高考數學難點29排列 組合的應用問題

2023-02-02 01:57:01 字數 4574 閱讀 3065

排列、組合是每年高考必定考查的內容之一,縱觀全國高考數學題,每年都有1~2道排列組合題,考查排列組合的基礎知識、思維能力.

●難點磁場

(★★★★★)有五張卡片,它們的正、反面分別寫0與1,2與3,4與5,6與7,8與9,將其中任意三張併排放在一起組成三位數,共可組成多少個不同的三位數?

●案例**

[例1]在∠aob的oa邊上取m個點,在ob邊上取n個點(均除o點外),連同o點共m+n+1個點,現任取其中三個點為頂點作三角形,可作的三角形有( )

命題意圖:考查組合的概念及加法原理,屬★★★★★級題目.

知識依託:法一分成三類方法;法二,間接法,去掉三點共線的組合.

錯解分析:a中含有構不成三角形的組合,如:cc中,包括o、bi、bj;cc中,包含o、ap、aq,其中ap、aq,bi、bj分別表示oa、ob邊上不同於o的點;b漏掉△aiobj;d有重複的三角形.

如cc中有△aiobj,cc中也有△aiobj.

技巧與方法:分類討論思想及間接法.

解法一:第一類辦法:從oa邊上(不包括o)中任取一點與從ob邊上(不包括o)中任取兩點,可構造乙個三角形,有cc個;第二類辦法:

從oa邊上(不包括o)中任取兩點與ob邊上(不包括o)中任取一點,與o點可構造乙個三角形,有cc個;第三類辦法:從oa邊上(不包括o)任取一點與ob邊上(不包括o)中任取一點,與o點可構造乙個三角形,有cc個.由加法原理共有n=cc+cc+cc個三角形.

解法二:從m+n+1中任取三點共有c個,其中三點均在射線oa(包括o點),有c個,三點均在射線ob(包括o點),有c個.所以,個數為n=c-c-c個.

答案:c

[例2]四名優等生保送到三所學校去,每所學校至少得一名,則不同的保送方案的總數是

命題意圖:本題主要考查排列、組合、乘法原理概念,以及靈活應用上述概念處理數學問題的能力,屬★★★★級題目.

知識依託:排列、組合、乘法原理的概念.

錯解分析:根據題目要求每所學校至少接納一位優等生,常採用先安排每學校一人,而後將剩的一人送到一所學校,故有3a種.忽略此種辦法是:

將同在一所學校的兩名學生按進入學校的前後順序,分為兩種方案,而實際題目中對進入同一所學校的兩名學生是無順序要求的.

技巧與方法:解法一,採用處理分堆問題的方法.解法二,分兩次安排優等生,但是進入同一所學校的兩名優等生是不考慮順序的.

解法一:分兩步:先將四名優等生分成2,1,1三組,共有c種;而後,對三組學生安排三所學校,即進行全排列,有a33種.依乘法原理,共有n=c =36(種).

解法二:分兩步:從每個學校至少有一名學生,每人進一所學校,共有a種;而後,再將剩餘的一名學生送到三所學校中的一所學校,有3種.

值得注意的是:同在一所學校的兩名學生是不考慮進入的前後順序的.因此,共有n=a·3=36(種).

答案:36

●錦囊妙記

排列與組合的應用題,是高考常見題型,其中主要考查有附加條件的應用問題.解決這類問題通常有三種途徑:(1)以元素為主,應先滿足特殊元素的要求,再考慮其他元素.

(2)以位置為主考慮,即先滿足特殊位置的要求,再考慮其他位置.(3)先不考慮附加條件,計算出排列或組合數,再減去不符合要求的排列數或組合數.前兩種方式叫直接解法,後一種方式叫間接解法.

在求解排列與組合應用問題時,應注意:

(1)把具體問題轉化或歸結為排列或組合問題;

(2)通過分析確定運用分類計數原理還是分步計數原理;

(3)分析題目條件,避免「選取」時重複和遺漏;

(4)列出式子計算和作答.

解排列與組合應用題常用的方法有:直接計算法與間接計算法;分類法與分步法;元素分析法和位置分析法;插空法和**法等八種.

經常運用的數學思想是:

①分類討論思想;②轉化思想;③對稱思想.

●殲滅難點訓練

一、填空題

1.(★★★★)從集合中任取3個元素分別作為直線方程ax+by+c=0中的a、b、c,所得的經過座標原點的直線有_________條(用數值表示).

2.(★★★★★)圓周上有2n個等分點(n>1),以其中三個點為頂點的直角三角形的個數為

二、解答題

3.(★★★★★)某人手中有5張撲克牌,其中2張為不同花色的2,3張為不同花色的a,有5次出牌機會,每次只能出一種點數的牌但張數不限,此人有多少種不同的出牌方法?

4.(★★★★)二次函式y=ax2+bx+c的係數a、b、c,在集合中選取3個不同的值,則可確定座標原點在拋物線內部的拋物線多少條?

5.(★★★★★)有3名男生,4名女生,在下列不同要求下,求不同的排列方法總數.

(1)全體排成一行,其中甲只能在中間或者兩邊位置.

(2)全體排成一行,其中甲不在最左邊,乙不在最右邊.

(3)全體排成一行,其中男生必須排在一起.

(4)全體排成一行,男、女各不相鄰.

(5)全體排成一行,男生不能排在一起.

