2018版高考数学(江苏专用理科)专题复习专题10 计数原理、概率与统计 第67练
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第十章计数原理 10.2 排列与组合教师用书理苏教版1.排列与组合的概念2.排列数与组合数(1)排列数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用A m n表示.(2)组合数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用C m n表示.3.排列数、组合数的公式及性质(1)A m n=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=n!n-m!(2)C m n=A m nA m m=n n-n-n-m+m!=n!m!n-m!【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.( × ) (2)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序.( × ) (3)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.( √ ) (4)(n +1)!-n !=n ·n !.( √ ) (5)A m n =n A m -1n -1.( √ ) (6)k C k n =n C k -1n -1.( √ )1.(2016·四川改编)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________. 答案 72解析 由题意可知,五位数要为奇数,则个位数只能是1,3,5;分为两步:先从1,3,5三个数中选一个作为个位数有C 13种情况,再将剩下的4个数字排列得到A 44种情况,则满足条件的五位数有C 13·A 44=72(个).2.6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________. 答案 24解析 “插空法”,先排3个空位,形成4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A 34=4×3×2=24.3.(2016·苏州模拟)安排6名歌手的演出顺序时,要求歌手乙、丙都排在歌手甲的前面或者后面,则排法的种数为________. 答案 480解析 先全排列有A 66,甲、乙、丙的顺序有A 33,乙、丙都排在歌手甲的前面或者后面的顺序有甲乙丙,甲丙乙,乙丙甲,丙乙甲,共4种顺序,所以不同排法的种数为4×A 66A 33=480.4.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. 答案 14解析 分两类:①有1名女生:C 12C 34=8.②有2名女生:C22C24=6.∴不同的选派方案有8+6=14(种).5.(教材改编)用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位数,其中偶数的个数为________.答案48解析末位数字排法有A12种,其他位置排法有A34种,共有A12A34=48(种).题型一排列问题例1 (1)3名男生,4名女生,选其中5人排成一排,则有________种不同的排法.(2)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________种.答案(1)2 520 (2)216解析(1)问题即为从7个元素中选出5个全排列,有A57=2 520(种)排法.(2)当最左端排甲时,不同的排法共有A55种;当最左端排乙时,甲只能排在中间四个位置之一,则不同的排法共有C14A44种.故不同的排法共有A55+C14A44=120+96=216(种).引申探究1.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“排成前后两排,前排3人,后排4人”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解前排3人,后排4人,相当于排成一排,共有A77=5 040(种)排法.2.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“全体站成一排,男、女各站在一起”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解相邻问题(捆绑法):男生必须站在一起,是男生的全排列,有A33种排法;女生必须站在一起,是女生的全排列,有A44种排法;全体男生、女生各视为一个元素,有A22种排法.根据分步计数原理,共有A33·A44·A22=288(种)排法.3.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“全体站成一排,男生不能站在一起”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解不相邻问题(插空法):先安排女生共有A44种排法,男生在4个女生隔成的5个空中安排共有A35种排法,故共有A44·A35=1 440(种)排法.4.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“全体站成一排,甲不站排头也不站排尾”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解先安排甲,从除去排头和排尾的5个位置中安排甲,有A15=5(种)排法;再安排其他人,有A66=720(种)排法.所以共有A15·A66=3 600(种)排法.思维升华排列应用问题的分类与解法(1)对于有限制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分析法,在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则,即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间接法.(2)对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采用倍缩法是解决有限制条件的排列问题的常用方法.由0,1,2,3,4,5这六个数字组成的无重复数字的自然数.求:(1)有多少个含2,3,但它们不相邻的五位数?(2)有多少个含数字1,2,3,且必须按由大到小顺序排列的六位数?解(1)先不考虑0是否在首位,0,1,4,5先排三个位置,则有A34个,2,3去排四个空档,有A24个,即有A34A24个;而0在首位时,有A23A23个,即有A34A24-A23A23=252(个)含有2,3,但它们不相邻的五位数.(2)在六个位置先排0,4,5,先不考虑0是否在首位,则有A36个,去掉0在首位,即有A36-A25个,0,4,5三个元素排在六个位置上留下了三个空位,1,2,3必须由大到小进入相应位置,并不能自由排列,所以有A36-A25=100(个)六位数.题型二组合问题例2 (1)若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法的种数是________.(2)要从12人中选出5人去参加一项活动,A,B,C三人必须入选,则有________种不同选法.答案(1)66 (2)36解析(1)因为1,2,3,…,9中共有4个不同的偶数和5个不同的奇数,要使和为偶数,则4个数全为奇数或全为偶数或2个奇数和2个偶数,故有C45+C44+C25C24=66(种)不同的取法.(2)只需从A,B,C之外的9人中选择2人,即有C29=36(种)不同的选法.引申探究1.本例(2)中,若将条件“A,B,C三人必须入选”改为“A,B,C三人都不能入选”,其他条件不变,则不同的选法有多少种?解由A,B,C三人都不能入选只需从余下9人中选择5人,即有C59=C49=126(种)不同的选法.2.本例(2)中,若将条件“A,B,C三人必须入选”改为“A,B,C三人只有一人入选”,其他条件不变,则不同的选法有多少种?解可分两步,先从A,B,C三人中选出1人,有C13种选法,再从余下的9人中选4人,有C49种选法,所以共有C13×C49=378(种)不同的选法.3.本例(2)中,若将条件“A,B,C三人必须入选”改为“A,B,C三人至少一人入选”,其他条件不变,则不同的选法有多少种?解可考虑间接法,从12人中选5人共有C512种,再减去A,B,C三人都不入选的情况C59种,共有C512-C59=666(种)不同的选法.思维升华组合问题常有以下两类题型变化(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“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“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.某市工商局对35种商品进行抽样检查,已知其中有15种假货.现从35种商品中选取3种.(1)其中某一种假货必须在内,不同的取法有多少种?(2)其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种?(3)恰有2种假货在内,不同的取法有多少种?(4)至少有2种假货在内,不同的取法有多少种?(5)至多有2种假货在内,不同的取法有多少种?解(1)从余下的34种商品中,选取2种有C234=561(种),∴某一种假货必须在内的不同取法有561种.(2)从34种可选商品中,选取3种,有C334种或者C335-C234=C334=5 984(种).∴某一种假货不能在内的不同取法有5 984种.(3)从20种真货中选取1件,从15种假货中选取2件有C120C215=2 100(种).∴恰有2种假货在内的不同的取法有2 100种.(4)选取2件假货有C120C215种,选取3件假货有C315种,共有选取方式C120C215+C315=2 100+455=2 555(种).∴至少有2种假货在内的不同的取法有2 555种.(5)选取3件的总数为C335,因此共有选取方式C335-C315=6 545-455=6 090(种).∴至多有2种假货在内的不同的取法有6 090种.题型三排列与组合问题的综合应用命题点1 相邻问题例3 (2017·扬州月考)把5件不同的产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法种数为________.答案36解析将A、B捆绑在一起,有A22种摆法,再将它们与其他3件产品全排列,有A44种摆法,故共有A22A44=48(种)摆法,而A、B、C 3件在一起,且A、B相邻,A、C相邻有CAB、BAC 两种情况,将这3件与剩下2件全排列,有2×A33=12(种)摆法,故A、B相邻,A、C不相邻的摆法有48-12=36(种). 命题点2 相间问题例4 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________. 答案 120解析 先安排小品节目和相声节目,然后让歌舞节目去插空.安排小品节目和相声节目的顺序有三种:“小品1,小品2,相声”,“小品1,相声,小品2”和“相声,小品1,小品2”.对于第一种情况,形式为“□小品1歌舞1小品2□相声□”,有A 22C 13A 23=36(种)安排方法;同理,第三种情况也有36种安排方法,对于第二种情况,三个节目形成4个空,其形式为“□小品1□相声□小品2□”,有A 22A 34=48(种)安排方法.由分类计数原理知共有36+36+48=120(种)安排方法. 命题点3 特殊元素(位置)问题例5 (2016·常州检测)从1,2,3,4,5这五个数字中任取3个组成无重复数字的三位数,当三个数字中有2和3时,2需排在3的前面(不一定相邻),这样的三位数有________个. 答案 51解析 分三类:第一类,没有2,3,由其他三个数字组成三位数,有A 33=6(个);第二类,只有2或3其中的一个,需从1,4,5中选两个数字组成三位数,有2C 23A 33=36(个); 第三类,2,3均有,再从1,4,5中选一个,因为2需排在3的前面,所以可组成12C 13A 33=9(个).由分类计数原理,知这样的三位数共有51个. 思维升华 排列与组合综合问题的常见类型及解题策略(1)相邻问题捆绑法.在特定条件下,将几个相关元素视为一个元素来考虑,待整个问题排好之后,再考虑它们“内部”的排列.(2)相间问题插空法.先把一般元素排好,然后把特定元素插在它们之间或两端的空当中,它与捆绑法有同等作用.(3)特殊元素(位置)优先安排法.优先考虑问题中的特殊元素或位置,然后再排列其他一般元素或位置.(4)多元问题分类法.将符合条件的排列分为几类,而每一类的排列数较易求出,然后根据分类计数原理求出排列总数.(1)有5名优秀毕业生到母校的3个班去做学习经验交流,则每个班至少去一名的不同分派方法种数为________.(2)将甲、乙、丙、丁、戊五位同学分别保送到北大、上海交大和浙大3所大学,若每所大学至少保送1人,甲不能被保送到北大,则不同的保送方案共有________种. 答案 (1)150 (2)100解析 (1)分两类:一类,3个班分派的毕业生人数分别为2,2,1,则有C 25C 23A 22·A 33=90(种)分派方法;另一类,3个班分派的毕业生人数分别为1,1,3,则有C 35·A 33=60(种)分派方法,所以不同分派方法种数为90+60=150.(2)先将五人分成三组,因为要求每组至少一人,所以可选择的只有2,2,1或者3,1,1,所以共有C 25C 23C 112+C 35C 12C 112=25(种)分组方法.