核按钮(新课标)2017高考数学一轮复习 第十章 计数原理概率随机变量及其分布 10.2 排列与组合习题 理

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§10.2 排列与组合
1.排列
(1)排列的定义:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素,按照____________排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列.
(2)排列数的定义:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的________________的个数叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的排列数,用符号______表示.
(3)排列数公式:A m
n =________________________.这里n ,m ∈N *
,并且________. (4)全排列:n 个不同元素全部取出的一个____________,叫做n 个元素的一个全排列.A n
n
=n ×(n -1)×(n -2)×…×3×2×1=__________,因此,排列数公式写成阶乘的形式为A m
n =
,这里规定0!=________.
2.组合
(1)组合的定义:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素____________,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.
(2)组合数的定义:从n 个不同元素中取出m (m ≤n )个元素的____________的个数,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的组合数,用符号________表示.
(3)组合数公式:C m n =A m n A m m
=___________=___________.这里n ∈N *
,m ∈N ,并且m ≤n .
(4)组合数的两个性质: ①C m
n =____________;
②C m n +1=____________+____________.
自查自纠
1.(1)一定的顺序 (2)所有不同排列 A m
n (3)n (n -1)(n -2)…(n -m +1) m ≤n
(4)排列 n ! n !
(n -m )! 1
2.(1)合成一组 (2)所有不同组合 C m
n (3)n (n -1)(n -2)…(n -m +1)m !
n !
m !(n -m )!
(4)①C n -m
n ②C m
n C m -1
n
(2014·辽宁)6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为
( )
A .144
B .120
C .72
D .24
解:剩余的3个座位共有4个空供3人选择就座, 故任何两人不相邻的坐法种数为A 3
4=
24.故选D .
(2015·河北模拟)某单位要邀请10位教师中的6位参加一个会议,其中甲、乙两
位教师不能同时参加,则邀请的不同方法有( )
A .84种
B .98种
C .112种
D .140种
解:不同的邀请方法有:C 12C 5
8+C 6
8=112+28=140种.故选D .
(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
解:该五位数从左向右首位是4时,末尾取0或2,有2A 3
4=48个;该五位数从左向右首位是5时,末尾取0,2或4,有3A 3
4=72个.由分类计数原理知共有48+72=120个符合要求的五位数.故选B .
(2014·成都模拟)某电视台连续播放5个广告,其中有3个不同的商业广告和2个
不同的公益广告,要求最后播放的必须是公益广告,且2个公益广告不能连续播放,则不同的播放方式有________种.(用数字作答)
解:先确定一个公益广告最后播放,再排另一个公益广告,最后排三个商业广告,不同的播放方式有A 1
2·A 1
3·A 3
3=36种.故填36.
(2015·上海)在报名的3名男教师和6名女教师中,选取5人参加义务献血,要求
男、女教师都有,则不同的选取方式的种数为_____________(结果用数值表示).
解:由题意,总数去掉选5名女教师的情况即可, 故所求为C 5
9-C 5
6=126-6=120.故填120.
类型一 排列数与组合数公式
(1)解方程3A x 8=4A x -1
9;
(2)解方程C x +1x +3=C x -1x +1+C x x +1+C x -2
x +2.
解:(1)利用3A x 8=38!(8-x )!,4A x -1
9=49!(9-x +1)!

得到3×8!(8-x )!=4×9!(10-x )!
.
利用(10-x )!=(10-x )(9-x )(8-x )!,将上式化简后得到(10-x )(9-x )=4×3. 再化简得到x 2-19x +78=0.
解方程得x 1=6,x 2=13.由于A x
8和A x -1
9有意义,所以x 满足x ≤8和x -1≤9.于是将x 2
=13舍去,原方程的解是x =6.
