竞赛数学 · 四年级 第21讲《排列组合》举一反三练习卷
详细解题思路 + 规范步骤 + 三套填空变式(换数字 / 换场景 / 增加知识点)· 答案见文末附录
1. 【原题 ch21-chaoyue-01】有一些四位数,它们由 4 个互不相同且不为零的数字组成,并且这 4 个数字的和等于 11。将所有这样的四位数从小到大依次排列,第 20 个是多少?
详细思路是哪类问题:这是「限定数字和的组数与排序定位」类:先确定 4 个互不相同、非零、且和为 11 的数字组,再用全排列分类定位第 20 个。
关键切入点:4 个不同非零数字里最小的一组 $1,2,3,4$ 之和是 10,要和为 11 只能把 4 换成 5,故数字组唯一为 $\{1,2,3,5\}$。用它们组成的四位数共 $A_4^4=24$ 个:千位为 1、2、3 各 $A_3^3=6$ 个共 18 个;第 19、20 个落在千位为 5 的一类,最小的两个是 5123、5132,故第 20 个是 5132。
方法概述:先定出满足数字和的唯一数字组,再全排列分类定位。
规范步骤:- 确定数字组:$1+2+3+4=10$,改 4 为 5 得和 11,数字组唯一 $\{1,2,3,5\}$(数字和限制)
- 四位数总数:$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=24$(全排列)
- 千位 1、2、3 各 6 个:$A_3^3=6$,共 $3\times 6=18$ 个(分类计数)
- 第 19、20 个在千位为 5 中:$5123$ 第 19、$5132$ 第 $18+2=20$(排序定位)
- 写出答案:第 20 个是 $5132$
2. 【原题 ch21-chaoyue-02】在身高互不相同的 6 个人中,选出 3 个人站成第一排,另外 3 个人站成第二排。请问:(1)如果可以随便站,那么一共有多少种排法?(2)如果要求第二排最矮的人也比第一排最高的人高,那么一共有多少种不同的排法?
详细思路是哪类问题:这是「全排列 + 有大小限制分组」类:随便站是 6 人排入两排 6 个位置的全排列 $A_6^6$;要求第二排最矮的也比第一排最高的高,则第一排必是最矮 3 人、第二排是最高 3 人,两排内部各自全排列。
关键切入点:随便站 $A_6^6=720$;有限制时人选唯一确定,$A_3^3\times A_3^3=6\times 6=36$。
方法概述:随便站用 $A_6^6$;有高矮限制时先固定两排人选,再各自 $A_3^3$。
规范步骤:- 随便站是 6 人全排列:$A_6^6=720$(全排列)
- 有限制:两排人选唯一:第一排最矮 3 人、第二排最高 3 人(大小限制)
- 两排各自全排列:$A_3^3\times A_3^3=6\times 6=36$(乘法原理)
- 写出答案:$(1)720;(2)36$
第一套题目:身高互不相同的 8 个人,4 人站第一排、4 人站第二排。(1)随便站,多少种?(2)要求第二排最矮的也比第一排最高的高,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(随便站·全排列):8 人排入两排共 8 个位置,$A_8^8=8\times 7\times 6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(有限制):第一排必是最矮 4 人、第二排最高 4 人,各排内部全排列 $A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(乘法原理):$24\times 24=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:体重互不相同的 6 名队员,3 人一组分成两组拍照。(1)随便排 6 个位置,多少种?(2)要求第二组最轻的也比第一组最重的重,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$A_6^6=6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:两组内部各自全排列 $A_3^3=3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$6\times 6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:身高互不相同的 10 个人,5 人第一排、5 人第二排。(1)随便站,多少种?(2)要求第二排最矮的也比第一排最高的高,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$A_{10}^{10}=10\times 9\times 8\times 7\times 6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(有限制):第一排必是最矮 5 人、第二排最高 5 人,$A_5^5=5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$120\times 120=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:身高互不相同的 9 个人分成三排,每排 3 人。(1)随便站,多少种?(2)要求第一排全比第二排矮、第二排全比第三排矮,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(随便站·全排列):$A_9^9=9\times 8\times 7\times 6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(三排递高):分组唯一(最矮 3、中 3、高 3),每排内部 $A_3^3=3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(三排相乘):$6\times 6\times 6=\underline{\quad}$(种)。
3. 【原题 ch21-chaoyue-03】小口袋中有 4 个球,大口袋中有 6 个球,这些球颜色各不相同。请问:(1)任意取出 4 个球,共有多少种不同的结果?(2)取出 4 个球,而且恰好从每个口袋中各取 2 个球,共有多少种不同结果?
详细思路是哪类问题:这是「分组取球」类:任取 4 个是从 10 个球取 4 的组合 $C_{10}^4$;恰好每袋各取 2 个则分步——先小袋后大袋,用乘法原理 $C_4^2\times C_6^2$。
关键切入点:共 $4+6=10$ 个球,$C_{10}^4=210$;小袋 $C_4^2=6$、大袋 $C_6^2=15$,$6\times 15=90$。
方法概述:任取用 $C_{10}^4$;每袋各取 2 个用 $C_4^2\times C_6^2$。
规范步骤:- 任取 4 个、无序:$C_{10}^4=210$(组合)
- 每袋各取 2 个、分步:$C_4^2\times C_6^2=6\times 15=90$(分步计数)
- 写出答案:$(1)210;(2)90$
第一套题目:小口袋有 6 个球、大口袋有 8 个球,颜色各不相同。(1)任取 4 个,多少种?(2)每袋恰好各取 2 个,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(任取·组合):共 $6+8=14$ 个球,$C_{14}^4=(14\times 13\times 12\times 11)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(各取 2·分步):小袋 $C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,大袋 $C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,相乘 $15\times 28=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:甲盒有 4 张不同奖券、乙盒有 6 张不同奖券。(1)任抽 4 张,多少种?(2)每盒恰好各抽 2 张,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:共 10 张,$C_{10}^4=(10\times 9\times 8\times 7)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$C_4^2=(4\times 3)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$6\times 15=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:甲袋 5 个球、乙袋 5 个球,颜色各不相同。(1)任取 4 个,多少种?(2)每袋各取 2 个,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:共 10 个,$C_{10}^4=(10\times 9\times 8\times 7)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$C_5^2=(5\times 4)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,两袋各取 2 个 $10\times 10=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:小口袋有 4 个球、大口袋有 6 个球,颜色各不相同。任取 4 个球,要求从小口袋取出的个数是偶数(0、2 或 4 个),一共有多少种取法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(小取 0、大取 4):$C_4^0\times C_6^4=1\times 15=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(小取 2、大取 2):$C_4^2\times C_6^2=6\times 15=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(小取 4、大取 0):$C_4^4\times C_6^0=1\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(相加):$15+90+1=\underline{\quad}$(种)。
4. 【原题 ch21-chaoyue-04】在 $1\sim 30$ 这 30 个自然数中任意挑选出 2 个不同的数,使得它们的和是偶数,一共有多少种不同的挑选方法?
详细思路是哪类问题:这是「奇偶分析 + 组合」类:两数之和为偶数,则两数同奇或同偶,按奇偶分两类各取 2 个 $C_{15}^2$,再用加法原理相加。
关键切入点:$1\sim 30$ 中有 15 偶 15 奇;同偶 $C_{15}^2=105$、同奇 $C_{15}^2=105$;共 $105+105=210$。
方法概述:和为偶数即同奇或同偶,各取 2 个后相加。
规范步骤:- 同偶取 2 个:$C_{15}^2=105$(组合)
- 同奇取 2 个:$C_{15}^2=105$(组合)
- 加法原理:$105+105=210$(分类计数)
- 写出答案:$210$ 种
第一套题目:在 $1\sim 40$ 这 40 个自然数中任选 2 个不同的数,使它们的和是偶数,一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(奇偶分析):和为偶数即两数同奇或同偶;$1\sim 40$ 中有 20 偶、20 奇。
- 第 2 步(同偶/同奇各取 2):$C_{20}^2=(20\times 19)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相加):$190+190=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:抽奖箱里有编号 $1\sim 30$ 的 30 个球,任取 2 个,要求两个编号之和是偶数,一共有多少种取法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$1\sim 30$ 有 15 偶 15 奇;同偶或同奇 $C_{15}^2=(15\times 14)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(相加):$105+105=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:在 $1\sim 30$ 中任选 2 个不同的数,使它们的和是奇数,一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(奇偶分析):和为奇数需一奇一偶;奇数、偶数各 15 个。
- 第 2 步(分步·各取一个):$C_{15}^1=\underline{\quad}$、$C_{15}^1=\underline{\quad}$,相乘 $15\times 15=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:在 $1\sim 30$ 中任选 3 个不同的数,使它们的和是偶数,一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(三个都偶):$C_{15}^3=(15\times 14\times 13)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(一偶两奇):$C_{15}^1\times C_{15}^2=15\times 105=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相加):$455+1575=\underline{\quad}$(种)。
5. 【原题 ch21-chaoyue-05】如图 21-5 所示,两条直线上分别有 6 个点和 4 个点。以这些点为顶点,可以连出多少个三角形?