因为甲不能被保送到北大,所以有甲的那组只有上海交大和浙大两个选择,剩下的两组无限制,一共有4种方法,所以不同的保送方案共有25×4=100(种).12.排列、组合问题典例 有20个零件,其中16个一等品,4个二等品,若从20个零件中任意取3个,那么至少有1个一等品的不同取法有________种. 错解展示解析 先从一等品中取1个,有C 116种取法;再从余下的19个零件中任取2个,有C 219种不同取法,共有C 116×C 219=2 736(种)不同取法. 答案 2 736 现场纠错解析 方法一 将“至少有1个是一等品的不同取法”分三类:“恰有1个一等品”,“恰有2个一等品”,“恰有3个一等品”,由分类计数原理,知有C 116C 24+C 216C 14+C 316=1 136(种).方法二考虑其对立事件“3个都是二等品”,用间接法:C320-C34=1 136(种).答案 1 136纠错心得(1)解排列、组合问题的基本原则:特殊优先,先分组再分解,先取后排;较复杂问题可采用间接法,转化为求它的对立事件.(2)解题时要细心、周全,做到不重不漏.1.两家夫妇各带一个小孩一起到动物园游玩,购票后排队依次入园,为安全起见,首尾一定要排两位爸爸,另外,两个小孩一定要排在一起,则这6人的入园顺序排法种数为________.答案24解析(捆绑法)爸爸排法有A22种,两个小孩排在一起故看成一体,有A22种排法,妈妈和孩子共有A33种排法,∴排法种数共有A22A22A33=24(种).2.(2016·镇江模拟)某同学忘记了自己的QQ号,但记得QQ号是由一个1,一个2,两个5和两个8组成的六位数,于是用这六个数随意排成一个六位数,输入电脑尝试,那么他找到自己的QQ号最多尝试次数为________.答案180解析根据题意,其QQ号共由6个数字组成,将这6个数字全排列,有A66种情况,而这6个数字中有两个5和两个8,则共可以组成A66A22A22=180(个)六位数,那么他找到自己的QQ号最多尝试180次.3.在航天员进行的一项太空实验中,要先后实施6个程序,其中程序A只能出现在第一或最后一步,程序B和C在实施时必须相邻,问实验顺序的编排方法共有______种.答案96解析程序A有A12=2(种)结果,将程序B和C看作一个元素与除A外的3个元素排列有A22A44=48(种),由分步计数原理,知实验编排共有2×48=96(种)方法.4.将A ,B ,C ,D ,E 排成一列,要求A ,B ,C 在排列中顺序为“A ,B ,C ”或“C ,B ,A ”(可以不相邻),这样的排列数有________种. 答案 40解析 (消序法)五个元素没有限制全排列为A 55, 由于要求A ,B ,C 的次序一定(按A ,B ,C 或C ,B ,A ), 故除以这三个元素的全排列A 33, 可得A 55A 33×2=40(种).5.(2017·南京质检)某校高二年级共有6个班级,现从外地转入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安排2名,则不同的安排方案种数为__________. 答案 90解析 方法一 将4人平均分成两组有12C 24种方法,将此两组分配到6个班级中的2个班有A 26种.所以不同的安排方法有12C 24A 26=90(种).方法二 先从6个班级中选2个班级有C 26种不同方法,然后安排学生有C 24C 22种,故有C 26C 24C 22=12A 26C 24=90(种). 6.(2016·南京师大附中模拟)用1,2,3,4这四个数字组成无重复数字的四位数,其中恰有一个偶数夹在两个奇数之间的四位数的个数为________. 答案 8解析 首先排两个奇数1,3,有A 22种排法,再在2,4中取一个数放在1,3排列之间,有C 12种方法,然后把这3个数作为一个整体与剩下的另一个偶数全排列,有A 22种排法,即满足条件的四位数的个数为A 22C 12A 22=8.7.现有5名教师要带3个兴趣小组外出学习考察,要求每个兴趣小组的带队教师至多2人,但其中甲教师和乙教师均不能单独带队,则不同的带队方案有________种.(用数字作答) 答案 54解析第一类,把甲、乙看作一个复合元素,另外3人分成两组,再分配到3个小组中,有C23A33=18(种);第二类,先把另外的3人分配到3个小组,再把甲、乙分配到其中2个小组,有A33A23=36(种).根据分类计数原理可得,共有36+18=54(种).8.在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有________种.(用数字作答)答案60解析分两类:第一类:3张中奖奖券分给3个人,共A34种分法;第二类:3张中奖奖券分给2个人相当于把3张中奖奖券分两组再分给4人中的2人,共有C23A24种分法.总获奖情况共有A34+C23A24=60(种).9.把5件不同产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有________种.答案36解析先考虑产品A与B相邻,把A,B作为一个元素有A44种摆法,而A,B可交换位置,所以有2A44=48(种)摆法,又当A,B相邻且又满足A,C相邻,有2A33=12(种)摆法,故满足条件的摆法有48-12=36(种).10.若把英语单词“good”的字母顺序写错了,则可能出现的错误方法共有________种.答案11解析把g、o、o、d 4个字母排一列,可分两步进行,第一步:排g和d,共有A24种排法;第二步:排两个o,共一种排法,所以总的排法种数为A24=12.其中正确的有一种,所以错误的共有A24-1=12-1=11(种).11.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A55=120(种)排法;若C排在第2位,A和B有C 右边的4个位置可以选,共有A24·A33=72(种)排法;若C排在第3位,则A,B可排C的左侧或右侧,共有A22·A33+A23·A33=48(种)排法;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2×(120+72+48)=480(种)排法.12.2016年某通讯公司推出一组手机卡号码,卡号的前七位数字固定,后四位数从“0000”到“9999”共10 000个号码中选择.公司规定:凡卡号的后四位恰带有两个数字“6”或恰带有两个数字“8”的一律作为“金猴卡”,享受一定优惠政策.如后四位数为“2663”,“8685”为“金猴卡”,求这组号码中“金猴卡”的张数.解①当后四位数恰有2个6时,“金猴卡”共有C24×9×9=486(张);②当后四位数恰有2个8时,“金猴卡”也共有C24×9×9=486(张).但这两种情况都包含了后四位数是由2个6和2个8组成的这种情况,所以要减掉C24=6,即“金猴卡”共有486×2-6=966(张).13.有9名学生,其中2名会下象棋但不会下围棋,3名会下围棋但不会下象棋,4名既会下围棋又会下象棋.现在要从这9名学生中选出2名学生,一名参加象棋比赛,另一名参加围棋比赛,共有多少种不同的选派方法?解设2名会下象棋但不会下围棋的同学组成集合A,3名会下围棋但不会下象棋的同学组成集合B,4名既会下围棋又会下象棋的同学组成集合C,则选派2名参赛同学的方法可以分为以下4类:第一类:A中选1人参加象棋比赛,B中选1人参加围棋比赛,方法数为C12·C13=6(种);第二类:C中选1人参加象棋比赛,B中选1人参加围棋比赛,方法数为C14·C13=12(种);第三类:C中选1人参加围棋比赛,A中选1人参加象棋比赛,方法数为C14·C12=8(种);第四类:C中选2人分别参加两项比赛,方法数为A24=12(种).由分类计数原理,知不同的选派方法共有6+12+8+12=38(种).*14.设三位数n=,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abc的三位数n有多少个?解a,b,c要能构成三角形的边长,显然均不为0,即a,b,c∈{1,2,3,…,9}.①若构成等边三角形,设这样的三位数的个数为n1,由于三位数中三个数字都相同,所以n1=C19=9;②若构成等腰(非等边)三角形,设这样的三位数的个数为n2,由于三位数中只有2个不同数字,设为a,b,注意到三角形腰与底可以互换,所以可取的数组(a,b)共有2C29组,但当大数为底时,设a>b,必须满足b<a<2b,此时,不能构成三角形的数字是共20种情况.同时,每个数组(a,b)中的两个数字填上三个数位,有C23种情况,故n2=C23(2C29-20)=156.综上,n=n1+n2=165.。
摸出一个球,摸出白球的概率为0.23,则摸出黑球的概率为________.2.在5道题中有3道理科题和2道文科题.如果不放回地依次抽取2道题,在第1次抽到文科题的条件下,第2次抽到理科题的概率为________.3.(2016·淮安质检)打靶时甲每打10次可中靶8次,乙每打10次可中靶7次,若两人同时射击一个目标,则它们都中靶的概率是________.4.已知盒中装有3个红球、2个白球、5个黑球,它们大小形状完全相同,现需一个红球,甲每次从中任取一个不放回,在他第一次拿到白球的条件下,第二次拿到红球的概率为________.5.2017年国庆节放假,甲去北京旅游的概率为13,乙,丙去北京旅游的概率分别为14,15.假定三人的行动相互之间没有影响,那么这段时间内至少有1个去北京旅游的概率为________.6.(2017·合肥质检)周老师上数学课时,给班里同学出了两道选择题,她预估计做对第一道题的概率为0.8,做对两道题的概率为0.6,则预估计做对第二道题的概率为________.7.从应届毕业生中选拔飞行员,已知该批学生体型合格的概率为13,视力合格的概率为16,其他几项标准合格的概率为15,从中任选一名学生,则该学生三项均合格的概率为(假设三次标准互不影响)________.8.(2015·课标全国Ⅰ改编)投篮测试中,每人投3次,至少投中2次才能通过测试.已知某同学每次投篮投中的概率为0.6,且各次投篮是否投中相互独立,则该同学通过测试的概率为________.9.据统计,黄种人人群中各种血型的人所占的比例见下表:AB型血的人可以接受任何一种血型的血,其他不同血型的人不能互相输血.某人是B型血,若他因病痛要输血,在黄种人人群中找一个人,其血可以输给此人的概率为________.10.袋中有三个白球,两个黑球,现每次摸出一个球,不放回地摸取两次,则在第一次摸到黑球的条件下,第二次摸到白球的概率为________.11.甲、乙两队进行排球决赛,现在的情形是甲队只要再赢一局就获冠军,乙队需要再赢两局才能得冠军,若两队每局获胜的概率相同,则甲队获得冠军的概率为________.12.在一段时间内,甲去某地的概率是14,乙去此地的概率是15,假定两人的行动相互之间没有影响,那么在这段时间内至少有1人去此地的概率是________.13.事件A,B,C相互独立,如果P(AB)=16,P(B C)=18,P(AB C)=18,则P(B)=________,P(A B)=________.14.某种节能灯使用了800h,还能继续使用的概率是0.8,使用了1000h,还能继续使用的概率是0.5,则已经使用了800h的节能灯,还能继续使用到1000h的概率是________.答案精析1.0.32 2.34 3.1425 4.135.3 5解析用A,B,C分别表示甲,乙,丙三人去北京旅游这一事件,三人均不去的概率为P(A B C)=P(A)·P(B)·P(C)=23×34×45=25,故至少有一人去北京旅游的概率为1-25=35.6.0.75解析设事件A i(i=1,2)表示“做对第i道题”,A1,A2相互独立,由已知得P(A1)=0.8,P(A1A2)=0.6,P(A2|A1)=0.60.8=0.75.7.1 90解析设体型合格为事件A,视力合格为事件B,其他几项合格为事件C,依题意P(A)=13,P(B)=16,P(C)=15.∴所求概率为P(ABC)=P(A)·P(B)·P(C)=13×16×15=190.8.0.648解析该同学通过测试的概率P=C23×0.62×0.4+0.63=0.432+0.216=0.648.9.0.64解析对任一人,其血型为A,B,AB,O型血的事件分别记为A′,B′,C′,D′,它们是互斥的,由已知得P(A′)=0.28,P(B′)=0.29,P(C′)=0.08,P(D′)=0.35.∵B,O型血可以输给B型血的人,∴“可以输血给此人”为事件B′+D′,根据互斥事件的概率加法公式,有P(B′+D′)=P(B′)+P(D′)=0.29+0.35=0.64,∴在黄种人人群中找一个人,其血可以输给此人的概率为0.64.10.34解析 记事件A 为“第一次摸到黑球”,事件B 为“第二次摸到白球”,则事件AB 为“第一次摸到黑球、第二次摸到白球”,依题意知P (A )=25,P (AB )=25×34=310,∴在第一次摸到黑球的条件下,第二次摸到白球的概率为P (B |A )=P (AB )P (A )=34. 11.34解析 甲队若要获得冠军,有两种情况,可以直接胜一局,获得冠军,概率为12,也可以乙队先胜一局,甲队再胜一局,概率为12×12=14,故由互斥事件的概率公式,得甲队获得冠军的概率为14+12=34. 12.25解析 由题意知,两个人都不去此地的概率是⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-15=35,∴至少有一个人去此地的概率是1-35=25. 13.12 13解析 由⎩⎪⎨⎪⎧P (AB )=P (A )·P (B )=16,P (B C )=P (B )·P (C )=18,P (AB C )=P (A )·P (B )·P (C )=18,得P (A )=13,P (B )=12,∴P (A B )=P (A )·P (B )=23×12=13. 14.58解析 设“节能灯使用了800h 还能继续使用”为事件A ,“使用了1000h 还能继续使用”为事件B .由题意知P (A )=0.8,P (B )=0.5.∵B A ,∴A ∩B =B ,于是P (B |A )=P (A ∩B )P (A )=P (B )P (A )=0.50.8=58.。