(2)由组合数的性质可得
C x -1x +1+C x x +1+C x -2x +2=C 2x +1+C 1x +1+C 4x +2=C 2x +2+C 4
x +2, 又C x +1x +3=C 2x +3,且C 2x +3=C 2x +2+C 1
x +2, 即C 1
x +2+C 2
x +2=C 2
x +2+C 4
x +2.∴C 1
x +2=C 4
x +2,
∴5=x +2,x =3.经检验知x =3符合题意且使得各式有意义,故原方程的解为x =3. 【点拨】(1)应用排列、组合数公式解此类方程时,应注意验证所得结果能使各式有意义.(2)应用组合数性质C m n +1=C m -1n +C m
n 时,应注意其结构特征:右边下标相同,上标相差1;左边(相对于右边)下标加1,上标取大.使用该公式,像拉手风琴,既可从左拉到右,越拉越长,又可以从右推到左,越推越短.
(1)解方程:3A 3
x =2A 2
x +1+6A 2
x ;
(2)计算:C 2
2+C 2
3+C 2
4+…+C 2
100. 解:(1)由3A 3
x =2A 2
x +1+6A 2
x 得
3x (x -1)(x -2)=2(x +1)x +6x (x -1), 由x ≠0整理得3x 2
-17x +10=0.
解得x =5或2
3(舍去).
即原方程的解为x =5.
(2)原式=(C 3
3+C 2
3)+C 2
4+…+C 2
100 =(C 3
4+C 2
4)+…+C 2
100=…=C 3
100+C 2
100 =C 3101=166650.
类型二 排列的基本问题
7位同学站成一排照相. (1)甲站在中间,共有多少种不同的排法? (2)甲、乙只能站在两端的排法共有多少种? (3)甲不排头、乙不排尾的排法共有多少种? (4)甲、乙两同学必须相邻的排法共有多少种? (5)甲、乙两同学不能相邻的排法共有多少种? (6)甲必须站在乙的左边的不同排法共有多少种?
解:(1)甲的位置固定,则只需排其他六个人,则有A 6
6=720种排法.
(2)分两步,先排甲、乙,则有A 2
2种排法;再排其他5个人,有A 5
5种排法,由分步乘法计数原理则有A 2
2·A 5
5=240种排法.
(3)直接法:分两种情况:①甲站在排尾,则有A 6
6种排法;②甲不站排尾,先排甲、乙,再排其他,则有A 1
5·A 1
5·A 5
5种排法.综上,则共有A 6
6+A 1
5·A 1
5·A 5
5=3720种排法.
间接法:总的排法数减去甲站在排头的和乙站在排尾的情况,但是这就把甲站在排头且乙站在排尾的情况减了两次,故后面要加回来,即A 7
7-A 6
6-A 6
6+A 5
5=3720种排法.
(4)采用“捆绑”法,将甲乙看成一个整体进行排列(甲乙之间也有排列),故有A 2
2·A 6
6=
1440种排法.
(5)采用“插空”法,先排其他5个人,然后将甲乙插入到由这5个人形成的6个空中,故有A55·A26=3600种排法.
(6)甲站在乙的左边的排法总数等于乙站在甲的左边的排法总数,故有1
2
A77=2520种排
法.
【点拨】(1)有约束条件的排列问题一般有以下几种基本类型与方法:①特殊元素优先考虑;②对于相邻问题采用“捆绑法”,整体参与排序后,再考虑整体内容排序;③对于不相邻问题,采用“插空”法,先排其他元素,再将不相邻元素插入空档;④对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后再除以定序元素的全排列数.(2)解题的基本思路通常有正向思考和逆向思考两种.正向思考时,通过分步、分类设法将问题分解;逆向思考时,从问题的反面入手,然后“去伪存真”.
6个人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?
(1)甲不站两端;
(2)甲、乙必须相邻;
(3)甲、乙不相邻;
(4)甲、乙之间间隔两人;
(5)甲、乙站在两端;
(6)甲不站左端,乙不站右端.
