高考数学一轮复习 第十章 计数原理 10.1 分类加法计数原理与分布乘法计数原理课件 理.ppt

10 1分类加法计数原理与分布乘法计数原理 基础知识自主学习 课时作业 题型分类深度剖析 内容索引 基础知识自主学习 分类加法计数原理与分步乘法计数原理 知识梳理 m n m n 判断下列结论是否正确 请在括号中打 或 1 在分类加法计数原理中 两类不同方案中的方法可以相同 2 在分类加法计数原理中 每类方案中的方法都能直接完成这件事 3 在分步乘法计数原理中 事情是分步完成的 其中任何一个单独的步骤都不能完成这件事 只有每个步骤都完成后 这件事情才算完成 4 如果完成一件事情有n个不同步骤 在每一步中都有若干种不同的方法mi i 1 2 3 n 那么完成这件事共有m1m2m3 mn种方法 5 在分步乘法计数原理中 每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的 考点自测 1 用0 1 9十个数字 可以组成有重复数字的三位数的个数为a 243b 252c 261d 279 答案 解析 2 教材改编 已知集合m 1 2 3 n 4 5 6 7 从m n这两个集合中各选一个元素分别作为点的横坐标 纵坐标 则这样的坐标在直角坐标系中可表示第一 第二象限内不同的点的个数是a 12b 8c 6d 4 答案 解析 3 满足a b 1 0 1 2 且关于x的方程ax2 2x b 0有实数解的有序数对 a b 的个数为a 14b 13c 12d 10 答案 解析 当a 0时 关于x的方程为2x b 0 此时有序数对 0 1 0 0 0 1 0 2 均满足要求 当a 0时 4 4ab 0 ab 1 此时满足要求的有序数对为 1 1 1 0 1 1 1 2 1 1 1 0 1 1 2 1 2 0 综上 满足要求的有序数对共有13个 故选b 4 从0 2中选一个数字 从1 3 5中选两个数字 组成无重复数字的三位数 其中奇数的个数为a 24b 18c 12d 6 答案 解析 分两类情况讨论 第1类 奇偶奇 个位有3种选择 十位有2种选择 百位有2种选择 共有3 2 2 12 个 奇数 第2类 偶奇奇 个位有3种选择 十位有2种选择 百位有1种选择 共有3 2 1 6 个 奇数 根据分类加法计数原理 知共有12 6 18 个 奇数 5 教材改编 5位同学报名参加两个课外活动小组 每位同学限报其中一个小组 则不同的报名方法有 种 解析 答案 32 每位同学都有2种报名方法 因此 可分五步安排5名同学报名 由分步乘法计数原理 知总的报名方法共2 2 2 2 2 32 种 题型分类深度剖析 题型一分类加法计数原理的应用 例1高三一班有学生50人 其中男生30人 女生20人 高三二班有学生60人 其中男生30人 女生30人 高三三班有学生55人 其中男生35人 女生20人 解答 1 从高三一班或二班或三班中选一名学生任学生会主席 有多少种不同的选法 完成这件事有三类方法 第一类 从高三一班任选一名学生共有50种选法 第二类 从高三二班任选一名学生共有60种选法 第三类 从高三三班任选一名学生共有55种选法 根据分类加法计数原理 任选一名学生任学生会主席共有50 60 55 165 种 不同的选法 2 从高三一班 二班男生中或从高三三班女生中选一名学生任学生会体育部长 有多少种不同的选法 解答 完成这件事有三类方法 第一类 从高三一班男生中任选一名共有30种选法 第二类 从高三二班男生中任选一名共有30种选法 第三类 从高三三班女生中任选一名共有20种选法 根据分类加法计数原理 共有30 30 20 80 种 不同的选法 分类标准是运用分类加法计数原理的难点所在 重点在于抓住题目中的关键词或关键元素 关键位置 首先根据题目特点恰当选择一个分类标准 其次分类时应注意完成这件事情的任何一种方法必须属于某一类 思维升华 跟踪训练1 2016 全国丙卷 定义 规范01数列 an 如下 an 共有2m项 其中m项为0 m项为1 且对任意k 2m a1 a2 ak中0的个数不少于1的个数 若m 4 则不同的 规范01数列 共有a 18个b 16个c 14个d 12个 第一位为0 最后一位为1 中间3个0 3个1 3个1在一起时为000111 001110 只有2个1相邻时 共个 其中110100 110010 110001 101100不符合题意 三个1都不在一起时有个 共2 8 4 14 个 答案 解析 题型二分步乘法计数原理的应用 例2 1 2016 全国甲卷 如图 小明从街道的e处出发 先到f处与小红会合 再一起到位于g处的老年公寓参加志愿者活动 则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为 解析 答案 a 24b 18c 12d 9 从e点到f点的最短路径有6种 从f点到g点的最短路径有3种 所以从e点到g点的最短路径为6 3 18 种 故选b 2 有六名同学报名参加三个智力项目 每项限报一人 且每人至多参加一项 则共有 种不同的报名方法 答案 解析 每项限报一人 且每人至多参加一项 因此可由项目选人 第一个项目有6种选法 第二个项目有5种选法 第三个项目有4种选法 根据分步乘法计数原理 可得不同的报名方法共有6 5 4 120 种 120 引申探究1 本例 2 中若将条件 每项限报一人 且每人至多参加一项 改为 每人恰好参加一项 每项人数不限 则有多少种不同的报名方法 每人都可以从这三个比赛项目中选报一项 各有3种不同的报名方法 