小学四年级下册数学奥数知识点讲解第6课《排列组合的综合应用》试题附答案
2019四年级下数学奥数练习-排列组合综合应用练习题附答案
排列组合综合应用练习题一．夯实基础：1. 由 0，2，5，6，7，8 组成无重复数字的数．⑴ 四位偶数有多少个？⑵ 四位奇数有多少个？⑶ 四位偶数有多少个？2. 由 0，2，5，6，7，8 组成无重复数字的数．⑴整数有多少个？⑵是 5 的倍数的三位数有多少个？3. 由 0，2，5，6，7，8 组成无重复数字的数．⑴是 25 的倍数的四位数有多少个？⑵大于 5860 的四位数有多少个？4.一个小组共 10 名学生，其中 4 女生，6 男生.现从中选出 3 名代表，其中至少有一名女生共有多少种选法？二．拓展提高：5.正六边形的中心和顶点共 7 个点，以其中 3 个点为顶点的三角形共有多少个？6.从10 件产品中有4 件次品，现抽取3 件检查，（1）恰好有一件次品的取法有种；（2）既有正品又有次品的取法有种.7.圆周上有十个点，任两点之间连一条弦，这些弦在圆内共有多少个交点？8.用 2，4，6 三个数字来构造六位数，但是不允许有两个连着的 2 出现在六位数中（例如626442 是允许的，但226426 就不允许），问这样的六位数有多少个？三. 超常挑战9.有5 个标签分别对应着 5 个药瓶，恰好贴错 3 个标签的可能情况有多少种？10.由 1447，1005，1231 这三个数字有许多相同之处：它们都是四位数，最高位都是 1，都恰有两个相同数字，一共有多少个这样的数？11.某旅社有导游9 人，其中3 人只会英语，2 人只会日语，其余4 个既会英语又会日语．现要从中选6 人，其中3 人做英语导游，另外3 人做日语导游．则不同的选择方法有多少种?ADB12. 在10 名学生中，有5 人会装电脑，有3 人会安装音响设备，其余2 人既会安装电脑，又会安装音响设备，今选派由6 人组成的安装小组，组内安装电脑要3 人，安装音响设备要3 人，共有多少种不同的选人方案?13. 在四位数中，各位数字之和是 4 的四位数有多少？四．杯赛演练：14. （迎春杯初赛）6 个人传球，每两人之间至多传 1 次，那么至多共进行几次传球？15. （华杯赛冬令营培训题）如图，A 、B 、C 、D 为海上的四个小岛，要建三座桥，将这四个岛连接起来，则不同的建桥方案共有几种？C5 2 4 45 46 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 54 43 34 3 35 46 4 6 4 10 6 10 67 4 6 4 6 4 6 答案：1. （1）注意 0 不能做首位， 5A 3 = 300 个．（2） 个位为特殊位置，只能从 5，7 中选一个；0 是特殊元素，它不能放在千位；综上，四位奇数有C 1C 1 A 2 = 96 个． （3） 位只能在 0，2，6，8 中选择，进一步分成两种情况：若个位为 0，则共有 A 3= 60种；若个位不是 0，则个位从 2，6，8 中选一个，有 3 种方法，然后选择千位，有 4 种方法，最后再选剩余的两位，有 A 2 = 12 种，所以四位偶数有 60 + 3⨯ 4⨯12 = 204 个．2. ⑴包括一位数、二位数、三位数、…、六位数，共有A 1 + A 1A 1 + A 1A 2 + A 1A 3 + A 1A 3 + A 1A 4 + A 1A 5 = 1631个．⑵5 的倍数，则个位为 0 或 5，分两种情况：若个位为 0，则有 A 2 = 20 个；若个位为 5， 则有 A 1 A 1 = 16 个，所以共有 36 个是 5 的倍数的三位数．3. ⑴25 的倍数，在本题的条件下，末两位只可能是 25，50 或 75. 