解:(1)解法一:要使甲不站在两端,可先让甲在中间4个位置上任选1个有A14种站法,然后其余5人在另外5个位置上作全排列有A55种站法,根据分步乘法计数原理,共有站法A14·A55=480(种).
解法二:若对甲没有限制条件共有A66种站法,甲在两端共有2A55种站法,从总数中减去这两种情况的排列数即得所求的站法数有A66-2A55=480(种).
(2)解法一:先把甲、乙作为一个“整体”,看作一个人,有A55种站法,再把甲、乙进行全排列,有A22种站法,根据分步乘法计数原理,共有A55·A22=240(种)站法.解法二:先把甲、乙以外的4个人作全排列,有A44种站法,再在5个空档中选出一个供甲、乙站入,有A15种方法,最后让甲、乙全排列,有A22种方法,共有站法A44A15A22=240(种).
(3)因为甲、乙不相邻,中间有隔档,可用“插空法”.第一步先让甲、乙以外的4个人站队,有A44种;第二步再将甲、乙排在4人形成的5个空档(含两端)中,有A25种,故共有站法为A44A25=480(种).
(4)解法一:先将甲、乙以外的4个人作全排列,有A44种,然后将甲、乙按条件插入站队,有3A22种,故共有A44·3A22=144种站法.
解法二:先从甲、乙以外的4个人中任选2人排在甲、乙之间的两个位置上,有A24种,然后把甲、乙及中间2人看作一个“大”元素与余下2人作全排列有A33种方法,最后对甲、乙进行排列,有A22种方法,故共有A24A33A22=144(种)站法.
(5)首先考虑特殊元素,甲、乙先站两端,有A22种,再让其他4人在中间位置作全排列,有A44种,根据分步乘法计数原理,共有A22A44=48(种)站法.
(6)解法一:(间接法)甲在左端的站法有A55种,乙在右端的站法有A55种,甲在左端且乙在右端的站法有A44种,故共有A66-2A55+A44=504(种)站法.
解法二:以甲的位置分为两类:①甲站右端有A55种,②甲在中间4个位置之一,而乙不在右端有A14A14A44种,故共有A55+A14A14A44=504(种)站法.
类型三组合的基本问题
课外活动小组共13人,其中男生8人,女生5人,并且男、女生各指定一名队长.现从中选5人主持某种活动,依下列条件各有多少种选法?
(1)只有1名女生;
(2)两队长当选;
(3)至少有1名队长当选;
(4)至多有2名女生当选;
(5)既要有队长,又要有女生当选.
解:(1)1名女生,4名男生,故共有C15·C48=350(种).
(2)将两队长作为一类,其他11个作为一类,故共有C22·C311=165(种).
(3)至少有1名队长当选含有两类:只有1名队长和2名队长.故共有:C12·C411+C22·C311=825(种).
或采用间接法:C513-C511=825(种).
(4)至多有2名女生含有三类:有2名女生、只有1名女生、没有女生,故选法为:C25·C38+C15·C48+C58=966(种).
(5)分两类:第一类女队长当选:有C412种选法;
第二类女队长不当选:有C14·C37+C24·C27+C34·C17+C44种选法.
故选法共有:
C412+C14·C37+C24·C27+C34·C17+C44=790(种).
【点拨】①分类时不重不漏;②注意间接法的使用,在涉及“至多”“至少”等问题时,多考虑用间接法(排除法);③应防止出现如下常见错误:如对(3),先选1名队长,再从剩下的人中选4人得C12·C412≠825,请同学们自己找错因.
从7名男同学和5名女同学中选出5人,分别求符合下列条件的选法总数为多少?
(1)A,B必须当选;
(2)A,B都不当选;
(3)A,B不全当选;
(4)至少有2名女同学当选;
(5)选出3名男同学和2名女同学,分别担任体育委员、文娱委员等五种不同的工作,但体育委员必须由男同学担任,文娱委员必须由女同学担任.