详细思路是哪类问题:这是「含共线点的三角形计数」类:从 10 点任取 3 点本可成 $C_{10}^3$ 个三角形,但要减去 3 点共线的退化情况,用正难则反。
关键切入点:共 $6+4=10$ 点,$C_{10}^3=120$;上线 3 点共线 $C_6^3=20$、下线 $C_4^3=4$;三角形 $120-(20+4)=96$。
方法概述:总数 $C_{10}^3$ 减去三点共线的 $C_6^3+C_4^3$。
规范步骤:- 任取 3 点:$C_{10}^3=120$(组合)
- 减去共线三点:$C_6^3+C_4^3=20+4=24$(正难则反)
- 作差:$120-24=96$(排除退化)
- 写出答案:$96$ 个
第一套题目:两条直线上分别有 8 个点和 5 个点,以这些点为顶点可以连出多少个三角形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):共 $8+5=13$ 点,$C_{13}^3=(13\times 12\times 11)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(去掉共线三点):上线 $C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,下线 $C_5^3=(5\times 4\times 3)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(作差):$286-(56+10)=\underline{\quad}$(个)。
第二套题目:操场上有两条跑道线,一条线上插着 6 面小旗、另一条线上插着 4 面小旗,以旗子为顶点能搭出多少个三角形花架?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:共 10 面旗,$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步:$C_6^3=(6\times 5\times 4)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_4^3=(4\times 3\times 2)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:$120-(20+4)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:两条直线上分别有 7 个点和 5 个点,能连出多少个三角形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:共 12 点,$C_{12}^3=(12\times 11\times 10)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步:$C_7^3=(7\times 6\times 5)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_5^3=(5\times 4\times 3)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:$220-(35+10)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:三条直线上各有 4 个点(同一条线上的点共线,不同线的点不共线),以这些点为顶点能连出多少个三角形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):共 $3\times 4=12$ 点,$C_{12}^3=(12\times 11\times 10)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(去掉共线三点):每条线上 $C_4^3=(4\times 3\times 2)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,三条线共 $3\times 4=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(作差):$220-12=\underline{\quad}$(个)。
6. 【原题 ch21-chaoyue-06】从 15 名同学中选出 5 人,上场参加篮球比赛。请问:(1)如果甲、乙两人必须入选,共有多少种选法?(2)如果甲、乙两人中至少有一人入选,共有多少种选法?(3)如果甲、乙、丙三人中恰好入选一人,共有多少种选法?(4)如果甲、乙、丙不能同时都入选,共有多少种选法?
详细思路是哪类问题:这是「有限制条件的选人」类:必选则固定后选剩余;「至少一人」「不同时」用正难则反(总数减反面);「恰好一人」用分步 $C_3^1\times C_{12}^4$。
关键切入点:(1) 甲乙必选,其余 13 人选 3 $C_{13}^3=286$;(2) 至少一人 $C_{15}^5-C_{13}^5=3003-1287=1716$;(3) 恰好一人 $C_3^1\times C_{12}^4=3\times 495=1485$;(4) 不同时 $C_{15}^5-C_{12}^2=3003-66=2937$。
方法概述:必选固定;至少/不同时用正难则反;恰好一人用分步。
规范步骤:- 甲乙必选:$C_{13}^3=286$(固定后选剩余)
- 至少一人:$C_{15}^5-C_{13}^5=3003-1287=1716$(正难则反)
- 恰好一人:$C_3^1\times C_{12}^4=3\times 495=1485$(分步计数)
- 不同时都入选:$C_{15}^5-C_{12}^2=3003-66=2937$(正难则反)
- 写出答案:$(1)286;(2)1716;(3)1485;(4)2937$
第一套题目:从 18 名同学中选 6 人。(1)甲、乙必入选,多少种?(2)甲、乙至少一人入选,多少种?(3)甲、乙、丙恰好一人入选,多少种?(4)甲、乙、丙不同时都入选,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(甲乙必选):其余 16 人选 4 人,$C_{16}^4=(16\times 15\times 14\times 13)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(至少一人):$C_{18}^6=(18\times 17\times 16\times 15\times 14\times 13)\div(6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,甲乙都不选 $C_{16}^6=\underline{\quad}$,相减 $18564-8008=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(恰好一人):$C_3^1=\underline{\quad}$,其余 15 人选 5 人 $C_{15}^5=\underline{\quad}$,相乘 $3\times 3003=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(不同时):甲乙丙都选则其余 15 人选 3 人 $C_{15}^3=\underline{\quad}$,$18564-455=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:从 15 名队员中选 5 人上场。(1)队长、副队长必上,多少种?(2)队长、副队长至少一人上,多少种?(3)甲、乙、丙三名新人恰好一人上,多少种?(4)甲、乙、丙不同时都上,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:其余 13 人选 3 人,$C_{13}^3=(13\times 12\times 11)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$C_{15}^5=(15\times 14\times 13\times 12\times 11)\div(5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,两人都不上 $C_{13}^5=\underline{\quad}$,$3003-1287=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$C_3^1=\underline{\quad}$,其余 12 人选 4 人 $C_{12}^4=\underline{\quad}$,$3\times 495=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步:三人都上则其余 12 人选 2 人 $C_{12}^2=\underline{\quad}$,$3003-66=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 12 名同学中选 4 人。(1)甲、乙必选,多少种?(2)甲、乙至少一人,多少种?(3)甲、乙、丙恰好一人,多少种?(4)甲、乙、丙不同时都选,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:其余 10 人选 2 人 $C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$C_{12}^4=(12\times 11\times 10\times 9)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,甲乙都不选 $C_{10}^4=\underline{\quad}$,$495-210=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$C_3^1=\underline{\quad}$,其余 9 人选 3 人 $C_9^3=\underline{\quad}$,$3\times 84=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步:三人都选则其余 9 人选 1 人 $C_9^1=\underline{\quad}$,$495-9=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 15 名同学中选 5 人,要求甲、乙、丙三人中恰好有两人入选,一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(选哪两人):从甲、乙、丙中选 2 人,$C_3^2=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(其余 3 人):从其余 12 人选 3 人,$C_{12}^3=(12\times 11\times 10)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(分步相乘):$3\times 220=\underline{\quad}$(种)。
7. 【原题 ch21-chaoyue-07】体育课上,老师将小高、墨莫和另 7 名同学分成 3 组做游戏,每组 3 人。(1)一共有多少种分组方法?(2)如果小高和墨莫要求分到同一组,有多少种分组方法?
详细思路是哪类问题:这是「均匀分组」类:9 人分 3 组、每组 3 人,三组地位相同(无组间顺序),先依次选出再除以 $A_3^3$ 消除重复;要求两人同组时先配齐该组,再把余下 6 人均匀分 2 组。
关键切入点:分 3 组:$\dfrac{C_9^3 C_6^3 C_3^3}{A_3^3}=\dfrac{84\times 20\times 1}{6}=280$;两人同组:配 1 人 $C_7^1=7$,余 6 人分 2 组 $\dfrac{C_6^3 C_3^3}{A_2^2}=\dfrac{20}{2}=10$,共 $7\times 10=70$。
方法概述:均匀分 3 组要除 $A_3^3$;两人同组先配齐该组再均分余下 6 人。
规范步骤:- 依次选 3 组:$C_9^3\times C_6^3\times C_3^3=84\times 20\times 1$(分步组合)
- 消除组间顺序:$\div A_3^3=\div 6$,得 $280$(均匀分组)
- 两人同组:$C_7^1\times\dfrac{C_6^3 C_3^3}{A_2^2}=7\times 10=70$(限制条件)
- 写出答案:$(1)280;(2)70$
第一套题目:把 12 个人分成 3 组、每组 4 人。(1)一共多少种分法?(2)如果指定的两人要求分到同一组,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(依次选 3 组):$C_{12}^4=(12\times 11\times 10\times 9)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_8^4=(8\times 7\times 6\times 5)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_4^4=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(消除组间顺序):除以 $A_3^3=3\times 2\times 1=\underline{\quad}$,$\dfrac{495\times 70\times 1}{6}=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(两人同组·先配该组):该组再配 2 人 $C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(余 8 人均分 2 组):$\dfrac{C_8^4\times C_4^4}{A_2^2}=\dfrac{70\times 1}{2}=\underline{\quad}$(种)。
- 第 5 步(乘法原理):$45\times 35=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:把 9 名志愿者分成 3 个小队、每队 3 人。(1)一共多少种分法?(2)如果两名队长要求分到同一队,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_6^3=(6\times 5\times 4)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_3^3=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(消序):除以 $A_3^3=3\times 2\times 1=\underline{\quad}$,$\dfrac{84\times 20\times 1}{6}=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(同队):配 1 人 $C_7^1=\underline{\quad}$,余 6 人分 2 队 $\dfrac{C_6^3 C_3^3}{A_2^2}=\dfrac{20\times 1}{2}=\underline{\quad}$,$7\times 10=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:把 6 个人分成 3 组、每组 2 人。(1)一共多少种分法?(2)如果指定的两人分到同一组,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_4^2=(4\times 3)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_2^2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(消序):除以 $A_3^3=3\times 2\times 1=\underline{\quad}$,$\dfrac{15\times 6\times 1}{6}=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(同组):两人自成一组,余 4 人分 2 组 $\dfrac{C_4^2 C_2^2}{A_2^2}=\dfrac{6\times 1}{2}=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:把 9 个人分成 2 人、3 人、4 人三个组(各组人数不同)。(1)一共多少种分法?(2)如果指定的甲、乙两人要求都在 4 人组,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(不等分组·无需消序):$C_9^2=(9\times 8)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_7^3=(7\times 6\times 5)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_4^4=\underline{\quad}$,相乘 $36\times 35\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(甲乙在 4 人组·再配 2 人):$C_7^2=(7\times 6)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(余 5 人分 2、3 组):$C_5^2\times C_3^3=(5\times 4)\div(2\times 1)\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(乘法原理):$21\times 10=\underline{\quad}$(种)。
8. 【原题 ch21-chaoyue-08】大、小两个口袋中,装有一些同样的小球,大口袋里装有 9 个小球,分别编号为 $1\sim 9$;小口袋里装有 6 个小球,分别编号为 $1\sim 6$。从这两个口袋中分别摸出 3 个小球,这 6 个小球的编号一共有多少种可能情况?
