高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第三册6.2 排列与组合教案及反思

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6.2.3  排列组合的综合运用(精讲) 考法一 全排列【例1】(2020·全国专题练习)在新冠肺炎疫情防控期间，某记者要去武汉4个方舱医院采访，则不同的采访顺序有(    )A．4种 B．12种 C．18种 D．24种【答案】D【解析】由题意可得不同的采访顺序有种，故选：D.【举一反三】1．(2020·全国专题练习)2020年初，我国向相关国家派出了由医疗专家组成的医疗小组．现有四个医疗小组和4个需要援助的国家，每个医疗小组只去一个国家，且4个医疗小组去的国家各不相同，则不同的分配方法有(    )A．64种 B．48种 C．24种 D．12种【答案】C【解析】4个医疗小组全排列后按顺序到四个国家即可，共有种方法．故选：C．2．(2020·吉林吉林市·高二期末)将5本不同的数学用书放在同一层书架上，则不同的放法有(    )A．50 B．60 C．120 D．90【答案】C【解析】由题意，将5本不同的数学用书放在同一层书架上，即将5本不同数学书全排列，故有种，故选：C．3．(2020·灵丘县豪洋中学高二期末)3本不同的课外读物分给3位同学，每人一本，则不同的分配方法有(    )A．3种 B．6种 C．12种 D．5种【答案】B【解析】3本不同的课外读物分给3位同学，每人一本，全排列：.故选：B  考法二 相邻问题【例2】(2021·河北张家口市)某班优秀学习小组有甲､乙､丙､丁､戊共5人，他们排成一排照相，则甲､乙二人相邻的排法种数为(    )A．24 B．36 C．48 D．60【答案】C【解析】先安排甲､乙相邻，有种排法，再把甲、乙看作一个元素，与其余三个人全排列，故有排法种数为.故选：C【举一反三】1．(2020·全国专题练习)在某场新冠肺炎疫情视频会议中，甲､乙､丙､丁､戊五位疫情防控专家轮流发言，其中甲必须排在前两位，丙､丁必须排在一起，则这五位专家的不同发言顺序共有(    )A．8种 B．12种 C．20种 D．24种【答案】C【解析】当甲排在第一位时，共有种发言顺序，当甲排在第二位时，共有种发言顺序，所以一共有种不同的发言顺序.故选：C.2．(2020·湖北随州市·高二期末)5个人排成一排照相，甲乙要相邻，则有多少种排列的方法(    )A．24种 B．36种 C．48种 D．72种【答案】C【解析】5个人排成一排照相，甲乙要相邻，则有种排列的方法.故选：C.3．(2020·重庆高二期末)6月，也称毕业月，高三的同学们都要与相处了三年的同窗进行合影留念.现有4名男生、2名女生照相合影，若女生必须相邻，则有(    )种排法.A．24 B．120 C．240 D．140【答案】C【解析】将2名女生捆绑在一起，当作1个元素，与另4名男生一起作全排列，有种排法，而2个女生可以交换位置，所以共有排法，故选：C.4.(2020·深圳市龙岗区龙城高级中学)把座位号为、、、、、的六张电影票全部分给甲、乙、丙、丁四个人，每人至少一张，且分给同一人的多张票必须连号，那么不同的分法种数为(    )A． B． C． D．【答案】B【解析】因为每人至少一张，且分给同一人的多张票必须连号，又分给甲、乙、丙、丁四个人，则在座位号、、、、、的五个空位插3个板子，有种，然后再分给甲、乙、丙、丁四个人，有种，所以不同的分法种数为,故选：B考法三 不相邻问题【例3】(2020·河北石家庄市·石家庄二中高二期中)省实验中学为预防秋季流感爆发，计划安排学生在校内进行常规体检，共有3个检查项目，需要安排在3间空教室进行检查，学校现有一排6间的空教室供选择使用，但是为了避免学生拥挤，要求作为检查项目的教室不能相邻，则共有(    )种安排方式.A．12 B．24 C．36 D．48【答案】B【解析】6间空教室，有3个空教室不使用，故可把作为检查项目的教室插入3个不使用的教室之间，故所有不同的安排方式的总数为.故选：B.【举一反三】1．(2020·北京高二期末)3位老师和4名学生站成一排，要求任意两位老师都不相邻，则不同的排法种数为(    )A． B．C． D．【答案】D【解析】根据题意，分2步进行：①将4名学生站成一排，有种排法；②4人排好后，有5个空位可选，在其中任选3个，安排三名教师，有种情况；则有种排法；故选：D.2．(2020·北海市教育教学研究室高二期末)若5个人排成一列纵队，则其中甲、乙、丙三人两两不相邻的排法有(    )A．12种 B．14种 C．5种 D．4种【答案】A【解析】分两步完成：第一步，5个人中除去甲、乙、丙三人余2人排列有种排法；第二步，从3个可插空档给甲、乙、丙3人排队有种插法.