解:(1)只要从其余的10人中再选3人即可,有C310=120种.
(2)5个人全部从另外10人中选,总的选法有C510=252种.
(3)直接法,分两类:A ,B 一人当选,有C 12C 4
10=420种.
A ,
B 都不当选,有
C 510=252种.
所以总的选法有420+252=672种.
间接法:从12人中选5人的选法总数中减去从不含A ,B 的10人中选3人(即A ,B 都当选)的选法总数,得到总的选法有C 5
12-C 3
10=672种.
(4)直接法,分四步:选2名女生,有C 25C 3
7=10×35=350种; 选3名女生,有C 35C 2
7=210种; 选4名女生,有C 45C 17=35种; 选5名女生,有C 55=1种.
所以总的选法有350+210+35+1=596种.
间接法:从12人中选5人的选法总数中减去不选女生与只选一名女生的选法数之和, 即满足条件的选法有C 5
12-(C 5
7+C 15C 4
7)=596种.
(5)分三步:选1男1女分别担任体育委员、文娱委员的方法有C 17C 1
5=35种; 再选出2男1女,补足5人的方法有C 26C 1
4=60种; 最后为第二步选出的3人分派工作,有A 33=6种方法. 所以总的选法有35×60×6=12600种.
类型四 分堆与分配问题
现有6本不同的书:
(1)甲、乙、丙三人每人两本,有多少种不同的分配方法? (2)分成三堆,每堆2本,有多少种分堆方法?
(3)分成三堆,一堆1本,一堆2本,一堆3本,有多少种不同的分堆方法?
(4)分给甲、乙、丙三人,一人1本,一人2本,一人3本,有多少种不同的分配方法? (5)甲、乙、丙三人中,一人分4本,另两人每人分1本,有多少种不同的分配方法? 解:(1)在6本书中,先取2本给甲,再从剩下的4本书中取2本给乙,最后两本给丙,共有C 26C 24C 2
2=90(种)分配方法;
(2)6本书平均分成3堆,用上述分法重了A 33
倍,故共有C 26C 2
4
A 33
=15(种)分堆方法;
(3)从6本书中,先取1本作为一堆,再在剩下的5本中取2本作为一堆,最后3本作为一堆,共有C 16C 25C 3
3=60(种)分堆方法;
(4)在(3)的分堆中,甲、乙、丙三人任取一堆,共有C 16C 25C 33A 3
3=360(种)分配方法.
(5)先分堆、再分配,共有C 46C 12C 1
1A 22
·A 3
3=90(种)分配方法.
【点拨】平均分配给不同人的分法等于平均分堆的分法乘以堆数的全排列.分堆到位相
当于分堆后各堆再全排列,平均分堆不到指定位置,其分法数为:平均分堆到指定位置
堆数的阶乘.对
于分堆与分配问题应注意:①处理分配问题要注意先分堆再分配;②被分配的元素是不同的(像“名额”等则是相同元素,不适用),位置也应是不同的(如不同的“盒子”);③分堆时要注意是否均匀,如6分成(2,2,2)为均匀分组,分成(1,2,3)为非均匀分组,分成(4,
1,1)为部分均匀分组.
(1)(2015·江西模拟改编)6个应届毕业生平均分到3个单位,有____________
种不同的分派方法.
解:先把6个毕业生平均分成3组,有C 26C 24C 2
2
A 33
种方法,再把3组毕业生分到3所学校,
有A 3
3种方法,故共有C 26C 24C 2
2A 33
·A 33=90种分派方法.故填90.
(2)(2015·广州调研)有4名优秀学生A ,B ,C ,D 全部被保送到甲、乙、丙3所学校,每所学校至少去一名,则不同的保送方案共有____________种.
解:先把4名学生分为2、1、1的3组,有C 24C 12C 11
A 22=6种分法,再将3组分到3个学校,
有A 3
3=6种情况,则共有6×6=36种不同的保送方案.故填36.
