点数之和为16的情况有:4,6,6;5,5,6,排列方法共有11336C C+=种.所以,抛掷三次骰子后棋子恰好又回到起点A处的所有不同走法共有21627+=种.故选:D.5.(2021·山东高三专题练习)已知参加某项活动的六名成员排成一排合影留念,且甲乙两人均在丙领导人的同侧,则不同的排法共有()A.240种B.360种C.480种D.600种【答案】C【解析】:用分类讨论的方法解决:如图中的6个位置:①当领导丙在位置1时:不同的排法有55120A=种::当领导丙在位置2时:不同的排法有143472C A=种::当领导丙在位置3时:不同的排法有2323233348A A A A+=种::当领导丙在位置4时:不同的排法有2323233348A A A A +=种::当领导丙在位置5时:不同的排法有143472C A =种::当领导丙在位置1时:不同的排法有55120A =种:由分类加法计数原理可得不同的排法共有480种: 故选C:6.(2021·山东高三专题练习)某电视台的一个综艺栏目对六个不同的节目排演出顺序,最前只能排甲或乙,最后不能排甲,则不同的排法共有( ) A .240种 B .288种 C .192种 D .216种【答案】D【详解】最前排甲,共有55A 120=种;最前排乙,最后不能排甲,有种,根据加法原理可得,共有种,故选D .7.(2020·全国高三专题练习(理))某节目组决定把《将进酒》《山居秋暝》《望岳》《送杜少府之任蜀州》和另外确定的两首诗词排在后六场做节目开场诗词,并要求《将进酒》与《望岳》相邻,且《将进酒》排在《望岳》的前面,《山居秋暝》与《送杜少府之任蜀州》不相邻,且均不排在最后,则后六场开场诗词的排法有( ) A .72种 B .48种 C .36种 D .24种【答案】C【分析】首先可将《将进酒》与《望岳》捆绑在一起和另外确定的两首诗词进行全排列,共有336A =种排法,再将《山居秋暝》与《送杜少府之任蜀州》插排在3个空里(最后一个空不排),共有236A =种排法,则后六场开场诗词的排法有6636⨯=种, 故选:C.8.(2020·全国高三专题练习(理))为向国际化大都市目标迈进,某市今年新建三大类重点工程,它们分别是30项基础设施类工程、20项民生类工程和10项产业建设类工程.现有3名民工相互独立地从这60个项目中任选一个项目参与建设,则这3名民工选择的项目所属类别互异的概率是( ) A .12B .13C .14D .16【答案】D【分析】记第i 名民工选择的项目属于基础设施类、民生类、产业建设类 分别为事件i A ,i B ,i C ,1,2,3i =.由题意,事件i A ,i B ,i C ,1,2,3i =相互独立,则301()602i P A ==,201()603i P B ==,101()606i P C ==,1,2,3i =, 故这3名民工选择的项目所属类别互异的概率是331111()62366i i i P A P A B C ==⨯⨯⨯=.故选:D.9.(2020·全国高三专题练习(理))在()()()()()2345111111x x x x x ++++++++++的展开式中,含2x 项的系数是( ) A .10 B .15 C .20D .25【答案】C【分析】解法一:()21x +中含2x 的项为222C x ,()31x +中含2x 的项为223C x ,()41x +中含2x 的项为224C x ,()51x +中含2x 的项为225C x ,则含2x 项的系数为2222234520C C C C +++=.故选:C .解法二:由等比数列求和公式知:()()()()()()6234511111111x x x x x x x+-++++++++++=,()31x +中含3x 的系数为3620C =,∴原式含2x 项的系数为20.故选:C .10.(2020·全国高三专题练习(理))若(1+x +x 2)6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 12x 12,则a 2+a 4+…+a 12=( ) A .284 B .356 C .364 D .378【答案】C【分析】令x =1,则a 0+a 1+a 2+…+a 12=36, ① 令x =-1,则a 0-a 1+a 2-…+a 12=1, ② ①②两式左右分别相加,得2(a 0+a 2+…+a 12)=36+1=730,所以a 0+a 2+…+a 12=365,再令x =0,则a 0=1, 所以a 2+a 4+…+a 12=364. 故选:C.11.(2020·山西高三月考(理))如图所示的是古希腊数学家阿基米德的墓碑上刻着的一个圆柱,圆柱内有一个内切球,这个球的直径恰好与圆柱的高相等,相传这个图形表达了阿基米德最引以为荣的发现.设圆柱的体积与球的体积之比为m ,圆柱的表面积与球的表面积之比为n ,则621m x nx ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中的常数项是( )A .15B .-15C .1354D .1354-【答案】A【分析】:设球的半径为R ,则圆柱的底面半径为R ,高为2R ,所以圆柱的体积23122V R R R ππ=⨯=,球的体积3243V R π=,所以313223423V R m V R ππ===.又圆柱的表面积为2212226S R R R R πππ=⨯+=,球的表面积为224S R π=,所以21226342S R n S R ππ===,1m n =,662211m x x nx x ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,展开式的通项()123161rr rr T C x-+=-,令1230r -=,解得4r =,其常数项为()42426115C x x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭. 故选:A12.(2020·江西吉安市·白鹭洲中学高三期中(理))已知随机变量()2~1,X N σ,且()()0P X P X a ≤=≥,则()43221ax x x ⎛⎫+⋅+ ⎪⎝⎭的展开式中2x 的系数为( )A .40B .120C .240D .280【答案】D【分析】根据正态曲线的性质可知,012a +=⨯,解得2a =,()312x +的展开式的通项公式为132rr rr T C x +=⋅,{}0,1,2,3r ∈,422x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式的通项公式为()243814422s s s s s s s s T C x c x -+--++=⋅=⋅,{}0,1,2,3,4s ∈, 令两式展开通项之积x 的指数为382r s -+=,可得33r s =⎧⎨=⎩或02r s =⎧⎨=⎩,∴()432212x x x ⎛+⋅⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中2x 的系数为333300223434222225624280C C C C ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=+=,13.(2020·湖南长沙市·高三月考)某单位有6名员工,2020年国庆节期间,决定从6人中留2人值班,另外4人分别去张家界、南岳衡山、凤凰古城、岳阳楼旅游.要求每个景点有1人游览,每个人只游览一个景点,且这6个人中甲、乙不去衡山,则不同的选择方案共有( ) A .120种 B .180种 C .240种 D .320种【答案】C【分析】以人为对象,分类讨论:甲不值班乙值班:31343372C C A =;甲值班乙不值班:31343372C C A =;甲乙都不值班;21342372C C A =;甲乙都值班;4424A =.故不同的选择方案72727224240N =+++=. 故选:C14.(2020·全国高三专题练习(理))中国有十二生肖,又叫十二属相,每一个人的出生年份对应了十二种动物(鼠、牛、虎、兔、龙、蛇、马、羊、猴、鸡、狗、猪)中的一种,现有十二生肖的吉祥物各一个,三位同学依次选一个作为礼物,甲同学喜欢牛和马,乙同学喜欢牛、狗和羊,丙同学哪个吉祥物都喜欢,如果让三位同学选取礼物都满意,则选法有( ) A .30种 B .50种 C .60种 D .90种【答案】B【分析】若同学甲选牛,那么同学乙只能选狗和羊中的一种,丙同学可以从剩下的10种任意选,所以共有1121020C C ⋅=若同学甲选马,那么同学乙能选牛、狗和羊中的一种,丙同学可以从剩下的10种任意选,所以共有1131030C C ⋅=所以共有203050+=种 故选B15.(2020·湖北武汉市·华中师大一附中高三其他模拟(理))2020年湖北抗击新冠肺炎期间,全国各地医护人员主动请缨,支援湖北,某地有3名医生、6名护士来到武汉,他们被随机分到3家医院,每家医院1名医生、2名护士,则医生甲和护士乙分到同一家医院的概率为( ) A .16B .12C .18D .13【答案】D【分析】3名医生平均分成3组,有1种分法,6名护士平均分成3组有226433156156C C A ⨯==种分法,3名医生、6名护士分到3家医院,每家医院1名医生、2名护士的分配方法有333315540A A ⨯⨯=(种),医生甲和护士乙分到同一家医院的分配方法有211224532222180C C C A A A ⨯⨯⨯=(种),则医生甲和护士乙分到同一家医院的概率为18015403=. 故选:D .16.(2020·全国高三其他模拟(理))公元五世纪,数学家祖冲之估计圆周率π的值的范围是:3.141592631415927π<<.,为纪念数学家祖冲之在圆周率研究上的成就,某教师在讲授概率内容时要求学生从小数点后的6位数字1,4,1,5,9,2中随机选取两个数字做为小数点后的前两位(整数部分3不变),那么得到的数字大于3.14的概率为( ) A .15B .17C .45D .67【答案】D【分析】由题意从小数点后的6位数字中随机选取两个数字做为小数点后的前两位,可分为以下情况:①选出两个1,共可组成1个数字;②选出一个1,共可组成12428C A ⋅=个不同数字;③没有选出1,共可组成2412A =个不同数字;所以共可组成181221++=个不同的数字;其中小于等于3.14的数字有:3.11、3.12、3.14,共3个,则大于3.14的数字个数为18, 故所求概率186217P ==. 故选:D.17.(2020·全国高三专题练习(理))某学校实行新课程改革,即除语、数、外三科为必考科目外,还要在理、化、生、史、地、政六科中选择三科作为选考科目.已知某生的高考志愿为某大学环境科学专业,按照该大学上一年高考招生选考科目要求理、化必选,为该生安排课表(上午四节、下午四节,每门课每天至少一节),已知该生某天最后两节为自习课,且数学不排下午第一节,语文、外语不相邻(上午第四节和下午第一节不算相邻),则该生该天课表有( ). A .444种 B .1776种 C .1440种 D .1560种【答案】B【分析】理、化、生、史、地、政六选三,且理、化必选,所以只需在生、史、地、政中四选一,有14C 4=(种).