若末两位为 25，则这样的四位数有 A 1A 1 = 9 个；若末两位为 50，则这样的四位数有 A 2 = 12 个；若末两位为 75，则这样的四位数有 A 1A 1 = 9 个，因此能被 25 整除的四位数共有 30 个． ⑵千位如果为 5，则前三位为 586，第四位有 2 或 7 两种选择；前三位若为 587，则四位有 0，2，6 三种选择，所以，千位为 5 总共有 5 个数； 千位如果为 6、7、8，则均有 A 3 = 60 个数，因此，大于 5860 的四位数有5 + 3⨯ 60 =185 个．4. “至少有一名女生”意味着存在女生，也就是说不能都是男生.所以，理解这句话的意思至关重要！我们可以从直接与间接两种方法解这道题，同学们可以比较一下.方法一：直接法.由于共有 4 个候选女生，因此至少有一名女生，包括如下几种情况：⑴1 名女生，2 名男生： C 1C 2= 60 种选法；⑵2 名女生，1 名男生： C 2C 1 = 36 种选法；⑶3 名女生， C 3 = 4 种选法.所以，共有60 + 36 + 4 =100 种选法. 方法二：间接法.先从 10 名学生中任意选出 3 名学生，有C 3 种选法；然后从中扣除没有女生的情况（ 即全是男生的情况）， 有 C 3 种选法. 所以， 至少有一名女生的选法数有C 3 - C 3 = 120 - 20 = 100 ．5. 7 个点中选出 3 个点的方法为C 3 = 35 种，其中三条对角线上的 3 点组合是共线的，不合 要求. 35 - 3 = 32 种．6. ⑴ C 1C 2= 60 种；⑵既有正品又有次品分为：1 件次品，2 件正品；2 件次品，1 件正品两类，即： C 1C 2 + C 2C 1= 60 + 36 = 96 种.10 6 5 4 5 9 1 9 4 4 4 4 5 57. 两条弦的交点与四边形的个数一一对应，因而有C 4 = 210 个交点．8. （1）若六位数中没有 2，则每一位只能从 4 或 6 中选一个，这时有26 = 64 个.（2） 若六位数中只有 1 个 2，则 2 有C 1= 6 种位置选择，其余 5 个位置从 4 或 6 中选取，则有6⨯ 25 =192 个. （3） 若六位数中有 2 个 2，这时有24 ⋅ C 2 =160个（插空法）. （4） 若六位数中有 3 个 2，这时有23⋅ C 3= 32 个；由题意，不可能在六位数中出现4 个4 个以上的2.于是共有64 +192 +160 + 32 = 448 个.9. 将瓶子命名为 1，2，3，4，5 号，如果是 1，2 号瓶贴对，则其余 3 个瓶子都贴错的， 简单枚举可发现有 2 种贴错的情况；而另选两个瓶子贴对，则剩余 3 个瓶子都贴错也是 2 种情况，因此共有C 2 ⨯ 2 = 20 种.10. 由于首位是 1，因此那两个相同数字应该以是否是 1 而分类：⑴若相同数字是 1：另一个 1 有 3 种位置可以选择，另两位数字不能是 1 且不能相同，故有 A 2 种不同排法，因而有m =3A 2= 216 个. ⑵若相同数字不是 1：这时相同数字有 9 种不同选法，这两个相同数字在后 3 位只 有 3 种不同排法，另一位数字既不是 1，又不能与相同数字相同，因此有 8 种不同取法．因而有m 2 = 9⨯ 3⨯8 = 216 个.综上，满足条件的四位数共有216 + 216 = 432 个．11. 此题若从“多面手”出发来做，不太简便，由于只会日语的人较少，所以针对只会日语的人讨论，分三类：⑴只会日语的 2 人都出场，则还需1 个多面手做日语导游，有 4 种选择．从剩下的只会英语的人和多面手共6 人中选3 人做英语导游，有C 3 = 6 ⨯ 5⨯ 4= 20 种选择．