(3)(2015·江西模拟改编)若将6名教师分到3所中学任教,一所1名,一所2名,一所3名,则有____________种不同的分法.
解:将6名教师分组,分三步完成:
第1步,在6名教师中任取1名作为一组,有C 1
6种取法; 第2步,在余下的5名教师中任取2名作为一组,有C 2
5种取法; 第3步,余下的3名教师作为一组,有C 3
3种取法. 6名教师分组共有C 16C 25C 3
3=60种取法.
再把这3组教师分配到3所中学,有A 3
3=6种分法, 因此共有60×6=360种不同的分法.故填360.
类型五 数字排列问题
用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的四位数. (1)可组成多少个不同的四位数? (2)可组成多少个不同的四位偶数? 解:(1)直接法:A 15A 3
5=300; 间接法:A 4
6-A 3
5=300.
(2)由题意知四位数的个位上必须是偶数,同时暗含了千位不能是0,因此该四位数的个位和千位是“特殊位置”,应优先处理;另一方面,0既是偶数,又不能排在千位,属“特殊元素”,应重点对待.
解法一:(直接法)0在个位的四位偶数有A 3
5个;0不在个位时,先从2,4中选一个放在个位,再从余下的四个数(不包括0)中选一个放在千位,应有A 12A 14A 2
4个.
综上所述,共有A 3
5+A 12A 14A 2
4=156(个).
解法二:(间接法)从这六个数字中任取四个数字组成最后一位是偶数的排法,有A13A35个,其中千位是0的有A12A24个,故适合题意的数有A13A35-A12A24=156(个).
【点拨】本例是有限制条件的排列问题,先满足特殊元素或特殊位置的要求,再考虑其他元素或位置,同时注意题中隐含条件0不能在首位.
(2015·山西模拟改编)用五个数字0,1,2,3,4组成没有重复数字的自然数,问:
(1)四位数有几个?
(2)比3000大的偶数有几个?
解:(1)首位数字不能是0,其他三位数字可以任意,所以四位数有C14A34=96个.
(2)比3000大的必是四位数或五位数.
(Ⅰ)若是四位数,则首位数字必是3或4.
①若4在首位,则个位数字必是0或2,有C12A23个数,
②若3在首位,则个位数字必是0或2或4,有C13A23个数,
所以比3000大的四位偶数有C12A23+C13A23=30个.
(Ⅱ)若是五位数,则首位数字不能是0,个位数字必是0或2或4,
①若0在个位,则有A44个;
②若0不在个位,则有C12C13A33个数,
所以比3000大的五位偶数有A44+C12C13A33=60个.
故比3000大的偶数共有30+60=90个.
1.排列与组合的区别与联系
排列、组合之间的主要区别在于是否要考虑选出元素的先后顺序,不需要考虑顺序的是组合问题,需要考虑顺序的是排列问题,排列是在组合的基础上对入选的元素进行全排列,因此,分析解决排列问题的基本思路是“先选,后排”.
2.解排列、组合题的基本方法
(1)限制元素(位置)优先法:①元素优先法:先考虑有限制条件的元素,再考虑其他元素;②位置优先法:先考虑有限制条件的位置,再考虑其他位置.
(2)正难则反排异法:有些问题,正面考虑情况复杂,可以反面入手把不符合条件的所有情况从总体中去掉.
(3)复杂问题分类分步法:某些问题总体不好解决时,常常分成若干类,再由分类加法计数原理解决或分成若干步,再由分步乘法计数原理解决.在解题过程中,常常既要分类,也要分步,其原则是先分类,再分步.
(4)相离问题插空法:某些元素不能相邻或要在某特殊位置时可采用插空法,即先安排好没有限制条件的元素,然后再把有限制条件的元素按要求插入排好的元素之间.