详细思路是哪类问题:这是「按重复个数分类讨论」类:从大袋(编号 $1\sim 9$)和小袋(编号 $1\sim 6$)各摸 3 个,按 6 个编号中「数字相同的对数」分 0、1、2、3 对四类计数,含容斥修正后求和。
关键切入点:①无重复:从 $1\sim 9$ 选 6 个 $C_9^6=84$;②1 对相同:选那一对(必在 $1\sim 6$)$C_6^1=6$,再选剩 4 个 $C_8^4-C_3^3 C_5^1=65$,共 $6\times 65=390$;③2 对相同:$C_6^2=15$,剩 2 个 $C_7^2-C_3^2=18$,共 $15\times 18=270$;④3 对相同:$C_6^3=20$。总计 $84+390+270+20=764$。
方法概述:按两袋取出编号的重复对数(0、1、2、3)分类,含容斥修正后求和。
规范步骤:- 0 对相同:$C_9^6=84$(组合)
- 1 对相同:$C_6^1\times(C_8^4-C_3^3 C_5^1)=6\times 65=390$(容斥修正)
- 2 对相同:$C_6^2\times(C_7^2-C_3^2)=15\times 18=270$(容斥修正)
- 3 对相同:$C_6^3=20$(组合)
- 求和:$84+390+270+20=764$(分类计数)
- 写出答案:$764$ 种
9. 【原题 ch21-tuozhan-01】计算:(1)$A_5^2$;(2)$A_7^3$;(3)$A_6^4-A_6^2$。
详细思路是哪类问题:这是「排列数求值」类:按定义从下标起连乘上标个因数;第 3 题先分别把两个排列数算成乘积再作差。
关键切入点:$A_5^2=5\times 4=20$;$A_7^3=7\times 6\times 5=210$;$A_6^4-A_6^2=360-30=330$。
方法概述:上标是几就从下标起连乘几个因数,再按运算顺序合并。
规范步骤:- $A_5^2$:$A_5^2=5\times 4=20$(排列数定义)
- $A_7^3$:$A_7^3=7\times 6\times 5=210$(排列数定义)
- $A_6^4-A_6^2$:$A_6^4-A_6^2=360-30=330$(先求值后作差)
- 写出答案:$(1)20;(2)210;(3)330$
第一套题目:计算:(1)$A_6^2$;(2)$A_8^3$;(3)$A_7^4-A_7^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$A_6^2=6\times 5=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$A_8^3=8\times 7\times 6=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(作差):$A_7^4=7\times 6\times 5\times 4=\underline{\quad}$,$A_7^2=7\times 6=\underline{\quad}$,$840-42=\underline{\quad}$。
第二套题目:(1)5 名选手选 2 人跑两棒,多少种?(2)7 面旗选 3 面排一行,多少种?(3)6 名同学选 4 人排一排的种数,减去选 2 人排一排的种数,是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$A_5^2=5\times 4=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$A_6^4=6\times 5\times 4\times 3=\underline{\quad}$,$A_6^2=6\times 5=\underline{\quad}$,$360-30=\underline{\quad}$。
第三套题目:计算:$A_9^3-A_5^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$A_9^3=9\times 8\times 7=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$A_5^2=5\times 4=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(作差):$504-20=\underline{\quad}$。
第三套题目:计算:$A_6^4-C_6^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排列):$A_6^4=6\times 5\times 4\times 3=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(组合):$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(作差):$360-15=\underline{\quad}$。
10. 【原题 ch21-tuozhan-02】如图 21-2 所示,有 5 面不同颜色的小旗,任取 3 面排成一行表示一种信号,用这 5 面小旗一共可以表示出多少种不同的信号?
详细思路是哪类问题:这是「选排列计数」类:5 面颜色各不相同的旗子取 3 面排成一行,位置有先后表示不同信号,是从 5 取 3 的排列 $A_5^3$。
关键切入点:第 1 面位置有 5 种旗、第 2 面剩 4 种、第 3 面剩 3 种,逐位相乘即 $A_5^3=60$。
方法概述:取 3 面按顺序排列即 $A_5^3$。
规范步骤:- 取 3 面排一行、有序:$A_5^3$(选排列)
- 连乘 3 个因数:$A_5^3=5\times 4\times 3=60$(排列数定义)
- 写出答案:$60$ 种
第一套题目:有 7 面不同颜色的小旗,任取 3 面排成一行表示一种信号,一共可以表示多少种不同的信号?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:从 7 面取 3 面排一行、有序,是选排列 $A_7^3$。
- 第 2 步:$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:有 5 张颜色不同的卡片,任取 3 张从左到右排成一排组成一个暗号,一共能组成多少个不同的暗号?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:从 5 张取 3 张排一排、有序,是选排列 $A_5^3$。
- 第 2 步:$A_5^3=5\times 4\times 3=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:有 6 面不同颜色的小旗,任取 3 面排成一行表示一种信号,一共可以表示多少种信号?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:从 6 面取 3 面排一行、有序,是选排列 $A_6^3$。
- 第 2 步:$A_6^3=6\times 5\times 4=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:有 5 面不同颜色的小旗,任取 3 面排成一行表示信号,要求红旗必须被用上,一共可以表示多少种信号?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(特殊元素·红旗):红旗必须出现,它可放在 3 个位置之一,有 3 种。
- 第 2 步(其余 2 个位置):从其余 4 面旗中选 2 面排,$A_4^2=4\times 3=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(乘法原理):$3\times 12=\underline{\quad}$(种)。
11. 【原题 ch21-tuozhan-03】3 名同学一起去图书馆借科幻小说,发现书架上只剩下 9 本,且各不相同。如果每人只借 1 本,那么共有多少种不同的借法?
详细思路是哪类问题:这是「选排列计数」类:3 名同学各借 1 本不同的书,相当于从 9 本书中选 3 本依次分给 3 人,位置(人)有区别,是 $A_9^3$。
关键切入点:第 1 名同学有 9 本可借、第 2 名剩 8 本、第 3 名剩 7 本,按乘法原理 $9\times 8\times 7=504$,即 $A_9^3$。
方法概述:每人借 1 本不同的书,等价于 9 本选 3 本排序 $A_9^3$。
规范步骤:- 9 本选 3 本依次分给 3 人:$A_9^3$(乘法原理/选排列)
- 连乘 3 个因数:$A_9^3=9\times 8\times 7=504$(排列数定义)
- 写出答案:$504$ 种
第一套题目:4 名同学一起去图书馆借书,书架上只剩 10 本各不相同的书,每人只借 1 本,共有多少种不同的借法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:4 人依次从 10 本不同的书中各借 1 本,第 1 人 10 种、第 2 人 9 种……
- 第 2 步(连乘 4 个因数):$A_{10}^4=10\times 9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:3 名同学去领奖,奖品架上有 9 份各不相同的奖品,每人只领 1 份,共有多少种不同的领法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:3 人依次从 9 份不同奖品中各领 1 份,相当于 9 选 3 排序。
- 第 2 步:$A_9^3=9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:3 名同学一起去借书,书架上剩 8 本各不相同的书,每人只借 1 本,共有多少种借法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:3 人依次从 8 本中各借 1 本,相当于 8 选 3 排序。
- 第 2 步:$A_8^3=8\times 7\times 6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:3 名同学从 9 本各不相同的书中每人借 1 本,之后老师又从剩下的书中挑 1 本作为班级共读书,一共有多少种不同的结果?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(3 人借书):$A_9^3=9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(老师再挑 1 本):借完后还剩 6 本,老师有 6 种挑法,$504\times 6=\underline{\quad}$(种)。
12. 【原题 ch21-tuozhan-04】用 $1\sim 5$ 这 5 个数字组数。(1)可以组成多少个没有重复数字的四位数?(2)将这些四位数从小到大排列起来,4125 是第几个?