由63⨯ 2 ⨯1乘法原理，有4⨯ 20 = 80 种选择．⑵只会日语的2 人中有1 人出场，有2 种选择．还需从多面手中选2 人做日语导游，有C 2 = 4 ⨯ 3= 6 种选择．剩下的只会英语的人和多面手共5 人中选3 人做英语导游，42 ⨯1 有C3 = 5⨯4 ⨯ 3= 10 种选择．由乘法原理，有2⨯ 6⨯10 =120 种选择．53⨯ 2 ⨯1⑶只会日语的人不出场，需从多面手中选3 人做日语导游，有C 3 = C 1 = 4 种选择．剩下的只会英语的人和多面手共4 人中选3 人做英语导游，有C 3 = C 1 = 4 种选择．由乘法原理， 有 4⨯ 4 =16 种选择． 根据加法原理， 不同的选择方法一共有 80 +120 +16 = 216 种．12. 按具有双项技术的学生分类：⑴两人都不选派，有C 3 =10 种选派方法；⑵两人中选派1 人，有2 种选法．而针对此人的任务又分两类：若此人要安装电脑，有C 2 = 10 种选法， 而另外会安装音响设备的3 人全选派上，只有1 种选法．由乘法原理，有10⨯1 =10 种选法；若此人安装音响设备，有C 2 = 3 种选法，需从5 人中选3 人安装电脑，有C 3 = 10 种35选法．由乘法原理，有3⨯10 = 30 种选法．根据加法原理，有10 + 30 = 40 种选法；综上 所述一共有2⨯ 40 = 80 种选派方法．⑶两人全派，针对两人的任务可分类讨论如下：① 两人全安装电脑，有5⨯1 = 5 种选派方案；②两人一个安装电脑，一个安装音响设备， 有C 2 ⨯ C 2 = 60 种选派方案；③两人全安装音响设备，有3⨯ C 3 = 30 种选派方案．根据加5356 法原理，共有5 + 60 + 30 = 95 种选派方案．综合以上所述，符合条件的方案一共有10 + 80 + 95 =185 种．13. 设原四位数为 ABCD ，按照题意，我们有 A + B + C + D = 4 ，但是对 A 、 B 、C 、 D 要求不同，因为这是一个四位数，所以应当有 A ≠ 0 ，而其他三个字母都可以等于 0，这样就不能使用我们之前的插板法了，因此我们考虑将 B 、C 、 D 都加上 1，这样 B 、C 、 D 都至少是 1，而且这个时候它们的和为4 + 3 = 7 ，即问题变成如下表达：一个各位数字不为 0 的四位数，它的各位数字之和为 7，这样的四位数有多少个？采用插板法，共有 6 个间隔，要插入 3 个板，可知这样的四位数有C 3= 20 个，对应着原 四位数也应该有 20 个.14. 6 个点间进行连线，共可以连成15 条，但是由题意知这是个一笔画问题，若把这些线全连上，则图形中有 6 个奇点，不能一笔画，因此至少要去掉 2 条线（以去掉 4 个奇点），所以至多共进行15 - 2 =13 次传球.15. 本题考察对应与转化思想.可以这样考虑：先把四个点间所有能连的线都连起来，共有C 2 = 6 种方法，然后从这 6 条线中选择 3 条将其去掉，有C 3 = 20 种选法，但是连在同46一个点上的三条线不能同时去掉，所以必须再去掉 4 种情况，所以共有 16 种.。
排列组合总结(含答案)