第十章计数原理 10.2 排列与组合教师用书理苏教版1.排列与组合的概念2.排列数与组合数(1)排列数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用A m n表示.(2)组合数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用C m n表示.3.排列数、组合数的公式及性质(1)A m n=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=n!n-m!(2)C m n=A m nA m m=n n-n-n-m+m!=n!m!n-m!【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.( × )(2)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序.( × )(3)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.( √ )(4)(n +1)!-n !=n ·n !.( √ )(5)A m n =n A m -1n -1.( √ )(6)k C k n =n C k -1n -1.( √ )1.(2016·四川改编)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________.答案 72解析 由题意可知,五位数要为奇数,则个位数只能是1,3,5;分为两步:先从1,3,5三个数中选一个作为个位数有C 13种情况,再将剩下的4个数字排列得到A 44种情况,则满足条件的五位数有C 13·A 44=72(个).2.6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________.答案 24解析 “插空法”,先排3个空位,形成4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A 34=4×3×2=24.3.(2016·苏州模拟)安排6名歌手的演出顺序时,要求歌手乙、丙都排在歌手甲的前面或者后面,则排法的种数为________.答案 480解析 先全排列有A 66,甲、乙、丙的顺序有A 33,乙、丙都排在歌手甲的前面或者后面的顺序有甲乙丙,甲丙乙,乙丙甲,丙乙甲,共4种顺序,所以不同排法的种数为4×A 66A 33=480. 4.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.答案 14解析 分两类:①有1名女生:C 12C 34=8.②有2名女生:C22C24=6.∴不同的选派方案有8+6=14(种).5.(教材改编)用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位数,其中偶数的个数为________.答案48解析末位数字排法有A12种,其他位置排法有A34种,共有A12A34=48(种).题型一排列问题例1 (1)3名男生,4名女生,选其中5人排成一排,则有________种不同的排法.(2)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________种.答案(1)2 520 (2)216解析(1)问题即为从7个元素中选出5个全排列,有A57=2 520(种)排法.(2)当最左端排甲时,不同的排法共有A55种;当最左端排乙时,甲只能排在中间四个位置之一,则不同的排法共有C14A44种.故不同的排法共有A55+C14A44=120+96=216(种).引申探究1.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“排成前后两排,前排3人,后排4人”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解前排3人,后排4人,相当于排成一排,共有A77=5 040(种)排法.2.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“全体站成一排,男、女各站在一起”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解相邻问题(捆绑法):男生必须站在一起,是男生的全排列,有A33种排法;女生必须站在一起,是女生的全排列,有A44种排法;全体男生、女生各视为一个元素,有A22种排法.根据分步计数原理,共有A33·A44·A22=288(种)排法.3.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“全体站成一排,男生不能站在一起”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解不相邻问题(插空法):先安排女生共有A44种排法,男生在4个女生隔成的5个空中安排共有A35种排法,故共有A44·A35=1 440(种)排法.4.本例(1)中,若将条件“选其中5人排成一排”改为“全体站成一排,甲不站排头也不站排尾”,其他条件不变,则有多少种不同的排法?解先安排甲,从除去排头和排尾的5个位置中安排甲,有A15=5(种)排法;再安排其他人,有A66=720(种)排法.所以共有A15·A66=3 600(种)排法.思维升华排列应用问题的分类与解法(1)对于有限制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分析法,在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则,即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间接法.(2)对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采用倍缩法是解决有限制条件的排列问题的常用方法.由0,1,2,3,4,5这六个数字组成的无重复数字的自然数.求:(1)有多少个含2,3,但它们不相邻的五位数?(2)有多少个含数字1,2,3,且必须按由大到小顺序排列的六位数?解(1)先不考虑0是否在首位,0,1,4,5先排三个位置,则有A34个,2,3去排四个空档,有A24个,即有A34A24个;而0在首位时,有A23A23个,即有A34A24-A23A23=252(个)含有2,3,但它们不相邻的五位数.(2)在六个位置先排0,4,5,先不考虑0是否在首位,则有A36个,去掉0在首位,即有A36-A25个,0,4,5三个元素排在六个位置上留下了三个空位,1,2,3必须由大到小进入相应位置,并不能自由排列,所以有A36-A25=100(个)六位数.题型二组合问题例2 (1)若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法的种数是________.(2)要从12人中选出5人去参加一项活动,A,B,C三人必须入选,则有________种不同选法.答案(1)66 (2)36解析(1)因为1,2,3,…,9中共有4个不同的偶数和5个不同的奇数,要使和为偶数,则4个数全为奇数或全为偶数或2个奇数和2个偶数,故有C45+C44+C25C24=66(种)不同的取法.(2)只需从A,B,C之外的9人中选择2人,即有C29=36(种)不同的选法.引申探究1.本例(2)中,若将条件“A,B,C三人必须入选”改为“A,B,C三人都不能入选”,其他条件不变,则不同的选法有多少种?解由A,B,C三人都不能入选只需从余下9人中选择5人,即有C59=C49=126(种)不同的选法.2.本例(2)中,若将条件“A,B,C三人必须入选”改为“A,B,C三人只有一人入选”,其他条件不变,则不同的选法有多少种?解可分两步,先从A,B,C三人中选出1人,有C13种选法,再从余下的9人中选4人,有C49种选法,所以共有C13×C49=378(种)不同的选法.3.本例(2)中,若将条件“A,B,C三人必须入选”改为“A,B,C三人至少一人入选”,其他条件不变,则不同的选法有多少种?解可考虑间接法,从12人中选5人共有C512种,再减去A,B,C三人都不入选的情况C59种,共有C512-C59=666(种)不同的选法.思维升华组合问题常有以下两类题型变化(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“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“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,通常用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.某市工商局对35种商品进行抽样检查,已知其中有15种假货.现从35种商品中选取3种.(1)其中某一种假货必须在内,不同的取法有多少种?(2)其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种?(3)恰有2种假货在内,不同的取法有多少种?(4)至少有2种假货在内,不同的取法有多少种?(5)至多有2种假货在内,不同的取法有多少种?解(1)从余下的34种商品中,选取2种有C234=561(种),∴某一种假货必须在内的不同取法有561种.(2)从34种可选商品中,选取3种,有C334种或者C335-C234=C334=5 984(种).∴某一种假货不能在内的不同取法有5 984种.(3)从20种真货中选取1件,从15种假货中选取2件有C120C215=2 100(种).∴恰有2种假货在内的不同的取法有2 100种.(4)选取2件假货有C120C215种,选取3件假货有C315种,共有选取方式C120C215+C315=2 100+455=2 555(种).∴至少有2种假货在内的不同的取法有2 555种.(5)选取3件的总数为C335,因此共有选取方式C335-C315=6 545-455=6 090(种).∴至多有2种假货在内的不同的取法有6 090种.题型三排列与组合问题的综合应用命题点1 相邻问题例3 (2017·扬州月考)把5件不同的产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法种数为________.答案36解析将A、B捆绑在一起,有A22种摆法,再将它们与其他3件产品全排列,有A44种摆法,故共有A22A44=48(种)摆法,而A、B、C 3件在一起,且A、B相邻,A、C相邻有CAB、BAC 两种情况,将这3件与剩下2件全排列,有2×A33=12(种)摆法,故A、B相邻,A、C不相邻的摆法有48-12=36(种).命题点2 相间问题例4 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________.答案 120解析 先安排小品节目和相声节目,然后让歌舞节目去插空.安排小品节目和相声节目的顺序有三种:“小品1,小品2,相声”,“小品1,相声,小品2”和“相声,小品1,小品2”.对于第一种情况,形式为“□小品1歌舞1小品2□相声□”,有A 22C 13A 23=36(种)安排方法;同理,第三种情况也有36种安排方法,对于第二种情况,三个节目形成4个空,其形式为“□小品1□相声□小品2□”,有A 22A 34=48(种)安排方法.由分类计数原理知共有36+36+48=120(种)安排方法.命题点3 特殊元素(位置)问题例5 (2016·常州检测)从1,2,3,4,5这五个数字中任取3个组成无重复数字的三位数,当三个数字中有2和3时,2需排在3的前面(不一定相邻),这样的三位数有________个. 答案 51解析 分三类:第一类,没有2,3,由其他三个数字组成三位数,有A 33=6(个); 第二类,只有2或3其中的一个,需从1,4,5中选两个数字组成三位数,有2C 23A 33=36(个);第三类,2,3均有,再从1,4,5中选一个,因为2需排在3的前面,所以可组成12C 13A 33=9(个). 由分类计数原理,知这样的三位数共有51个.思维升华 排列与组合综合问题的常见类型及解题策略(1)相邻问题捆绑法.在特定条件下,将几个相关元素视为一个元素来考虑,待整个问题排好之后,再考虑它们“内部”的排列.(2)相间问题插空法.先把一般元素排好,然后把特定元素插在它们之间或两端的空当中,它与捆绑法有同等作用.(3)特殊元素(位置)优先安排法.优先考虑问题中的特殊元素或位置,然后再排列其他一般元素或位置.(4)多元问题分类法.将符合条件的排列分为几类,而每一类的排列数较易求出,然后根据分类计数原理求出排列总数.(1)有5名优秀毕业生到母校的3个班去做学习经验交流,则每个班至少去一名的不同分派方法种数为________.(2)将甲、乙、丙、丁、戊五位同学分别保送到北大、上海交大和浙大3所大学,若每所大学至少保送1人,甲不能被保送到北大,则不同的保送方案共有________种.答案 (1)150 (2)100解析 (1)分两类:一类,3个班分派的毕业生人数分别为2,2,1,则有C 25C 23A 22·A 33=90(种)分派方法;另一类,3个班分派的毕业生人数分别为1,1,3,则有C 35·A 33=60(种)分派方法,所以不同分派方法种数为90+60=150.(2)先将五人分成三组,因为要求每组至少一人,所以可选择的只有2,2,1或者3,1,1,所以共有C 25C 23C 112+C 35C 12C 112=25(种)分组方法.