1、1.2.2组合第二课时组合的综合应用填一填1.组合的有关概念:从n个不同元素中取出m(mn)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合组合数用符号C表示,其公式为C.(m,nN*,mn),特别地CC1.2组合与排列的异同点共同点:排列与组合都是从n个不同元素中取出m(mn)个元素不同点:排列与元素的顺序有关,组合与元素的顺序无关3应用组合知识解决实际问题的四个步骤(1)判断:判断实际问题是否是组合问题(2)方法:选择利用直接法还是间接法解题(3)计算:利用组合数公式结合两个计数原理计算(4)结论:根据计算结果写出方案个数.判一判判断(正确的打“”,错误的打“”)1从3个不同的小
2、球中,取出2个排成一列共有6种排法()2老师在排座次时将甲、乙两位同学安排为同桌为组合问题()3在电视节目中,主持人从100位幸运观众中选出2名幸运之星9 900种不同选法()4从13位司机中任选出两位开两辆车往返甲、乙两地共有C安排方法()5若5名代表分4张同样的参观券,每人最多分一张,且全部分完,那么分法一共有A分配方法()6某施工小组有男工7名,女工3名,现要选1名女工和2名男工去支援另一施工小组,不同的选法有AA种()7设集合Aa1,a2,a3,a4,a5,则集合A中含有3个元素的子集共有C个()8从0,1,2,3,4,5这6个数中每次取3个不同的数,把其中最大的数放在百位上排成三位数
3、,这样的三位数有30个()想一想1.从集合1,2,3,4中任取两个不同元素相乘,有多少个不同的结果?完成的“这件事”指的是什么?这是排列问题,还是组合问题?提示:共有C6(个)不同结果完成的“这件事”是指从集合1,2,3,4中任取两个不同元素并相乘组合问题2从集合1,2,3,4中任取两个不同元素相除,有多少不同结果?这是排列问题,还是组合问题?完成的“这件事”指的是什么?提示:共有A210(个)不同结果;这个问题属于排列问题;完成的“这件事”是指从集合1,2,3,4中任取两个不同元素并相除3完成“从集合0,1,2,3,4中任取三个不同元素组成一个是偶数的三位数”这件事需先分类,还是先分步?有多
4、少个不同的结果?提示:由于0不能排在百位,而个位必须是偶数.0是否排在个位影响百位与十位的排法,所以完成这件事需按0是否在个位分类进行第一类:0在个位,则百位与十位共A种排法;第二类:0不在个位且不在百位,则需先从2,4中任选一个排个位再从剩下非零数字中取一个排百位,最后从剩余数字中任取一个排十位,共CCC18(种)不同的结果,由分类加法计数原理,完成“这件事”共有ACCC30(种)不同的结果4解决排列、组合综合问题要遵循两个原则提示:按事情发生的过程进行分步:按元素的性质进行分类解决时通常从以下三个途径考虑:(1)以元素为主考虑,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素;(2)以位置为主考虑,
5、即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置;(3)先不考虑附加条件,计算出排列或组合数,再减去不符合要求的排列或组合数思考感悟:练一练1.某研究性学习小组有4名男生和4名女生,一次问卷调查活动需要挑选3名同学参加,其中至少一名女生,则不同的选法种数为()A120 B84C52 D48解析:间接法:CC52种答案:C2编号为1,2,3,4,5,6,7的七盏路灯,晚上用时只亮三盏灯,且任意两盏亮灯不相邻,则不同的开灯方案有()A60种 B20种C10种 D8种解析:四盏熄灭的灯产生的5个空档中放入三盏亮灯,即C10.答案:C3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
6、友1本,则不同的赠送方法共有()A4种 B10种C18种 D20种解析:分两种情况:选2本画册,2本集邮册送给4位朋友有C6种方法;选1本画册,3本集邮册送给4位朋友有C4种方法,所以不同的赠送方法共有6410种,故选B项答案:B4在直角坐标平面xOy上,平行直线xn(n0,1,2,5)与平行直线yn(n0,1,2,5)组成的图形中,矩形共有_个解析:在垂直于x轴的6条直线中任取2条,在垂直于y轴的6条直线中任取2条,四条直线相交得出一个矩形,所以矩形总数为CC1515225个答案:225知识点一有条限制的组合问题1.某地发生了重大交通事故,某医院从10名医疗专家中抽调6名奔赴事故现场抢救伤员