1．（站队模型）4男3女站成一排：①女生相邻；5353A A ⋅②女生不相邻；4345A A ⋅③女生从高到低排；47A④甲不在排头，乙不在排尾；解析：当甲在排尾时有66A ；当甲不在排尾时有115555A A A ⋅⋅2．（组数模型）由0到9这10个数字组成没有重复数字的四位数： ①奇数；末位有112588A A A②偶数；解析：末位为0，有39A ；末位不为0，有112488A A A ⋅⋅③被5整除的数；解析：末位为0，有49A ；末位为5，有1288A A ⋅④比3257大的数； 解析：首位为4到9时有396A ；首位为3时281749A ⎧⎪⎧⎨⎪⎨⎪⎪⎩⎩百位为到时有6十位为6到9时有4A 百位为2时十位为5时有2 ⑤被3整除的三位数．12333311123322111333332A A A C C C A C C C A ⎧⋅+⎪⎧⋅⋅⋅⎨⎪⎨⎪⋅⋅⋅⎪⎩⎩都从一个集合中选时有含0时有各选一个时有不含0时有3．（分组分配问题）6个不同的小球：①放入三个不同的盒子；解析：63②放入三个不同的盒子，每盒不空；解析：4363321363132226426222:A C C C A C C C ⎧⎪⋅⋅⋅⎨⎪=++⋅⋅⎩6＝4＋1＋1：有C 6=3+2+1:有有③分三组（堆），每组至少一个；解析：41162122321631222642336222:C C A C C C C C C A ⎧⋅⋅⎪⎪⎪⋅⋅⎨⎪⋅⋅⎪=++⎪⎩C 6＝4＋1＋1：有6=3+2+1:有有4．6个相同的小球：①放入三个不同的盒子；解析：相当于分名额，盒子可空：插板法：28C ②放入三个不同的盒子，每盒不空；25C ③恰有一个空盒．解析：相当于两个盒子不空：1253C C ⋅5．6名同学报名三科竞赛：①每人限报一科；63②每科限报一人；366．（选派问题）5男3女：①选2人开会；28C②选正副班长，至少1女；2285A A - ③选4人开会，至多2男；解析：即至少2女，22313535C C C C ⋅+⋅④选4人跑4×100接力，至少2女．解析：()2231435354C C C C A ⋅+⋅⋅。
四年级奥数讲义：排列组合的综合应用
四年级奥数讲义：排列组合的综合应用排列组合是数学中风格独特的一部分内容.它具有广泛的实际应用.例如：某城市电话号码是由六位数字组成，每位可从0～9中任取一个，问该城市最多可有多少种不同的电话号码？又如从20名运动员中挑选6人组成一个代表队参加国际比赛.但运动员甲和乙两人中至少有一人必须参加代表队，问共有多少种选法？回答上述问题若不采用排列组合的方法，结论是难以想像的.（前一个问题，该城市最多可有1000000个不同电话号码.后一个问题，代表队有20196种不同选法.）当然排列组合的综合应用具有一定难度.突破难点的关键：首先必须准确、透彻的理解加法原理、乘法原理；即排列组合的基石.其次注意两点：①对问题的分析、考虑是否能归纳为排列、组合问题？若能，再判断是属于排列问题还是组合问题？②对题目所给的条件限制要作仔细推敲认真分析.有时利用图示法，可使问题简化便于正确理解与把握.例1 从5幅国画，3幅油画，2幅水彩画中选取两幅不同类型的画布置教室，问有几种选法？分析首先考虑从国画、油画、水彩画这三种画中选取两幅不同类型的画有三种情况，即可分三类，自然考虑到加法原理.当从国画、油画各选一幅有多少种选法时，利用的乘法原理.由此可知这是一道利用两个原理的综合题.关键是正确把握原理.解：符合要求的选法可分三类：不妨设第一类为：国画、油画各一幅，可以想像成，第一步先在5张国画中选1张，第二步再在3张油画中选1张.由乘法原理有5×3＝15种选法.第二类为国画、水彩画各一幅，由乘法原理有5×2＝10种选法.第三类油画、水彩各一幅，由乘法原理有3×2＝6种选法.这三类是各自独立发生互不相干进行的.因此，依加法原理，选取两幅不同类型的画布置教室的选法有15＋10＋6＝31种.注运用两个基本原理时要注意：①抓住两个基本原理的区别，千万不能混.不同类的方法（其中每一个方法都能各自独立地把事情从头到尾做完）数之间做加法，可求得完成事情的不同方法总数.不同步的方法（全程分成几个阶段（步），其中每一个方法都只能完成这件事的一个阶段）数之间做乘法，可求得完成整个事情的不同方法总数.