因为甲不能被保送到北大,所以有甲的那组只有上海交大和浙大两个选择,剩下的两组无限制,一共有4种方法,所以不同的保送方案共有25×4=100(种).12.排列、组合问题典例 有20个零件,其中16个一等品,4个二等品,若从20个零件中任意取3个,那么至少有1个一等品的不同取法有________种.错解展示解析 先从一等品中取1个,有C 116种取法;再从余下的19个零件中任取2个,有C 219种不同取法,共有C 116×C 219=2 736(种)不同取法.答案 2 736现场纠错解析 方法一 将“至少有1个是一等品的不同取法”分三类:“恰有1个一等品”,“恰有2个一等品”,“恰有3个一等品”,由分类计数原理,知有C 116C 24+C 216C 14+C 316=1 136(种).方法二考虑其对立事件“3个都是二等品”,用间接法:C320-C34=1 136(种).答案 1 136纠错心得(1)解排列、组合问题的基本原则:特殊优先,先分组再分解,先取后排;较复杂问题可采用间接法,转化为求它的对立事件.(2)解题时要细心、周全,做到不重不漏.1.两家夫妇各带一个小孩一起到动物园游玩,购票后排队依次入园,为安全起见,首尾一定要排两位爸爸,另外,两个小孩一定要排在一起,则这6人的入园顺序排法种数为________.答案24解析(捆绑法)爸爸排法有A22种,两个小孩排在一起故看成一体,有A22种排法,妈妈和孩子共有A33种排法,∴排法种数共有A22A22A33=24(种).2.(2016·镇江模拟)某同学忘记了自己的QQ号,但记得QQ号是由一个1,一个2,两个5和两个8组成的六位数,于是用这六个数随意排成一个六位数,输入电脑尝试,那么他找到自己的QQ号最多尝试次数为________.答案180解析根据题意,其QQ号共由6个数字组成,将这6个数字全排列,有A66种情况,而这6个数字中有两个5和两个8,则共可以组成A66A22A22=180(个)六位数,那么他找到自己的QQ号最多尝试180次.3.在航天员进行的一项太空实验中,要先后实施6个程序,其中程序A只能出现在第一或最后一步,程序B和C在实施时必须相邻,问实验顺序的编排方法共有______种.答案96解析程序A有A12=2(种)结果,将程序B和C看作一个元素与除A外的3个元素排列有A22A44=48(种),由分步计数原理,知实验编排共有2×48=96(种)方法.4.将A ,B ,C ,D ,E 排成一列,要求A ,B ,C 在排列中顺序为“A ,B ,C ”或“C ,B ,A ”(可以不相邻),这样的排列数有________种.答案 40解析 (消序法)五个元素没有限制全排列为A 55,由于要求A ,B ,C 的次序一定(按A ,B ,C 或C ,B ,A ),故除以这三个元素的全排列A 33,可得A 55A 33×2=40(种). 5.(2017·南京质检)某校高二年级共有6个班级,现从外地转入4名学生,要安排到该年级的两个班级且每班安排2名,则不同的安排方案种数为__________.答案 90解析 方法一 将4人平均分成两组有12C 24种方法,将此两组分配到6个班级中的2个班有A 26种.所以不同的安排方法有12C 24A 26=90(种). 方法二 先从6个班级中选2个班级有C 26种不同方法,然后安排学生有C 24C 22种,故有C 26C 24C 22=12A 26C 24=90(种). 6.(2016·南京师大附中模拟)用1,2,3,4这四个数字组成无重复数字的四位数,其中恰有一个偶数夹在两个奇数之间的四位数的个数为________.答案 8解析 首先排两个奇数1,3,有A 22种排法,再在2,4中取一个数放在1,3排列之间,有C 12种方法,然后把这3个数作为一个整体与剩下的另一个偶数全排列,有A 22种排法,即满足条件的四位数的个数为A 22C 12A 22=8.7.现有5名教师要带3个兴趣小组外出学习考察,要求每个兴趣小组的带队教师至多2人,但其中甲教师和乙教师均不能单独带队,则不同的带队方案有________种.(用数字作答) 答案 54解析第一类,把甲、乙看作一个复合元素,另外3人分成两组,再分配到3个小组中,有C23A33=18(种);第二类,先把另外的3人分配到3个小组,再把甲、乙分配到其中2个小组,有A33A23=36(种).根据分类计数原理可得,共有36+18=54(种).8.在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有________种.(用数字作答)答案60解析分两类:第一类:3张中奖奖券分给3个人,共A34种分法;第二类:3张中奖奖券分给2个人相当于把3张中奖奖券分两组再分给4人中的2人,共有C23A24种分法.总获奖情况共有A34+C23A24=60(种).9.把5件不同产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有________种.答案36解析先考虑产品A与B相邻,把A,B作为一个元素有A44种摆法,而A,B可交换位置,所以有2A44=48(种)摆法,又当A,B相邻且又满足A,C相邻,有2A33=12(种)摆法,故满足条件的摆法有48-12=36(种).10.若把英语单词“good”的字母顺序写错了,则可能出现的错误方法共有________种.答案11解析把g、o、o、d 4个字母排一列,可分两步进行,第一步:排g和d,共有A24种排法;第二步:排两个o,共一种排法,所以总的排法种数为A24=12.其中正确的有一种,所以错误的共有A24-1=12-1=11(种).11.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A55=120(种)排法;若C排在第2位,A和B有C 右边的4个位置可以选,共有A24·A33=72(种)排法;若C排在第3位,则A,B可排C的左侧或右侧,共有A22·A33+A23·A33=48(种)排法;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2×(120+72+48)=480(种)排法.12.2016年某通讯公司推出一组手机卡号码,卡号的前七位数字固定,后四位数从“0000”到“9999”共10 000个号码中选择.公司规定:凡卡号的后四位恰带有两个数字“6”或恰带有两个数字“8”的一律作为“金猴卡”,享受一定优惠政策.如后四位数为“2663”,“8685”为“金猴卡”,求这组号码中“金猴卡”的张数.解①当后四位数恰有2个6时,“金猴卡”共有C24×9×9=486(张);②当后四位数恰有2个8时,“金猴卡”也共有C24×9×9=486(张).但这两种情况都包含了后四位数是由2个6和2个8组成的这种情况,所以要减掉C24=6,即“金猴卡”共有486×2-6=966(张).13.有9名学生,其中2名会下象棋但不会下围棋,3名会下围棋但不会下象棋,4名既会下围棋又会下象棋.现在要从这9名学生中选出2名学生,一名参加象棋比赛,另一名参加围棋比赛,共有多少种不同的选派方法?解设2名会下象棋但不会下围棋的同学组成集合A,3名会下围棋但不会下象棋的同学组成集合B,4名既会下围棋又会下象棋的同学组成集合C,则选派2名参赛同学的方法可以分为以下4类:第一类:A中选1人参加象棋比赛,B中选1人参加围棋比赛,方法数为C12·C13=6(种);第二类:C中选1人参加象棋比赛,B中选1人参加围棋比赛,方法数为C14·C13=12(种);第三类:C中选1人参加围棋比赛,A中选1人参加象棋比赛,方法数为C14·C12=8(种);第四类:C中选2人分别参加两项比赛,方法数为A24=12(种).由分类计数原理,知不同的选派方法共有6+12+8+12=38(种).*14.设三位数n=,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abc这样的三位数n有多少个?解a,b,c要能构成三角形的边长,显然均不为0,即a,b,c∈{1,2,3,…,9}.①若构成等边三角形,设这样的三位数的个数为n1,由于三位数中三个数字都相同,所以n1=C19=9;②若构成等腰(非等边)三角形,设这样的三位数的个数为n2,由于三位数中只有2个不同数字,设为a,b,注意到三角形腰与底可以互换,所以可取的数组(a,b)共有2C29组,但当大数为底时,设a>b,必须满足b<a<2b,此时,不能构成三角形的数字是共20种情况.同时,每个数组(a,b)中的两个数字填上三个数位,有C23种情况,故n2=C23(2C29-20)=156.综上,n=n1+n2=165.。
1.(2016·天津)某小组共10人,利用假期参加义工活动.已知参加义工活动次数为1,2,3的人数分别为3,3,4.现从这10人中随机选出2人作为该组代表参加座谈会.(1)设A为事件“选出的2人参加义工活动次数之和为4”,求事件A发生的概率;(2)设X为选出的2人参加义工活动次数之差的绝对值,求随机变量X的概率分布和均值.2.(2016·全国甲卷)某险种的基本保费为a(单位:元),继续购买该险种的投保人称为续保人,续保人的本年度的保费与其上年度出险次数的关联如下:(1)(2)若一续保人本年度的保费高于基本保费,求其保费比基本保费高出60%的概率;(3)求续保人本年度的平均保费与基本保费的比值.3.(2016·河北衡水中学二模)根据某电子商务平台的调查统计显示,参与调查的1000位上网购物者的年龄情况如图所示.(1)已知30,40),40,50),50,60)三个年龄段的上网购物者人数成等差数列,求a,b 的值;(2)该电子商务平台将年龄在30,50)内的人群定义为高消费人群,其他年龄段的人群定义为潜在消费人群,为了鼓励潜在消费人群的消费,该平台决定发放代金券,高消费人群每人发放50元的代金券,潜在消费人群每人发放100元的代金券,现采用分层抽样的方式从参与调查的1000位上网购物者中抽取10人,并在这10人中随机抽取3人进行回访,求此3人获得代金券总和X (单位:元)的概率分布与均值.4.现有10道题,其中6道甲类题,4道乙类题,某同学从中任取3道题解答. (1)求该同学至少取得1道乙类题的概率;(2)已知所取的3道题中有2道甲类题,1道乙类题.设该同学答对每道甲类题的概率都是35,答对每道乙类题的概率都是45,且各题答对与否相互独立.用X 表示该同学答对题的个数,求X 的概率分布和均值.答案精析1.解 (1)由已知,有P (A )=C 13C 14+C 23C 210=13.所以事件A 发生的概率为13.(2)随机变量X 的所有可能取值为0,1,2.P (X =0)=C 23+C 23+C 24C 210=415, P (X =1)=C 13C 13+C 13C 14C 210=715, P (X =2)=C 13C 14C 210=415.所以随机变量X 的概率分布为故随机变量X 的均值E (X )=0×415 +1×715+2×415=1.2.解 (1)设A 表示事件“一续保人本年度的保费高于基本保费”,则事件A 发生当且仅当一年内出险次数大于1,故P (A )=0.2+0.2+0.1+0.05=0.55.(2)设B 表示事件“一续保人本年度的保费比基本保费高出60%”,则事件B 发生当且仅当一年内出险次数大于3,故P (B )=0.1+0.05=0.15. 又P (AB )=P (B ),故P (B |A )=P (AB )P (A )=P (B )P (A )=0.150.55=311. 因此所求概率为311.(3)记续保人本年度的保费为X ,则X 的概率分布为E (X )=0.85a ×0.30+a ×0.15+1.25a ×0.20+1.5a ×0.20+1.75a ×0.10+2a ×0.05=1.23a .因此续保人本年度的平均保费与基本保费的比值为1.23. 3.解 (1)由题意可知,⎩⎨⎧2b =a +0.015,(0.010+0.015×2+b +a )×10=1,解得a =0.035,b =0.025.(2)利用分层抽样从样本中抽取10人,易知其中属于高消费人群的有6人,属于潜在消费人群的有4人.从该10人中抽取3人,此3人所获得代金券的总和为X (单位:元), 则X 的所有可能取值为150,200,250,300.P (X =150)=C 36C 310=16,P (X =200)=C 26C 14C 310=12,P (X =250)=C 16C 24C 310=310,P (X =300)=C 34C 310=130.所以X 的概率分布为E (X )=150×16+200×12+250×310+300×130=210.4.解 (1)设事件A 为“该同学所取的3道题至少有1道乙类题”,则有A =“该同学所取的3道题都是甲类题”. ∵P (A )=C 36C 310=16,∴P (A )=1-P (A )=56.(2)随机变量X 的所有可能取值为0,1,2,3. P (X =0)=C 02×(35)0×(25)2×15 =4125;P (X =1)=C 12×(35)1×(25)1×15+C 02×(35)0×(25)2×45=28125; P (X =2)=C 22×(35)2×(25)0×15+C 12×(35)1×(25)1×45=57125;P (X =3)=C 22×(35)2×(25)0×45 =36125.∴X 的概率分布为4125+1×28125+2×57125+3×36125=2.∴E(X)=0×。