7、,其中这10名医疗专家中有4名是外科专家问:(1)抽调的6名专家中恰有2名是外科专家的抽调方法有多少种?(2)至少有2名外科专家的抽调方法有多少种?(3)至多有2名外科专家的抽调方法有多少种?解析:(1)分步:首先从4名外科专家中任选2名,有C种选法,再从除外科专家的6人中选取4人,有C种选法,所以共有CC90种抽调方法(2)“至少”的含义是不低于,有两种解答方法,法一(直接法):按选取的外科专家的人数分类:选2名外科专家,共有CC种选法;选3名外科专家,共有CC种选法;选4名外科专家,共有CC种选法;根据分类加法计数原理,共有CCCCCC185种抽调方法法二(间接法):不考虑是否有外科专家,
8、共有C种选法,考虑选取1名外科专家参加,有CC种选法;没有外科专家参加,有C种选法,所以共有:CCCC185种抽调方法(3)“至多2名”包括“没有”、“有1名”、“有2名”三种情况,分类解答没有外科专家参加,有C种选法;有1名外科专家参加,有CC种选法;有2名外科专家参加,有CC种选法所以共有CCCCC115种抽调方法2从8名男生和6名女生中挑选3人,最多选2名女生的不同选法种数为()A288 B344C364 D624解析:直接从14名学生中挑选3人,有C种选法,其中超过2名女生的选法只有选出3名女生,有C种选法,所以共有CC344(种)不同的选法答案:B知识点二分组分配问题3.6本不同的书
9、,按照以下要求处理,各有几种分法?(1)分给甲、乙、丙三人,每人2本;(2)分为三份,每份2本;(3)分为三份,一份1本,一份2本,一份3本;(4)分给甲、乙、丙三人,一人1本,一人2本,一人3本解析:(1)先从6本书中选2本给甲,有C种选法;再从其余的4本中选2本给乙,有C种选法;最后从余下的2本书中选2本给丙,有C种选法;所以分给甲、乙、丙三人,每人2本,共有CCC90种分法(2)可以分两步完成:第1步,将6本书分为三份,每份2本,设有x种方法;第2步,将上面三份分给甲、乙、丙三名同学有A种方法根据(1)的结论和分步乘法计数原理得到CCCxA,所以x15.因此分为三份,每份2本,一共有15
10、种分法(3)这是“不均匀分组”问题,按照(1)的方法得到一共有CCC6(52)160种分法(4)在(3)的基础上再进行全排列,所以一共有CCCA360种分法4将4个编号为1,2,3,4的小球放入4个编号为1,2,3,4的盒子中(1)有多少种放法?(2)每盒至多一球,有多少种放法?(3)恰好有一个空盒,有多少种放法?(4)把4个不同的小球换成4个相同的小球,恰有一个空盒,有多少种放法?解析:(1)每个小球都可能放入4个盒子中的任何一个,将小球一个一个放入盒子,共有444444256种放法(2)这是全排列问题,共有A24种放法(3)法一:先将4个小球分为三组,有种方法,再将三组小球投入四个盒子中的
11、三个盒子,有A种投放方法,故共有A144种放法法二:先取4个球中的两个“捆”在一起,有C种选法,把它与其他两个球共3个元素分别放入4个盒子中的3个盒子,有A种投放方法,所以共有CA144种放法(4)先从四个盒子中选出三个盒子,再从三个盒子中选出一个盒子放入两个球,余下两个盒子各放一个由于球是相同的即没有顺序,所以属于组合问题,故共有CC12种放法.知识点三几何中的组合问题5.平面上4条平行线与另外5条平行线互相垂直,则它们构成的矩形共有_个解析:按构成矩形的过程可分为如下两步:第一步,先在4条平行线中任取两条,有C种取法;第二步,再在另外5条平行线中任取两条,有C种取法这样取出的四条直线构成一
12、个矩形,由分步乘法计数原理知构成的矩形共有CC60(个)故填60.答案:606已知圆上9个点,每两点连一线段,所有线段在圆内的交点有()A36个 B72个C63个 D126个解析:此题可化归为:圆上9个点可组成多少个四边形每个四边形的对角线的交点即为所求,所以交点有C126(个)答案:D知识点四排列与组合综合问题7.用0到9这10个数字组成没有重复数字的五位数,其中含3个奇数与2个偶数的五位数有多少个?解析:法一(直接法):把从5个偶数中任取2个分为两类:(1)不含0的:由3个奇数和2个偶数组成的五位数,可分两步进行:第1步,选出3奇2偶的数字,方法有CC种;第2步,对选出的5个数字全排列有A