对语文、外语排课进行分类,第1类:语文、外语有一科在下午第一节,则另一科可以安排在上午四节课中的任意一节,剩下的四科可全排列,有114244192C C A =(种);第2类:语文、外语都不在下午第一节,则下午第一节可在除语、数、外三科的另三科中选择,有133C =(种),语文和外语可都安排在上午,即上午第一、三节,上午第一、四节,上午第二、四节3种,也可一科在上午任一节,一科在下午第二节,有14C 4=(种),其他三科可以全排列,有()12332334252C A A +=(种).综上,共有()41922521776⨯+=(种). 故选:B18.(2020·全国高三专题练习)函数261()()=-f x x x的导函数为()f x ',则()f x '的展开式中含2x 项的系数为( ) A .20 B .20-C .60D .60-【答案】D【分析】函数()f x 导函数为25211()6()(2)f x x x x x '=-+, 则251()x x-的展开式的通项公式为251031551()()(1)r rr r r r r T C x C x x--+=-=-, 令1031r -=,则3r =,此时含x 项为335(1)10C x x -=-,再令1034r -=,则2r,此时含4x 项为22445(1)10C x x -=,所以含2x 的项为4221(10210)660x x x x x -⨯+⨯⨯=-, 故含2x 项的系数为60-, 故选:D .19.(2020·湖南郴州市·高三二模(理))中国古代中的“礼、乐、射、御、书、数”合称“六艺”.“礼”,主要指德育;“乐”,主要指美育;“射”和“御”,就是体育和劳动;“书”,指各种历史文化知识;“数”,数学.某校国学社团开展“六艺”课程讲座活动,每艺安排一节,连排六节,一天课程讲座排课有如下要求:“乐”不排在第一节,“射”和“御”两门课程不相邻,则“六艺”课程讲座不同的排课顺序共有( )种. A .408 B .120 C .156 D .240【答案】A【分析】解:根据题意,首先不做任何考虑直接全排列则有66720A =(种),当“乐”排在第一节有55120A =(种),当“射”和“御”两门课程相邻时有2525240A A =(种),当“乐”排在第一节,且“射”和“御”两门课程相邻时有242448A A =(种),则满足“乐”不排在第一节,“射”和“御”两门课程不相邻的排法有72012024048408--+=(种),故选:A .20.(2020·全国高三专题练习)6331x x ⎛⎫⎫⎪⎪⎭⎭展开式中的常数项为( ) A .66- B .15C .15-D .66【答案】C61x ⎫⎪⎭展开式的通项公式为()363216611rrrr rrr T C C x x --+⎛⎫=⋅⋅-=⋅-⋅ ⎪⎝⎭,而3323323x x x---=-,故要想产生常数项,则333122r r -=⇒=或33302r r -=⇒= ,则所求常数为()106621315C C ⨯⨯--⨯=-. 故选:C .。
2022高考数学真题分类汇编:八、计数原理一、选择题1.(2022·北京卷T )8. 若443243210(21)x a x a x a x a x a -=++++,则024a a a ++=()A. 40B. 41C. 40-D. 41-【答案】B【解析】 【分析】利用赋值法可求024a a a ++的值.【详解】令1x =,则432101a a a a a ++++=,令1x =-,则()443210381a a a a a -+-+=-=, 故420181412a a a +++==, 故选:B.2.(2022·浙江卷T12)已知多项式42345012345(2)(1)x x a a x a x a x a x a x +-=+++++,则2a =__________,12345a a a a a ++++=___________.【答案】 ①. 8 ②. 2-【解析】【分析】第一空利用二项式定理直接求解即可,第二空赋值去求,令0x =求出0a ,再令1x =即可得出答案.【详解】含2x 的项为:()()3232222244C 12C 14128x x x x x x ⋅⋅⋅-+⋅⋅⋅-=-+=,故28a =; 令0x =,即02a =,令1x =,即0123450a a a a a a =+++++,∴123452a a a a a ++++=-,故答案为:8;2-.(2022·新高考Ⅰ卷T13)81()y x y x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭的展开式中26x y 的系数为________________(用数字作答).【答案】-28【解析】 【分析】()81y x y x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭可化为()()88y x y x y x +-+,结合二项式展开式的通项公式求解. 【详解】因为()()()8881=y y x y x y x y x x⎛⎫-++-+ ⎪⎝⎭, 所以()81y x y x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭的展开式中含26x y 的项为6265352688C 28y x y C x y x y x-=-, ()81y x y x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭的展开式中26x y 的系数为-28 故答案为:-28。
专题十 计数原理10.1 计数原理、排列与组合考点 计数原理、排列、组合1.(2020新高考Ⅰ,3,5分)6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者,每名同学只去1个场馆,甲场馆安排1名,乙场馆安排2名,丙场馆安排3名,则不同的安排方法共有( )A.120种B.90种C.60种D.30种 答案 C 解题思路:第一步:安排甲场馆的志愿者,则甲场馆的安排方法有C 61=6种,第二步:安排乙场馆的志愿者,则乙场馆的安排方法有C 52=10种,第三步:安排丙场馆的志愿者,则丙场馆的安排方法有C 33=1种.所以共有6×10×1=60种不同的安排方法.故选C (易错:注意分配到每个场馆的志愿者是不分顺序的,所以不用全排列).2.(2022新高考Ⅱ,5,5分,应用性)甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演,若甲不站在两端,丙和丁相邻,则不同的排列方式共有( )A.12种B.24种C.36种D.48种 答案 B 丙和丁相邻共有A 22·A 44种站法,甲站在两端且丙和丁相邻共有C 21·A 22·A 33种站法,所以甲不站在两端且丙和丁相邻共有A 22·A 44−C 21·A 22·A 33=24种站法,故选B .3.(2021全国乙理,6,5分)将5名北京冬奥会志愿者分配到花样滑冰、短道速滑、冰球和冰壶4个项目进行培训,每名志愿者只分配到1个项目,每个项目至少分配1名志愿者,则不同的分配方案共有( )A.60种B.120种C.240种D.480种 答案 C 先将5人分为4组,其中一组有2人,另外三组各1人,共有C 52=10种分法,然后将4个项目全排列,共有A 44=24种排法,根据分步乘法计数原理得到不同的分配方案共有C 52·A 44=240种,故选C .易错警示 本题容易出现将5人分为4组,共有分法C 52·C 31·C 21=60种的错误结果.4.(2016四川理,4,5分)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为( )A.24B.48C.60D.72答案 D 奇数的个数为C 31A 44=72.5.(2015四川理,6,5分)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40 000大的偶数共有( )A.144个B.120个C.96个D.72个答案B数字0,1,2,3,4,5中仅有0,2,4三个偶数,比40 000大的偶数为以4开头与以5开头的数.其中以4开头的偶数又分以0结尾与以2结尾,有2A43=48个;同理,以5开头的有3A43=72个.于是共有48+72=120个,故选B.评析本题考查了分类与分步计数原理、排列数的知识.考查学生分析问题、解决问题的能力.6.(2014大纲全国理,5,5分)有6名男医生、5名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成一个医疗小组.则不同的选法共有()A.60种B.70种C.75种D.150种答案C从6名男医生中选出2名有C62种选法,从5名女医生中选出1名有C51种选法,由分步乘法计数原理得不同的选法共有C62·C51=75种.故选C.7.(2014辽宁理,6,5分)6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为()A.144B.120C.72D.24答案D先把三把椅子隔开摆好,它们之间和两端有4个位置,再把三人带椅子插放在四个位置,共有A43=24种放法,故选D.8.(2014四川理,6,5分)六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有()A.192种B.216种C.240种D.288种答案B若最左端排甲,其他位置共有A55=120种排法;若最左端排乙,最右端共有4种排法,其余4个位置有A44=24种排法,所以共有120+4×24=216种排法.9.(2014重庆理,9,5分)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.72B.120C.144D.168答案B先不考虑小品类节目是否相邻,保证歌舞类节目不相邻的排法共有A33·A43=144种,再剔除小品类节目相邻的情况,共有A33·A22·A22=24种,于是符合题意的排法共有144-24=120种.10.(2013山东理,10,5分)用0,1,…,9十个数字,可以组成有重复数字的三位数的个数为()A.243B.252C.261D.279答案B由分步乘法计数原理知:用0,1,…,9十个数字组成三位数(可有重复数字)的个数为9×10×10=900,组成没有重复数字的三位数的个数为9×9×8=648,则组成有重复数字的三位数的个数为900-648=252,故选B.评析本题考查分步乘法计数原理,考查学生的推理运算能力.11.(2012课标理,2,5分)将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有()A.12种B.10种C.9种D.8种答案A2名教师各在1个小组,给其中1名教师选2名学生,有C42种选法,另2名学生分配给另1名教师,然后将2个小组安排到甲、乙两地,有A22种方案,故不同的安排方案共有C42A22=12种,选A.