由分步乘法计数原理可知，一共有种排法.故答案选A3．(2020·四川省新津中学)五名学生和五名老师站成一排照相，五名老师不能相邻的排法有(    )A． B． C． D．【答案】B【解析】由题意五名老师不能相邻用插空法，排法数为．故选：B．4．(2020·重庆市第七中学校高二月考)现“学习强国”平台设有“阅读文章”、“视听学习”等多个栏目.在某时段时，更新了2篇文章和4个视频，一位学习者准备学习这2篇文章和其中2个视频，则这2篇文章学习顺序不相邻的学法有(    )种.A．24 B．36 C．72 D．144【答案】C【解析】根据题意，分2步进行分析：①，在4个视频中任选2个进行学习，有种情况，②，将选出的2个视频与2篇文章依次进行学习，共有种情况，其中2篇文章学习顺序相邻的情况有种情况，故2篇文章学习顺序不相邻的情况有12种，则这2篇文章学习顺序不相邻的学法有种；故选：C考法四  分组分配【例4】(2020·全国)疫情期间，上海某医院安排5名专家到3个不同的区级医院支援，每名专家只去一个区级医院，每个区级医院至少安排一名专家，则不同的安排方法共有(    )A．60种 B．90种 C．150种 D．240种【答案】C【解析】5名专家到3个不同的区级医院，分为1，2，2和1,1,3两种情况；分为1，2，2时安排有;分为1，1，3时安排有 所以一共有故选：C【举一反三】1．(2020·广东深圳市·深圳外国语学校)有四位朋友于七夕那天乘坐高铁G77从武汉出发(G77只会在长沙、广州、深圳停)，分别在每个停的站点至少下一个人，则不同的下车方案有(    )A．24种 B．36种 C．81种 D．256种【答案】B【解析】依据题意每个停的站点至少下一个人，先按2+1+1分成三组，有种分法，再分配到三个站点，有种分法，所以一共有种不同的下车方案.故选：B.2．(2020·河北)特岗教师是中央实施的一项对中西部地区农村义务教育的特殊政策.某教育行政部门为本地两所农村小学招聘了6名特岗教师，其中体育教师2名，数学教师4名.按每所学校1名体育教师，2名数学教师进行分配，则不同的分配方案有(    )A．24 B．14 C．12 D．8【答案】C【解析】先把4名数学教师平分为2组，有种方法，再把2名体育教师分别放入这两组，有种方法，最后把这两组教师分配到两所农村小学，共有种方法.故选：C.3．(2020·江西高二期末)江西省旅游产业发展大会于2020年6月11日～13日在赣州举行，某旅游公司为推出新的旅游项目，特派出五名工作人员前往赣州三个景点进行团队游的可行性调研.若每名工作人员只去一个景点且每个景点至少有一名工作人员前往，则不同的人员分配方案种数为(    )A．60 B．90 C．150 D．240【答案】C【解析】根据题意，分2步进行分析：①将五名工作人员分成3组，若分为3、1、1的三组，有种分法，若分为2、2、1的三组，种分法，则有种分组分法；②将分好的三组全排列，对应三个景点，有种情况，则有种分配方法；故选：．4．(2020·四川达州市·高二期末)公元2020年年初，肆虐着中国武汉，为了抗击，中国上下众志成城，纷纷驰援武汉.达州市决定派出6个医疗小组驰援武汉市甲、乙、丙三个地区，每个地区分配2个医疗小组，其中A医疗小组必须去甲地，则不同的安排方法种数为(    )A．30 B．60 C．90 D．180【答案】A【解析】根据题意，分2步进行：①将6个医疗小组平均分成3组，每组2支医疗队，有种分组方法；②将甲所在的小组安排到甲地，其他两个小组安排到乙、丙两地，有种情况，则有种不同的安排方法.故选：A.5．(2020·沈阳市·辽宁省实验中学分校高二期末)据《孙子算经》中记载，中国古代诸侯的等级从低到高分为：男、子、伯、侯、公，共五级，若给获得巨大贡献的7人进行封爵，要求每个等级至少有一人，至多有两人，则伯爵恰有两人的概率为(    )A． B． C． D．【答案】B【解析】人进行封爵，每个等级至少一人，至多两人，则共有种分法；其中伯爵恰有两人的分法有种分法，伯爵恰有两人的概率.故选：.考向五  几何问题【例5】(2020·全国)如图，的边上有四点、、、，上有三点、、，则以、、、、、、、中三点为顶点的三角形的个数为(    )A． B．C． D．【答案】B【解析】利用间接法，先在个点中任取个点，再减去三点共线的情况，因此，符合条件的三角形的个数为.故选：B.【举一反三】1．(2020·湖南高三开学考试)以长方体的顶点为顶点的三棱锥共有(    )个A．70 B．64 C．60 D．58【答案】D【解析】三棱锥有4个顶点，从长方体8个顶点中任取4个点共有种取法，排除其中四点共面的有：长方体的面6个，对角面6个，可得不同的三棱锥有个.故选：D.2．(2020·昆明呈贡新区中学)在圆上有6个不同的点，将这6个点两两连接成弦，这些弦将圆分割成的区域数最多为(    )A．