由分步乘法计数原理可得,共有C6·C4=120(种)选法. (2)方法一 “至少有1名女运动员”包括以下四种情况: 1女4男,2女3男,3女2男,4女1男.
由分类加法计数原理可得总选法共有C4C6+C4C6+C4C6+C4C6=246(种).
方法二 “至少有1名女运动员”的反面为“全是男运动员”,可用间接法求解. 从10人中任选5人有C10种选法,其中全是男运动员的选法有C6种.所以“至少有1名女运动员”的选法有C10-C6=246(种). (3)方法一 (直接法)可分类求解: “只有男队长”的选法种数为C8; “只有女队长”的选法种数为C8; “男、女队长都入选”的选法种数为C8, 所以共有2C8+C8=196(种)选法.
方法二 (间接法)从10人中任选5人有C10种选法,
其中不选队长的方法有C8种.所以“至少有1名队长”的选法有C10-C8=196(种). (4)当有女队长时,其他人任意选,共有C9种选法;当不选女队长时,必选男队长,共有C8种选法,其中不含女运动员的选法有C5种,所以不选女队长时的选法共有(C8-C5)种.所以既要有队长又要有女运动员的选法共有C9+C8-C5=191(种). 思维升华组合问题常有以下两类题型变化:
(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.
(2)“至少”或“至多”含有几个元素的组合题型:解这类题必须十分重视“至少”与“至多”这两个关键词的含义,谨防重复与漏解.用直接法和间接法都可以求解,当用直接法分类复杂时,考虑逆向思维,用间接法处理.
跟踪训练1某市工商局对35种商品进行抽样检查,已知其中有15种假货.现从35种商品中选取3种.
(1)其中某一种假货必须在内,不同的取法有多少种? (2)其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种? (3)恰有2种假货在内,不同的取法有多少种? (4)至少有2种假货在内,不同的取法有多少种? (5)至多有2种假货在内,不同的取法有多少种?
解 (1)从余下的34种商品中,选取2种有C34=561种取法, ∴某一种假货必须在内的不同取法有561种.
(2)从34种可选商品中,选取3种,有C34种或者C35-C34=C34=5984种取法. ∴某一种假货不能在内的不同取法有5984种.
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3
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32
(3)从20种真货中选取1种,从15种假货中选取2种有C20C15=2100种取法. ∴恰有2种假货在内的不同的取法有2100种.
(4)选取2种假货有C20C15种,选取3种假货有C15种,共有选取方式C20C15+C15=2100+455=2555(种).
∴至少有2种假货在内的不同的取法有2555种. (5)方法一 (间接法)
选取3种商品的总数为C35,选取3种假货有C15种,因此共有选取方式 C35-C15=6545-455=6090(种).
∴至多有2种假货在内的不同的取法有6090种. 方法二 (直接法)
选取0种假货有C20种,选取1种假货有C15C20种,选取2种假货有C15C20种, 因此共有选取方式C20+C15C20+C15C20=6090(种). ∴至多有2种假货在内的不同的取法有6090种.
题型三 排列与组合的综合问题
命题点1 相邻问题
例23名男生、3名女生排成一排,男生必须相邻,女生也必须相邻的排法种数为( ) A.2B.9C.72D.36 答案 C
解析 可分两步完成:第一步,把3名女生作为一个整体,看成一个元素,3名男生作为一个整体,看成一个元素,两个元素排成一排有A2种排法;第二步,3名女生排在一起有A3种排法,3名男生排在一起有A3种排法,故排法种数为A2A3A3=72. 命题点2 相间问题
例3某次联欢会要安排3个歌舞类节目,2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是( ) A.72B.120C.144D.168 答案 B
解析 先安排小品节目和相声节目,然后让歌舞节目去插空.安排小品节目和相声节目的顺序有三种:“小品1,小品2,相声”“小品1,相声,小品2”和“相声,小品1,小品2”.对于第一种情况,形式为“□小品1歌舞1小品2□相声□”,有A2C3A3=36(种)安排方法;同理,第三种情况也有36种安排方法,对于第二种情况,三个节目形成4个空,其形式为“□小品1□相声□小品2□”,有A2A4=48(种)安排方法,故共有36+36+48=120(种)安排方法.