评析本题考查了排列组合的实际应用,考查了先分组再分配的方法.12.(2012辽宁理,5,5分)一排9个座位坐了3个三口之家.若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为()A.3×3!B.3×(3!)3C.(3!)4D.9!答案C第1步:3个家庭的全排列,方法数为3!;第2步:家庭内部3个人全排列,方法数为3!,共3个家庭,方法数为(3!)3,∴总数为(3!)×(3!)3=(3!)4,故选C.评析本题主要考查计数原理的基础知识,考查学生分析、解决问题的能力.13.(2012安徽理,10,5分)6位同学在毕业聚会活动中进行纪念品的交换,任意两位同学之间最多交换一次,进行交换的两位同学互赠一份纪念品.已知6位同学之间共进行了13次交换,则收到4份纪念品的同学人数为()A.1或3B.1或4C.2或3D.2或4答案D由题意及C62=15知只需少交换2次.记6位同学为A1、A2、A3、A4、A5、A6,不妨讨论①A1少交换2次,如A1未与A2、A3交换,则收到4份纪念品的同学仅为A2、A3 2人;②A1、A2各少交换1次,如A1与A3未交换,A2与A4未交换,则收到4份纪念品的同学有4人,为A1、A2、A3、A4.故选D.14.(2016课标Ⅱ,5,5分)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.24B.18C.12D.9答案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.思路分析小明到老年公寓,需分两步进行,先从E到F,再从F到G,分别求各步的最短路径条数,再利用分步乘法计数原理即可得结果.15.(2016课标Ⅲ,12,5分)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个答案C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C41=4种情况;②若a3=1,a4=0,则a5,a6,a7中任意一个为0均可,有C31=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C21=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C31=3种情况;②若a4=1,则a5必为0,a6,a7中任一个为0均可,有C21=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.思路分析根据题意可知a1=0,a8=1,进而对a2,a3,a4取不同值进行分类讨论(分类要做到不重不漏),从而利用分类加法计数原理求出不同的“规范01数列”的个数.16.(2018浙江,16,4分)从1,3,5,7,9中任取2个数字,从0,2,4,6中任取2个数字,一共可以组成个没有重复数字的四位数.(用数字作答)答案 1 260解析本小题考查排列、组合及其运用,考查分类讨论思想.含有数字0的没有重复数字的四位数共有C52C31A31A33=540个,不含有数字0的没有重复数字的四位数共有C52C32A44=720个,故一共可以组成540+720=1 260个没有重复数字的四位数.易错警示数字排成数时,容易出错的地方:(1)数字是否可以重复;(2)数字0不能排首位.17.(2015广东理,12,5分)某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,那么全班共写了条毕业留言.(用数字作答)答案 1 560解析∵同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,且全班共有40人,∴全班共写了40×39=1 560条毕业留言.18.(2013北京理,12,5分)将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部分给4人,每人至少1张.如果分给同一人的2张参观券连号,那么不同的分法种数是.答案96解析5张参观券分成4份,1份2张,另外3份各1张,且2张参观券连号,则有4种分法,把这4份参观券分给4人,则不同的分法种数是4A44=96.19.(2013大纲全国理,14,5分)6个人排成一行,其中甲、乙两人不相邻的不同排法共有种.(用数字作答)答案480解析先将除甲、乙两人以外的4人排成一行,有A44=24种排法,再将甲、乙插入有A52=20种,所以6人排成一行,甲、乙不相邻的排法共有24×20=480种.20.(2013浙江理,14,4分)将A,B,C,D,E,F六个字母排成一排,且A,B均在C的同侧,则不同的排法共有种(用数字作答).答案480解析从左往右看,若C排在第1位,共有排法A55=120种;若C排在第2位,共有排法A42·A33=72种;若C排在第3位,则A、B可排C的左侧或右侧,共有排法A22·A33+A32·A33=48种;若C排在第4,5,6位时,其排法数与排在第3,2,1位相同,故共有排法2×(120+72+48)=480种.21.(2011北京理,12,5分)用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样的四位数共有个.(用数字作答)答案14解析解法一:数字2只出现一次的四位数有C41=4个;数字2出现两次的四位数有C42C22=6个;数字2出现三次的四位数有C43=4个.故总共有4+6+4=14个.解法二:由数字2,3组成的四位数共有24=16个,其中没有数字2的四位数只有1个,没有数字3的四位数也只有1个,故符合条件的四位数共有16-2=14个.评析本题考查排列组合的基础知识,考查分类讨论思想,解题关键是准确分类,并注意相同元素的排列数等于不同元素的组合数.属于中等难度题.。
2024年高考数学总复习第十章《计数原理》§10.1分类加法计数原理与分步乘法计数原理最新考纲通过实例,了解分类加法计数原理、分步乘法计数原理及其意义.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分类加法计数原理针对“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;分步乘法计数原理针对“分步”问题,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了才算完成这件事.概念方法微思考1.在解题过程中如何判定是用分类加法计数原理还是分步乘法计数原理?提示如果已知的每类办法中的每一种方法都能完成这件事,应该用分类加法计数原理;如果每类办法中的每一种方法只能完成事件的一部分,就用分步乘法计数原理.2.两种原理解题策略有哪些?提示①分清要完成的事情是什么;②分清完成该事情是分类完成还是分步完成,“类”间互相独立,“步”间互相联系;③有无特殊条件的限制;④检验是否有重复或遗漏.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(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m1m2m3…m n种方法.(√)(5)在分步乘法计数原理中,每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的.(√)题组二教材改编2.已知集合M={1,-2,3},N={-4,5,6,-7},从M,N这两个集合中各选一个元素分别作为点的横坐标,纵坐标,则这样的坐标在直角坐标系中可表示第一、第二象限内不同的点的个数是()A.12B.8C.6D.4答案C解析分两步:第一步先确定横坐标,有3种情况,第二步再确定纵坐标,有2种情况,因此第一、二象限内不同点的个数是3×2=6,故选C.3.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C解析将4个门编号为1,2,3,4,从1号门进入后,有3种出门的方式,共3种走法,从2,3,4号门进入,同样各有3种走法,共有不同走法3×4=12(种).题组三易错自纠4.从0,2中选一个数字,从1,3,5中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为()A.24B.18C.12D.6答案B解析分两类情况讨论:第1类,奇偶奇,个位有3种选择,十位有2种选择,百位有2种选择,共有3×2×2=12(个)奇数;第2类,偶奇奇,个位有3种选择,十位有2种选择,百位有1种选择,共有3×2×1=6(个)奇数.根据分类加法计数原理知,共有12+6=18(个)奇数.5.现用4种不同颜色对如图所示的四个部分进行着色,要求有公共边界的两块不能用同一种颜色,则不同的着色方法共有()A.24种B.30种C.36种D.48种答案D解析需要先给C块着色,有4种方法;再给A块着色,有3种方法;再给B块着色,有2种方法;最后给D块着色,有2种方法,由分步乘法计数原理知,共有4×3×2×2=48(种)着色方法.6.如果把个位数是1,且恰有3个数字相同的四位数叫做“好数”,那么在由1,2,3,4四个数字组成的有重复数字的四位数中,“好数”共有________个.答案12解析当组成的数字有三个1,三个2,三个3,三个4时共有4种情况.当有三个1时:2111,3111,4111,1211,1311,1411,1121,1131,1141,有9种,当有三个2,3,4时:2221,3331,4441,有3种,根据分类加法计数原理可知,共有12种结果.题型一分类加法计数原理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.14B.13C.12D.10答案B解析方程ax2+2x+b=0有实数解的情况应分类讨论.①当a=0时,方程为一元一次方程2x+b=0,不论b取何值,方程一定有解.此时b的取值有4个,故此时有4个有序数对.②当a≠0时,需要Δ=4-4ab≥0,即ab≤1.显然有3个有序数对不满足题意,分别为(1,2),(2,1),(2,2).a≠0时,(a,b)共有3×4=12个实数对,故a≠0时满足条件的实数对有12-3=9个,所以答案应为4+9=13.2.如果一个三位正整数如“a1a2a3”满足a1<a2,且a2>a3,则称这样的三位数为凸数(如120,343,275等),那么所有凸数的个数为()A.240B.204C.729D.920答案A解析若a2=2,则百位数字只能选1,个位数字可选1或0,“凸数”为120与121,共2个.若a2=3,则百位数字有两种选择,个位数字有三种选择,则“凸数”有2×3=6(个).若a2=4,满足条件的“凸数”有3×4=12(个),…,若a2=9,满足条件的“凸数”有8×9=72(个).所以所有凸数有2+6+12+20+30+42+56+72=240(个).3.