(5)相邻问题捆绑法:把相邻的若干个特殊元素“捆绑”为一个大元素,然后再与其余“普通元素”作全排列,最后再“松绑”——将“捆绑”元素在这些位置上作全排列.
(6)相同元素隔板法:将n 个相同小球放入m (m ≤n )个盒子里,要求每个盒子里至少有一个小球的放法,等价于将n 个相同小球串成一串,从间隙里选m -1个结点,剪截成m 段,共有C m -1
n -1种放法.这是针对相同元素的组合问题的一种方法.
(7)定序问题用除法:对于某几个元素顺序一定的排列问题,可先把这几个元素与其他元素一同进行排列,然后用总的排列数除以这几个元素的全排列数.
3.解组合问题时应注意
(1)在解组合应用题时,常会遇到“至少”“至多”“含”等词,要仔细审题,理解其含义.
(2)关于几何图形的组合题目,一定要注意图形自身对其构成元素的限制,解决这类问题常用间接法(或排除法).
(3)分组、分配问题:分组问题和分配问题是有区别的,前者组与组之间只要元素个数相同,是不可区分的,而后者则即使两组元素个数相同,但因元素不同,仍然是可区分的.对
于这类问题必须先分组后排列,若平均分m 组,则分法=取法
m !
.
1.A 3
2n =10A 3
n ,n =( ) A .1 B .8 C .9 D .10
解:原式等价于2n (2n -1)(2n -2)=10n (n -1)(n -2),n >3且n ∈N *
,整理得n =8.故
选B .
2.某单位有7个连在一起的车位,现有3辆不同型号的车需停放,如果要求剩余的4个空车位连在一起,则不同的停放方法的种数为 ( )
A .16
B .18
C .24
D .32
解:将4个连在一起的空车位“捆绑”,作为一个整体考虑,则所求即为4个不同元素的全排列A 44=24,故选C .
3.(2015·西安模拟)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里,使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号,则不同的放球方法有( )
A .10种
B .20种
C .36种
D .52种
解:1号盒子可以放1个或2个球,2号盒子可以放2个或3个球,故不同的放球方法有C 14C 3
3+C 24C 2
2=10种.故选A .
4.(2014·四川)六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有( )
A .192种
B .216种
C .240种
D .288种
解:若最左端排甲时,不同的排法共有A 5
5种;若最左端排乙时,甲只能排在中间四个位
置之一,则不同的排法共有C14A44种.故不同的排法共有A55+C14A44=216种.故选B.
5.(2014·重庆)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.72 B.120 C.144 D.168
解:依题意,先仅考虑3个歌舞类节目互不相邻的排法种数为A33A34=144,其中3个歌舞类节目互不相邻但2个小品类节目相邻的排法种数为A22A22A33=24,因此满足题意的排法种数为144-24=120,故选B.
6.(2013·成都模拟)用6个字母A,B,C,a,b,c编拟某种信号程序(大小写有区别).把这6个字母全部排到如图所示的表格中,每个字母必须使用且只使用一次,不同的排列方式表示不同的信号,如果恰有一对字母(同一个字母的大小写)排到同一列的上下格位置,那么称此信号为“微错号”,则不同的“微错号”总个数为( )
A.432 B.288 C.96 D.48
解:根据题意,分3步进行:①先确定排到同一列的上下格位置的一对字母,有C13=3种情况,将其放进表格中,有C13=3种情况,考虑这一对字母的顺序,有A22=2种不同顺序;
②再分析第二对字母,其不能排到同一列的上下格位置,假设①选定的一对大小写字母为A 和a,则分析B与b:B有4种情况,b的可选位置有2个;③最后一对字母放入最后两个位置,有A22=2种放法.则共有3×3×2×4×2×2=288个“微错号”.故选B.