32 B．15 C．16 D．31【答案】D【解析】两个点可以连一条弦，将圆分为两部分，加一个点，多两条弦，将圆多分出来两部分，所以每加一条弦可以按这种方式多出一个区域，再加一个点，变成了一对相交弦和四条其他的弦，共分为8个区域，所以除去前一种方式增加的区域数，一对相交弦还会多产生一个区域，故当点数多于4个时，最多可分得总的区域数为，此题，所以最多可分为31个区域.故选：D.3．(2020·北京丰台区·高二期末)平面内有8个点，以其中每2个点为端点的线段的条数为(    )A．21 B．28 C．42 D．56【答案】B【解析】线段由个端点组成，因此只需要从个点中选取个即可构成一条线段，所以线段条数为，故选：B.4．(2020·上海浦东新区·华师大二附中高二期中)以长方体的任意三个顶点为顶点作三角形，从中随机取出2个三角形，则这2个三角形不共面的情兄有(    )种A．1480 B．1468 C．1516 D．1492【答案】B【解析】因为平行六面体的8个顶点任意三个均不共线，故从8个顶点中任取三个均可构成一个三角形共有个三角形，从中任选两个，共有种情况，因为平行六面体有六个面,六个对角面，从8个顶点中4点共面共有12种情况，每个面的四个顶点共确定6个不同的三角形，故任取出2个三角形，则这2个三角形不共面共有1540-12×6=1468种，故选：B.考向六 方程不等式问题【例6】(2020·全国)方程的正整数解的个数__________.【答案】【解析】问题中的看作是三个盒子，问题则转化为把个球放在三个不同的盒子里，有多少种方法．将个球排一排后，中间插入两块隔板将它们分成三堆球，使每一堆至少一个球．隔板不能相邻，也不能放在两端，只能放在中间的个空内．共有种．故答案为：【举一反三】1．(2021·山西太原市)三元一次方程x+y+z=13的非负整数解的个数有_____.【答案】【解析】由,则 设，则且，则三元一次方程x+y+z=13的非负整数解的个数等价于,的解的个数,等价于将16个相同的小球分成3组，每组至少1个小球的不同分法，又将16个相同的小球分成3组，每组至少1个的不同分法，只需在16个球之间的15个空中选2个空用隔板隔开即可，则共有种分法，即三元一次方程x+y+z=13的非负整数解的个数有个，故答案为：.2．(2020·四川雅安市·雅安中学高二月考)方程的正整数解共有(    )组A．165 B．120 C．38 D．35【答案】A【解析】如图，将12个完全相同的球排成一列，  在它们之间形成的11个空隙中任选三个插入三块隔板，把球分成四组，每一种分法所得球的数目依次是、、、，显然满足，故是方程的一组解，反之，方程的每一组解都对应着一种在12个球中插入隔板的方式，故方程的正整数解的数目为：，故选：A. 考向七 数字问题【例7】(2020·南通西藏民族中学)从，，，，，中任取三个不同的数相加，则不同的结果共有(    )A．种 B．种 C．种 D．种【答案】C【解析】在这六个数字中任取三个求和，则和的最小值为，和的最大值为，所以当从，，，，，中任取三个数相加时，则不同结果有种．故选：C.【举一反三】1．(2020·全国)在1，2，3，4，5，6，7这组数据中，随机取出五个不同的数，则数字5是取出的五个不同数的中位数的所有取法种数为(    )A．6 B．12 C．18 D．24【答案】A【解析】根据题意，数字5是取出的五个不同数的中位数，则取出的数字中必须有5、6、7，在1，2，3，4中有2个数字，则不同的取法有种，故选：．2．(2020·广东汕尾市·高二月考)从1，3，5，7，9中任取3个数宇，与0，2，4组成没有重复数字的六位数，其中偶数共有(    )A．312个 B．1560个 C．2160个 D．3120个【答案】D【解析】从1，3，5，7，9中任取3个数宇，与0，2，4组成没有重复数字的六位偶数，可分为以下两种情况：①、0放在末位，从1，3，5，7，9中任取3个数宇，再与2，4全排列即可，共有个；②、0不放在末位，从1，3，5，7，9中任取3个数宇，再从2，4中选择一个作为末位数，从剩下的非首位中选择一个放置0，再将余下的数字全排列即可，共有个；则满足要求的偶数共有个.故选：D.3．(2020·浙江高三其他模拟)从1,2,3,4,5,6,7,8,9这9个数中取三个，所取三个数之积为偶数且能被3整除，则不同的选取方法有(    )A．55种 B．61种 C．64种 D．70种【答案】A【解析】对三个数中有没有6进行分类：①含有6时，只需从剩下的8个数中任意选两个即可，即种；②不含6时，则需要3与9．当3与9同时存在时，需要从剩余的3个偶数中选一个，即种；当3与9有1个存在时，偶数可以选1个或2个，即种．综上所述，不同的选取方法有55种，故选：A．