(2016·全国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个答案C解析第一位为0,最后一位为1,中间3个0,3个1,3个1在一起时为000111,001110;只有2个1相邻时,共A24个,其中110100,110010,110001,101100不符合题意;三个1都不在一起时有C34个,共2+8+4=14(个).思维升华分类标准是运用分类加法计数原理的难点所在,应抓住题目中的关键词,关键元素,关键位置.(1)根据题目特点恰当选择一个分类标准.(2)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,并且分别属于不同种类的两种方法是不同的方法,不能重复.(3)分类时除了不能交叉重复外,还不能有遗漏.题型二分步乘法计数原理例1(1)(2016·全国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.24B.18C.12D.9答案B解析从E点到F点的最短路径有6条,从F点到G点的最短路径有3条,所以从E点到G点的最短路径有6×3=18(条),故选B.(2)有六名同学报名参加三个智力项目,每项限报一人,且每人至多参加一项,则共有________种不同的报名方法.答案120解析每项限报一人,且每人至多参加一项,因此可由项目选人,第一个项目有6种选法,第二个项目有5种选法,第三个项目有4种选法,根据分步乘法计数原理,可得不同的报名方法共有6×5×4=120(种).引申探究1.本例(2)中若将条件“每项限报一人,且每人至多参加一项”改为“每人恰好参加一项,每项人数不限”,则有多少种不同的报名方法?解每人都可以从这三个比赛项目中选报一项,各有3种不同的报名方法,根据分步乘法计数原理,可得不同的报名方法共有36=729(种).2.本例(2)中若将条件“每项限报一人,且每人至多参加一项”改为“每项限报一人,但每人参加的项目不限”,则有多少种不同的报名方法?解每人参加的项目不限,因此每一个项目都可以从这六人中选出一人参赛,根据分步乘法计数原理,可得不同的报名方法共有63=216(种).思维升华(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.跟踪训练1一个旅游景区的游览线路如图所示,某人从P点处进,Q点处出,沿图中线路游览A,B,C三个景点及沿途风景,则不同(除交汇点O外)的游览线路有___种.(用数字作答)答案48解析根据题意,从点P处进入后,参观第一个景点时,有6个路口可以选择,从中任选一个,有6种选法;参观完第一个景点,参观第二个景点时,有4个路口可以选择,从中任选一个,有4种选法;参观完第二个景点,参观第三个景点时,有2个路口可以选择,从中任取一个,有2种选法.由分步乘法计数原理知,共有6×4×2=48(种)不同游览线路.题型三两个计数原理的综合应用例2(1)(2017·天津)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)答案1080解析①当组成四位数的数字中有一个偶数时,四位数的个数为C35·C14·A44=960.②当组成四位数的数字中不含偶数时,四位数的个数为A45=120.故符合题意的四位数一共有960+120=1080(个).(2)现有5种不同颜色的染料,要对如图所示的四个不同区域进行涂色,要求有公共边的两个区域不能使用同一种颜色,则不同的涂色方法的种数是()A.120B.140C.240D.260答案D解析由题意,先涂A处共有5种涂法,再涂B处有4种涂法,最后涂C处,若C处与A 处所涂颜色相同,则C处共有1种涂法,D处有4种涂法;若C处与A处所涂颜色不同,到C处有3种涂法,D处有3种涂法,由此可得不同的涂色方法有5×4×(1×4+3×3)=260(种).故选D.(3)如果一条直线与一个平面平行,那么称此直线与平面构成一个“平行线面组”.在一个长方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“平行线面组”的个数是() A.60B.48C.36D.24答案B解析长方体的6个表面构成的“平行线面组”的个数为6×6=36,另含4个顶点的6个面(非表面)构成的“平行线面组”的个数为6×2=12,故符合条件的“平行线面组”的个数是36+12=48.思维升华利用两个计数原理解决应用问题的一般思路(1)弄清完成一件事是做什么.(2)确定是先分类后分步,还是先分步后分类.(3)弄清分步、分类的标准是什么.(4)利用两个计数原理求解.跟踪训练2(1)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40000大的偶数共有() A.144个B.120个C.96个D.72个答案B解析由题意,首位数字只能是4,5,若万位是5,则有3×A34=72(个);若万位是4,则有2×A34=48(个),故比40000大的偶数共有72+48=120(个).故选B.(2)如果一条直线与一个平面垂直,那么称此直线与平面构成一个“正交线面对”.在一个正方体中,由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的“正交线面对”的个数是____.答案36解析第1类,对于每一条棱,都可以与两个侧面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有2×12=24(个);第2类,对于每一条面对角线,都可以与一个对角面构成“正交线面对”,这样的“正交线面对”有12个.所以正方体中“正交线面对”共有24+12=36(个).(3)如图,用4种不同的颜色对图中5个区域涂色(4种颜色全部使用),要求每个区域涂一种颜色,相邻的区域不能涂相同的颜色,则不同的涂色种数为________.答案96解析按区域1与3是否同色分类:①区域1与3同色:先涂区域1与3有4种方法,再涂区域2,4,5(还有3种颜色)有A33种方法.∴区域1与3同色时,共有4A33=24(种)方法.②区域1与3不同色:第一步涂区域1与3有A24种方法,第二步涂区域2有2种涂色方法,第三步涂区域4只有1种方法,第四步涂区域5有3种方法.∴共有A24×2×1×3=72(种)方法.故由分类加法计数原理可知,不同的涂色种数为24+72=96.1.(2018·贵州省凯里市第一中学月考)集合A={1,2,3,4,5},B={3,4,5,6,7,8,9},从集合A,B 中各取一个数,能组成的没有重复数字的两位数的个数为()A.52B.58C.64D.70答案B解析根据分步乘法计数原理得(C12·C13+C14·C13+C12·C14+C23)·A22=58.2.(2018·保定质检)三个人踢毽,互相传递,每人每次只能踢一下,由甲开始踢,经过4次传递后,毽又被踢回给甲,则不同的传递方式共有()A.4种B.6种C.10种D.16种答案B解析分两类:甲第一次踢给乙时,满足条件的有3种传递方式(如图),同理,甲先传给丙时,满足条件的也有3种传递方式.由分类加法计数原理可知,共有3+3=6(种)传递方式.3.十字路口来往的车辆,如果不允许回头,则行车路线共有()A.24种B.16种C.12种D.10种答案C解析根据题意,车的行驶路线起点有4种,行驶方向有3种,所以行车路线共有4×3=12(种),故选C.4.(2018·玉林联考)若自然数n使得作竖式加法n+(n+1)+(n+2)各位数均不产生进位现象,则称n为“开心数”.例如:32是“开心数”.因为32+33+34不产生进位现象;23不是“开心数”,因为23+24+25产生进位现象,那么,小于100的“开心数”的个数为() A.9B.10C.11D.12答案D解析根据题意个位数n需要满足n+(n+1)+(n+2)<10,即n<2.3,∴个位数可取0,1,2三个数,∵十位数k需要满足3k<10,∴k<3.3,∴十位数可以取0,1,2,3四个数,故小于100的“开心数”共有3×4=12(个).故选D.5.如图为我国数学家赵爽(约3世纪初)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,相邻区域颜色不相同,则不同的涂色方案共有()A.120种B.260种C.340种D.420种答案D解析由题意可知上下两块区域可以相同,也可以不同,则共有5×4×3×1×3+5×4×3×2×2=180+240=420.故选D.6.如图,给7条线段的5个端点涂色,要求同一条线段的两个端点不能同色,现有4种不同的颜色可供选择,则不同的涂色方法种数有()A.24B.48C.96D.120答案C解析若A,D颜色相同,先涂E有4种涂法,再涂A,D有3种涂法,再涂B有2种涂法,C只有1种涂法,共有4×3×2=24(种);若A,D颜色不同,先涂E有4种涂法,再涂A有3种涂法,再涂D有2种涂法,当B和D相同时,C有2种涂法,当B和D不同时,C只有1种涂法,共有4×3×2×(2+1)=72(种),根据分类加法计数原理可得,共有24+72=96(种),故选C.7.(2018·湖北省黄冈中学月考)对33000分解质因数得33000=23×3×53×11,则33000的正偶数因数的个数是()A.48B.72C.64D.96答案A解析33000的因数由若干个2(共有23,22,21,20四种情况),若干个3(共有3,30两种情况),若干个5(共有53,52,51,50四种情况),若干个11(共有111,110两种情况),由分步乘法计数原理可得33000的因数共有4×2×4×2=64(个),不含2的共有2×4×2=16(个),∴正偶数因数的个数为64-16=48,即33000的正偶数因数的个数是48,故选A.8.从1,2,3,4,7,9六个数中,任取两个数作为对数的底数和真数,则所有不同对数值的个数为________.答案17解析当所取两个数中含有1时,1只能作真数,对数值为0,当所取两个数中不含有1时,可得到A25=20(个)对数,但log23=log49,log32=log94,log24=log39,log42=log93.综上可知,共有20+1-4=17(个)不同的对数值.9.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.答案27解析先考虑等边的情况,a=b=c=1,2,…,6,有六个,再考虑等腰的情况,若a=b=1,c<a+b=2,此时c=1与等边重复,若a=b=2,c<a+b=4,则c=1,3,有两个,若a=b=3,c<a+b=6,则c=1,2,4,5,有四个,若a=b=4,c<a+b=8,则c=1,2,3,5,6,有五个,若a=b=5,c<a+b=10,则c=1,2,3,4,6,有五个,若a=b=6,c<a+b=12,则c=1,2,3,4,5,有五个,故一共有27个.10.(2018·天津河东区模拟)一共有5名同学参加《我的中国梦》演讲比赛,3名女生和2名男生,如果男生不排第一个演讲,同时两名男生不能相邻演讲,则排序方式有________种.(用数字作答)答案36解析根据题意,分2步完成:①将三名女生全排列,有A33=6种顺序,②排好后,有4个空位,男生不排第一个演讲,除去第一个空位,有3个空位可用,在这三个空位中任选2个,安排2名男生,有A23=6种情况,则有6×6=36种符合题意的排序方式.11.