详细思路是哪类问题:这是「组数与排序定位」类:先用 $A_5^4$ 求四位数总数,再按千位数字分类,数出排在 4125 前面的个数来定位。
关键切入点:总数 $A_5^4=120$。千位为 1、2、3 的各有 $A_4^3=24$ 个,共 72 个;千位为 4 时比 4125 小的只有 4123 这 1 个,所以 4125 是第 $72+1+1=74$ 个。
方法概述:总数 $A_5^4$;按千位分类数出更小的个数后定位。
规范步骤:- 四位数总数:$A_5^4=5\times 4\times 3\times 2=120$(选排列)
- 千位 1、2、3 各 24 个:$A_4^3=24$,共 $3\times 24=72$ 个(分类计数)
- 千位为 4 中比 4125 小的只有 4123:$4125$ 排第 $72+1+1=74$(排序定位)
- 写出答案:$120$ 个;第 $74$ 个
第一套题目:用 $1\sim 6$ 这 6 个数字组数。(1)能组成多少个没有重复数字的四位数?(2)把它们从小到大排列,5123 是第几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):从 6 个数字选 4 个排四位数,$A_6^4=6\times 5\times 4\times 3=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):千位取 1、2、3、4 共 4 种都比 5123 小,每种 $A_5^3=5\times 4\times 3=\underline{\quad}$ 个,合计 $4\times 60=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(定位):5123 是千位为 5 的四位数里最小的,排第 $240+1=\underline{\quad}$。
第二套题目:用数字卡片 $1,2,3,4,5$ 拼四位数(数字不重复)。(1)能拼多少个?(2)把它们从小到大排列,4125 是第几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$A_5^4=5\times 4\times 3\times 2=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):千位为 1、2、3 各有 $A_4^3=4\times 3\times 2=\underline{\quad}$ 个,共 $3\times 24=\underline{\quad}$ 个比 4125 小。
- 第 3 步(定位):千位为 4 中比 4125 小的只有 4123 这 1 个,故 4125 排第 $72+1+1=\underline{\quad}$。
第三套题目:用 $1\sim 5$ 组成没有重复数字的四位数,从小到大排列,3124 是第几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$A_5^4=5\times 4\times 3\times 2=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):千位取 1、2 共 2 种都比 3124 小,每种 $A_4^3=4\times 3\times 2=\underline{\quad}$ 个,合计 $2\times 24=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(定位):3124 是千位为 3 的四位数里最小的,排第 $48+1=\underline{\quad}$。
第三套题目:用 $1\sim 6$ 组成没有重复数字的五位数,一共有多少个?从小到大排列,31245 是第几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):从 6 个数字选 5 个排五位数,$A_6^5=6\times 5\times 4\times 3\times 2=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):万位取 1、2 共 2 种都比 31245 小,每种 $A_5^4=5\times 4\times 3\times 2=\underline{\quad}$ 个,合计 $2\times 120=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(定位):31245 是万位为 3 的五位数里最小的,排第 $240+1=\underline{\quad}$。
13. 【原题 ch21-tuozhan-05】计算:(1)$C_9^3$;(2)$C_{10}^3-2\times C_{10}^2$;(3)$C_5^4,\ C_5^1$;(4)$C_{10}^7,\ C_{10}^3$。
详细思路是哪类问题:这是「组合数求值与对称性」类:用 $C_n^m=A_n^m\div A_m^m$ 求值,并用对称性 $C_n^m=C_n^{n-m}$ 把大上标化小、验证相等。
关键切入点:$C_9^3=84$;$C_{10}^3-2C_{10}^2=120-2\times 45=30$;$C_5^4=C_5^1=5$;$C_{10}^7=C_{10}^3=120$。
方法概述:$C_n^m=A_n^m\div A_m^m$,配合对称性 $C_n^m=C_n^{n-m}$。
规范步骤:- $C_9^3$:$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=84$(组合)
- $C_{10}^3-2C_{10}^2$:$120-2\times 45=30$(组合)
- 对称性 $C_5^4=C_5^1$:$C_5^4=C_5^1=5$(对称性)
- 对称性 $C_{10}^7=C_{10}^3$:$C_{10}^7=C_{10}^3=120$(对称性)
- 写出答案:$(1)84;(2)30;(3)5,5;(4)120,120$
第一套题目:计算:(1)$C_{10}^3$;(2)$C_{11}^3-2\times C_{11}^2$;(3)$C_6^5$;(4)$C_{11}^8$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$C_{11}^3=(11\times 10\times 9)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_{11}^2=(11\times 10)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$165-2\times 55=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(对称性):$C_6^5=C_6^1=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(对称性):$C_{11}^8=C_{11}^3=\underline{\quad}$。
第二套题目:(1)9 人选 3 人做卫生有多少种?(2)10 人选 3 人的方法数减去 2 倍选 2 人的方法数是多少?(3)5 名候选选 4 名(=选出落选 1 名)有多少种?(4)10 件展品选 7 件展出(=选出撤下 3 件)有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$120-2\times 45=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(对称性):选 4 名=选出落选 1 名,$C_5^4=C_5^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(对称性):选 7 件=选出撤下 3 件,$C_{10}^7=C_{10}^3=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:计算并验证对称性:(1)$C_8^2$ 与 $C_8^6$;(2)$C_9^4$ 与 $C_9^5$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,由对称性 $C_8^6=C_8^2=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$C_9^4=(9\times 8\times 7\times 6)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,由对称性 $C_9^5=C_9^4=\underline{\quad}$。
第三套题目:计算:$C_8^3+A_5^2\times C_4^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(组合):$C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(排列):$A_5^2=5\times 4=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(组合):$C_4^2=(4\times 3)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(先乘后加):$56+20\times 6=\underline{\quad}$。
14. 【原题 ch21-tuozhan-06】如图 21-3 所示,从端点 $O$ 出发的射线共有 7 条,图中一共有多少个锐角?
详细思路是哪类问题:这是「几何计数(角)」类:从端点 $O$ 引出的每 2 条射线恰好夹出 1 个锐角,取 2 条射线不分先后,是组合 $C_7^2$。
关键切入点:锐角个数 = 从 7 条射线取 2 条 $C_7^2=(7\times 6)\div(2\times 1)=21$。
方法概述:每个锐角由 2 条射线决定,取 2 条射线即 $C_7^2$。
规范步骤:- 取 2 条射线定 1 个角、无序:$C_7^2$(组合)
- 用公式求值:$C_7^2=(7\times 6)\div(2\times 1)=21$(组合数定义)
- 写出答案:$21$ 个
第一套题目:从端点 $O$ 出发的射线共有 9 条,图中一共有多少个锐角?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:每个锐角由 2 条射线决定、无序,是组合 $C_9^2$。
- 第 2 步:$C_9^2=(9\times 8)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第二套题目:一个路口有 7 条从中心点向外的道路,任意两条道路之间形成一个夹角,一共有多少个这样的夹角?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:每个夹角由 2 条道路决定、无序,是组合 $C_7^2$。
- 第 2 步:$C_7^2=(7\times 6)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:从端点 $O$ 出发的射线共有 8 条,一共有多少个角?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:每个角由 2 条射线决定、无序,是组合 $C_8^2$。
- 第 2 步:$C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:从端点 $O$ 出发的射线共有 8 条。(1)一共能数出多少个角?(2)如果每个角都要区分「起始边」和「终止边」,又能得到多少个有向角?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(无向角·组合):取 2 条射线不分先后,$C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(有向角·排列):区分起始边、终止边后有先后之分,$A_8^2=8\times 7=\underline{\quad}$(个)。
15. 【原题 ch21-tuozhan-07】如图 21-4 所示,在一个圆周上有 8 个点,以这些点为顶点或端点,一共可以画出:(1)多少条线段?(2)多少个三角形?(3)多少个四边形?
详细思路是哪类问题:这是「几何计数」类:圆周上任意若干点都不共线,取 2 点连线段、取 3 点连三角形、取 4 点连四边形,都与顺序无关,分别是 $C_8^2$、$C_8^3$、$C_8^4$。
关键切入点:线段 $C_8^2=28$、三角形 $C_8^3=56$、四边形 $C_8^4=70$。
方法概述:圆上点两两不共线,取 2/3/4 点分别用 $C_8^2$、$C_8^3$、$C_8^4$。
规范步骤:- 线段取 2 点:$C_8^2=28$(组合)
- 三角形取 3 点:$C_8^3=56$(组合)
- 四边形取 4 点:$C_8^4=70$(组合)
- 写出答案:$(1)28;(2)56;(3)70$
第一套题目:圆周上有 10 个点。(1)能画多少条线段?(2)多少个三角形?(3)多少个四边形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(线段):$C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步(三角形):$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 3 步(四边形):$C_{10}^4=(10\times 9\times 8\times 7)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第二套题目:钟面上均匀分布着 8 个不同的刻度点。(1)任意两点连一条线段,共多少条?(2)任意三点连一个三角形,共多少个?(3)任意四点连一个四边形,共多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步:$C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 3 步:$C_8^4=(8\times 7\times 6\times 5)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:圆周上有 9 个点。(1)多少条线段?(2)多少个三角形?(3)多少个四边形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_9^2=(9\times 8)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步:$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 3 步:$C_9^4=(9\times 8\times 7\times 6)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:圆周上有 9 个点。(1)多少条线段?(2)多少个三角形?(3)多少个四边形?(4)多少个五边形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_9^2=(9\times 8)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步:$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 3 步:$C_9^4=(9\times 8\times 7\times 6)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
- 第 4 步(五边形取 5 点):$C_9^5=(9\times 8\times 7\times 6\times 5)\div(5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
16. 【原题 ch21-tuozhan-08】9 支球队进行足球比赛,实行单循环赛制,每两队之间只比赛一场。每场比赛胜方得 3 分、负方得 0 分,平局时各得 1 分。请问:(1)一共要举行多少场比赛?(2)9 支球队的得分总和最多为多少分?
详细思路是哪类问题:这是「组合数(场次)+ 极值分析」类:单循环每两队打一场,场次 = 从 9 队取 2 队 $C_9^2$;每场分胜负全场得 3 分、平局全场得 2 分,要总分最多就每场都分胜负。
关键切入点:场次 $C_9^2=36$。每场分胜负得 3 分 >平局 2 分,故 36 场都分胜负时总分最多 $36\times 3=108$。
方法概述:场次用 $C_9^2$;每场分胜负得分多,故全分胜负时总分最大。
规范步骤:- 场次取 2 队、无序:$C_9^2=(9\times 8)\div(2\times 1)=36$(组合)
- 最多得分:每场都分胜负:$36\times 3=108$(极值分析)
- 写出答案:$(1)36$ 场;$(2)108$ 分
第一套题目:12 支球队进行单循环赛,每两队比赛一场,胜方得 3 分、负方 0 分、平局各得 1 分。(1)一共多少场?(2)得分总和最多多少分?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(场次·组合):$C_{12}^2=(12\times 11)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(场)。
- 第 2 步(最多得分):每场都分胜负全场得 3 分最多,$66\times 3=\underline{\quad}$(分)。
第二套题目:9 名棋手进行单循环象棋赛,每两人下一盘,胜者得 3 分、负者 0 分、和棋各得 1 分。(1)共下多少盘?(2)所有人得分总和最多多少分?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_9^2=(9\times 8)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(盘)。
- 第 2 步:每盘都分胜负得 3 分最多,$36\times 3=\underline{\quad}$(分)。
第三套题目:10 支球队单循环赛,规则同上。(1)多少场?(2)得分总和最多多少分?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(场)。
- 第 2 步:$45\times 3=\underline{\quad}$(分)。
第三套题目:12 支球队进行双循环赛,每两队之间比赛 2 场,规则同上。(1)一共多少场?(2)得分总和最多多少分?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(单循环场次):$C_{12}^2=(12\times 11)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(场)。
- 第 2 步(双循环):每两队打 2 场,$66\times 2=\underline{\quad}$(场)。
- 第 3 步(最多得分):每场都分胜负,$132\times 3=\underline{\quad}$(分)。
17. 【原题 ch21-tuozhan-09】学校十佳歌手大赛的 10 名获奖选手中,每 3 人都要照一张合影,请问:需要拍多少张照片?