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212
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命题点3 特殊元素(位置)问题
例4(2018·浙江省金华名校统练)某公司安排五名大学生从事A,B,C,D四项工作,每项工作至少安排一人且每人只能安排一项工作,A项工作仅安排一人,甲同学不能从事B项工作,则不同的分配方案的种数为( ) A.96B.120C.132D.240 答案 C
解析 当甲选A时,共有C4C3A2=36(种)分配方案;当甲不选A时,若B安排两人,共有C4C3A2=24(种)分配方案,若C或D安排两人,共有C4C3C3A2=72(种)分配方案.所以一共有36+24+72=132(种)分配方案.
思维升华解排列、组合问题要遵循的两个原则 ①按元素(位置)的性质进行分类;
②按事情发生的过程进行分步.具体地说,解排列、组合问题常以元素(位置)为主体,即先满足特殊元素(位置),再考虑其他元素(位置).
跟踪训练2(1)把5件不同的产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有________种. 答案 36
解析 将产品A与B捆绑在一起,然后与其他三种产品进行全排列,共有A2A4种方法,将产品A,B,C捆绑在一起,且A在中间,然后与其他两种产品进行全排列,共有A2A3种方法.于是符合题意的摆法共有A2A4-A2A3=36(种).
(2)(2017·浙江)从6男2女共8名学生中选出队长1人,副队长1人,普通队员2人组成4人服务队,要求服务队中至少有1名女生,则共有________种不同的选法.(用数字作答) 答案 660
解析 方法一 只有1名女生时,先选1名女生,有C2种方法;再选3名男生,有C6种方法;然后排队长、副队长位置,有A4种方法.由分步乘法计数原理知,共有C2C6A4=480(种)选法. 有2名女生时,再选2名男生,有C6种方法;然后排队长、副队长位置,有A4种方法.由分步乘法计数原理知,共有C6A4=180(种)选法.所以依据分类加法计数原理知,共有480+180=660(种)不同的选法.
方法二 不考虑限制条件,共有A8C6种不同的选法, 而没有女生的选法有A6C4种,
故至少有1名女生的选法有A8C6-A6C4=840-180=660(种).
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22
22
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1.“中国梦”的英文翻译为“ChinaDream”,其中China又可以简写为CN,从“CNDream”中取6个不同的字母排成一排,含有“ea”字母组合(顺序不变)的不同排列共有( ) A.360种B.480种C.600种D.720种 答案 C
解析 从其他5个字母中任取4个,然后与“ea”进行全排列,共有C5A5=600种,故选C. 2.(2018·浙江省十校联盟高考适应性考试)某国际会议在杭州举行,为做好服务工作,若将4名志愿者分配到主会场附近的3个路口维持交通,每个路口至少安排1名志愿者,则不同的分配方案种数为( ) A.12B.36C.72D.108 答案 B
解析 由于元素个数多于位置个数,故先分堆再分位置,分两步完成:第一步,从4名志愿者中选出2名志愿者作为一组,其余2名志愿者各自为一组,共有C4种选法;第二步,将上述三组与3个路口对应,共有A3种分配方案.故不同的分配方案种数为C4A3=36.故选B. 3.(2018·浙江省镇海中学模拟)甲、乙、丙、丁四个人到A,B,C三个景点旅游,每个人只去一个景点,每个景点至少有一个人去,则甲不到A景点的方案有( ) A.18种B.12种C.36种D.24种 答案 D
解析 ①甲单独一人时,则甲只能去B,C两个景点中的一个,其余三人分为两组,然后分别去剩余的两个景点,则有C2C3A2=12(种);②甲与另外一人为一组,去B,C两个景点中的一个,其余两人分别各去一个景点,则有C3C2A2=12(种).由分类加法计数原理可得总的方案为24种,故选D.
4.(2018·杭州七校联考)一个盒中装有黑、白、红三种颜色的卡片共10张,其中黑色卡片3张.已知从盒中任意摸出2张卡片,摸出的2张卡片中至少有1张是白色的情况有35种,则盒中红色卡片的张数为( ) A.1B.2C.3D.4 答案 B
解析 设盒中白色卡片有x张,则C10-C10-x=35,
∴x-19x+70=0,∴x=5或x=14(舍去),∴红色卡片的张数为10-3-5=2.故选B. 5.(2019·台州质检)有3位男生,3位女生和1位老师站在一起照相,要求老师必须站中间,与老师相邻的不能同时为男生或女生,则这样的排法种数是( )
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