专题10.3 概率【最新考纲解读】【考点深度剖析】概率均是以填空题的形式进行考查,题目多为中低档题,着重考查学生运算求解能力.概率一般与计数原理结合考查,也可单独设置题目. 【课前检测训练】 【判一判】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)事件发生频率与概率是相同的.( ) (2)随机事件和随机试验是一回事.( )(3)在大量重复试验中,概率是频率的稳定值.( ) (4)两个事件的和事件是指两个事件都得发生.( )(5)对立事件一定是互斥事件,互斥事件不一定是对立事件.( ) (6)两互斥事件的概率和为1.( )(7)“在适宜条件下,种下一粒种子观察它是否发芽”属于古典概型,其基本事件是“发芽与不发芽”.( ) (8)掷一枚硬币两次,出现“两个正面”“一正一反”“两个反面”,这三个结果是等可能事件.( ) (9)从市场上出售的标准为500±5 g 的袋装食盐中任取一袋,测其重量,属于古典概型.( ) (10)(教材改编)有3个兴趣小组,甲、乙两位同学各自参加其中一个小组,每位同学参加各个小组的可能性相同,则这两位同学参加同一个兴趣小组的概率为13.( )(11)从1,2,3,4,5中任取出两个不同的数,其和为5的概率是0.2.( )(12)在古典概型中,如果事件A 中基本事件构成集合A ,且集合A 中的元素个数为n ,所有的基本事件构成集合I ,且集合I 中元素个数为m ,则事件A 的概率为n m.( ) (13)在一个正方形区域内任取一点的概率是零.( )(14)几何概型中,每一个基本事件就是从某个特定的几何区域内随机地取一点,该区域中的每一点被取到的机会相等.( )(15)在几何概型定义中的区域可以是线段、平面图形、立体图形.( ) (16)随机模拟方法是以事件发生的频率估计概率.( ) (17)与面积有关的几何概型的概率与几何图形的形状有关.( ) (18)从区间[1,10]内任取一个数,取到1的概率是P =19.( )1. ×2. ×3. √4. ×5. √6. ×7. ×8. ×9. ×10. √11. √12. √13. √14. √15. √16. √17. ×18. × 【练一练】1.一个人打靶时连续射击两次,事件“至少有一次中靶”的互斥事件是( ) A .至多有一次中靶 B .两次都中靶 C .只有一次中靶 D .两次都不中靶 【答案】D2.从某班学生中任意找出一人,如果该同学的身高小于160 cm 的概率为0.2,该同学的身高在[160,175](单位:cm)内的概率为0.5,那么该同学的身高超过175 cm 的概率为( ) A .0.2 B .0.3 C .0.7 D .0.8 【答案】B【解析】因为必然事件发生的概率是1,所以该同学的身高超过175 cm 的概率为1-0.2-0.5=0.3,故选B.3.我国古代数学名著《数书九章》有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来米1 534石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为( ) A .134石 B .169石 C .338石 D .1 365石 【答案】B【解析】因为样品中米内夹谷的比为28254,所以这批米内夹谷为1 534×28254≈169(石).4.给出下列三个命题,其中正确的命题有________个.①有一大批产品,已知次品率为10%,从中任取100件,必有10件是次品;②做7次抛硬币的试验,结果3次出现正面,因此正面出现的概率是37;③随机事件发生的频率就是这个随机事件发生的概率.【答案】0【解析】①错,不一定是10件次品;②错,37是频率而非概率;③错,频率不等于概率,这是两个不同的概念.5.袋中装有9个白球,2个红球,从中任取3个球,则①恰有1个红球和全是白球;②至少有1个红球和全是白球;③至少有1个红球和至少有2个白球;④至少有1个白球和至少有1个红球.在上述事件中,是对立事件的为________. 【答案】②【解析】①是互斥不对立的事件,②是对立事件,③④不是互斥事件.6.从1,2,3,4中任取2个不同的数,则取出的2个数之差的绝对值为2的概率是( ) A.12 B.13 C.14 D.16 【答案】B7.从正方形四个顶点及其中心这5个点中,任取2个点,则这2个点的距离不小于该正方形边长的概率为( )A.15B.25C.35D.45 【答案】C【解析】取两个点的所有情况为10种,所有距离不小于正方形边长的情况有6种,概率为610=35.故选C.8.如果3个正整数可作为一个直角三角形三条边的边长,则称这3个数为一组勾股数,从1,2,3,4,5中任取3个不同的数,则这3个数构成一组勾股数的概率为( ) A.310 B.15 C.110 D.120【答案】C【解析】从1,2,3,4,5中任取3个不同的数共有如下10种不同的结果:(1,2,3),(1,2,4),(1,2,5),(1,3,4),(1,3,5),(1,4,5),(2,3,4),(2,3,5),(2,4,5),(3,4,5),其中勾股数只有(3,4,5),所以概率为110.故选C.9.同时掷两个骰子,向上点数不相同的概率为________.【答案】56【解析】掷两个骰子一次,向上的点数共6×6=36种可能的结果,其中点数相同的结果共有6个,所以点数不同的概率P =1-66×6=56.10.从1,2,3,4,5,6这6个数字中,任取2个数字相加,其和为偶数的概率是________. 【答案】2511.在线段[0,3]上任投一点,则此点坐标小于1的概率为( ) A.12 B.13 C.14 D .1 【答案】B【解析】坐标小于1的区间为[0,1],长度为1,[0,3]区间长度为3,故所求概率为13.12.在区间[0,2]上随机地取一个数x ,则事件“-1≤12log ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12≤1”发生的概率为( ) A.34 B.23 C.13 D.14 【答案】A【解析】∵由-1≤12log ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12≤1,得12≤x +12≤2,∴0≤x ≤32.∴由几何概型的概率计算公式得所求概率 P =32-02-0=34. 13.若将一个质点随机投入如图所示的长方形ABCD 中,其中AB =2,BC =1,则质点落在以AB 为直径的半圆内的概率是()A.π2 B.π4 C.π6 D.π8【答案】B14.如图,在边长为1的正方形中随机撒1 000粒豆子,有180粒落到阴影部分,据此估计阴影部分的面积为________.【答案】0.18【解析】由题意知,这是个几何概型问题,S 阴S 正=1801 000=0.18, ∵S 正=1,∴S 阴=0.18.15.如图,圆中有一内接等腰三角形.假设你在图中随机撒一把黄豆,则它落在阴影部分的概率为________.【答案】1π【解析】设圆的半径为R ,由题意知圆内接三角形为等腰直角三角形,其直角边长为2R ,则所求事件的概率为:P =S 阴S 圆=12×2R ×2R πR 2=1π. 【题根精选精析】 考点1:随机事件的概率【1-1】【2015苏州联考】4张卡上分别写有数字1,2,3,4,从这4张卡片中随机抽取2张,则取出的2张卡片上的数字之和为偶数的概率为 . 【答案】13【解析】因为从四张卡片中任取出两张共有6种情况,其中两种卡片上数字和为偶数的共有2种情况.所以两张数字为偶数的概率为13. 【1-2】【2015无锡模拟】抽查10件产品,设事件A :至少有两件次品,则A 的对立事件为 .【答案】至多一件次品【解析】事件A 不包含没有次品或只有一件次品,即都是正品或一件次品9件正品,所以事件A 的对立事件为至多一件次品.【1-3】【2015通州模拟】某射手一次射击中,击中10环、9环、8环的概率分别是0.24,0.28,0.19,则这位射手在一次射击中不够9环的概率是 . 【答案】0.48【基础知识】1.随机事件和确定事件:在一定的条件下所出现的某种结果叫做事件. (1)在条件S 下,一定会发生的事件叫做相对于条件S 的必然事件. (2)在条件S 下,一定不会发生的事件叫做相对于条件S 的不可能事件. (3)必然事件与不可能事件统称为确定事件.(4)在条件S 下可能发生也可能不发生的事件,叫做随机事件. (5)确定事件和随机事件统称为事件,一般用大写字母,,,A B C 表示. 2.频率与概率(1)在相同的条件S 下重复n 次试验,观察某一事件A 是否出现,称n 次试验中事件A 出现的次数A n 为事件A 出现的频数,称事件A 出现的比例()An n f A n=为事件A 出现的频率. (2)对于给定的随机事件A ,如果随着试验次数的增加,事件A 发生的频率()n f A 稳定在某个常数上,把这个常数记作()p A ,称为事件A 的概率,简称为A 的概率. 3.互斥事件与对立事件互斥事件的定义:在一次试验中,不可能同时发生的两个事件叫做互斥事件.即A B 为不可能事件(A B φ= ),则称事件A 与事件B 互斥,其含义是:事件A 与事件B 在任何一次试验中不会同时发生. 一般地,如果事件12,,,n A A A 中的任何两个都是互斥的,那么就说事件12,,,n A A A 彼此互斥. 对立事件:若不能同时发生,但必有一个发生的两个事件叫做互斥事件;即A B 为不可能事件,而A B 为必然事件,那么事件A 与事件B 互为对立事件,其含义是:事件A 与事件B 在任何一次试验中有且仅有一个发生.互斥事件和对立事件的区别和联系:对立事件是互斥事件,但是互斥事件不一定是对立事件.两个事件互斥是两个事件对立的必要非充分条件. 4.事件的关系与运算5.随机事件的概率事件A 的概率:在大量重复进行同一试验时,事件A 发生的频率nm总接近于某个常数,在它附近摆动,这时就把这个常数叫做事件A 的概率,记作()p A .由定义可知()01p A ≤≤,显然必然事件的概率是1,不可能事件的概率是0. 5.概率的几个基本性质(1)概率的取值范围:()01p A ≤≤. (2)必然事件的概率:()1p A =. (3)不可能事件的概率:()0p A =. (4)互斥事件的概率加法公式:①()()()p A B p A p B =+ (,A B 互斥),且有()()()1p A A p A p A +=+=. ②()()()()1212n n p A A A p A p A p A =+++ (12,,,n A A A 彼此互斥). (5)对立事件的概率:()()1P A P A =-. 【思想方法】1. 概率可看成频率在理论上的稳定值,它从数量上反映了随机事件发生的可能性的大小,它是频率的科学抽象,当试验次数越来越多时频率向概率靠近,只要次数足够多,所得频率就近似地当作随机事件的概率.2. 判断事件关系时要注意 (1)利用集合观点判断事件关系;(2)可以写出所有试验结果,看所求事件包含哪几个试验结果,从而判断所求事件的关系.3.对于互斥事件要抓住如下的特征进行理解: 第一,互斥事件研究的是两个事件之间的关系; 第二,所研究的两个事件是在一次试验中涉及的; 第三,两个事件互斥是从试验的结果不能同时出现来确定的4.对立事件是互斥事件的一种特殊情况,是指在一次试验中有且仅有一个发生的两个事件,事件A 的对立事件记作A ,从集合的角度来看,事件A 所含结果的集合正是全集U 中由事件A 所含结果组成集合的补集,即A A U = ,A A φ= ,对立事件一定是互斥事件,但互斥事件不一定是对立事件.事件,A B 的和记作A B +,表示事件,A B 至少有一个发生.当,A B 为互斥事件时,事件A B +是由“A 发生而B 不发生”以及“B 发生而A 不发生”构成的.当计算事件A 的概率()p A 比较困难时,有时计算它的对立事件A 的概率则要容易些,为此有()()1P A P A =-.这不仅体现逆向思维,同时对培养思维的灵活性是非常有益的.求某些稍复杂的事件的概率时,通常有两种方法:一是将所求事件的概率化成一些彼此互斥的事件的概率的和;二是先去求此事件的对立事件的概率.对于n 个互斥事件12,,,n A A A ,其加法公式为()()()()1212n n p A A A p A p A p A =+++ . 分类讨论思想是解决互斥事件有一个发生的概率的一个重要的指导思想.5.对互斥事件要把握住不能同时发生,而对于对立事件除不能同时发生外,其并事件应为必然事件,这些也可类比集合进行理解,具体应用时,可把所有试验结果写出来,看所求事件包含哪几个试验结果,从而断定所给事件的关系.6.实际生活中的概率问题,在阅读理解的基础上,利用互斥事件分类,有时还借助对立事件寻求间接求解问题的捷径,这类问题重在考查学生思维的灵活性和解决实际问题的能力.7.求解随机事件的概率关键是准确计算基本事件数,计算的方法有: (1)列举法; (2)列表法; (3)利用树状图列举.求复杂的互斥事件的概率一般有两种方法:一是直接求解法,将所求事件的概率分解为一些彼此互斥的事件的概率的和,运用互斥事件的求和公式计算.二是间接求法,先求此事件的对立事件的概率,再用公式()()1P A P A =-,即运用逆向思维(正难则反),特别是“至多”,“至少”型题目,用间接求法就显得较简便.【温馨提示】在概率的计算中,一般是根据随机事件的含义,把随机事件分成几个互斥事件的和,每个小的事件再分为几个相互独立事件的乘积,然后根据相应的概率公式进行计算. 考点2:古典概型【2-1】【2015常州联考】有编号分别为1,2,3,4,5的5个红球和5个黑球,从中随机取出4个,则取出球的编号互不相同的概率为______.【答案】821【解析】从编号分别为1,2,3,4,5的5个红球和5个黑球,从中随机取出4个,有410210C =种不同的结果,由于是随机取出的,所以每个结果出现的可能性是相等的;设事件A 为“取出球的编号互不相同”,则事件A 包含了111115222280C C C C C ⋅⋅⋅⋅=个基本事件,所以()80821021P A == 【2-2】【2015六合模拟】从2名男生和2名女生中,任意选择两人在星期六、星期日参加某公益活动,每天一人,则星期六安排一名男生、星期日安排一名女生的概率为______. 【答案】13【2-3】【2015南京模拟】从{1,2,3,4,5}中随机选取一个数a ,从{1,2,3}中随机选取一个数b ,则关于x 的方程2220x ax b ++=有两个虚根的概率是______. 【答案】15【解析】这实质是一个古典概型问题,首先题中选取数,a b 的总方法为5315⨯=,而要使方程有虚根,则22440a b ∆=-<,即a b <(因为题中,a b 均为正数),而满足这个条件的(,)a b 只能取(1,2),(1,3),(2,3)共3种,故概率为31155=. 【2-4】【2015镇江模拟】由数字0,1,2,3组成一个没有重复数字,且不被10整除的四位数,则两个偶函数不相邻的概率是______. 【答案】31【2-5】【2015海门联考】从0,1,2,,9⋅⋅⋅这10个整数中任意取3个不同的数作为二次函数()2f x ax bx c=++的系数,则使得()12f ∈Z 的概率为 . 【答案】4190【解析】首先从0,1,2,,9⋅⋅⋅这10个整数中任意取3个不同的数分别为,,a b c ,取法数为310720A =,使(1)2f Z ∈,即使a b c ++(0)a ≠为偶数的取法有12322325535254()()328C C A C A A A -+-=,所概率为3284172090=. 【基础知识】1. 一次试验连同其中可能出现的每一个结果称为一个基本事件,通常此试验中的某一事件A 由几个基本事件组成.如果一次试验中可能出现的结果有n 个,即此试验由n 个基本事件组成,而且所有结果出现的可能性都相等,那么每一基本事件的概率都是n 1。