7.(2015·上海模拟)2015年上海春季高考有8所高校招收某专业考生,如果报考该专业的某3位同学恰好被其中2所高校录取,那么录取方法的种数为____________.解:分步考虑:从8所高校中选2所,有C28种选法,依题意必有2位同学被同一所学校录取,则有C23C12种录取方法,另一位同学被剩余的一所学校录取.所以共有C28·C23·C12=168种录取方法.故填168.
8.(2014·北京)把5件不同产品摆成一排,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.
解:将A,B捆绑在一起,有A22种摆法,再将它们与其他3件产品全排列,有A44种摆法,共有A22A44=48种摆法,而A,B,C 3件在一起,且A,B相邻,A,C相邻有CAB,BAC两种情况,将这3件与剩下2件全排列,有2×A33=12种摆法,故A,B相邻,A,C不相邻的摆法有48-12=36种.故填36.
9.给定数字0,1,2,3,5,9,每个数字最多用一次.
(1)可以组成多少个四位数?
(2)可以组成多少个四位奇数?
解:(1)从“位置”考虑,由于0不能放在千位,因此千位数字只能有A15种取法,其余3个数位可以从余下的5个数字中任取3个排列,所以可以组成A15·A35=300(个)四位数.
(2)从“位置”考虑,个位数字必须是奇数的有A14种排法,首位数字不能是0,则在余下的4个非0数字中取1个有A14种取法,其余两个数位的排法是A24,所以共有A14·A14·A24=192(个)四位奇数.
10.从甲、乙等6个运动员中选出4人参加4×100米接力赛.如果甲、乙两人都不跑
第一棒,那么不同的参赛方法共有多少种?
解法一:(从元素考虑)从6个运动员中,选出4人有三类情况:
(1)甲、乙都被选出,有C 24种选法;
(2)甲、乙中恰有1人被选出,有C 12C 34种选法;
(3)甲、乙都未被选出,有C 44种选法.
再将4人按要求安排位置:甲、乙都参加,跑第二、三、四棒有A 23A 22种排法;甲、乙中有一人参加,只跑第二、三、四棒有A 13A 33种排法;甲、乙都不参加,有A 44种排法.
故共有不同参赛方法C 24A 23A 22+C 12C 34A 13A 33+C 44A 44=240(种).
解法二:(从位置考虑)第一棒从甲、乙以外的4人中选取,再排其他各棒有A 14A 35=240(种)不同的参赛方法.
解法三:(间接法)从总数中减去甲、乙跑第一棒的,有A 46-A 12A 35=240(种)不同的参赛方法.
11.4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒内.
(1)恰有1个盒不放球,共有多少种放法?
(2)恰有2个盒不放球,共有多少种放法?
解:(1)为保证“恰有1个盒不放球”,先从4个盒子中任意取出去一个,问题转化为“4个球,3个盒子,每个盒子都要放入球,共有多少种放法?”即把4个球分成2,1,1的三
组,然后进行全排列,共有C 14·C 24C 12C 11A 22
·A 33=144(种)放法. (2)确定2个空盒有C 24种方法.4个球放进2个盒子可分成(3,1),(2,2)两类,第一类
为有序不均匀分组,有C 34C 11A 22种放法;第二类为有序均匀分组,有C 24C 22A 22
·A 22种放法,故共有⎝ ⎛⎭
⎪⎫C 34C 11A 22+C 24C 22A 22·A 22C 24=84(种).
(2015·长沙模拟改编)将7个相同的小球放入4个不同的盒子中.
(1)不出现空盒时的放入方式共有多少种?
(2)可出现空盒时的放入方式共有多少种?
解:(1)将7个相同的小球排成一排,在中间形成的6个空当中插入无区别的3个“隔板”将球分成4份,每一种插入隔板的方式对应一种球的放入方式,则共有C 36=20种不同的放入方式.
(2)每种放入方式对应于将7个相同的小球与3个相同的“隔板”进行一次排列,即从10
个位置中选3个位置安排隔板,故共有C 310=120种放入方式.。

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