(2018·金华模拟)联合国国际援助组织计划向非洲三个国家援助粮食和药品两种物资,每种物资既可以全部给一个国家,也可以由其中两个或三个国家均分,若每个国家都要有物资援助,则不同的援助方案有________种.答案25解析根据题意,可分为:三个国家粮食和药品都有,有1种方法;一个国家粮食,两个国家药品,有3种方法;一个国家药品,两个国家粮食,有3种方法;两个国家粮食,三个国家药品,有3种方法;两个国家药品,三个国家粮食,有3种方法;两个国家粮食,两个国家药品,有3×2=6种方法;三个国家粮食,一个国家药品,有3种方法;三个国家药品,一个国家粮食,有3种方法,故方法总数是25.12.将数字“124467”重新排列后得到不同的偶数的个数为________.答案240解析将数字“124467”重新排列后所得数字为偶数,则末位数应为偶数,①若末位数字为2,因为含有2个4,所以有5×4×3×2×12=60(种)情况;②若末位数字为6,同理有5×4×3×2×12=60(种)情况;③若末位数字为4,因为有2个相同数字4,所以共有5×4×3×2×1=120(种)情况.综上,共有60+60+120=240(种)情况.13.(2018·杭州第二中学模拟)工人在安装一个正六边形零件时,需要固定如图所示的六个位置的螺栓.若按一定顺序将每个螺栓固定紧,但不能连续固定相邻的2个螺栓.则不同的固定螺栓方式的种数是________.答案60解析根据题意,第一个可以从6个螺栓里任意选一个,共有6种选择方法,并且是机会相等的,当第一个选1号螺栓的时候,第二个可以选3,4,5号螺栓,依次选下去,共可以得到10种方法,所以总共有10×6=60种方法,故答案是60.14.已知集合M ={1,2,3},N ={1,2,3,4},定义函数f :M →N .若点A (1,f (1)),B (2,f (2)),C (3,f (3)),△ABC 的外接圆圆心为D ,且DA →+DC →=λDB →(λ∈R ),则满足条件的函数f (x )有________种.答案12解析由DA →+DC →=λDB →(λ∈R ),说明△ABC 是等腰三角形,且|BA |=|BC |,必有f (1)=f (3),f (1)≠f (2).当f (1)=f (3)=1时,f (2)=2,3,4,有三种情况;f (1)=f (3)=2,f (2)=1,3,4,有三种情况;f (1)=f (3)=3,f (2)=2,1,4,有三种情况;f (1)=f (3)=4,f (2)=2,3,1,有三种情况.因而满足条件的函数f (x )有12种.15.回文数是指从左到右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(1)5位回文数有________个;(2)2n (n ∈N *)位回文数有________个.答案(1)900(2)9×10n -1解析(1)5位回文数相当于填5个方格,首尾相同,且不为0,共9种填法,第2位和第4位一样,有10种填法,中间一位有10种填法,共有9×10×10=900(种)填法,即5位回文数有900个.(2)根据回文数的定义,此问题也可以转化成填方格.结合分步乘法计数原理,知有9×10n -1种填法.16.用6种不同的颜色给三棱柱ABC -DEF 六个顶点涂色,要求每个点涂一种颜色,且每条棱的两个端点涂不同颜色,则不同的涂色方法有________种.(用数字作答)答案8520解析分两步来进行,先涂A,B,C,再涂D,E,F.第一类:若6种颜色都用上,此时方法共有A66=720种;第二类:若6种颜色只用5种,首先选出5种颜色,方法有C56种;先涂A,B,C,方法有A35种,再涂D,E,F中的两个点,方法有A23种,最后剩余的一个点只有2种涂法,故此时方法共有C56·A35·A23·2=4320种;第三类:若6种颜色只用4种,首先选出4种颜色,方法有C46种;先涂A,B,C,方法有A34种,再涂D,E,F中的一个点,方法有3种,最后剩余的两个点只有3种涂法,故此时方法共有C46·A34·3·3=3240种;第四类:若6种颜色只用3种,首先选出3种颜色,方法有C36种;先涂A,B,C,方法有A33种,再涂D,E,F,方法有2种,故此时方法共有C36·A33×2=240种.综上可得,不同涂色方案共有720+4320+3240+240=8520种.。
专题13计数原理(理)考点三年考情(2022-2024)命题趋势考点1:利用二项式定理求项的系数2024年北京高考数学真题2022年新高考全国I卷数学真题2022年新高考天津数学高考真题2023年天津高考数学真题2024年天津高考数学真题2024年高考全国甲卷数学(理)真题2024年上海夏季高考数学真题今后在本节的考查形式依然以选择或者填空为主,以考查基本概念和基本方法为主,难度中等偏下,与教材相当.考点2:利用二项式定理求系数和问题2022年新高考浙江数学高考真题2022年新高考北京数学高考真题考点3:排列组合综合运用2024年上海夏季高考数学真题2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题2022年新高考全国II卷数学真题2023年高考全国甲卷数学(理)真题2023年高考全国乙卷数学(理)真题考点1:利用二项式定理求项的系数1.(2024年北京高考数学真题)在(4x x 的展开式中,3x 的系数为()A .6B .6-C .12D .12-2.(2022年新高考全国I 卷数学真题)81()y x y x ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭的展开式中26x y 的系数为(用数字作答).3.(2022年新高考天津数学高考真题)523x x ⎫+⎪⎭的展开式中的常数项为.4.(2023年天津高考数学真题)在6312x x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中,2x 项的系数为.5.(2024年天津高考数学真题)在63333x x⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中,常数项为.6.(2024年高考全国甲卷数学(理)真题)1013x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中,各项系数中的最大值为.7.(2024年上海夏季高考数学真题)在(1)n x +的二项展开式中,若各项系数和为32,则2x 项的系数为.考点2:利用二项式定理求系数和问题8.(2022年新高考浙江数学高考真题)已知多项式42345012345(2)(1)x x a a x a x a x a x a x +-=+++++,则2a =,12345a a a a a ++++=.9.(2022年新高考北京数学高考真题)若443243210(21)x a x a x a x a x a -=++++,则024a a a ++=()A .40B .41C .40-D .41-考点3:排列组合综合运用10.(2024年上海夏季高考数学真题)设集合A 中的元素皆为无重复数字的三位正整数,且元素中任意两者之积皆为偶数,求集合中元素个数的最大值.11.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)某学校开设了4门体育类选修课和4门艺术类选修课,学生需从这8门课中选修2门或3门课,并且每类选修课至少选修1门,则不同的选课方案共有种(用数字作答).12.(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)某学校为了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60名学生,已知该校初中部和高中部分别有400名和200名学生,则不同的抽样结果共有().A .4515400200C C ⋅种B .2040400200C C ⋅种C .3030400200C C ⋅种D .4020400200C C ⋅种13.(2022年新高考全国II 卷数学真题)有甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演,若甲不站在两端,丙和丁相邻,则不同排列方式共有()A .12种B .24种C .36种D .48种14.(2023年高考全国甲卷数学(理)真题)现有5名志愿者报名参加公益活动,在某一星期的星期六、星期日两天,每天从这5人中安排2人参加公益活动,则恰有1人在这两天都参加的不同安排方式共有()A .120B .60C .30D .2015.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)甲乙两位同学从6种课外读物中各自选读2种,则这两人选读的课外读物中恰有1种相同的选法共有()A .30种B .60种C .120种D .240种。
计数原理与概率统计一、单选题1.(2024·全国)某农业研究部门在面积相等的100块稻田上种植一种新型水稻,得到各块稻田的亩产量(均在[)900,1200之间,单位:kg)并部分整理下表据表中数据,结论中正确的是()A.100块稻田亩产量的中位数小于1050kgB.100块稻田中亩产量低于1100kg的稻田所占比例超过80%C.100块稻田亩产量的极差介于200kg至300kg之间D.100块稻田亩产量的平均值介于900kg至1000kg之间2.(2024·全国)甲、乙、丙、丁四人排成一列,丙不在排头,且甲或乙在排尾的概率是()A.14B.13C.12D.233.(2024·北京)(4x的二项展开式中3x的系数为()A.15B.6C.4-D.13-4.(2024·天津)下列图中,相关性系数最大的是()A.B.C.D.二、多选题5.(2024·全国)为了解推动出口后的亩收入(单位:万元)情况,从该种植区抽取样本,得到推动出口后亩收入的样本均值 2.1x =,样本方差20.01s =,已知该种植区以往的亩收入X 服从正态分布()21.8,0.1N ,假设推动出口后的亩收入Y 服从正态分布()2,N x s ,则()(若随机变量Z 服从正态分布()2,N u s ,()0.8413P Z u s <+»)A .(2)0.2P X >>B .(2)0.5P X ><C .(2)0.5P Y >>D .(2)0.8P Y ><三、填空题6.(2024·全国)甲、乙两人各有四张卡片,每张卡片上标有一个数字,甲的卡片上分别标有数字1,3,5,7,乙的卡片上分别标有数字2,4,6,8,两人进行四轮比赛,在每轮比赛中,两人各自从自己持有的卡片中随机选一张,并比较所选卡片上数字的大小,数字大的人得1分,数字小的人得0分,然后各自弃置此轮所选的卡片(弃置的卡片在此后的轮次中不能使用).则四轮比赛后,甲的总得分不小于2的概率为.7.(2024·全国)在如图的4×4方格表中选4个方格,要求每行和每列均恰有一个方格被选中,则共有种选法,在所有符合上述要求的选法中,选中方格中的4个数之和的最大值是.8.