详细思路是哪类问题:这是「组合数计算」类:每 3 人照一张合影,照片与 3 人的先后顺序无关,是从 10 人取 3 人的组合 $C_{10}^3$。
关键切入点:$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=120$。
方法概述:每张合影对应一个 3 人组合,用 $C_{10}^3$。
规范步骤:- 取 3 人、无序:$C_{10}^3$(组合)
- 用公式求值:$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=120$(组合数定义)
- 写出答案:$120$ 张
第一套题目:12 名获奖选手中,每 3 人都要照一张合影,需要拍多少张照片?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:每张合影对应一个 3 人组合,$C_{12}^3$。
- 第 2 步:$C_{12}^3=(12\times 11\times 10)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(张)。
第二套题目:10 名队员,每 3 人组成一个临时小组去完成一项任务,一共能组成多少个不同的小组?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:每个小组对应一个 3 人组合,$C_{10}^3$。
- 第 2 步:$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:11 名同学中,每 3 人照一张合影,需要拍多少张?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_{11}^3=(11\times 10\times 9)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(张)。
第三套题目:10 名获奖选手中,每 2 人要合一张影,每 3 人也要合一张影,一共要拍多少张照片?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(两人合影·组合):$C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(张)。
- 第 2 步(三人合影·组合):$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(张)。
- 第 3 步(相加):$45+120=\underline{\quad}$(张)。
18. 【原题 ch21-tuozhan-10】卡莉娅把 10 张不同的魔法卡片分给墨莫和小高,每人决定给墨莫 8 张、给小高 2 张,一共有多少种不同的分法?
详细思路是哪类问题:这是「物品分配组合」类:给小高的 2 张确定后,剩下 8 张自动全给墨莫,所以只要从 10 张中给小高选 2 张,是组合 $C_{10}^2$。
关键切入点:确定给小高的 2 张即确定整个分法,$C_{10}^2=45$。
方法概述:确定给一方的若干张即确定整个分法,用 $C_{10}^2$。
规范步骤:- 只需给小高选 2 张、无序:$C_{10}^2$(组合)
- 用公式求值:$C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=45$(组合数定义)
- 写出答案:$45$ 种
第一套题目:把 12 张不同的卡片分给两人,给一人 9 张、另一人 3 张,一共有多少种不同的分法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:确定拿 3 张那人的卡片即确定整个分法,$C_{12}^3$。
- 第 2 步:$C_{12}^3=(12\times 11\times 10)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:老师把 10 本不同的练习册分给甲、乙两人,甲拿 8 本、乙拿 2 本,一共有多少种分法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:确定乙拿的 2 本即确定整个分法,$C_{10}^2$。
- 第 2 步:$C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:把 10 张不同的卡片分给两人,一人 6 张、一人 4 张,一共有多少种分法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:确定拿 4 张那人的卡片即确定整个分法,$C_{10}^4$。
- 第 2 步:$C_{10}^4=(10\times 9\times 8\times 7)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:把 12 张不同的卡片分给甲、乙、丙三人,甲 6 张、乙 4 张、丙 2 张,一共有多少种分法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(给甲选 6 张):$C_{12}^6=(12\times 11\times 10\times 9\times 8\times 7)\div(6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(再给乙选 4 张):从剩 6 张选 4 张,$C_6^4=(6\times 5\times 4\times 3)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(剩 2 张给丙):$C_2^2=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(乘法原理):$924\times 15\times 1=\underline{\quad}$(种)。
19. 【原题 ch21-tuozhan-11】在新学期的班会上,大家要从 11 名候选人中选出班干部,请问:(1)选出 3 人组成班委会,一共有多少种选法?(2)从剩下的候选人中,选出 3 人分别担任语文、数学、英语的课代表,一共有多少种选法?
详细思路是哪类问题:这是「组合 + 排列」类:组班委会 3 人不分先后是组合 $C_{11}^3$;语文、数学、英语课代表有职务之分是排列,从剩下 8 人中取 3 人排 $A_8^3$。
关键切入点:班委会 $C_{11}^3=165$;剩 8 人选 3 人任三科课代表 $A_8^3=8\times 7\times 6=336$。
方法概述:无序组班委用 $C_{11}^3$;有序任课代表用剩余 8 人的 $A_8^3$。
规范步骤:- 组班委会 3 人、无序:$C_{11}^3=165$(组合)
- 三科课代表、有序:$A_8^3=8\times 7\times 6=336$(排列)
- 写出答案:$(1)165$ 种;$(2)336$ 种
第一套题目:从 13 名候选人中:(1)选 3 人组成班委会,多少种?(2)从剩下的人中选 3 人分别任语文、数学、英语课代表,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(组班委·无序):$C_{13}^3=(13\times 12\times 11)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(任课代表·有序):剩 10 人选 3 人排,$A_{10}^3=10\times 9\times 8=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:从 11 名志愿者中:(1)选 3 人组成后勤组,多少种?(2)再从剩下的人中选 3 人分别担任检票、引导、讲解,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(后勤组·无序):$C_{11}^3=(11\times 10\times 9)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(三项岗位·有序):剩 8 人选 3 人排,$A_8^3=8\times 7\times 6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 12 名候选人中:(1)选 3 人组成班委会,多少种?(2)从剩下的人中选 3 人任三科课代表,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_{12}^3=(12\times 11\times 10)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:剩 9 人选 3 人排,$A_9^3=9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 11 名候选人中:(1)选 3 人组成班委会;(2)从剩下的人中选 3 人任语文、数学、英语课代表;(3)再从剩下的人中选 2 人任正、副卫生委员。各有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(班委·无序):$C_{11}^3=(11\times 10\times 9)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(课代表·有序):剩 8 人选 3 人排,$A_8^3=8\times 7\times 6=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(卫生委员·有序):再剩 5 人选 2 人排,$A_5^2=5\times 4=\underline{\quad}$(种)。
20. 【原题 ch21-tuozhan-12】萱萱要从 8 门课程中选学 3 门,一共有多少种选法?如果数学课与钢琴课时间冲突,不能同时学,她一共有多少种选法?
详细思路是哪类问题:这是「组合 + 正难则反」类:8 门选 3 门是 $C_8^3$;数学与钢琴不能同时学,用总数减去「数学、钢琴都选」的情况。
关键切入点:总数 $C_8^3=56$;数学、钢琴都选时再从其余 6 门选 1 门 $C_6^1=6$;满足要求 $56-6=50$。
方法概述:总数 $C_8^3$ 减去「两门同时被选」的 $C_6^1$。
规范步骤:- 总数、无序:$C_8^3=56$(组合)
- 减去两门同选:$56-C_6^1=56-6=50$(正难则反)
- 写出答案:$(1)56$ 种;$(2)50$ 种
第一套题目:从 10 门课程中选学 4 门,一共多少种?如果 A、B 两门时间冲突不能同时学,又有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$C_{10}^4=(10\times 9\times 8\times 7)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(正难则反):A、B 都选则再从其余 8 门选 2 门,$C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相减):$210-28=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:从 8 个兴趣班中报 3 个,一共多少种?如果舞蹈班与武术班时间冲突不能同报,又有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(正难则反):两班都报则再从其余 6 个选 1 个,$C_6^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$56-6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 9 门课程中选 3 门,如果 A、B 两门不能同时选,一共多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(正难则反):A、B 都选则再选 1 门,$C_7^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$84-7=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 8 门课程中选 3 门,数学与钢琴不能同时学,语文与美术也不能同时学,一共多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(去掉数、钢同选):$C_6^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(去掉语、美同选):同理 $C_6^1=\underline{\quad}$(种);两种冲突不会同时发生(选 3 门装不下两对)。
- 第 4 步(相减):$56-6-6=\underline{\quad}$(种)。
21. 【原题 ch21-tuozhan-13】卡莉娅和萱萱、小高、墨莫去参加一次聚会,主持人要求每个人从 12 个颜色不同的彩球中领取一个。请问:(1)萱萱第一个取球,她一共选出了 4 个球,准备分给大家,那么一共有多少种选法?(2)萱萱回到座位后,把这 4 个球分给大家,一共有多少种分法?(3)最后他们 4 人手中拿到的球一共有多少种可能?