13、种方法故所有适合条件的五位数有CCA个(2)含有0的:这时0只能排在除首位(万位)以外的四个位置中的一个,有A种排法;再从2,4,6,8中任取一个,有C种取法,从5个奇数数字中任取3个,有C种取法,再把取出的4个数全排列有A种方法,故有ACCA种排法根据分类加法计数原理,共有CCAACCA11 040个符合要求的数法二(间接法):如果对0不限制,共有CCA种,其中0居首位的有CCA种故共有CCACCA11 040个符合条件的数8为调查某商品当前的市场价格,国家统计局将5位调查员分成三组,其中两组各2人,另一组1人,分赴三个不同的地区进行商品价格调查,则不同的分配方案有()A90种 B180种C
14、30种 D15种解析:将5种调查员分成三组,其中两组各2人,另一组1人,有种不同的分法,再将其分到三个不同地区,有A种不同的分法,所以不同的分配方案的种数为A90,故选A项答案:A基础达标一、选择题1从5种主料中选2种,8种辅料中选3种来烹饪一道菜,烹饪方式有5种,那么最多可以烹饪出不同的菜的种数为()A18B200C2 800 D33 600解析:从5种主料中选2种,有C10种方法,从8种辅料中选3种,有C56种方法,根据分步乘法计数原理得烹饪出不同的菜的种数为105652 800,选C.答案:C2假如北京大学给中山市某三所重点中学7个自主招生的推荐名额,则每所中学至少分到一个名额的方法数为
15、()A30 B21C10 D15解析:用“隔板法”,在7个名额中间的6个空位上选2个位置加2个隔板,有C15种分配方法答案:D3某市委从组织机关10名科员中选3人担任驻村第一书记,则甲、乙至少有1人入选,而丙没有入选的不同选法的种数为()A85 B56C49 D28解析:法一(直接法):甲、乙两人均入选,有CC种方法甲、乙两人只有1人入选,有CC种方法,由分类加法计数原理,共有CCCC49种选法法二(间接法):从9人中选3人有C种方法其中甲、乙均不入选有C种方法,满足条件的选排方法是CC843549(种)答案:C4从甲、乙等5人中选出3人排成一列,则甲不在排头的排法种数是()A12 B24C3
16、6 D48解析:若不选甲,则排法种数为A24;若选甲,则先从后两个位置中选一个给甲,再从其余的4人中选2人排列,排法种数为CA24.由分类加法计数原理,可得不同的排法种数为242448.故选D项答案:D5如图是由6个正方形拼成的矩形图案,从图中的12个顶点中任取3个点作为一组,其中可以构成三角形的组数为()A208 B204C200 D196解析:任取3个顶点不能构成三角形的情形有3种:一是3条横线上的4个点,其组数为3C;二是4条竖线上的3个点,其组数为4C;三是4条对角线上的3个点,其组数为4C,所以可以构成三角形的组数为:C3C8C200,故选C项答案:C6由0,1,2,3,5这5个数字
17、组成的没有重复数字的三位数中,各位数字之和为奇数的个数为()A16 B18C24 D36解析:由题意知,满足条件的三位数可分为两类:第一类:三个数字中一个奇数两个偶数,有CCCA个不同的三位数;第二类:三个数字均为奇数有A个不同的三位数由分类加法计数原理知,满足条件的三位数有CCCAA18个,故选B项答案:B7周髀算经、九章算术、海岛算经、孙子算经是我国古代数学的重要文献现拟把这4部著作分给甲、乙、丙3位同学阅读,每人至少1本,则甲没分到周髀算经的分配方法共有()A18种 B24种C30种 D36种解析:先不考虑限制条件,则共有CA36种方法,若甲分到周髀算经,有两种情况:甲分到1本(只有周髀
18、算经),此时共有CA6种方法;甲分到2本(包括周髀算经),此时共有A6种方法,则分配方法共有366624种答案:B二、填空题8从一组学生中选出4名学生当代表的选法种数为A,从这组学生中选出2人担任正、副组长的选法种数为B,若,则这组学生共有_人解析:设有学生n人,则,解之得n15.答案:159某校开设9门课程供学生选修,其中A,B,C三门由于上课时间相同,至多选一门,学校规定每位同学选修4门,共有_种不同的选修方案(用数字作答)解析:分类:第一类:从A,B,C中选1门,从另6门中选3门,共有CC种第二类:从另6门中选4门,有C种由分类加法计数原理知,共有CCC75(种)答案:7510现有16张