(2024·全国)1013x æö+ç÷èø的展开式中,各项系数的最大值是.9.(2024·全国)有6个相同的球,分别标有数字1、2、3、4、5、6,从中不放回地随机抽取3次,每次取1个球.记m 为前两次取出的球上数字的平均值,n 为取出的三个球上数字的平均值,则m 与n 差的绝对值不超过12的概率是.10.(2024·天津),,,,A B C D E 五种活动,甲、乙都要选择三个活动参加.(1)甲选到A 的概率为;已知乙选了A 活动,他再选择B 活动的概率为.11.(2024·上海)在(1)n x +的二项展开式中,若各项系数和为32,则2x 项的系数为.12.(2024·上海)某校举办科学竞技比赛,有、、A B C 3种题库,A 题库有5000道题,B 题库有4000道题,C 题库有3000道题.小申已完成所有题,他A 题库的正确率是0.92,B 题库的正确率是0.86,C 题库的正确率是0.72.现他从所有的题中随机选一题,正确率是.13.(2024·上海)设集合A 中的元素皆为无重复数字的三位正整数,且元素中任意两者之积皆为偶数,求集合中元素个数的最大值.四、解答题14.(2024·全国)设m 为正整数,数列1242,,...,m a a a +是公差不为0的等差数列,若从中删去两项i a 和()j a i j <后剩余的4m 项可被平均分为m 组,且每组的4个数都能构成等差数列,则称数列1242,,...,m a a a +是(),i j -可分数列.(1)写出所有的(),i j ,16i j £<£,使数列126,,...,a a a 是(),i j -可分数列;(2)当3m ³时,证明:数列1242,,...,m a a a +是()2,13-可分数列;(3)从1,2,...,42m +中一次任取两个数i 和()j i j <,记数列1242,,...,m a a a +是(),i j -可分数列的概率为m P ,证明:18m P >.15.(2024·全国)某投篮比赛分为两个阶段,每个参赛队由两名队员组成,比赛具体规则如下:第一阶段由参赛队中一名队员投篮3次,若3次都未投中,则该队被淘汰,比赛成员为0分;若至少投中一次,则该队进入第二阶段,由该队的另一名队员投篮3次,每次投中得5分,未投中得0分.该队的比赛成绩为第二阶段的得分总和.某参赛队由甲、乙两名队员组成,设甲每次投中的概率为p ,乙每次投中的概率为q ,各次投中与否相互独立.(1)若0.4p =,0.5q =,甲参加第一阶段比赛,求甲、乙所在队的比赛成绩不少于5分的概率.(2)假设0p q <<,(i )为使得甲、乙所在队的比赛成绩为15分的概率最大,应该由谁参加第一阶段比赛?(ii )为使得甲、乙,所在队的比赛成绩的数学期望最大,应该由谁参加第一阶段比赛?16.(2024·全国)某工厂进行生产线智能化升级改造,升级改造后,从该工厂甲、乙两个车间的产品中随机抽取150件进行检验,数据如下:(1)填写如下列联表:能否有95%的把握认为甲、乙两车间产品的优级品率存在差异?能否有99%的把握认为甲,乙两车间产品的优级品率存在差异?(2)已知升级改造前该工厂产品的优级品率0.5p=,设p为升级改造后抽取的n件产品的优级品率.如果p p>+150件产品的数据,能否认为生产线智能化升级改造后,该工厂产品的优级品率提高了?12.247»)附:22()()()()()n ad bcKa b c d a c b d-=++++17.(2024·北京)已知某险种的保费为0.4万元,前3次出险每次赔付0.8万元,第4次赔付0.6万元在总体中抽样100单,以频率估计概率:(1)求随机抽取一单,赔偿不少于2次的概率;(2)(i )毛利润是保费与赔偿金额之差.设毛利润为X ,估计X 的数学期望;(ⅱ)若未赔偿过的保单下一保险期的保费下降4%,已赔偿过的增加20%.估计保单下一保险期毛利润的数学期望.18.(2024·上海)为了解某地初中学生体育锻炼时长与学业成绩的关系,从该地区29000名学生中抽取580人,得到日均体育锻炼时长与学业成绩的数据如下表所示:(1)该地区29000名学生中体育锻炼时长不少于1小时人数约为多少?(2)估计该地区初中学生日均体育锻炼的时长(精确到0.1)(3)是否有95%的把握认为学业成绩优秀与日均体育锻炼时长不小于1小时且小于2小时有关?(附:()()()()22(),n ad bc a b c d a c b d -=++++c 其中n a b c d =+++,()2 3.8410.05P c ³».)。
2020年山东省高考数学一轮冲刺复习汇编:分类加法计数原理与分步乘法计数原理(含解析)一、【知识精讲】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.分类加法和分步乘法计数原理,区别在于:分类加法计数原理针对“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;分步乘法计数原理针对“分步”问题,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了才算完成这件事.【注意点】分类加法计数原理与分步乘法计数原理是解决排列组合问题的基础,并贯穿其始终.1.分类加法计数原理中,完成一件事的方法属于其中一类,并且只属于其中一类.2.分步乘法计数原理中,各个步骤相互依存,步与步之间“相互独立,分步完成”.二、【典例精练】考点一分类加法计数原理的应用【例1】 (1)从甲地到乙地有三种方式可以到达.每天有8班汽车、2班火车和2班飞机.一天一人从甲地去乙地,共有________种不同的方法.(2)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________.【答案】(1)12 (2)13【解析】(1)分三类:一类是乘汽车有8种方法;一类是乘火车有2种方法;一类是乘飞机有2种方法,由分类加法计数原理知,共有8+2+2=12(种)方法.(2)当a=0时,b的值可以是-1,0,1,2,故(a,b)的个数为4;当a≠0时,要使方程ax2+2x+b=0有实数解,需使Δ=4-4ab≥0,即ab≤1.若a=-1,则b的值可以是-1,0,1,2,(a,b)的个数为4;若a=1,则b的值可以是-1,0,1,(a,b)的个数为3;若a=2,则b的值可以是-1,0,(a,b)的个数为2.由分类加法计数原理可知,(a,b)的个数为4+4+3+2=13.【解法小结】分类标准是运用分类加法计数原理的难点所在,应抓住题目中的关键词、关键元素和关键位置.(1)根据题目特点恰当选择一个分类标准.(2)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,并且分别属于不同种类的两种方法才是不同的方法,不能重复.(3)分类时除了不能交叉重复外,还不能有遗漏,如本例(2)中易漏a=0这一类. 考点二分步乘法计数原理的应用【例2】 (1)用0,1,2,3,4,5可组成无重复数字的三位数的个数为________.(2)(2018·合肥质检)五名学生报名参加四项体育比赛,每人限报一项,则不同的报名方法的种数为________.五名学生争夺四项比赛的冠军(冠军不并列),则获得冠军的可能性有________种.【答案】(1)100 (2)4554【解析】(1)可分三步给百、十、个位放数字,第一步:百位数字有5种放法;第二步:十位数字有5种放法;第三步:个位数字有4种放法,根据分步乘法计数原理,三位数的个数为5×5×4=100.(2)五名学生参加四项体育比赛,每人限报一项,可逐个学生落实,每个学生有4种报名方法,共有45种不同的报名方法.五名学生争夺四项比赛的冠军,可对4个冠军逐一落实,每个冠军有5种获得的可能性,共有54种获得冠军的可能性. 【解法小结】 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,。
计数原理y2 1. 【2020 年高考全国Ⅰ卷理数】(x )(x y)5 的展开式中 x 3y3 的系数为()xA. 5B. 10 D. 20C. 15 【答案】C 【解析】 【分析】y 2求得 (x y) 5展开式的通项公式为 TC 5r x 5r y r( r N 且 r 5),即可求得 x 与 (x y) 展开式5r 1x的乘积为C r 5 x 6r y r 或C r 5x 4r y r 2形式,对 分别赋值为 3,1 即可求得 r x 3 y 3的系数,问题得解. 5展开式的通项公式为【详解】 (x y) TC r 1r 5x 5r y r ( rN 且 r 5)y 2x 5所以 的各项与 (x y) 展开式的通项的乘积可表示为:xy 2y 2 xTxC r 5x 5r y rC 5r x 6r yrT C 5 r x 5r y r C 5 r x 4r y r 2 和 r 1r 1xxxTC r 5 x 6r y r r 3,可得: xT C x 3 5 3 y 3 x 3 y 的系数为10, 3在 在 中,令 ,该项中 r 14 y 2y 2T C r x 4r yr 2中,令 r 1,可得: T C 1 5 x y 3 ,该项中 33x y 3 的系数为5 r 152xx3x y 3 的系数为10 5 15所以 故选:C【点睛】本题主要考查了二项式定理及其展开式的通项公式,还考查了赋值法、转化能力及分析能力,属 于中档题.2. 【2019 年高考全国Ⅲ卷理数】(1+2x 2 )(1+x )4 的展开式中 x 3 的系数为 A .12 B .16C .20D .24【答案】A【解析】由题意得 x 3 的系数为 C 3 42C 4 1 4 8 12 ,故选 A . 【名师点睛】本题主要考查二项式定理,利用展开式通项公式求展开式指定项的系数.3. 【2018 年高考全国Ⅱ卷理数】我国数学家陈景润在哥德巴赫猜想的研究中取得了世界领先的成果.哥德 巴赫猜想是“每个大于 2 的偶数可以表示为两个素数的和”,如30 7 23.在不超过 30 的素数中,随机选 取两个不同的数,其和等于 30 的概率是 11 1 1 A .B .C .D .12141518【答案】C【解析】不超过 30 的素数有 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,共 10 个,随机选取两个不同的数, 45种方法,其和等于 30 的有 3 种方法,分别是 7 和 23,11 和 19,13 和 17,所以随机选取 C 2 10 共有 3 1两个不同的数,其和等于 30 的概率为= ,选 C . 45 152 5x 2 的展开式中 x 4 的系数为 C .40 4. 【2018 年高考全国Ⅲ卷理数】x A .10 B .20 D .80【答案】C2 52 r 5r【解析】由题可得x 2 的展开式的通式为TC r 1r5x2Cr 5 2 x 103r ,令103r 4 ,rx x得 r 2,所以展开式中 x 4的系数为 C 5 2 2 40.故选 C .2 5. 