详细思路是哪类问题:这是「选取与分配」类:替大家选 4 个球不分先后是组合 $C_{12}^4$;把 4 个球分给指定 4 人有先后是全排列 $A_4^4$;整体取并分配 $A_{12}^4=C_{12}^4\times A_4^4$。
关键切入点:$C_{12}^4=495$;$A_4^4=24$;$A_{12}^4=12\times 11\times 10\times 9=11880=495\times 24$。
方法概述:选球无序 $C_{12}^4$;分给 4 人有序 $A_4^4$;整体 $A_{12}^4$。
规范步骤:- 选 4 个球、无序:$C_{12}^4=495$(组合)
- 分给 4 人、有序:$A_4^4=24$(全排列)
- 整体取并分配:$A_{12}^4=11880=495\times 24$(组合×排列)
- 写出答案:$(1)495;(2)24;(3)11880$
第一套题目:从 14 个不同的球中:(1)选出 5 个,多少种?(2)把这 5 个分给 5 人,多少种?(3)从 14 个球取 5 个直接分给 5 人,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(选球·无序):$C_{14}^5=(14\times 13\times 12\times 11\times 10)\div(5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(分给 5 人·有序):$A_5^5=5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(整体):$A_{14}^5=14\times 13\times 12\times 11\times 10=\underline{\quad}$(种),也等于 $2002\times 120=\underline{\quad}$。
第二套题目:从 12 支不同的笔中:(1)挑出 4 支,多少种?(2)把这 4 支分给 4 名同学,多少种?(3)从 12 支笔取 4 支直接分给 4 名同学,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_{12}^4=(12\times 11\times 10\times 9)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$A_{12}^4=12\times 11\times 10\times 9=\underline{\quad}$(种),即 $495\times 24=\underline{\quad}$。
第三套题目:从 10 个不同的球中取 4 个分给 4 人:(1)选球多少种?(2)分配多少种?(3)整体多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_{10}^4=(10\times 9\times 8\times 7)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$A_{10}^4=10\times 9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种),即 $210\times 24=\underline{\quad}$。
第三套题目:从 12 个不同的球中取 4 个分给 4 名同学,要求其中的红球必须被取到,一共有多少种不同的结果?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(红球必选·再选 3 个):红球已定,再从其余 11 球选 3 个,$C_{11}^3=(11\times 10\times 9)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(分给 4 人·有序):$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(乘法原理):$165\times 24=\underline{\quad}$(种)。
22. 【原题 ch21-tuozhan-14】周末,老师要从第一组的 10 名男生和 10 名女生中选出 5 人留下打扫卫生。请问:(1)如果老师随意选择,一共有多少种选择方法?(2)如果老师决定选出 2 名男生和 3 名女生,一共有多少种选择方法?
详细思路是哪类问题:这是「分类人数限制的选取」类:随意选 5 人是从 20 人取 5 的组合 $C_{20}^5$;指定 2 男 3 女则分步——先男后女,用乘法原理 $C_{10}^2\times C_{10}^3$。
关键切入点:$C_{20}^5=15504$;$C_{10}^2=45$、$C_{10}^3=120$,$45\times 120=5400$。
方法概述:随意选用 $C_{20}^5$;限定男女人数用 $C_{10}^2\times C_{10}^3$。
规范步骤:- 随意选 5 人、无序:$C_{20}^5=15504$(组合)
- 2 男 3 女、分步:$C_{10}^2\times C_{10}^3=45\times 120=5400$(分步计数)
- 写出答案:$(1)15504;(2)5400$
第一套题目:从 12 名男生和 12 名女生中选 5 人打扫卫生。(1)随意选,多少种?(2)选 2 男 3 女,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(随意选·组合):共 24 人,$C_{24}^5=(24\times 23\times 22\times 21\times 20)\div(5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(2 男·组合):$C_{12}^2=(12\times 11)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(3 女·组合):$C_{12}^3=(12\times 11\times 10)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(分步相乘):$66\times 220=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:合唱团有 10 名高音和 10 名低音,要选 5 人组成小分队。(1)随意选,多少种?(2)选 2 名高音 3 名低音,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:共 20 人,$C_{20}^5=(20\times 19\times 18\times 17\times 16)\div(5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$C_{10}^2=(10\times 9)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$45\times 120=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 9 名男生和 9 名女生中选 5 人。(1)随意选,多少种?(2)选 2 男 3 女,多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:共 18 人,$C_{18}^5=(18\times 17\times 16\times 15\times 14)\div(5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:$C_9^2=(9\times 8)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$36\times 84=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 10 名男生和 10 名女生中选 5 人,要求至少有 4 名女生,一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(4 女 1 男):$C_{10}^4=(10\times 9\times 8\times 7)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$,$C_{10}^1=\underline{\quad}$,相乘 $210\times 10=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(5 女 0 男):$C_{10}^5=(10\times 9\times 8\times 7\times 6)\div(5\times 4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相加):$2100+252=\underline{\quad}$(种)。
23. 【原题 ch21-xingqu-01】计算:(1)$A_4^2$;(2)$A_{10}^4$;(3)$3\times A_3^3+A_6^3$。
详细思路是哪类问题:这是「排列数求值」类计算题:按排列数的定义 $A_n^m=n(n-1)\cdots(n-m+1)$,从 $n$ 开始连续写 $m$ 个依次减 1 的因数相乘。
关键切入点:关键是数清「从几开始、乘几个」:$A_4^2$ 从 4 开始乘 2 个因数;$A_{10}^4$ 从 10 开始乘 4 个因数;第 (3) 题里 $A_3^3$ 是全排列要乘满 3 个因数,$A_6^3$ 从 6 开始乘 3 个,最后按先乘后加的顺序合并。
方法概述:上标是几就连乘几个因数,从下标开始逐个减 1。
规范步骤:- $A_4^2$ 从 4 起连乘 2 个因数:$A_4^2=4\times 3=12$(排列数定义)
- $A_{10}^4$ 从 10 起连乘 4 个因数:$A_{10}^4=10\times 9\times 8\times 7=5040$(排列数定义)
- $A_3^3$ 是 3 个元素的全排列:$A_3^3=3\times 2\times 1=6$(全排列)
- $A_6^3$ 从 6 起连乘 3 个因数:$A_6^3=6\times 5\times 4=120$(排列数定义)
- 先乘后加合并第 (3) 题:$3\times 6+120=18+120=138$(四则运算顺序)
- 写出答案:$(1)12;(2)5040;(3)138$
第一套题目:计算:(1)$A_6^2$;(2)$A_{12}^4$;(3)$4\times A_4^4+A_7^3$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(认出乘几个):$A_6^2$ 上标是 2,从 6 起连乘 2 个因数,$A_6^2=6\times 5=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$A_{12}^4$ 上标是 4,从 12 起连乘 4 个因数,$A_{12}^4=12\times 11\times 10\times 9=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(拆开第 (3) 题):$A_4^4$ 是全排列,$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$;$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(先乘后加):$4\times 24=\underline{\quad}$,再加 $210$,得 $96+210=\underline{\quad}$。
第二套题目:运动会安排:(1)从 4 名队员中选 2 名跑第一棒、第二棒,有多少种安排?(2)从 10 本不同的书中选 4 本依次摆在书架的 4 个位置上,有多少种摆法?(3)3 名同学排成一队的排法数的 3 倍,再加上从 6 面不同的旗中选 3 面排成一行的排法数,是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:选 2 名分跑两棒,有先后之分,是排列,$A_4^2=4\times 3=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步:10 本选 4 本还要分位置,是排列,$A_{10}^4=10\times 9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:3 人排队是全排列,$A_3^3=3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种);6 面旗选 3 面排一行,$A_6^3=6\times 5\times 4=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步:按题意合并,$3\times 6+120=\underline{\quad}$。
第三套题目:计算:(1)$A_5^3$;(2)$A_8^2$;(3)$2\times A_4^4+A_5^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$A_5^3=5\times 4\times 3=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$A_8^2=8\times 7=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(拆开):$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$,$A_5^2=5\times 4=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(先乘后加):$2\times 24+20=\underline{\quad}$。
第三套题目:计算:$A_7^3\times C_5^2-A_6^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排列数):$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(组合数):组合数要除掉被选元素内部的排列,$C_5^2=A_5^2\div A_2^2=(5\times 4)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步:$A_6^2=6\times 5=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(先乘后减):$210\times 10=\underline{\quad}$,再减 $30$,得 $2100-30=\underline{\quad}$。
24. 【原题 ch21-xingqu-02】卡莉娅、萱萱、墨莫和小高 4 个人站队照一排照相,一共有多少种不同的排列方法?
详细思路是哪类问题:这是「全排列计数」类:若干个互不相同的人(物)站成一排,位置有先后之分,所有元素都要用上,就是全排列 $A_n^n$。
关键切入点:4 个人排一排,第 1 个位置有 4 种选择,选定后第 2 个位置只剩 3 种,接着 2 种、1 种,按乘法原理逐位相乘,正是 $A_4^4$。
方法概述:全部元素排成一列即全排列,$A_n^n=n\times(n-1)\times\cdots\times 1$。
规范步骤:- 认出这是 4 个元素的全排列:$A_4^4$(位置有先后、元素全用上)
- 按定义连乘 4 个因数:$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=24$(乘法原理)
- 写出答案:$24$ 种
第一套题目:6 个人站成一排照相,一共有多少种不同的排法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(认出题型):6 人全部排成一排、位置有先后,是 6 个元素的全排列 $A_6^6$。
- 第 2 步(逐位数选择):第一个位置有 6 种选法,之后依次是 $5,4,3,2,1$ 种。
- 第 3 步(连乘):$A_6^6=6\times 5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:书架上要摆放 4 本互不相同的书,从左到右排成一行,一共有多少种不同的摆法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:4 本书全部摆上、左右位置有区别,是 4 个元素的全排列 $A_4^4$。
- 第 2 步(连乘):$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:把 $1,2,3,4,5$ 这 5 张数字卡片全部排成一行,组成一个五位数,一共能组成多少个不同的五位数?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:5 张卡片全部用上、位置有先后,是 5 个元素的全排列 $A_5^5$。
- 第 2 步(逐位数选择):万位 5 种、千位 4 种、百位 3 种、十位 2 种、个位 1 种。
- 第 3 步(连乘):$A_5^5=5\times 4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:5 个人站成一排照相,其中甲、乙两人必须相邻,一共有多少种不同的排法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(捆绑):把必须相邻的甲、乙看成一个整体,于是要排的对象变成 $5-1=\underline{\quad}$ 个。
- 第 2 步(外部排列):这 4 个对象全排列,$A_4^4=4\times 3\times 2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(内部排列):甲、乙在整体内部还能交换,$A_2^2=2\times 1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 4 步(乘法原理):$24\times 2=\underline{\quad}$(种)。
25. 【原题 ch21-xingqu-03】体育课上,老师从 10 名男生中挑选出 4 人站成一排,一共有多少种不同的排列方法?