②在研究完成一件工作的不同方法数时，要遵循“不重不漏”的原则.请看一些例：从若干件产品中抽出几件产品来检验，如果把抽出的产品中至多有2件次品的抽法仅仅分为两类：第一类抽出的产品中有2件次品，第二类抽出的产品中有1件次品，那么这样的分类显然漏掉了抽出的产品中无次品的情况.又如：把能被2、被3、或被6整除的数分为三类：第一类为能被2整除的数，第二类为能被3整除的数，第三类为能被6整除的数.这三类数互有重复部分.③在运用乘法原理时，要注意当每个步骤都做完时，这件事也必须完成，而且前面一个步骤中的每一种方法，对于下个步骤不同的方法来说是一样的.例2 一学生把一个一元硬币连续掷三次，试列出各种可能的排列.分析要不重不漏地写出所有排列，利用树形图是一种直观方法.为了方便，树形图常画成倒挂形式.解：由此可知，排列共有如下八种：正正正、正正反、正反正、正反反、反正正、反正反、反反正、反反反.例3 用0～9这十个数字可组成多少个无重复数字的四位数.分析此题属于有条件限制的排列问题，首先弄清楚限制条件表现为：①某位置上不能排某元素.②某元素只能排在某位置上.分析无重复数字的四位数的千位、百位、十位、个位的限制条件：千位上不能排0，或说千位上只能排1～9这九个数字中的一个.而且其他位置上数码都不相同，下面分别介绍三种解法.解法1：分析某位置上不能排某元素.分步完成：第一步选元素占据特殊位置，第二步选元素占据其余位置.解：分两步完成：第一步：从1～9这九个数中任选一个占据千位，有9种方法.第二步：从余下的9个数（包括数字0）中任选3个占据百位、十位、个位，百位有9种.十位有8种，个位有7种方法.由乘法原理，共有满足条件的四位数9×9×8×7=4536个.答：可组成4536个无重复数字的四位数.解法2：分析对于某元素只能占据某位置的排列可分步完成：第一步让特殊元素先占位，第二步让其余元素占位.在所给元素中0是有位置限制的特殊元素，在组成的四位数中，有一类根本无0元素，另一类含有0元素，而此时0元素只能占据百、十、个三个位置之一.解：组成的四位数分为两类：第一类：不含0的四位数有9×8×7×6=3024个.第二类：含0的四位数的组成分为两步：第一步让0占一个位有3种占法，（让0占位只能在百、十、个位上，所以有3种）第二步让其余9个数占位有9×8×7种占法.所以含0的四位数有3×9×8×7=1512个.∴由加法原理，共有满足条件的四位数3024+1512=4536个.解法3：从无条件限制的排列总数中减去不合要求的排列数（称为排除法）.此题中不合要求的排列即为0占据千位的排列.解：从0～9十个数中任取4个数的排列总数为10×9×8×7，其中0在千位的排列数有9×8×7个（0确定在千位，百、十、个只能从9个数中取不同的3个）∴共有满足条件的四位数10×9×8×7-9×8×7=9×8×7×（10-1）=4536个.注用解法3时要特别注意不合要求的排列有哪几种？要做到不重不漏.例4 从右图中11个交点中任取3个点，可画出多少个三角形？分析首先，构成三角形与三个点的顺序无关因此是组合问题，另外考虑特殊点的情况：如三点在一条直线上，则此三点不能构成三角形，四点在一条直线上，则其中任意三点也不能构成三角形.此题采用排除法较方便.解：组合总数为C311，其中三点共线不能构成的三角形有7C33，四点共线不能构成的三角形有2C34，∴C311-（7C33+2C34）=165-（7+8）=150个.例5 7个相同的球，放入4个不同的盒子里，每个盒子至少放一个，不同的放法有多少种？（请注意，球无区别，盒是有区别的，且不允许空盒）分析首先研究把7分成4个自然数之和的形式，容易得到以下三种情况：①7=1+1+1+4②7=1+2+2+2③7=1+1+2+3其次，将三种情况视为三类计算不同的放法.