19、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_解析:含1张红色卡片,有CC264(种)不同取法;不含红色卡片有C3C208(种)取法,共有264208472(种)取法答案:47211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)解析:只需看3张有奖的分配情况就可以,有两类4人中每人至多1张有奖,共有A43224(种)4人中,有1人2张有奖,还有1人1张有奖,其余的2人无奖共有分法:CA34336.总之,共有243660种答案:6012
20、对所有满足1mn5的自然数m,n,方程x2Cy21所表示的不同椭圆的个数为_解析:1mn5,所以C可以是C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,其中CC,CC,CC,CC,方程x2Cy21能表示的不同椭圆有6个答案:6三、解答题13在一次数学竞赛中,某学校有12人通过了初试,学校要从中选出5人去参加市级培训,在下列条件下,有多少种不同的选法?(1)任意选5人;(2)甲、乙、丙三人必须参加;(3)甲、乙、丙三人不能参加;(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加;(5)甲、乙、丙三人至少1人参加解析:(1)C792(种)不同的选法(2)甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有C36(种)不
21、同的选法(3)甲、乙、丙三人不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有C126(种)不同的选法(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有C3(种)选法,再从另外的9人中选4人有C(种)选法,共有CC378(种)不同的选法(5)法一(直接法):可分为三类:第一类:甲、乙、丙中有1人参加,共有CC种;第二类:甲、乙、丙中有2人参加,共有CC种;第三类:甲、乙、丙3人均参加,共有CC种;共有CCCCCC666(种)不同的选法法二(间接法):12人中任意选5人共有C种,甲、乙、丙三人不能参加的有C种,所以,共有CC666(种)不同的选法14已知平面M内有4个点,平面N内有5个
22、点,则这9个点最多能确定:(1)多少个平面?(2)多少个四面体?解析:(1)可分三类:第一类:平面M中取一点,N中取两点,最多可确定CC个第二类:平面M中取两点,N中取一点,最多可确定CC个第三类:平面M和平面N,共2个故最多可确定CCCC272(个)平面(2)法一(直接分数法):分三类:第一类:平面M内取一个点,N内取三个点,最多可确定CC个第二类:平面M内取两个点,N内取两个点,最多可确定CC个第三类:平面M内取三个点,N内取一个点,最多可确定CC个故最多可确定平面CCCCCC120(个)法二(间接法):CCC120(个).能力提升15.在某次数字测验中,记座号为n(n1,2,3,4)的同
23、学的考试成绩为f(n)若f(n)70,85,88,90,98,100,且满足f(1)f(2)f(3)f(4),则这4位同学考试成绩的所有可能有多少种?解析:f(1)f(2)f(3)f(4)可分为f(1)f(2)f(3)f(4);f(1)f(2)f(3)f(4)两种情形对于,只需在集合中取4个数字,有C种,对于,只需在集合中取3个数字,有C种即不同的取法共有CC35(种)16“渐升数”是指除最高位数字外,其余每一个数字比其左边的数字大的正整数(如13 456和35 678都是五位的“渐升数”)(1)求五位“渐升数”的个数;(2)如果把所有的五位“渐升数”按照从小到大的顺序排列,求第120个五位“渐升数”解析:(1)根据题意,“渐升数”中不能有0,则在其他9个数字中任取5个,每种取法对应1个“渐升数”,则共有C126(个)五位“渐升数”(2)对于这些“渐升数”,1在首位的有C70(个),2在首位的有C35(个),3在首位的有C15(个)对于3在首位的“渐升数”,第二位是4的有C10(个),第二位是5的有C4(个)因为7035104119,所以第120个“渐升数”是36 789.