根据分步乘法计数原理 可得不同的报名方法共有36 729 种 解答 2 本例 2 中若将条件 每项限报一人 且每人至多参加一项 改为 每项限报一人 但每人参加的项目不限 则有多少种不同的报名方法 每人参加的项目不限 因此每一个项目都可以从这六人中选出一人参赛 根据分步乘法计数原理 可得不同的报名方法共有63 216 种 解答 1 利用分步乘法计数原理解决问题要按事件发生的过程合理分步 即分步是有先后顺序的 并且分步必须满足 完成一件事的各个步骤是相互依存的 只有各个步骤都完成了 才算完成这件事 2 分步必须满足两个条件 一是步骤互相独立 互不干扰 二是步与步确保连续 逐步完成 思维升华 跟踪训练2 1 用0 1 2 3 4 5可组成无重复数字的三位数的个数为 可分三步给百 十 个位放数字 第一步 百位数写有5种放法 第二步 十位数字有5种放法 第三步 个位数字有4种放法 根据分步乘法计数原理 三位数个数为5 5 4 100 100 答案 解析 2 2017 石家庄质检 五名学生报名参加四项体育比赛 每人限报一项 则不同的报名方法的种数为 五名学生争夺四项比赛的冠军 冠军不并列 则获得冠军的可能性有 种 45 54 五名学生参加四项体育比赛 每人限报一项 可逐个学生落实 每个学生有4种报名方法 共有45种不同的报名方法 五名学生争夺四项比赛的冠军 可对4个冠军逐一落实 每个冠军有5种获得的可能性 共有54种获得冠军的可能性 答案 解析 题型三两个计数原理的综合应用 例3 1 如图 矩形的对角线把矩形分成a b c d四部分 现用5种不同颜色给四部分涂色 每部分涂1种颜色 要求共边的两部分颜色互异 则共有 种不同的涂色方法 260 答案 解析 区域a有5处涂色方法 区域b有4种涂色方法 区域c的涂色方法可分2类 若c与a涂同色 区域d有4种涂色方法 若c与a涂不同色 此时区域c有3种涂色方法 区域d也有3种涂色方法 所以共有5 4 4 5 4 3 3 260 种 涂色方法 2 如果一条直线与一个平面垂直 那么称此直线与平面构成一个 正交线面对 在一个正方体中 由两个顶点确定的直线与含有四个顶点的平面构成的 正交线面对 的个数是 36 第1类 对于每一条棱 都可以与两个侧面均成 正交线面对 这样的 正交线面对 有2 12 24 个 第2类 对于每一条面对角线 都可以与一个对角面构成 正交线面对 这样的 正交线面对 有12个 所以正方体中 正交线面对 共有24 12 36 个 答案 解析 利用两个计数原理解决应用问题的一般思路 1 弄清完成一件事是做什么 2 确定是先分类后分步 还是先分步后分类 3 弄清分步 分类的标准是什么 4 利用两个计数原理求解 思维升华 跟踪训练3 2017 济南质检 如图 用4种不同的颜色对图中5个区域涂色 4种颜色全部使用 要求每个区域涂一种颜色 相邻的区域不能涂相同的颜色 则不同的涂色种数为 答案 解析 96 按区域1与3是否同色分类 1 区域1与3同色 先涂区域1与3有4种方法 再涂区域2 4 5 还有3种颜色 有种方法 区域1与3涂同色 共有4 24 种 方法 2 区域1与3不同色 先涂区域1与3有种方法 第二步涂区域2有2种涂色方法 第三步涂区域4只有一种方法 第四步涂区域5有3种方法 这时共有 2 1 3 72 种 方法 故由分类加法计数原理 不同的涂色种数为24 72 96 典例 1 把3封信投到4个信箱 所有可能的投法共有a 24种b 4种c 43种d 34种 2 某人从甲地到乙地 可以乘火车 也可以坐轮船 在这一天的不同时间里 火车有4次 轮船有3次 问此人的走法可有 种 利用两个基本原理解决计数问题 现场纠错系列13 错解展示 现场纠错 纠错心得 1 应用计数原理解题首先要搞清是分类还是分步 2 把握完成一件事情的标准 如典例 1 没有考虑每封信只能投在一个信箱中 导致错误 解析 1 因为每个信箱有三种投信方法 共4个信箱 所以共有3 3 3 3 34 种 投法 2 乘火车有4种方法 坐轮船有3种方法 共有3 4 12 种 方法 答案 1 d 2 12 返回 解析 1 第1封信投到信箱中有4种投法 第2封信投到信箱中也有4种投法 第3封信投到信箱中也有4种投法 只要把这3封信投完 就做完了这件事情 由分步乘法计数原理可得共有43种方法 2 因为某人从甲地到乙地 乘火车的走法有4种 坐轮船的走法有3种 每一种方法都能从甲地到乙地 根据分类加法计数原理 可得此人的走法共有4 3 7 种 答案 1 c 2 7 返回 课时作业 1 2016 三门峡模拟 有4位教师在同一年级的4个班中各教一个班的数学 在数学检测时要求每位教师不能在本班监考 则不同的监考方法有a 8种b 9种c 10种d 11种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 设四位监考教师分别为a b c d 所教班分别为a b c d 假设a监考b 则余下三人监考剩下的三个班 共有3种不同方法 同理a监考c d时 也分别有3种不同方法 由分类加法计数原理 共有3 3 3 9 种 不同的监考方法 2 小明有4枚完全相同的硬币 每个硬币都分正反两面 他想把4个硬币摆成一摞 且满足相邻两枚硬币的正面与正面不相对 则不同的摆法有a 4种b 5种c 6种d 9种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 记反面为1 正面为2 则正反依次相对有12121212 21212121两种 有两枚反面相对有21121212 21211212 