第一类：有一个盒子里放了4个球，而其余盒子里各放1个球，由于4个球可任意放入不同的四个盒子之一，有4种放法，而其他盒子只放一个球，而球是相同的，任意调换都是相同的放法，所以第一类只有4种放法.第二类：有一个盒子里放1个球，有4种放法，其余盒子里都放2个球，与第一类相同，任意调换都是相同的放法，所以第二类也只有4种放法.第三类：有两个盒子里各放一个球，另外两个盒子里分别放2个及3个球，这时分两步来考虑：第一步，从4个盒子中任取两个各放一个球，这种取法有C24种.第二步，把余下的两个盒子里分别放入2个球及3个球，这种放法有P22种.由乘法原理有C24×P22=12种放法.∴由加法原理，可得符合题目要求的不同放法有4+4+12=20（种）答：共有20种不同的放法.注本题也可以看成每盒中先放了一个球垫底，使盒不空，剩下3个球，放入4个有区别盒的放置方式数.例 6 用红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色中的一种，或两种，或三种，或四种，分别涂在正四面体各个面上，一个面不能用两色，也无一个面不涂色的，问共有几种不同涂色方式？分析首先介绍正四面体（模型）.正四面体四个面的相关位置，当底面确定后，（从上面俯视）三个侧面的顺序有顺时针和逆时针两种（当三个侧面的颜色只有一种或两种时，顺时针和逆时针的颜色分布是相同的）.先看简单情况，如取定四种颜色涂于四个面上，有两种方法；如取定一种颜色涂于四个面上，只有一种方法.但取定三种颜色如红、橙、黄三色，涂于四个面上有六种方法，如下图①②③（图中用数字1，2，3分别表示红、橙、黄三色）如果取定两种颜色如红、橙二色，涂于四个面上有三种方法.如下图④⑤⑥但是从七种颜色里，每次取出四种颜色，有C47种取法，每次取出三种颜色有C37种取法，每次取出两种颜色有C27种取法，每次取出一种颜色有C17种取法.因此着色法共有2 C47+6 C37+3 C27+ C17=350种.习题六1.有3封不同的信，投入4个邮筒，一共有多少种不同的投法？2.甲、乙两人打乒乓球，谁先连胜头两局，则谁赢.如果没有人连胜头两局，则谁先胜三局谁赢，打到决出输赢为止，问有多少种可能情况？3.在6名女同学，5名男同学中，选4名女同学，3名男同学，男女相间站成一排，问共有多少种排法？4.用0、1、2、3、4、5、6这七个数字可组成多少个比300000大的无重复数字的六位偶数？5.如右图：在摆成棋盘眼形的20个点中，选不在同一直线上的三点作出以它们为顶点的三角形，问总共能作多少个三角形？6.有十张币值分别为1分、2分、5分、1角、2角、5角、1元、2元、5元、10元的人民币，能组成多少种不同的币值？并请研究是否可组成最小币值1分与最大币值（总和）之间的所有可能的币值.。
【思维拓展】数学四年级思维拓展之排列组合的综合应用(附答案)
四年级奥数：排列组合的综合应用1.有3封不同的信，投入4个邮筒，一共有多少种不同的投法？2.甲、乙两人打乒乓球，谁先连胜头两局，则谁赢.如果没有人连胜头两局，则谁先胜三局谁赢，打到决出输赢为止，问有多少种可能情况？3.在6名女同学，5名男同学中，选4名女同学，3名男同学，男女相间站成一排，问共有多少种排法？4.用0、1、2、3、4、5、6这七个数字可组成多少个比300000大的无重复数字的六位偶数？5.有两个小盒子，第一个盒子中有标有数字1，2，3，…，10的十张卡片，第二个盒子中有标有11，12，13，…，20的十张卡片.若从两个盒子中各拿出一张卡片相加，一共可列出多少种不同的加法式子？6.如下图：在摆成棋盘眼形的20个点中，选不在同一直线上的三点作出以它们为顶点的三角形，问总共能作多少个三角形？