第十章 计数原理 10.3 二项式定理教师用书 理 苏教版1.二项式定理2.二项式系数的性质 (1)C 0n =1,C nn =1. C mn +1=C m -1n +C mn . (2)C mn =C n -mn .(3)当n 为偶数时,二项式系数中,以2Cnn最大;当n 为奇数时,二项式系数中以12Cn n-n 和12Cn n+n (两者相等)最大. (4)C 0n +C 1n +…+C n n =2n. 【知识拓展】二项展开式形式上的特点 (1)项数为n +1.(2)各项的次数都等于二项式的幂指数n ,即a 与b 的指数的和为n .(3)字母a 按降幂排列,从第一项开始,次数由n 逐项减1直到零;字母b 按升幂排列,从第一项起,次数由零逐项增1直到n .(4)二项式的系数从C 0n ,C 1n ,一直到C n -1n ,C nn . 【思考辨析】判断下列结论是否正确(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=a7x7+a6x6+…+a1x+a0,则a7+a6+…+a1的值为128.( ×)1.(教材改编)(x-y)n的二项展开式中,第m项的系数是________.答案(-1)m-1C m-1n解析(x-y)n展开式中第m项的系数为m-1.C m-1n(-1)2.(2016·四川改编)设i为虚数单位,则(x+i)6的展开式中含x4的项为__________.答案-15x4解析由题意可知,含x4的项为C26x4i2=-15x4.3.(2016·徐州模拟)已知C0n+2C1n+22C2n+23C3n+…+2n C n n=729,则C1n+C2n+C3n+…+C n n=________.答案63解析逆用二项式定理得C0n+2C1n+22C2n+23C3n+…+2n C n n=(1+2)n=3n=729,即3n=36,所以n=6,所以C1n+C2n+C3n+…+C n n=26-C0n=64-1=63.4.(2016·苏州模拟)(1+x)8(1+y)4的展开式中x2y2的系数是________.答案168解析∵(1+x)8的通项为C r8x r,(1+y)4的通项为C t4y t,∴(1+x)8(1+y)4的通项为C r8C t4x r y t,令r=2,t=2,得x2y2的系数为C28C24=168.题型一 二项展开式命题点1 求二项展开式中的特定项或指定项的系数例1 (1)(2016·全国乙卷)(2x +x )5的展开式中,x 3的系数是______________.(用数字填写答案)(2)(2015·课标全国Ⅰ改编)(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为________. 答案 (1)10 (2)30解析 (1)(2x +x )5展开式的通项公式T r +1=C r 5(2x )5-r·(x )r =C r 525-r52r x-,r ∈{0,1,2,3,4,5},令5-r2=3,解得r =4,得T 5=C 4525-4452x-=10x 3,∴x 3的系数是10.(2)方法一 利用二项展开式的通项公式求解. (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. 方法二 利用组合知识求解.(x 2+x +y )5为5个x 2+x +y 之积,其中有两个取y ,两个取x 2,一个取x 即可,所以x 5y 2的系数为C 25C 23=30.命题点2 已知二项展开式某项的系数求参数例2 (1)(2015·课标全国Ⅱ)(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 =____________.(2)(2016·山东)若⎝⎛⎭⎪⎫ax 2+1x 5的展开式中x 5的系数为-80,则实数a =________.答案 (1)3 (2)-2解析 (1)设(a +x )(1+x )4=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5, 令x =1,得16(a +1)=a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5,① 令x =-1,得0=a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5.② ①-②,得16(a +1)=2(a 1+a 3+a 5),即展开式中x 的奇数次幂项的系数之和为a 1+a 3+a 5=8(a +1),所以8(a +1)=32,解得a=3.(2)∵T r +1=C r5(ax 2)5-r⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =a 5-r C r 55102rx -,∴10-52r =5,解得r =2,∴a 3C 25=-80,解得a =-2.思维升华 求二项展开式中的特定项,一般是利用通项公式进行,化简通项公式后,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),解出项数r +1,代回通项公式即可.(1)(2016·连云港模拟)(2x+x )(1-x )4的展开式中x 的系数是________.(2)(x +a )10的展开式中,x 7的系数为15,则a =________.(用数字填写答案) 答案 (1)3 (2)12解析 (1)(1-x )4展开式的通项公式T r +1=C r 4(-x )r =(-1)r C r42r x ,(2x+x )(1-x )4的展开式中含x 的项为2x ·(-1)4C 44x 2+x ·(-1)0C 0402x =2x·x 2+x ·1=3x ,故系数是3.(2)设通项为T r +1=C r 10x10-r a r,令10-r =7,∴r =3,∴x 7的系数为C 310a 3=15, ∴a 3=18,∴a =12.题型二 二项式系数的和或各项系数的和的问题 例3 在(2x -3y )10的展开式中,求: (1)二项式系数的和; (2)各项系数的和;(3)奇数项的二项式系数和与偶数项的二项式系数和; (4)奇数项系数和与偶数项系数和; (5)x 的奇次项系数和与x 的偶次项系数和.解 设(2x -3y )10=a 0x 10+a 1x 9y +a 2x 8y 2+…+a 10y 10,(*)各项系数的和为a 0+a 1+…+a 10,奇数项系数和为a 0+a 2+…+a 10,偶数项系数和为a 1+a 3+a 5+…+a 9,x 的奇次项系数和为a 1+a 3+a 5+…+a 9,x 的偶次项系数和为a 0+a 2+a 4+…+a 10.由于(*)是恒等式,故可用“赋值法”求出相关的系数和. (1)二项式系数的和为C 010+C 110+…+C 1010=210. (2)令x =y =1,各项系数和为(2-3)10=(-1)10=1. (3)奇数项的二项式系数和为C 010+C 210+…+C 1010=29, 偶数项的二项式系数和为C 110+C 310+…+C 910=29. (4)令x =y =1,得到a 0+a 1+a 2+…+a 10=1,① 令x =1,y =-1(或x =-1,y =1), 得a 0-a 1+a 2-a 3+…+a 10=510,② ①+②得2(a 0+a 2+…+a 10)=1+510, ∴奇数项系数和为1+5102;①-②得2(a 1+a 3+…+a 9)=1-510, ∴偶数项系数和为1-5102.(5)x 的奇次项系数和为a 1+a 3+a 5+…+a 9=1-5102;x 的偶次项系数和为a 0+a 2+a 4+…+a 10=1+5102.思维升华 (1)“赋值法”普遍适用于恒等式,是一种重要的方法,对形如(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,常用赋值法,只需令x =1即可;对形如(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)若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n,则f (x )展开式中各项系数之和为f (1),奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f 1 +f -12,偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f 1 -f -12.(1)(2017·淮安月考)设m 为正整数,(x +y )2m展开式的二项式系数的最大值为a ,(x +y )2m +1展开式的二项式系数的最大值为b ,若13a =7b ,则m =________.答案 6解析 由题意得a =C m2m ,b =C m +12m +1, ∴13C m2m =7C m +12m +1, ∴13· 2m !m !·m !=7· 2m +1 !m !· m +1 !,∴7 2m +1m +1=13,解得m =6,经检验符合题意. (2)若(1-2x )2 016=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2 016x2 016,则a 12+a 222+…+a 2 01622 016的结果是多少?解 当x =0时,左边=1,右边=a 0,∴a 0=1. 当x =12时,左边=0,右边=a 0+a 12+a 222+…+a 2 01622 016,∴0=1+a 12+a 222+…+a 2 01622 016. 即a 12+a 222+…+a 2 01622 016=-1. 题型三 二项式定理的应用 例4 (1)设a ∈Z 且0≤a <13,若512 016+a 能被13整除,则a =________.(2)1.028的近似值是________.(精确到小数点后三位) 答案 (1)12 (2)1.172 解析 (1)512 016+a =(52-1)2 016+a =C 02 016·522 016-C 12 016·522 015+…+C 2 0152 016×52·(-1)2 015+C 2 0162 016·(-1)2 016+a ,∵C 02 016·522 016-C 12 016·522 015+…+C 2 0152 016×52·(-1)2 015能被13整除且512 016+a 能被13整除,∴C 2 0162 016·(-1)2 016+a =1+a 也能被13整除,因此a 的值为12.(2)1.028=(1+0.02)8≈C 08+C 18·0.02+C 28·0.022+C 38·0.023≈1.172.思维升华 (1)整除问题和求近似值是二项式定理中两类常见的应用问题,整除问题中要关注展开式的最后几项,而求近似值则应关注展开式的前几项.(2)二项式定理的应用基本思路是正用或逆用二项式定理,注意选择合适的形式.(1)1-90C 110+902C 210-903C 310+…+(-1)r 90r C r 10+…+9010C 1010除以88的余数是________. 答案 1解析 1-90C 110+902C 210-903C 310+…+(-1)r 90r C r 10+…+9010C 1010=(1-90)10=8910=(88+1)10=8810+C 110889+…+C 91088+1, ∵前10项均能被88整除,∴余数是1. (2)已知2n +2·3n+5n -a 能被25整除,求正整数a 的最小值.解 原式=4·6n+5n -a =4(5+1)n+5n -a =4(C 0n 5n+C 1n 5n -1+…+C n -2n 52+C n -1n 5+C nn )+5n -a=4(C 0n 5n +C 1n 5n -1+…+C n -2n 52)+25n +4-a ,显然正整数a 的最小值为4.13.二项展开式的系数与二项式系数典例 (1)(2016·江苏镇江中学质检)若(x -3x)n展开式的各项系数绝对值之和为1 024,则展开式中含x 项的系数为________.(2)已知(x -m )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7的展开式中x 4的系数是-35,则a 1+a 2+…+a 7=________. 错解展示解析 (1)(x +3x )n 展开式中,令x =1可得4n=1 024,∴n =5,∴(x -3x)n 展开式的通项T r +1=(-3)r·C r5·532r x-,令5-3r 2=1,得r =1.