【2017 年高考全国Ⅱ卷理数】安排3 名志愿者完成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【答案】D【解析】由题意可得,一人完成两项工作,其余两人每人完成一项工作,据此可得,只要把工作分成三C 2 种方法,然后进行全排列,由乘法原理,不同的安排方式共有 C 42 4A 3336种.故选 D . 份:有 【名师点睛】(1)解排列组合问题要遵循两个原则:①按元素(或位置)的性质进行分类;②按事情发生 的过程进行分步.具体地说,解排列组合问题常以元素(或位置)为主体,即先满足特殊元素(或位置),再 考虑其他元素(或位置).(2)不同元素的分配问题,往往是先分组再分配.在分组时,通常有三种类型:①不均匀分组;②均 匀分组;③部分均匀分组.注意各种分组类型中,不同分组方法的求解.16. 【2017 年高考全国Ⅰ卷理数】(1 )(1 x)6 展开式中 x 2 的系数为 x2 A .15 B .20C .30D .35【答案】C 1 1 (1 x)6 展开式中含 x 2 的项为 (1)(1 x) 6 1(1 x) 6(1 x)6 ,而 2 【解析】因为 x 2 x1 11C 62 x 215x 2 , (1 x)6 展开式中含 x 2 的项为 C 6 4 4 x 15x 2 ,故所求展开式中 x 2 的系数为x 2 1515 30,选 C .x 2 【名师点睛】对于两个二项式乘积的问题,用第一个二项式中的 每项乘以第二个二项式的每项,分析含x 2的项共有几项,进行相加即可.这类问题的易 错点主要是未能分析清楚构成这一项的具体情况,尤其是两个二项展开式中的 r 不同. 53 37. 【2017 年高考全国Ⅲ卷理数】 x y 2x y 的展开式中 x y 的系数为A . 80B . 40C .40D .80【答案】C 5 5 5 5【解析】x y2x y x 2x y y 2x y ,由2x y 展开式的通项公式5rr53 33TC r 1r5 2x y 可得:当 r 3时, x 2x y 展开式中 x y 的系数为 C 3 5 2 1 40;253 3 23 3当 r 2时,y 2x y 展开式中 x y 的系数为 C 2 52 1 80,则 x y 的系数为8040 40 .故3选 C .【名师点睛】(1)二项式定理的核心是通项公式,求解此类问题可以分两步完成:第一步根据所给出的 条件(特定项)和通项公式,建立方程来确定指数(求解时要注意二项式系数中 n 和 r 的隐含条件,即 n ,r 均为非负整数,且 n ≥r ,如常数项指数为零、有理项指数为整数等);第二步是根据所求的指数,再求所 求解的项.(2)求两个多项式的积的特定项,可先化简或利用分类加法计数原理讨论求解.8. 【2020 年高考全国 I I 卷理数】4 名同学到 3 个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去 1 个小区,每 个小区至少安排 1 名同学,则不同的安排方法共有__________种. 【答案】36 【解析】 【分析】根据题意,有且只有 2 名同学在同一个小区,利用先选后排的思想,结合排列组合和乘法计数原理得解. 【详解】 4 名同学到 3 个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去 1 个小区,每个小区至少安排 1 名同学24 先取 2 名同学看作一组,选法有:C 6现在可看成是 3 组同学分配到 3 个小区,分法有: A633根据分步乘法原理,可得不同的安排方法 66 36种 故答案为:36.【点睛】本题主要考查了计数原理的综合应用,解题关键是掌握分步乘法原理和捆绑法的使用,考查了分 析能力和计算能力,属于中档题.2 2 6 9. 【2020 年高考全国Ⅲ理数】 (x ) 的展开式中常数项是__________(用数字作答).x【答案】 240 【解析】 【分析】62写出 x 2 二项式展开通项,即可求得常数项.x 2 6【详解】 2xx 其二项式展开通项:r26rTCr 1r6x2 xC 6 rx 122r (2) x r r C 6r(2) x 123rr 当123r 0 ,解得 r 46x2 2 的展开式中常数项是:C 6 42 4 C 616 1516 240.2 x 故答案为: 240 .【点睛】本题考查二项式定理,利用通项公式求二项展开式中的指定项,解题关键是掌握a b 的展开n通项公式 Tr 1C r na n rb r ,考查了分析能力和计算能力,属于基础题.10.【2018年高考全国Ⅰ卷理数】从2位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,且至少有1位女生入选,则不同的选法共有__________种.(用数字填写答案)【答案】16C34 4种选法,从6名学生中任意选3人有C 3620种选法,【解析】根据题意,没有女生入选有故至少有1位女生入选,则不同的选法共有20416种,故答案为:16.【名师点睛】该题是一道关于组合计数的题目,并且在涉及到至多、至少问题时多采用间接法,即利用总的减去没有女生的选法种数,该题还可以用直接法,分别求出有1名女生和有2名女生分别有多少种选法,之后用加法运算求解.。
2012年高考真题理科数学解析汇编:计数原理一、选择题1 .(2012年高考(天津理))在251(2)x x-的二项展开式中,x 的系数为 ( ) A .10 B .10- C .40 D .40-2 .(2012年高考(新课标理))将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有 ( ) A .12种 B .10种 C .9种 D .8种3 .(2012年高考(浙江理))若从1,2,2,,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有 ( ) A .60种 B .63种 C .65种 D .66种4 .(2012年高考(重庆理))8的展开式中常数项为( )A .1635B .835 C .435 D .1055 .(2012年高考(四川理))方程22ay b x c =+中的,,{3,2,0,1,2,3}a b c ∈--,且,,a b c 互不相同,在所有这些方程所表示的曲线中,不同的抛物线共有( )A .60条B .62条C .71条D .80条6 .(2012年高考(四川理))7(1)x +的展开式中2x 的系数是( )A .42B .35C .28D .217 .(2012年高考(陕西理))两人进行乒乓球比赛,先赢三局着获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有 ( ) A .10种 B .15种 C .20种 D .30种8 .(2012年高考(山东理))现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张.不同取法的种数为 ( ) A .232 B .252 C .472 D .4849 .(2012年高考(辽宁理))一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为 ( )A .3×3!B .3×(3!)3C .(3!)4D .9!10.(2012年高考(湖北理))设a ∈Z ,且013a ≤<,若201251a +能被13整除,则a =( ) A .0 B .1 C .11 D .1211.(2012年高考(大纲理))将字母,,,,,a a b b c c 排成三行两列,要求每行的字母互不相同,每列的字母也互不相同,则不同的排列方法共有 ( ) A .12种 B .18种 C . 24种 D .36种12.(2012年高考(北京理))从0,2 中选一个数字,从1,3,5中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为 ( ) A .24 B .18 C .12 D .613.(2012年高考(安徽理))6位同学在毕业聚会活动中进行纪念品的交换,任意两位同学之间最多交换一次,进行交换的两位同学互赠一份纪念品,已知6位同学之间共进行了13次交换,则收到4份纪念品的同学人数为 ( ) A .1或3 B .1或4 C .2或3 D .2或414.(2012年高考(安徽理))2521(2)(1)x x+-的展开式的常数项是 ( )A .3-B .2-C .2D .3二、填空题15.(2012年高考(浙江理))若将函数()5f x x =表示为()()()()250125111f x a a x a x a x =+++++++其中0a ,1a ,2a ,,5a 为实数,则3a =______________.16.(2012年高考(重庆理))某艺校在一天的6节课中随机安排语文、数学、外语三门文化课和其他三门艺术课个1节,则在课表上的相邻两节文化课之间最多间隔1节艺术课的概率为_______(用数字作答).17.(2012年高考(上海理))在6)2(xx -的二项展开式中,常数项等于 _________ . 18.(2012年高考(上海春))若52345012345(21),x a a x a x a x a x a x -=+++++则012345a a a a a a +++++=___.19.(2012年高考(陕西理))5()a x +展开式中2x 的系数为10, 则实数a 的值为__________.20.(2012年高考(湖南理))()6的二项展开式中的常数项为_____.(用数字作答)21.(2012年高考(广东理))(二项式定理)621x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中3x 的系数为_________.(用数字作答)22.(2012年高考(福建理))4()a x +的展开式中3x 的系数等于8,则实数a =_________. 23.(2012年高考(大纲理))若1()nx x+的展开式中第3项与第7项的二项式系数相等,则该展开式中21x的系数为___________.2012年高考真题理科数学解析汇编:计数原理参考答案一、选择题 1. 【答案】D【命题意图】本试题主要考查了二项式定理中的通项公式的运用,并借助于通项公式分析项的系数.【解析】∵25-1+15=(2)()r r r r T C x x -⋅-=5-10-352(1)r r r rC x -,∴103=1r -,即=3r ,∴x 的系数为40-.2. 【解析】选A 甲地由1名教师和2名学生:122412C C =种3. 【答案】D【解析】1,2,2,,9这9个整数中有5个奇数,4个偶数.要想同时取4个不同的数其和为偶数,则取法有:4个都是偶数:1种;2个偶数,2个奇数:225460C C =种;4个都是奇数:455C =种.∴不同的取法共有66种.4. 【答案】B【解析】841881()2r rr r r r r T C C x --+==,令404r r -=⇒=,故展开式中的常数项为4458135()28T C ==. 【考点定位】本题考查利用二项展开式的通项公式求展开公的常数项. 