7.有十张币值分别为1分、2分、5分、1角、2角、5角、1元、2元、5元、10元的人民币，能组成多少种不同的币值？并请研究是否可组成最小币值1分与最大币值（总和）之间的所有可能的币值.8．从19，20，21，…，97，98，99这81个数中，选取两个不同的数，使其和为偶数的选法总数是多少？9.现有五元人民币2张，十元人民币8张，一百元人民币3张，用这些人民币可以组成多少种不同的币值？参考答案1.若投一封信看作一个步骤，则完成投信的任务可分三步，每封信4个邮筒都可投，即每个步骤都有4种方法.故由乘法原理：共有不同的投法4×4×4=64种.2.甲（或乙）胜就写一个甲（或乙）字，画树形图：由图可见共有14种可能.甲甲、甲乙甲甲、甲乙甲乙甲、甲乙甲乙乙、甲乙乙甲甲、甲乙乙甲乙、甲乙乙乙、乙甲甲甲、乙甲甲乙甲、乙甲甲乙乙、乙甲乙甲甲、乙甲乙甲乙、乙甲乙乙、乙乙.3.现有4名女同学，3名男同学，男女相间站成一排，则站在两端的都是女同学.将位置从右到左编号，第1、3、5、7号位是女同学，第2、4、6号位是男同学.于是完成适合题意的排列可分两步：第一步：从6名女同学中任选4名排在第1、3、5、7号位.有P46种排法.第二步：从5名男同学中任选3名排在第2、4、6号位，有P35种排法.因此，由乘法原理排出不同队形数为P46·P35=6×5×4×3×5×4×3=21600.4.图示：分两类：第一类：十万位上是3或5之一的六位偶数有P12·P14·P45个.第二类：十万位上是4或6之一的六位偶数有P12·P13·P45个.∴P12P14P45+P12P13P45=1680.5.200种第一个盒子中的每一张卡片都可以与第二个盒子中的十张卡片组成20种加法式子（包括被加数与加数交换位置，例如将1＋11与11＋1看成为两个加法式子），而第一个盒子中共有十张卡片，则由乘法原理，共10×20＝200种不同的加法式子。
组合数的综合应用(习题课)
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组合数的综合应用(习题课)类型一简单的组合问题【典例】1.特岗教师是中央实施的一项对中西部地区农村义务教育的特殊政策.某教育行政部门为本地两所农村小学招聘了6名特岗教师,其中体育教师2名,数学教师4名.按每所学校1名体育教师,2名数学教师进行分配,则不同的分配方案有( )A.24B.14C.12D.8(1)男运动员3名,女运动员2名.(2)至少有1名女运动员.(3)既要有队长,又要有女运动员.1.根据题意,假设两个学校为甲、乙,先为甲学校安排1名体育教师,2名数学教师,再将剩下的1名体育教师,2名数学教师安排给乙学校,由分步乘法计数原理计算可得答案.2.(1)根据组合数公式将问题分步进行.(2)分四类求解,也可以用间接法.(3)分两类:男队长、女队长,当是男队长时再选女队员,最后选男队员,当是女队长时,其余队员可以任意选.【解析】1.选C.根据题意,假设两个学校为甲、乙,先为甲学校安排1名体育教师,2名数学教师,有=12种选法,再将剩下的1名体育教师,2名数学教师安排给乙学校,有1种选法,则有12种不同的分配方案.(2)方法一(直接法):“至少有1名女运动员”包括以下几种情况,1女4男,2女3男,3女2男,4女1男.方法二(间接法):不考虑条件,从10人中任选5人,有种选法,其中全是男运动员的选法有种,故“至少有1名女运动员”的选法有-=246(种).(3)当有女队长时,其他人选法任意,共有种选法;不选女队长时,必选男队长,共有种选法,其中不含女运动员的选法有种,故不选女队长时共有-种选法.所以既有队长又有女运动员的选法共有+-=191(种).