21212112三种 共5种摆法 故选b 3 将2名教师 4名学生分成2个小组 分别安排到甲 乙两地参加社会实践活动 每个小组由1名教师和2名学生组成 则不同的安排方案共有a 12种b 10种c 9种d 8种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 由分步乘法计数原理 不同的选派方案共有2 6 12 种 4 2015 四川 用数字0 1 2 3 4 5组成没有重复数字的五位数 其中比40000大的偶数共有a 144个b 120个c 96个d 72个 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 由题意知 首位数字只能是4 5 若万位是5 则有3 72 个 若万位是4 则有2 48 个 故比40000大的偶数共有72 48 120 个 故选b 5 将一个四面体abcd的六条棱上涂上红 黄 白三种颜色 要求共端点的棱不能涂相同颜色 则不同的涂色方案有a 1种b 3种c 6种d 9种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 因为只有三种颜色 又要涂六条棱 所以应该将四面体的对棱涂成相同的颜色 故有3 2 1 6 种 涂色方案 6 将字母a a b b c c排成三行两列 要求每行的字母互不相同 每列的字母也互不相同 则不同的排列方法共有a 12种b 18种c 24种d 36种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 先排第一列 由于每列的字母互不相同 因此共有种不同排法 再排第二列 其中第二列第一行的字母共有2种不同的排法 第二列第二 三行的字母只有1种排法 因此共有 2 1 12 种 不同的排列方法 7 2016 大连模拟 将数字1 2 3 4填入标号为1 2 3 4的四个方格 每格填一个数 则每个方格的标号与所填数字均不相同的填法有 种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 答案 解析 编号为1的方格内填数字2 共有3种不同填法 编号为1的方格内填数字3 共有3种不同填法 编号为1的方格内填数字4 共有3种不同填法 于是由分类加法计数原理 得共有3 3 3 9 种 不同的填法 8 如图所示 在a b间有四个焊接点 若焊接点脱落 则可能导致电路不通 今发现a b之间线路不通 则焊接点脱落的不同情况有 种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 解析 四个焊点共有24种情况 其中使线路通的情况有 1 4都通 2和3至少有一个通时线路才通 共3种可能 故不通的情况有24 3 13 种 可能 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9 2017 日照调研 从1 2 3 4 7 9六个数中 任取两个数作为对数的底数和真数 则所有不同对数值的个数为 17 答案 解析 当所取两个数中含有1时 1只能作真数 对数值为0 当所取两个数不含有1时 可得到 20 个 对数 但log23 log49 log32 log94 log24 log39 log42 log93 综上可知 共有20 1 4 17 个 不同的对数值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10 2016 天津模拟 回文数是指从左到右与从右到左读都一样的正整数 如22 121 3443 94249等 显然2位回文数有9个 11 22 33 99 3位回文数有90个 101 111 121 191 202 999 则 1 4位回文数有 个 4位回文数相当于填4个方格 首尾相同 且不为0 共9种填法 中间两位一样 有10种填法 共计9 10 90 种 填法 即4位回文数有90个 90 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 2n 1 n n 位回文数有 个 根据回文数的定义 此问题也可以转化成填方格 结合分步乘法计数原理 知有9 10n种填法 答案 解析 9 10n 11 有一项活动需在3名老师 6名男同学和8名女同学中选人参加 1 若只需一人参加 有多少种不同选法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解答 只需一人参加 可按老师 男同学 女同学分三类各自有3 6 8种方法 总方法数为3 6 8 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解答 2 若需一名老师 一名学生参加 有多少种不同选法 分两步 先选教师共3种选法 再选学生共6 8 14 种 选法 由分步乘法计数原理知 总方法数为3 14 42 3 若需老师 男同学 女同学各一人参加 有多少种不同选法 解答 教师 男同学 女同学各一人可分三步 每步方法依次为3 6 8种 由分步乘法计数原理知总方法数为3 6 8 144 种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解答 12 如图所示 将一个四棱锥的每一个顶点染上一种颜色 并使同一条棱上的两端异色 如果只有5种颜色可供使用 求不同的染色方法种数 方法一设染色按s a b c d的顺序进行 对s a b染色 有5