(6)全體排成一行,其中甲、乙、丙三人從左至右的順序不變.

(7)排成前後二排,前排3人,後排4人.

(8)全體排成一行,甲、乙兩人中間必須有3人.

6.(★★★★★)20個不加區別的小球放入編號為1、2、3的三個盒子中,要求每個盒內的球數不小於它的編號數,求不同的放法種數.

7.(★★★★)用五種不同的顏色,給圖中的(1)(2)(3)(4)的各部分塗色,每部分塗一色,相鄰部分塗不同色,則塗色的方法共有幾種?

8.(★★★★)甲、乙、丙三人值周一至週六的班,每人值兩天班,若甲不值周

一、乙不值週六,則可排出不同的值班表數為多少?

參***

難點磁場

解:(間接法):任取三張卡片可以組成不同三位數c·23·a (個),其中0在百位的有c·22·a (個),這是不合題意的,故共有不同三位數:

c·23·a-c·22·a=432(個).

殲滅難點訓練

一、1.解析:因為直線過原點,所以c=0,從1,2,3,5,7,11這6個數中任取2個作為a、b兩數的順序不同,表示的直線不同,所以直線的條數為a=30.

答案:30

2.解析:2n個等分點可作出n條直徑,從中任選一條直徑共有c種方法;再從以下的(2n-2)個等分點中任選乙個點,共有c種方法,根據乘法原理:

直角三角形的個數為:c·c=2n(n-1)個.

答案:2n(n-1)

二、3.解:出牌的方法可分為以下幾類:

(1)5張牌全部分開出,有a種方法;

(2)2張2一起出,3張a一起出,有a種方法;

(3)2張2一起出,3張a一起出,有a種方法;

(4)2張2一起出,3張a分兩次出,有ca種方法;

(5)2張2分開出,3張a一起出,有a種方法;

(6)2張2分開出,3張a分兩次出,有ca種方法.

因此,共有不同的出牌方法a+a+a+aa+a+ca=860種.

4.解:由圖形特徵分析,a>0,開口向上,座標原點在內部f(0)=c<0;a<0,開口向下,原點在內部f(0)=c>0,所以對於拋物線y=ax2+bx+c來講,原點在其內部af(0)=ac<0,則確定拋物線時,可先定一正一負的a和c,再確定b,故滿足題設的拋物線共有ccaa=144條.

5.解:(1)利用元素分析法,甲為特殊元素,故先安排甲左、右、中共三個位置可供甲選擇.有a種,其餘6人全排列,有a種.由乘法原理得aa=2160種.

(2)位置分析法.先排最右邊,除去甲外,有a種,餘下的6個位置全排有a種,但應剔除乙在最右邊的排法數aa種.則符合條件的排法共有aa-aa=3720種.

(3)**法.將男生看成乙個整體,進行全排列.再與其他元素進行全排列.共有aa=720種.

(4)插空法.先排好男生,然後將女生插入其中的四個空位,共有aa=144種.

(5)插空法.先排女生,然後在空位中插入男生,共有aa=1440種.

(6)定序排列.第一步,設固定甲、乙、丙從左至右順序的排列總數為n,第二步,對甲、乙、丙進行全排列,則為七個人的全排列,因此a=n×a,∴n== 840種.

(7)與無任何限制的排列相同,有a=5040種.

(8)從除甲、乙以外的5人中選3人排在甲、乙中間的排法有a種,甲、乙和其餘2人排成一排且甲、乙相鄰的排法有aa.最後再把選出的3人的排列插入到甲、乙之間即可.共有a×a×a=720種.

6.解:首先按每個盒子的編號放入1個、2個、3個小球,然後將剩餘的14個小球排成一排,如圖,|o|o|o|o|o|o|o|o|o|o|o|o|o|o|,有15個空檔,其中「o」表示小球,「|」表示空檔.

將求小球裝入盒中的方案數,可轉化為將三個小盒插入15個空檔的排列數.對應關係是:以插入兩個空檔的小盒之間的「o」個數,表示右側空檔上的小盒所裝有小球數.

最左側的空檔可以同時插入兩個小盒.而其餘空檔只可插入乙個小盒,最右側空檔必插入小盒,於是,若有兩個小盒插入最左側空檔,有c種;若恰有乙個小盒插入最左側空檔,有種;若沒有小盒插入最左側空檔,有c種.由加法原理,有n==120種排列方案,即有120種放法.

7.解:按排列中相鄰問題處理.

(1)(4)或(2)(4).可以塗相同的顏色.分類:

若(1)(4)同色,有a種,若(2)(4)同色,有a種,若(1)(2)(3)(4)均不同色,有a種.由加法原理,共有n=2a+a=240種.

8.解:每人隨意值兩天,共有ccc個;甲必值周一,有ccc個;乙必值週六,有ccc個;甲必值周一且乙必值週六,有ccc個.所以每人值兩天,且甲必不值周

一、乙必不值週六的值班表數,有n=ccc-2ccc+ ccc=90-2×5×6+12=42個.

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一 填空 二 題形小結 1.寫出所有符合條件的排列和組合 例1 有甲 乙 丙 丁四隊進行籃球單迴圈賽 1 寫出所有冠 亞軍的可能性.2 寫出各場比賽的雙方.2.含有或的方程 不等式的證明或求解 例2 1 求證 2 已知 求m n.3.排列組合應用題 例3 已知a 問 1 集合a有個子集.2 集合a可...

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