详细思路是哪类问题:这是「选排列计数」类:从 10 名男生中选出 4 人站成一排,位置有先后之分,是从 10 个元素取 4 个的排列 $A_{10}^4$。
关键切入点:第 1 个位置有 10 种站法,选定后第 2 个位置剩 9 种,依次是 8 种、7 种,按乘法原理逐位相乘正是 $A_{10}^4$。
方法概述:从 $n$ 个中取 $m$ 个排序即 $A_n^m$,从 $n$ 起连乘 $m$ 个因数。
规范步骤:- 认出是 10 选 4 的排列:$A_{10}^4$(位置有先后)
- 从 10 起连乘 4 个因数:$A_{10}^4=10\times 9\times 8\times 7=5040$(排列数定义)
- 写出答案:$5040$ 种
第一套题目:体育课上,老师从 12 名男生中挑选出 4 人站成一排,一共有多少种不同的排列方法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(认题型):从 12 人取 4 人排一排、位置有先后,是选排列 $A_{12}^4$。
- 第 2 步(连乘 4 个因数):$A_{12}^4=12\times 11\times 10\times 9=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:运动会上,老师从 10 名运动员中挑选 4 人组成 $4\times 100$ 米接力队,依次跑第一、二、三、四棒,一共有多少种不同的安排?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:接力有棒次先后,是从 10 人取 4 人排序,$A_{10}^4$。
- 第 2 步:$A_{10}^4=10\times 9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 9 本不同的书中选出 4 本,从左到右摆在书架的 4 个位置上,一共有多少种摆法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:9 本选 4 本还要分左右位置,是选排列 $A_9^4$。
- 第 2 步:$A_9^4=9\times 8\times 7\times 6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 10 名男生中选 4 人站成一排照相,要求其中的班长必须站在排头或排尾,一共有多少种排法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先定特殊位置):班长只能站排头或排尾,有 2 种站法。
- 第 2 步(其余位置):剩下 3 个位置从其余 9 人中选 3 人排,$A_9^3=9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(乘法原理):$2\times 504=\underline{\quad}$(种)。
26. 【原题 ch21-xingqu-04】卡莉娅、萱萱、墨莫、小高 4 个人一起乘公共汽车去公园,上车后发现有 8 个空座位,他们一共有多少种不同的坐法?
详细思路是哪类问题:这是「选排列计数」类:把 8 个空座位看作 8 个元素,选出 4 个让 4 人依次就座,位置有先后,是 $A_8^4$。
关键切入点:相当于从 8 个座位中选 4 个排成一列:第 1 人有 8 种坐法,第 2 人剩 7 种,依次 6 种、5 种,逐位相乘即 $A_8^4$。
方法概述:从 8 个座位取 4 个排序,$A_8^4$,从 8 起连乘 4 个因数。
规范步骤:- 把 8 个座位看作 8 个元素、选 4 个排序:$A_8^4$(座位有区别、人有先后)
- 从 8 起连乘 4 个因数:$A_8^4=8\times 7\times 6\times 5=1680$(排列数定义)
- 写出答案:$1680$ 种
第一套题目:卡莉娅等 5 个人一起乘公共汽车,上车后发现有 9 个空座位,他们一共有多少种不同的坐法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(认题型):从 9 个座位选 5 个让 5 人依次就座,是选排列 $A_9^5$。
- 第 2 步(连乘 5 个因数):$A_9^5=9\times 8\times 7\times 6\times 5=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:4 名同学走进一间有 8 个空座位的电影厅,他们一共有多少种不同的就座方法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:从 8 个座位选 4 个让 4 人依次就座,是选排列 $A_8^4$。
- 第 2 步:$A_8^4=8\times 7\times 6\times 5=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:9 个空座位,4 个人依次就座,一共有多少种不同的坐法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:从 9 个座位选 4 个让 4 人依次就座,是选排列 $A_9^4$。
- 第 2 步:$A_9^4=9\times 8\times 7\times 6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:8 个空座位,4 个人就座,其中甲必须坐在这一排的最左端或最右端,一共有多少种坐法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(先定甲):甲只能坐最左或最右端,有 2 种。
- 第 2 步(其余 3 人):从剩下 7 个座位选 3 个排,$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(乘法原理):$2\times 210=\underline{\quad}$(种)。
27. 【原题 ch21-xingqu-05】用 $1\sim 7$ 这 7 个数字一共能组成多少个没有重复数字的三位数?如果把这些三位数从小到大排起来,312 是其中第几个?
详细思路是哪类问题:这是「组数与排序定位」类:先用排列数求出三位数的总个数,再按最高位(百位)数字从小到大分类,数出排在目标数前面有多少个来定位。
关键切入点:总数用 $A_7^3$。定位 312:百位为 1 的三位数有 $A_6^2=30$ 个、百位为 2 的也有 30 个,共 60 个排在 312 前面;312 是百位为 3 的三位数里最小的,所以排在第 $60+1$ 个。
方法概述:总数用 $A_7^3$;按百位分类数出更小的个数再加 1 定位。
规范步骤:- 求三位数总数:$A_7^3=7\times 6\times 5=210$(选排列)
- 数出百位为 1、2 的个数:$A_6^2=6\times 5=30$,两类共 $2\times 30=60$ 个(分类计数)
- 312 是百位为 3 中最小的:排第 $60+1=61$ 个(排序定位)
- 写出答案:$210$ 个;312 是第 $61$ 个
第一套题目:用 $1\sim 9$ 这 9 个数字一共能组成多少个没有重复数字的三位数?如果把这些三位数从小到大排起来,512 是其中第几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):从 9 个数字选 3 个排三位数,$A_9^3=9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):百位取 1、2、3、4 都比 512 小,共 4 种,每种后两位有 $A_8^2=8\times 7=\underline{\quad}$ 个,合计 $4\times 56=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(定位):512 是百位为 5 的三位数里最小的,排第 $224+1=\underline{\quad}$ 个。
第二套题目:用 $1\sim 7$ 这 7 个不同数字设置三位数密码(数字不重复),一共能设多少个?把所有密码从小到大排列,312 排第几?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):百位为 1、2 各有 $A_6^2=6\times 5=\underline{\quad}$ 个,两类共 $2\times 30=\underline{\quad}$ 个比 312 小。
- 第 3 步(定位):312 是百位为 3 中最小的,排第 $60+1=\underline{\quad}$。
第三套题目:用 $1\sim 7$ 组成没有重复数字的三位数,从小到大排列,512 是第几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):百位取 1、2、3、4 共 4 种都比 512 小,每种 $A_6^2=6\times 5=\underline{\quad}$ 个,合计 $4\times 30=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(定位):512 是百位为 5 中最小的,排第 $120+1=\underline{\quad}$。
第三套题目:用 $1\sim 7$ 组成没有重复数字的四位数,一共有多少个?从小到大排列,3124 是第几个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):从 7 个数字选 4 个排四位数,$A_7^4=7\times 6\times 5\times 4=\underline{\quad}$(个)。
- 第 2 步(数更小的):千位取 1、2 共 2 种都比 3124 小,每种 $A_6^3=6\times 5\times 4=\underline{\quad}$ 个,合计 $2\times 120=\underline{\quad}$ 个。
- 第 3 步(定位):3124 是千位为 3 的四位数里最小的,排第 $240+1=\underline{\quad}$。
28. 【原题 ch21-xingqu-06】计算:(1)$C_5^2$;(2)$C_7^4$;(3)$A_6^3\times C_6^3$。
详细思路是哪类问题:这是「组合数求值」类:用 $C_n^m=A_n^m\div A_m^m$ 计算,先算分子(选出并排序)再除以分母(消掉被选元素内部的排序);第 3 题排列与组合混合,先各自求值再相乘。
关键切入点:$C_5^2=A_5^2\div A_2^2=(5\times 4)\div(2\times 1)=10$;$C_7^4$ 同理得 35;第 3 题先算 $A_6^3=120$、$C_6^3=120\div 6=20$,再相乘。
方法概述:$C_n^m=A_n^m\div A_m^m$,先算分子分母再相除。
规范步骤:- $C_5^2$ 用公式:$C_5^2=(5\times 4)\div(2\times 1)=10$(组合数定义)
- $C_7^4$ 用公式:$C_7^4=(7\times 6\times 5\times 4)\div(4\times 3\times 2\times 1)=35$(组合数定义)
- 第 3 题分别求值再相乘:$A_6^3=120,\ C_6^3=120\div 6=20,\ 120\times 20=2400$(排列组合混合)
- 写出答案:$(1)10;(2)35;(3)2400$
第一套题目:计算:(1)$C_6^2$;(2)$C_8^4$;(3)$A_7^3\times C_7^3$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_6^2=A_6^2\div A_2^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$C_8^4=A_8^4\div A_4^4=(8\times 7\times 6\times 5)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(分开算):$A_7^3=7\times 6\times 5=\underline{\quad}$;$C_7^3=A_7^3\div A_3^3=210\div 6=\underline{\quad}$。
- 第 4 步(相乘):$210\times 35=\underline{\quad}$。
第二套题目:(1)5 名同学两两握手,一共握多少次?(2)从 7 道题中选做 4 道,有多少种选法?(3)6 种颜色选 3 种依次涂成有序条纹($A_6^3$)的方法数,乘以从 6 名同学选 3 人合影($C_6^3$)的方法数,是多少?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(握手·无序):$C_5^2=(5\times 4)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(次)。
- 第 2 步(选题·无序):$C_7^4=(7\times 6\times 5\times 4)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步:$A_6^3=6\times 5\times 4=\underline{\quad}$,$C_6^3=120\div 6=\underline{\quad}$,相乘 $120\times 20=\underline{\quad}$。
第三套题目:计算:$C_{10}^3-C_7^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_{10}^3=(10\times 9\times 8)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 2 步:$C_7^2=(7\times 6)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(作差):$120-21=\underline{\quad}$。
第三套题目:计算:$C_8^3\times A_4^2$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(组合):$C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$。
- 第 2 步(排列):$A_4^2=4\times 3=\underline{\quad}$。
- 第 3 步(相乘):$56\times 12=\underline{\quad}$。
29. 【原题 ch21-xingqu-07】如图 21-1 中有 6 个点,任意 3 个点都不在一条直线上。请问:(1)以这些点为端点,一共可以连出多少条线段?(2)以这些点为顶点,一共可以连出多少个三角形?
