第2讲 排列与组合

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第2讲排列与组合一、选择题1.2013年春节放假安排:农历除夕至正月初六放假,共7天.某单位安排7位员工值班,每人值班1天,每天安排1人.若甲不在除夕值班,乙不在正月初一值班,而且丙和甲在相邻的两天值班,则不同的安排方案共有( ) A.1 440种 B.1 360种C.1 282种 D.1 128种解析采取对丙和甲进行捆绑的方法:如果不考虑“乙不在正月初一值班”,则安排方案有:A66·A22=1 440种,如果“乙在正月初一值班”,则安排方案有:C11·A14·A22·A44=192种,若“甲在除夕值班”,则“丙在初一值班”,则安排方案有:A55=120种.则不同的安排方案共有1 440-192-120=1 128(种).答案 D2.有5本不同的书,其中语文书2本,数学书2本,物理书1本.若将其并排摆放在书架的同一层上,则同一科目书都不相邻的放法种数是( ).A.24 B.48 C.72 D.96解析A55-2A22A23A22-A22A22A33=48.答案 B3.从1,3,5,7中任取2个数字,从0,2,4,6,8中任取2个数字,组成没有重复数字的四位数,其中能被5整除的四位数共有( )A.252个 B.300个C.324个 D.228个解析 (1)若仅仅含有数字0,则选法是C23C14,可以组成四位数C23C14A33=12×6=72个;(2)若仅仅含有数字5,则选法是C13C24,可以组成四位数C13C24A33=18×6=108个;(3)若既含数字0,又含数字5,选法是C13C14,排法是若0在个位,有A33=6种,若5在个位,有2×A22=4种,故可以组成四位数C13C14(6+4)=120个.根据加法原理,共有72+108+120=300个.答案 B4.某班新年联欢会原定的5个节目已排成节目单,开演前又增加了两个新节目.如果将这两个节目插入原节目单中,那么不同插法的种数为().A.42B.30C.20D.12解析可分为两类:两个节目相邻或两个节目不相邻,若两个节目相邻,则有A22A16=12种排法;若两个节目不相邻,则有A26=30种排法.由分类计数原理共有12+30=42种排法(或A27=42).答案 A5.某校开设A类选修课3门,B类选修课4门,一位同学从中选3门.若要求两类课程中各至少选一门,则不同的选法共有( ).A.30种 B.35种 C.42种 D.48种解析法一可分两种互斥情况:A类选1门,B类选2门或A类选2门,B类选1门,共有C13C24+C23C14=18+12=30(种)选法.法二总共有C37=35(种)选法,减去只选A类的C33=1(种),再减去只选B类的C34=4(种),共有30种选法.答案 A6.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.484解析若没有红色卡片,则需从黄、蓝、绿三色卡片中选3张,若都不同色则有C14×C14×C14=64种,若2张同色,则有C23×C12×C24×C14=144种;若红色卡片有1张,剩余2张不同色,则有C14×C23×C14×C14=192种,乘余2张同色,则有C14×C13×C24=72种,所以共有64+144+192+72=472种不同的取法.故选C.答案 C二、填空题7.将4名新来的同学分配到A、B、C三个班级中,每个班级至少安排1名学生,其中甲同学不能分配到A班,那么不同的分配方案种数是________.解析将4名新来的同学分配到A、B、C三个班级中,每个班级至少安排一名学生有C24A33种分配方案,其中甲同学分配到A班共有C23A22+C13A22种方案.因此满足条件的不同方案共有C24A33-C23A22-C13A22=24(种).答案248.有五名男同志去外地出差,住宿安排在三个房间内,要求甲、乙两人不住同一房间,且每个房间最多住两人,则不同的住宿安排有________种(用数字作答).解析甲、乙住在同一个房间,此时只能把另外三人分为两组,这时的方法总数是C13A33=18,而总的分配方法数是把五人分为三组再进行分配,方法数是C15C24C22A22A33=90,故不同的住宿安排共有90-18=72种.答案729.某人手中有5张扑克牌,其中2张为不同花色的2,3张为不同花色的A,有5次出牌机会,每次只能出一种点数的牌但张数不限,此人不同的出牌方法共有________种.