故展开式中含x 项的系数为C 15=5. (2)a 1+a 2+…+a 7=C 17+C 27+…+C 77=27-1. 答案 (1)5 (2)27-1 现场纠错解析 (1)在(x +3x)n的展开式中,令x =1,可得(x -3x)n 展开式的各项系数绝对值之和为4n =22n =1 024=210,∴n =5.故(x -3x)5展开式的通项为T r +1=(-3)r·C r5·532r x-,令5-3r2=1,得r =1, 故展开式中含x 项的系数为-15. (2)∵(x -m )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7, 令x =0,∴a 0=(-m )7.又∵展开式中x 4的系数是-35,∴C 37·(-m )3=-35, ∴m =1.∴a 0=(-m )7=-1.在(x -m )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7中, 令x =1,得0=-1+a 1+a 2+…+a 7, 即a 1+a 2+a 3+…+a 7=1. 答案 (1)-15 (2)1纠错心得 和二项展开式有关的问题,要分清所求的是展开式中项的系数还是二项式系数,是系数和还是二项式系数的和.1.在x 2(1+x )6的展开式中,含x 4项的系数为________. 答案 15解析 因为(1+x )6的展开式的第r +1项为T r +1=C r 6x r ,x 2(1+x )6的展开式中含x 4的项为C 26x 4=15x 4,所以系数为15.2.(2015·湖南改编)已知⎝⎛⎭⎪⎫x -a x 5的展开式中含32x 的项的系数为30,则a =________.答案 -6解析 ⎝⎛⎭⎪⎫x -a x 5的展开式通项T r +1=C r 5 (-1)r a r ·2r x -=(-1)r a r C r 5 52r x -,令52-r =32,则r =1, ∴T 2=-a C 1532x ,∴-a C 15=30,∴a =-6.3.(4x -2-x )6(x ∈R )展开式中的常数项是________. 答案 15解析 设展开式中的常数项是第r +1项,则T r +1=C r 6·(4x )6-r·(-2-x )r =C r 6·(-1)r ·212x -2rx·2-rx=C r 6·(-1)r ·212x -3rx,∵12x -3rx =0恒成立,∴r =4, ∴T 5=C 46·(-1)4=15.4.(2015·湖北改编)已知(1+x )n的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则奇数项52r x -的二项式系数和为________. 答案 512解析 由题意,C 3n =C 7n ,解得n =10,则奇数项的二项式系数和为2n -1=29=512.5.若在(x +1)4(ax -1)的展开式中,x 4的系数为15,则a 的值为________. 答案 4解析 ∵(x +1)4(ax -1)=(x 4+4x 3+6x 2+4x +1)(ax -1),∴x 4的系数为4a -1=15,∴a =4.6.若(1+x )+(1+x )2+…+(1+x )n =a 0+a 1(1-x )+a 2(1-x )2+…+a n (1-x )n,则a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)na n =____________. 答案 32(3n-1)解析 在展开式中,令x =2,得3+32+33+…+3n =a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)na n , 即a 0-a 1+a 2-a 3+…+(-1)na n =3 1-3n1-3=32(3n-1). 7.(2016·扬州模拟)已知(1+2x )8展开式的二项式系数的最大值为a ,系数的最大值为b ,则b a=________. 答案1285解析 由题意可得a =C 48=70,再根据⎩⎪⎨⎪⎧C r8·2r≥C r +18·2r +1,C r 8·2r ≥C r -18·2r -1,得⎩⎪⎨⎪⎧r ≥5,r ≤6,求得r =5或6,此时,b =7×28,∴b a =1285. 8.(2016·北京)在(1-2x )6的展开式中,x 2的系数为________.(用数字作答) 答案 60解析 展开式的通项T r +1=C r 6·16-r·(-2x )r =C r 6(-2)r ·x r .令r =2,得T 3=C 26·4x 2=60x 2,即x 2的系数为60.9.(2016·天津)⎝⎛⎭⎪⎫x 2-1x 8的展开式中x 7的系数为________.(用数字作答)答案 -56解析 ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-1x 8的通项T r +1=C r 8(x 2)8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1xr =(-1)r C r 8x 16-3r ,当16-3r =7时,r =3,则x7的系数为(-1)3C 38=-56.10.若将函数f (x )=x 5表示为f (x )=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 5(1+x )5,其中a 0,a 1,a 2,…,a 5为实数,则a 3=________.答案 10解析 f (x )=x 5=(1+x -1)5, 它的通项为T r +1=C r5(1+x )5-r·(-1)r,T 3=C 25(1+x )3(-1)2=10(1+x )3,∴a 3=10.11.(2016·苏锡常联考)已知(ax -1)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+32x 5,则二项式(ax -1)5展开后的各项系数之和为________. 答案 1解析 ∵(ax -1)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+32x 5,∴x 5的系数为C 05·a 5=32,解得a =2. 在(2x -1)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+32x 5中,令x =1可得二项式(2x -1)5展开后的各项系数之和为1.12.已知(1-2x )7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7. 求:(1)a 1+a 2+…+a 7; (2)a 1+a 3+a 5+a 7; (3)a 0+a 2+a 4+a 6;(4)|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|.解 令x =1,则a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6+a 7 =-1.①令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=37.② (1)∵a 0=C 07=1,∴a 1+a 2+a 3+…+a 7=-2. (2)(①-②)÷2,得a 1+a 3+a 5+a 7=-1-372=-1 094.(3)(①+②)÷2,得a 0+a 2+a 4+a 6=-1+372=1 093.(4)方法一 ∵(1-2x )7展开式中,a 0、a 2、a 4、a 6大于零,而a 1、a 3、a 5、a 7小于零, ∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=(a 0+a 2+a 4+a 6)-(a 1+a 3+a 5+a 7)=1 093-(-1 094)=2 187.方法二 |a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|,即(1+2x )7展开式中各项的系数和,令x =1, ∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=37=2 187.13.求证:1+2+22+…+25n -1(n ∈N *)能被31整除.证明 ∵1+2+22+…+25n -1=25n-12-1=25n -1=32n -1=(31+1)n -1=C 0n ×31n +C 1n ×31n -1+…+C n -1n ×31+C nn -1=31(C 0n ×31n -1+C 1n ×31n -2+…+C n -1n ),显然C 0n ×31n -1+C 1n ×31n -2+…+C n -1n 为整数,∴原式能被31整除.*14.若(x +124x )n展开式中前三项的系数成等差数列,求:(1)展开式中所有x 的有理项;(2)展开式中系数最大的项.解 易求得展开式前三项的系数为1,12C 1n ,14C 2n .据题意得2×12C 1n =1+14C 2n ⇒n =8.(1)设展开式中的有理项为T r +1,由T r +1=C r 8(x )8-r (124x )r =(12)r C r81634rx -,∴r 为4的倍数,又0≤r ≤8,∴r =0,4,8.故有理项为T 1=(12)0C 08x 16304x -⨯=x 4, T 5=(12)4C 4816344x -⨯=358x , T 9=(12)8C 8816384x -⨯=1256x .(2)设展开式中T r +1项的系数最大,则⎩⎪⎨⎪⎧ 12 r C r 8≥ 12 r +1C r +18,12 r C r 8≥ 12 r -1C r -18⇒r =2或r =3. 故展开式中系数最大的项为T 3=(12)2C 2816324x -⨯=752x , T 4=(12)3C 3816334x -⨯=774x .。
(江苏专用)2018版高考数学专题复习 专题10 计数原理、概率与统计 第75练 离散型随机变量及其概率分布练习 理1.(2016·长春模拟)已知随机变量X 的概率分布为P (X =i )=2a (i =1,2,3,4),则P (2<X ≤4)=________.2.(2016·镇江模拟)甲、乙两人参加某高校的自主招生考试,若甲、乙能通过面试的概率都为23,且甲、乙两人能否通过面试相互独立,则面试结束后通过人数ξ的均值E (ξ)的值为________.3.袋中有大小相同的5个球,分别标有1,2,3,4,5五个号码,在有放回抽取的条件下依次取出两个球,设两个球号码之和为随机变量X ,则X 所有可能取值的个数是________. 4.(2016·合肥模拟)随机变量X 的概率分布规律为P (X =n )=a n n +(n =1,2,3,4),其中a 是常数,则P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<X <52的值为________.5.设随机变量ξ的概率分布为P ⎝ ⎛⎭⎪⎫ξ=k 5=ak (k =1,2,3,4,5),则P ⎝ ⎛⎭⎪⎫110<ξ<710=________.6.(2016·南京模拟)随机变量ξ的取值为0,1,2.若P (ξ=0)=15,E (ξ)=1,则V (ξ)=________.7.(2016·无锡模拟)已知抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)的对称轴在y 轴的左侧,其中a ,b ,c ∈{-3,-2,-1,0,1,2,3},在这些抛物线中,记随机变量ξ=|a -b |的取值,则ξ的均值E (ξ)为________.8.若X ~B (n ,p ),且E (X )=6,V (X )=3,则P (X =1)的值为________.9.设非零常数d 是等差数列x 1,x 2,…,x 19的公差,随机变量ξ等可能地取值x 1,x 2,…,x 19,则方差V (ξ)=______.10.(2016·长沙模拟)一盒中有12个乒乓球,其中9个新的,3个旧的,从盒中任取3个球来用,用完后装回盒中,此时盒中旧球个数X 是一个随机变量,其概率分布为P (X =k ),则P(X=5)的值为________.11.某大学志愿者协会有6名男同学,4名女同学,现从这10名同学中随机选取3名同学,到希望小学进行支教活动(每位同学被选到的可能性相同),则选出的3名同学中女同学的人数X的概率分布为________.12.若一批产品共10件,其中7件正品,3件次品,每次从这批产品中任取一件然后放回,则直至取到正品时所需次数X的概率分布为P(X=k)=________.13.均匀小正方体的六个面中,三个面上标有数字0,两个面上标有数字1,一个面上标有数字2,将这个小正方体抛掷两次,则向上的数字之积的均值是________.14.一袋中装有分别标记着数字1,2,3的3个小球,每次从袋中取出一个小球(每只小球被取到的可能性相同).现连续取3次球,若每次取出一个球后放回袋中,记3次取出的球中标号最小的数字与最大的数字分别为X,Y,设ξ=Y-X,则E(ξ)=________.答案精析1.7102.433.94.565.25解析 由已知,随机变量ξ的概率分布为由概率分布的性质可得a +2a +3a +4a +5a =1, ∴a =115,∴P ⎝ ⎛⎭⎪⎫110<ξ<710=115+215+315=25.6.25解析 设P (ξ=1)=a ,P (ξ=2)=b , 则⎩⎪⎨⎪⎧15+a +b =1,a +2b =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =35,b =15,所以V (ξ)=15+35×0+15×1=25.7.89解析 ∵抛物线的对称轴在y 轴的左侧, ∴-b 2a <0,即ba >0,也就是a ,b 必须同号,∴ξ的概率分布为∴E (ξ)=0×13+1×49+2×29=89.8.3·2-10解析 ∵E (X )=np =6,V (X )=np (1-p )=3,∴p =12,n =12,则P (X =1)=C 112·12·(12)11=3·2-10.9.30d 2解析 E (ξ)=x 10,V (ξ)=d 219(92+82+…+12+02+12+…+92)=30d 2.10.2755解析 ∵从盒子中任取3个球来用,用完后装回盒中,此时盒中旧球个数X =5,即旧球的个数增加了2个,∴取出的3个球必为1个旧球,2个新球,故P (X =5)=C 13C 29C 312=2755.11.解析 随机变量X 的所有可能取值为0,1,2,3, P (X =k )=C k4·C 3-k6C 310(k =0,1,2,3), 所以随机变量X 的概率分布是12.(310)k -1710,k =1,2,3,…解析 由于每次取出的产品仍放回,每次取到正品的概率完全相同, 所以X 的可能取值是1,2,…,k ,…, 相应的取值概率为P (X =1)=710, P (X =2)=310×710=21100, P (X =3)=310×310×710=631 000,…P (X =k )=(310)k -1710(k =1,2,3,…).13.49解析 记向上的数字之积为ξ,则ξ的所有可能取值为0,1,2,4.因为P (ξ=0)=34,P (ξ=1)=19,P (ξ=2)=19,P (ξ=4)=136,所以E (ξ)=0×34+1×19+2×19+4×136=49.14.43 解析ξ=Y -X =0,1,2,连续取3次球,它的取法有111,112,121,211,113,131,311,122,212,221,133,313,331,123,132,213,231,312,321,222,223,232,322,233,323,332,333,其中Y -X =0有3种,Y -X =1有12种,Y -X =2有12种,因此它们的概率分别为19,49,49,故E (ξ)=0×19+1×49+2×49=43.百度文库是百度发布的供网友在线分享文档的平台。