5. [答案]B[解析]方程22ay b x c =+变形得222bc y b a x -=,若表示抛物线,则0,0≠≠b a 所以,分b=-3,-2,1,2,3五种情况:(1)若b=-3,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==-==-===-=2,1,0,233,1,0,2,23,2,0,2c ,13,2,1,0,2或或或,或或或或或或或或或c a c a a c a ; (2)若b=3,⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==-==-===-=2,1,0,233,1,0,2,23,2,0,2c ,13,2,1,0,2或或或,或或或或或或或或或c a c a a c a 以上两种情况下有9条重复,故共有16+7=23条;同理当b=-2,或2时,共有23条; 当b=1时,共有16条. 综上,共有23+23+16=62种[点评]此题难度很大,若采用排列组合公式计算,很容易忽视重复的18条抛物线. 列举法是解决排列、组合、概率等非常有效的办法.要能熟练运用. 6. [答案]D[解析]二项式7)1(x +展开式的通项公式为1+k T =k k x C 7,令k=2,则2273x C T 、=21C x 272=∴的系数为[点评]:高考二项展开式问题题型难度不大,要得到这部分分值,首先需要熟练掌握二项展开式的通项公式,其次需要强化考生的计算能力.7. 解析:先分类:3:0,3:1,3:2共计3类,当比分为3:0时,共有2种情形;当比分为3:1时,共有12428C A =种情形;当比分为3:2时,共有225220C A =种情形;总共有282030++=种,选D.8. 【解析】若没有红色卡,则需从黄、蓝、绿三色卡片中选3张,若都不同色则有64141414=⨯⨯C C C 种,若2色相同,则有14414241223=C C C C ;若红色卡片有1张,则剩余2张若不同色,有19214142314=⨯⨯⨯C C C C 种,如同色则有72242314=C C C ,所以共有4727219214464=+++,故选C.9. 【答案】C【解析】此排列可分两步进行,先把三个家庭分别排列,每个家庭有3!种排法,三个家庭共有33!3!3!(3!)⨯⨯=种排法;再把三个家庭进行全排列有3!种排法.因此不同的坐法种数为4(3!),答案为C【点评】本题主要考查分步计数原理,以及分析问题、解决问题的能力,属于中档题. 10.考点分析:本题考察二项展开式的系数.解析:由于51=52-1,152...5252)152(1201120122011120122012020122012+-+-=-C C C ,又由于13|52,所以只需13|1+a,0≤a<13,所以a=12选D. 11.答案A【命题意图】本试题考查了排列组合的用用.【解析】利用分步计数原理,先填写最左上角的数,有3种,再填写右上角的数为2种,在填写第二行第一列的数有2种,一共有32212⨯⨯=. 12. 【答案】B【解析】由于题目要求是奇数,那么对于此三位数可以分成两种情况:奇偶奇,偶奇奇.如果是第一种奇偶奇的情况,可以从个位开始分析3种选择,之后二位,有2种选择,最后百位2种选择,共12种;如果是第二种情况偶奇奇,分析同理,个位有3种选择,十位有2种选择,百位有一种选择,共6种,因此总共12618+=种,选B. 【考点定位】 本题是排列组合问题,属于传统的奇偶数排列的问题,解法不唯一,需先进行良好的分类之后再分步计算,该问题即可迎刃而解.13. 【解析】选D261315132C -=-=①设仅有甲与乙,丙没交换纪念品,则收到4份纪念品的同学人数为2人②设仅有甲与乙,丙与丁没交换纪念品,则收到4份纪念品的同学人数为4人 14. 【解析】选D第一个因式取2x ,第二个因式取21x得:1451(1)5C ⨯-= 第一个因式取2,第二个因式取5(1)-得:52(1)2⨯-=- 展开式的常数项是5(2)3+-=二、填空题 15. 【答案】10【解析】法一:由等式两边对应项系数相等.即:545543315544310100a C a a a C a C a a =⎧⎪+=⇒=⎨⎪++=⎩. 法二:对等式:()()()()2550125111f x x a a x a x a x ==+++++++ 两边连续对x 求导三次得:2234560624(1)60(1)x a a x a x =++++,再运用赋值法,令1x =-得:3606a =,即310a =.16. 【答案】53 【解析】语文、数学、英语三门文化课间隔一节艺术课,排列有种排法,语文、数学、英语三门文化课相邻有3344A A 种排法,语文、数学、英语三门文化课两门相邻有3312122223A C C A C 种排法.故所有的排法种数有在课表上的相邻两节文化课之间最多间隔1节艺术课的概率为3322113343222366235A A C A C C A p A +==. 【考点定位】本题在计数时根据具体情况运用了插空法,做题时要注意体会这些方法的原理及其实际意义.17. [解析] 展开式通项rr r r r r r r r r xC x x C T 2666612)1(2)1(---+-=-=,令6-2r =0,得r =3, 故常数项为1602336-=⨯-C .18. 119.解析:5()a x +展开式中第k 项为555kk k kT C a x -=,令2k =,2x 的系数为23510C a =,解得1a =.20. 【答案】-160【解析】(-)6的展开式项公式是663166C (C 2(1)rr r r rr r r T x ---+==-.由题意知30,3r r -==,所以二项展开式中的常数项为33346C 2(1)160T =-=-.【点评】本题主要考察二项式定理,写出二项展开式的通项公式是解决这类问题的常规办法.21.解析:20.621x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式通项为()621231661kk k k kk T C x C x x --+⎛⎫== ⎪⎝⎭,令1233k -=,解得3k =,所以621x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中3x 的系数为3620C =.22. 【答案】2【解析】r 414,3r r T C a x r -+==∵∴时,34348,=2C a a -=∴【考点定位】该题主要考查二项式定理、二项式定理的项与系数的关系,考查计算求解能力. 23.答案56【命题意图】本试题主要考查了二项式定理中通项公式的运用.利用二项式系数相等,确定了n 的值,然后进一步借助于通项公式,分析项的系数.【解析】根据已知条件可知26268n n C C n =⇔=+=,所以81()x x+的展开式的通项为818r r r T C x -+=,令8225r r -=-⇔=所以所求系数为5856C =.。
十四、计数原理
1.(重庆理4)
(13)(6)n x n N n +∈其中且≥的展开式中56x x 与的系数相等,则n= A .6
B .7
C .8
D .9 【★答案★】B 2.(天津理5)
在
62⎛⎫- ⎝的二项展开式中,2x 的系数为 A .154- B .154 C .38- D .38
【★答案★】C
3.(四川理12)在集合{}1,2,3,4,5中任取一个偶数a 和一个奇数b 构成以原点为起点的向量
(,)a b α=.从所有得到的以原点为起点的向量中任取两个向量为邻边作平行四边形.记
所有作成的平行四边形的个数为n ,其中面积不超过4的平行四边形的个数为m ,则m n =
A .415
B .13
C .25
D .2
3
【★答案★】D
基本事件:26(2,1),(2,3),(2,5),(4,1),(4,5),(4,3),3515n C ==⨯=由其中面积为1的平行四边形的个数(2,3)(4,5);(2,1)(4,3);(2,1)(4,1)其中面积为2的平行四边形的个数为
(2,3)(2,5);(2,1)(2,3)其中面积为3的平行四边形的个数(2,3)(4,3);(2,1)(4,5)其中面积
为4的平行四边形的个数(2,1)(2,5);(4,1)(4,3);(4,3)(4,5)其中面积为5的平行四边形的
个数(2,3),(4,1);(2,5)(4,5);其中面积为7的平行四边形的个数(2,5),(4,3)
其中面积为8的平行四边形的个数(4,1)(4,5)其中面积为9的平行四边形的个数(2,5),(4,1) 4.(陕西理4)6(42)x x --(x ∈R )展开式中的常数项是
A .-20
B .-15
C .15
D .20
【★答案★】C 5.(全国新课标理8)
5
1()(2)a x x x x +-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 )20 (D )40
【★答案★】D
6.(全国大纲理7)某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位
朋友每位朋友1本,则不同的赠送方法共有
A .4种
B .10种
C .18种
D .20种
【★答案★】B
7.(福建理6)(1+2x )3的展开式中,x 2的系数等于
A .80
B .40
C .20
D .10
【★答案★】B
8.(安徽理8)设集合
{}1,2,3,4,5,6,A =}8,7,6,5,4{=B 则满足S A ⊆且S B φ≠I 的集合S 为
(A )57
(B )56 (C )49 (D )8
【★答案★】B
9.(安徽理12)设
21
21
2
2
1
21
)1
(x
a
x
a
x
a
a
x+
+
+
+
=
-Λ,则a a
1011
+=.
【★答案★】0
10.(北京理12)用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样的四位数共有
__________个。
(用数字作答)
【★答案★】14
11.(浙江理13)设二项式(x-x)6(a>0)的展开式中X的系数为A,常数项为B,
若B=4A,则a的值是。
【★答案★】2
12.(山东理14)若
6
()
a
x-
展开式的常数项为60,则常数a的值为.
【★答案★】4
13.(广东理10)
7
2
x x
x
⎛⎫
-
⎪
⎝⎭的展开式中,4x的系数是(用数字作答)
【★答案★】84
14.(湖北理11)
18
3
x
x
⎛
-
⎪
⎝⎭的展开式中含15x的项的系数为(结果用数值表示)
【★答案★】17
15.(湖北理15)给n个自上而下相连的正方形着黑色或白色。
当4
n≤时,在所有不同的着色方案中,黑色正方形互不相邻的着色方案如下图所示:
由此推断,当6
n=时,黑色正方形互不相邻的着色方案共有种,至少有两个黑色正方形相邻的着色方案共有种,(结果用数值表示)
【★答案★】21 ;43
16(全国大纲理13)(x20的二项展开式中,x的系数与x9的系数之差为: .【★答案★】0。