解析出牌的方法可分为以下几类:(1)5张牌全部分开出,有A55种方法;(2)2张2一起出,3张A一起出,有A25种方法;(3)2张2一起出,3张A分3次出,有A45种方法;(4)2张2一起出,3张A分两次出,有C23A35种方法;(5)2张2分开出,3张A一起出,有A35种方法;(6)2张2分开出,3张A分两次出,有C23A45种方法.因此,共有不同的出牌方法A55+A25+A45+C23A35+A35+C23A45=860(种).答案86010.小王在练习电脑编程,其中有一道程序题的要求如下:它由A,B,C,D,E,F六个子程序构成,且程序B必须在程序A之后,程序C必须在程序B 之后,执行程序C后须立即执行程序D,按此要求,小王的编程方法有__________种.解析对于位置有特殊要求的元素可采用插空法排列,把CD看成整体,A,B,C,D产生四个空,所以E有4种不同编程方法,然后四个程序又产生5个空,所以F有5种不同编程方法,所以小王有20种不同编程方法.答案20三、解答题11.7名男生5名女生中选取5人,分别求符合下列条件的选法总数有多少种.(1)A,B必须当选;(2)A,B必不当选;(3)A,B不全当选;(4)至少有2名女生当选;(5)选取3名男生和2名女生分别担任班长、体育委员等5种不同的工作,但体育委员必须由男生担任,班长必须由女生担任.解(1)由于A,B必须当选,那么从剩下的10人中选取3人即可,故有C310=120种选法.(2)从除去的A,B两人的10人中选5人即可,故有C510=252种选法.(3)全部选法有C512种,A,B全当选有C310种,故A,B不全当选有C512-C310=672种选法.(4)注意到“至少有2名女生”的反面是只有一名女生或没有女生,故可用间接法进行.所以有C512-C15·C47-C57=596种选法.(5)分三步进行;第1步,选1男1女分别担任两个职务有C17·C15种选法.第2步,选2男1女补足5人有C26·C14种选法.第3步,为这3人安排工作有A33方法.由分步乘法计数原理,共有C17C15·C26C14·A33=12 600种选法.12.要从5名女生,7名男生中选出5名代表,按下列要求,分别有多少种不同的选法?(1)至少有1名女生入选;(2)至多有2名女生入选;(3)男生甲和女生乙入选;(4)男生甲和女生乙不能同时入选;(5)男生甲、女生乙至少有一个人入选.解(1)C512-C57=771;(2)C57+C15C47+C25C37=546;(3)C22C310=120;(4)C512-C22C310=672;(5)C512-C510=540.13.某医院有内科医生12名,外科医生8名,现选派5名参加赈灾医疗队,其中:(1)某内科医生甲与某外科医生乙必须参加,共有多少种不同选法?(2)甲、乙均不能参加,有多少种选法?(3)甲、乙两人至少有一人参加,有多少种选法?(4)队中至少有一名内科医生和一名外科医生,有几种选法?解(1)只需从其他18人中选3人即可,共有C318=816(种);(2)只需从其他18人中选5人即可,共有C518=8 568(种);(3)分两类:甲、乙中有一人参加,甲、乙都参加,共有C12C418+C318=6 936(种);(4)方法一(直接法):至少有一名内科医生和一名外科医生的选法可分四类:一内四外;二内三外;三内二外;四内一外,所以共有C112C48+C212C38+C312C28+C412C18=14 656(种).方法二(间接法):由总数中减去五名都是内科医生和五名都是外科医生的选法种数,得C520-(C512+C58)=14 656(种).14.已知10件不同的产品中有4件次品,现对它们一一测试,直至找到所有4件次品为止.(1)若恰在第2次测试时,才测试到第一件次品,第8次才找到最后一件次品,则共有多少种不同的测试方法?(2)若至多测试6次就能找到所有4件次品,则共有多少种不同的测试方法?解(1)若恰在第2次测试时,才测到第一件次品,第8次才找到最后一件次品,若是不放回的逐个抽取测试.第2次测到第一件次品有4种抽法;第8次测到最后一件次品有3种抽法;第3至第7次抽取测到最后两件次品共有A25种抽法;剩余4次抽到的是正品,共有A24A25A46=86 400种抽法.(2)检测4次可测出4件次品,不同的测试方法有A44种,检测5次可测出4件次品,不同的测试方法有4A34A16种;检测6次测出4件次品或6件正品,则不同的测试方法共有4A35A26+A66种.由分类计数原理,满足条件的不同的测试方法的种数为A4 4+4A34A16+4A35A26+A66=8 520.。