《2018年高考数学分类汇编》第十篇:计数原理、统计、概率一、选择题1.【2018全国一卷3】某地区经过一年的新农村建设,农村的经济收入增加了一倍,实现翻番,为更好地了解该地区农村的经济收入变化情况,统计了该地区新农村建设前后农村的经济收入构成比例,得到如下饼图:建设前经济收入构成比例建设后经济收入构成比例则下面结论中不正确的是A.新农村建设后,种植收入减少B.新农村建设后,其他收入增加了一倍以上C.新农村建设后,养殖收入增加了一倍D.新农村建设后,养殖收入与第三产业收入的总和超过了经济收入的一半2.【2018全国一卷10】下图来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形.此图由三个半圆构成,三个半圆的直径分别为直角三角形ABC的斜边BC,直角边AB,AC.△ABC的三边所围成的区域记为I,黑色部分记为II,其余部分记为III.在整个图形中随机取一点,此点取自I,II,III的概率分别记为p1,p2,p3,则A.p1=p2 B.p1=p3 C.p2=p3 D.p1=p2+p33.【2018全国二卷8】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.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A .B .C .D .4.【2018全国三卷5】的展开式中的系数为A .10B .20C .40D .805.【2018全国三卷8】某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为,各成员的支付方式相互独立,设为该群体的10位成员中使用移动支付的人数,,,则 A .0.7B .0.6C .0.4D .0.36.【2018浙江卷7】设0<p <1,随机变量ξ的分布列是则当p 在(0,1)内增大时, A .D (ξ)减小B .D (ξ)增大C .D (ξ)先减小后增大D .D (ξ)先增大后减小二、填空题1.【2018全国一卷15】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)2.【2018天津卷10】在5(x -的展开式中,2x 的系数为 .30723=+112114115118522x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭4x p X 2.4DX =()()46P X P X =<=p =3.【2018江苏卷3.】已知5位裁判给某运动员打出的分数的茎叶图如图所示,那么这5位裁判打出的分数的平均数为 .4.【2018江苏卷6】某兴趣小组有2名男生和3名女生,现从中任选2名学生去参加活动,则恰好选中2名女生的概率为 .5.【2018浙江卷14】二项式81)2x的展开式的常数项是___________. 6.【2018浙江卷16】16.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)7.【2018上海卷3】在7)1(x +的二项展开式中,2x 项的系数为 .(结果用数值表示)8.【2018上海卷9】9.有编号互不相同的五个砝码,其中5克、3克、1克砝码各一个,2克砝码两个,从中随机选取三个,则这三个砝码的总质量为9克的概率是______(结果用最简分数表示) 三、解答题1.【2018全国一卷20】某工厂的某种产品成箱包装,每箱200件,每一箱产品在交付用户之前要对产品作检验,如检验出不合格品,则更换为合格品.检验时,先从这箱产品中任取20件作检验,再根据检验结果决定是否对余下的所有产品作检验,设每件产品为不合格品的概率都为)10(<<p p ,且各件产品是否为不合格品相互独立. (1)记20件产品中恰有2件不合格品的概率为)(p f ,求)(p f 的最大值点0p .(2)现对一箱产品检验了20件,结果恰有2件不合格品,以(1)中确定的0p 作为p 的值.已知每件产品的检验费用为2元,若有不合格品进入用户手中,则工厂要对每件不合格品支付25元的赔偿费用.(i )若不对该箱余下的产品作检验,这一箱产品的检验费用与赔偿费用的和记为X ,求EX ; (ii )以检验费用与赔偿费用和的期望值为决策依据,是否该对这箱余下的所有产品作检验?2.【2018全国二卷18】下图是某地区2000年至2016年环境基础设施投资额(单位:亿元)的折线图.为了预测该地区2018年的环境基础设施投资额,建立了与时间变量的两个线性回归模型.根据2000年至2016年的数据(时间变量的值依次为)建立模型①:;根据2010年至2016年的数据(时间变量的值依次为)建立模型②:. (1)分别利用这两个模型,求该地区2018年的环境基础设施投资额的预测值; (2)你认为用哪个模型得到的预测值更可靠?并说明理由.y y t t 1217,,…,ˆ30.413.5y t =-+t 127,,…,ˆ9917.5y t =+3.【2018全国三卷18】某工厂为提高生产效率,开展技术创新活动,提出了完成某项生产任务的两种新的生产方式.为比较两种生产方式的效率,选取40名工人,将他们随机分成两组,每组20人。
1.(2016·无锡五校模拟)5人站成一排,则甲不站在排头的排法有________种.
2.6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________.
3.(2016·南京模拟)数字1,2,3,4,5,6按如图形式随机排列,设第一行的数为N 1,其中N 2,N 3分别表示第二,三行中的最大数,则满足N 1<N 2<N 3的所有排列的个数是________.
4.(2016·汉口一模)某单位有7个连在一起的车位,现有3辆不同型号的车需停放,如果要求剩余的4个空车位连在一起,则不同的停放方法有________种.
5.(2016·西安二模)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有________种.
6.(2016·德阳诊断)学校计划利用周五下午第一、二、三节课举办语文、数学、英语、理综4科的专题讲座,每科一节课,每节课至少有一科,且数学、理综不安排在同一节,则不同的安排方法共有________种.
7.(2016·泉州质检)已知a ,b ∈{-1,0,1,2},则关于x 的方程ax 2+2x +b =0有实数解的有序数对(a ,b )的个数为________.
8.(2016·常州模拟)甲、乙、丙3人站到共有7级的台阶上,若每级台阶最多站2人,同一级台阶上的人不区分站的位置,则不同的站法种数是________.(用数字作答)
9.(2016·衡水二模)已知数列{a n }共有5项,a 1=0,a 5=2,且|a i +1-a i |=1,i =1,2,3,4,则满足条件的数列{a n }的个数为________.
10.某亲子节目的热播引发了一阵热潮,某节目制作组选取了6户家庭到4个村庄体验农村生活,要求将6户家庭分成4组,其中2组各有2户家庭,另外2组各有1户家庭,则不同的分配方案的种数是________.
11.已知一个公园的形状如图所示,现有3种不同的植物要种在此公园的A,B,C,D,E这五个区域内,要求有公共边界的两块相邻区域种不同的植物,则不同的种法共有________种.
12.从甲、乙等6名运动员中选出4名参加4×100米接力赛.如果甲、乙两人都不跑第一棒,那么不同的参赛方法共有________种.
13.现有12种商品摆放在货架上,摆成上层4件、下层8件的形式,现要从下层的8件中取2件调整到上层,若其他商品的相对顺序不变,则不同的调整方法的种数是________.
14.公安部新修订的《机动车登记规定》正式实施后,小型汽车的号牌已经可以采用“自主编排”的方式进行编排.某人欲选由A、B、C、D、E中的两个不同字母,和1、2、3、4、5中的三个不同数字(三个数字都相邻)组成一个号牌,则此人选择号牌的不同的方法种数为________.
答案精析
1.96 2.24 3.240 4.24
5.10
解析1号盒子可以放1个或2个球,2号盒子可以放2个或3个球,所以不同的放球方法有C14C33+C24C22=10(种).
6.30
解析由于每科一节课,每节课至少有一科,必有两科在同一节课,先从4科中任选2科看作一个整体,然后做3个元素的全排列,共C24A33种方法,再从中排除数学、理综安排在同一节课的情形,共A33种方法,故不同的安排方法种数为C24A33-A33=36-6=30.
7.13
解析因为a,b∈{-1,0,1,2},可分为两类:①当a=0时,b可能为-1或1或0或2,即b有4种不同的选法;
②当a≠0时,依题意得Δ=4-4ab≥0,所以ab≤1.当a=-1时,b有4种不同的选法,当a=1时,b可能为-1或0或1,即b有3种不同的选法,当a=2时,b 可能为-1或0,即b有2种不同的选法.根据分类计数原理,有序数对(a,b)的个数为4+4+3+2=13.
8.336
解析甲、乙、丙3人站到共有7级的台阶上,共有73=343(种)站法,当三个人同时站到同一个台阶的站法有7种,故若每级台阶最多站2人,有343-7=336(种)站法.
9.4
解析方法一因为|a i
+1
-a i|=1,所以a i+1-a i=1或a i+1-a i=-1,即数列{a n}从前往后,相邻两项之间增加1或减少1,因为a1=0,a5=2,所以从a1到a5有3次增加1,有1次减少1,故数列{a n}的个数为C34=4.
方法二设b i=a i
+1-a i,i=1,2,3,4,因为|a i
+1
-a i|=1,所以|b i|=1,即b i=1或-
1.a5=a5-a4+a4-a3+a3-a2+a2-a1+a1=b4+b3+b2+b1=2,故b i(i=1,2,3,4)中有3个1,1个-1,故满足条件的数列{a n}的个数为C14=4.
10.1080
解析先分组,每组含有2户家庭的有2组,则有C26C24
A22种不同的分组方法,剩下的
2户家庭可以直接看成2组,然后将分成的4组进行全排列,故有C26C24
A22×A
4
4
=1080(种)
不同的分配方案.
11.18
解析先在A,B,C三个区域种植3个不同的植物,共有A33=6(种)种法,若E与A种植的植物相同,最后种D,有1种种法;若E与C种植的植物相同,最后种D,有2种种法,根据分类计数原理和分步计数原理知共有6×(1+2)=18(种)不同的种法.
12.240
解析方法一(从元素考虑)从6名运动员中,选出4人有三种情况:(1)甲、乙都被选出,有C24种选法;(2)甲、乙恰有1人被选出,有C12C34种选法;(3)甲、乙都未被选出,有C44种选法.再将4人按要求安排位置:甲、乙都参加,有A23A22种排法;甲、乙中有一人参加,有A13A33种排法;甲、乙都不参加,有A44种排法.故不同的参赛方法共有C24A23A22+C12C34A13A33+C44A44=240(种).
方法二(从位置考虑)第一棒从甲、乙以外的4人中选取,再排其他各棒,有A14A35=240(种)不同的参赛方法.
方法三(间接法)从总数中减去甲、乙跑第一棒的情况,有A46-A12A35=240(种)不同的参赛方法.
13.840
解析首先从下层中抽取2件商品,共有C28=28(种)不同的结果,把抽出的2件商品放到上层有两种情况:一种是2件商品相邻,放在上层4件商品形成的5个空中,有5A22=10(种)不同的调整方法;另一种是2件商品不相邻,把抽出的2件商品插入上层4件商品形成的5个空中,有A25=20(种)不同的调整方法,所以共有28×(10+20)=840(种)不同的调整方法.
14.3600
解析三个数字相邻,则共有A35种情况,在A、B、C、D、E中选两个不同的字母,共有A25种不同的情况,这两个字母形成三个空,将数字整体插空,共C13种情况.综上所述,此人选择号牌的不同的方法种数为A35A25C13=60×20×3=3600.。