详细思路是哪类问题:这是「几何计数」类:连线段只需取 2 个点、连三角形只需取 3 个点,点的选取都不分先后,是组合问题;题目保证任意 3 点不共线,所以取 3 点必成三角形。
关键切入点:线段数 = 从 6 点取 2 点 $C_6^2$;三角形数 = 从 6 点取 3 点 $C_6^3$(因任意 3 点不共线)。
方法概述:取 2 点连线段用 $C_6^2$,取 3 点连三角形用 $C_6^3$。
规范步骤:- 连线段取 2 点、无序:$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=15$(组合)
- 连三角形取 3 点、无序(任意 3 点不共线):$C_6^3=(6\times 5\times 4)\div(3\times 2\times 1)=20$(组合)
- 写出答案:$(1)15$ 条;$(2)20$ 个
第一套题目:平面上有 8 个点,任意 3 个点都不在一条直线上。(1)以这些点为端点能连多少条线段?(2)以这些点为顶点能连多少个三角形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(线段·取 2 点):$C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步(三角形·取 3 点):$C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第二套题目:广场上有 6 根位置不同的灯柱,任意 3 根都不在一条直线上。(1)在每两根之间拉一条彩带,共需多少条?(2)以任意 3 根为顶点搭一个三角形花架,共能搭多少个?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(彩带·取 2 根):$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步(花架·取 3 根):$C_6^3=(6\times 5\times 4)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:平面上有 7 个点,任意 3 点不共线。(1)能连多少条线段?(2)能连多少个三角形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_7^2=(7\times 6)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步:$C_7^3=(7\times 6\times 5)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(个)。
第三套题目:平面上有 7 个点,其中有 3 个点在同一条直线上,其余任意 3 点不共线。(1)能连多少条线段?(2)能连多少个三角形?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(线段):任意 2 点都能连线段,$C_7^2=(7\times 6)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(条)。
- 第 2 步(三角形·正难则反):任取 3 点本有 $C_7^3=(7\times 6\times 5)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$ 种,但共线的 3 点不成三角形要去掉,共线三点只有 $C_3^3=\underline{\quad}$ 种。
- 第 3 步(相减):$35-1=\underline{\quad}$(个)。
30. 【原题 ch21-xingqu-08】卡莉娅有 6 颗不同的魔法宝石。请问:(1)从中选出 2 颗宝石,构成一个初级魔法,有多少种方法?(2)从中选出 4 颗宝石,构成一个高级魔法,有多少种方法?
详细思路是哪类问题:这是「组合数计算(含对称性)」类:选宝石不计顺序是组合;从 6 颗中选 4 颗相当于选出「不被使用的 2 颗」,所以 $C_6^4=C_6^2$,用对称性可少算。
关键切入点:$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=15$;$C_6^4=C_6^2=15$(对称性 $C_n^m=C_n^{n-m}$)。
方法概述:选取不计顺序用组合数,$C_6^4$ 用对称性化成 $C_6^2$。
规范步骤:- 选 2 颗、无序:$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=15$(组合)
- 选 4 颗=选出不用的 2 颗:$C_6^4=C_6^2=15$(对称性)
- 写出答案:$(1)15$ 种;$(2)15$ 种
第一套题目:卡莉娅有 8 颗不同的魔法宝石。(1)从中选 2 颗,有多少种方法?(2)从中选 5 颗,有多少种方法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_8^2=(8\times 7)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(对称性):选 5 颗相当于选出不用的 3 颗,$C_8^5=C_8^3=(8\times 7\times 6)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:墨莫有 6 张不同的卡片。(1)从中选 2 张送人,有多少种选法?(2)从中选 4 张收藏,有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步:$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(对称性):选 4 张=选出不留的 2 张,$C_6^4=C_6^2=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:计算:$C_{12}^{10}$。
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(对称性):选 10 个相当于选出不要的 2 个,$C_{12}^{10}=C_{12}^2$。
- 第 2 步:$C_{12}^2=(12\times 11)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 8 颗不同的宝石中选 4 颗,其中有 2 颗「相克」不能同时被选,有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$C_8^4=(8\times 7\times 6\times 5)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(正难则反):若相克的 2 颗都选,再从其余 6 颗选 2 颗,$C_6^2=(6\times 5)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相减):$70-15=\underline{\quad}$(种)。
31. 【原题 ch21-xingqu-09】小高要从 5 种武术中选择 3 种来学习,如果拳法和掌法必须都学或者都不学,那么他一共有多少种选法?
详细思路是哪类问题:这是「有限制条件的选取」类:拳法和掌法「都学」或「都不学」,把它们捆绑成两种情形分别计数,再用加法原理相加。
关键切入点:都学:已定 2 种,再从其余 3 种选 1 种 $C_3^1=3$;都不学:从其余 3 种选满 3 种 $C_3^3=1$;共 $3+1=4$。
方法概述:按「都学」「都不学」两类分别用组合数计数后相加。
规范步骤:- 都学:再选 1 种:$C_3^1=3$(组合)
- 都不学:选满 3 种:$C_3^3=1$(组合)
- 加法原理相加:$3+1=4$(分类计数)
- 写出答案:$4$ 种
第一套题目:小高要从 7 种武术中选择 4 种来学习,如果拳法和掌法必须都学或者都不学,那么他一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(都学):已定 2 种,再从其余 5 种选 2 种,$C_5^2=(5\times 4)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(都不学):从其余 5 种选满 4 种,$C_5^4=C_5^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相加):$10+5=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:萱萱要从 5 个社团中选 3 个参加,如果舞蹈社和合唱社必须都参加或者都不参加,她一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(都参加):再从其余 3 个社团选 1 个,$C_3^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(都不参加):从其余 3 个选满 3 个,$C_3^3=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相加):$3+1=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 6 门课程中选 3 门,如果书法课与围棋课必须都选或者都不选,一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(都选):再从其余 4 门选 1 门,$C_4^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(都不选):从其余 4 门选满 3 门,$C_4^3=C_4^1=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相加):$4+4=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 7 门课程中选 4 门,如果语文课与数学课不能同时选,一共有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(总数):$C_7^4=(7\times 6\times 5\times 4)\div(4\times 3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(正难则反):若语、数都选,再从其余 5 门选 2 门,$C_5^2=(5\times 4)\div(2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 3 步(相减):$35-10=\underline{\quad}$(种)。
32. 【原题 ch21-xingqu-10】象棋兴趣小组一共有 9 名同学。请问:(1)如果从中选 3 名同学在第二天的早上、中午、晚上分别做值日,一共有多少种选法?(2)如果从中选 3 名同学去参加一次全市比赛,一共有多少种选法?
详细思路是哪类问题:这是「排列与组合辨析」类:早、中、晚分时段值日有先后之分,是排列 $A_9^3$;一起参赛没有顺序之分,是组合 $C_9^3$。关键看「是否讲顺序」。
关键切入点:值日分时段 → 有序 → $A_9^3=504$;参赛一起去 → 无序 → $C_9^3=A_9^3\div A_3^3=504\div 6=84$。
方法概述:有顺序用排列 $A_9^3$,无顺序用组合 $C_9^3$。
规范步骤:- 值日分时段、有序:$A_9^3=9\times 8\times 7=504$(排列)
- 参赛一起去、无序:$C_9^3=504\div 6=84$(组合)
- 写出答案:$(1)504$ 种;$(2)84$ 种
第一套题目:象棋兴趣小组有 10 名同学。(1)选 3 名分别在早、中、晚做值日,有多少种选法?(2)选 3 名一起去参加比赛,有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(有序·值日):$A_{10}^3=10\times 9\times 8=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(无序·参赛):$C_{10}^3=A_{10}^3\div A_3^3=720\div 6=\underline{\quad}$(种)。
第二套题目:合唱团有 9 名成员。(1)选 3 人分别担任领唱、伴奏、指挥,有多少种选法?(2)选 3 人一起去外地演出,有多少种选法?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(有职务之分·有序):$A_9^3=9\times 8\times 7=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(一起去·无序):$C_9^3=504\div 6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:8 名同学中:(1)选 3 人排成前后队形,有多少种?(2)选 3 人组成一个小组,有多少种?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(排队形·有序):$A_8^3=8\times 7\times 6=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(组小组·无序):$C_8^3=336\div 6=\underline{\quad}$(种)。
第三套题目:从 9 名同学中选 3 人组成一支参赛队(无序),再从选出的 3 人中指定 1 名队长,一共有多少种不同的结果?
引导填空(在横线上填关键结果):
- 第 1 步(选人·无序):$C_9^3=(9\times 8\times 7)\div(3\times 2\times 1)=\underline{\quad}$(种)。
- 第 2 步(选队长·分步):每种选法里从 3 人中选 1 名队长,有 3 种,$84\times 3=\underline{\quad}$(种)。