提示:正面考虑情况较多时通常采用间接法,在某些特定问题上,也可充分考虑“正难则反”的思维方式.解简单的组合应用题的策略(1)解简单的组合应用题时,首先要判断它是不是组合问题,组合问题与排列问题的根本区别在于排列问题与取出元素之间的顺序有关,而组合问题与取出元素的顺序无关.(2)要注意两个基本原理的运用,即分类与分步的灵活运用.提醒:在分类和分步时,一定注意有无重复或遗漏.A.120种B.90种C.60种D.30种【解析】选C.甲场馆安排1名有种方法,乙场馆安排2名有种方法,丙场馆安排3名有种方法,所以由分步乘法计数原理得不同的安排方法共有=60种.(1)任意选5人.(2)甲、乙、丙三人必须参加.(3)甲、乙、丙三人不能参加.(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加.(5)甲、乙、丙三人至少1人参加.(6)甲、乙、丙三人至多2人参加.【解析】(1)有=792种不同的选法.(2)甲、乙、丙三人必须参加,只需从另外的9人中选2人,共有=36种不同的选法.(3)甲、乙、丙三人不能参加,只需从另外的9人中选5人,共有=126种不同的选法.(4)甲、乙、丙三人只能有1人参加,分两步,先从甲、乙、丙中选1人,有=3种选法,再从另外的9人中选4人,有种选法,共有=378种选法.(5)方法一(直接法):可分为三类:第一类:甲、乙、丙中有1人参加,共有=378种;第二类:甲、乙、丙中有2人参加,共有=252种;第三类:甲、乙、丙中有3人参加,共有=36种;共有++=666种不同的选法.方法二(间接法):12人中任意选5人,共有种,甲、乙、丙三人都不能参加的有种,所以,共有-=666种不同的选法.(6)方法一(直接法):甲、乙、丙三人至多2人参加,可分为三类:第一类:甲、乙、丙都不参加,共有种;第二类:甲、乙、丙中有1人参加,共有种;第三类:甲、乙、丙中有2人参加,共有种.共有++=756种不同的选法.方法二(间接法):12人中任意选5人,共有种,甲、乙、丙三人全参加的有种,所以,共有-=756种不同的选法.【解析】(1)每个小球都可能放入四个盒子中的任何一个,将小球一个一个放入盒子,共有4×4×4×4=44=256(种)放法.(2)这是全排列问题,共有=24(种)放法.(3)先取四个球中的两个“捆”在一起,有种选法,把它与其他两个球共三个元素分别放入四个盒子中的三个盒子,有种投放方法,所以共有=144(种)放法.类型二与几何有关的组合应用题【典例】1.空间中有10个点,其中有5个点在同一个平面内,其余点无三点共线,四点共面,则以这些点为顶点,共可构成四面体的个数为( )A.205B.110C.204D.2002.平面上有9个点,其中4个点在同一条直线上(4个点之间的距离各不相等),此外任何三点不共线.2.(1)从9个点任取2个点,除去共线的情况即可.(2)根据射线的定义,结合题目中点是共线还是不共线进行讨论.(3)向量有方向,所以直接取出点即可.【解析】1.选A.方法一:可以按从共面的5个点中取0个、1个、2个、3个进行分类,则得到所有的取法总数为+++=205.方法二:从10个点中任取4个点的方法数中去掉4个点全部取自共面的5个点的情况,得到所有构成四面体的个数为-=205.2.(1)任取两点共有种取法,共线四点任取两点有种取法,所以共有直线-+1=31条.(2)不共线的五点可连得条射线,共线的四点中,外侧两点各可发出1条射线,内部两点各可发出2条射线,而在不共线的五点中取一点,共线的四点中取一点而形成的射线有条,故共有+2×1+2×2+=66条射线.(3)任意两点之间,可有方向相反的2个向量各不相等,则可有=72个向量.提示:异面直线的条数问题、四面体个数问题、三角形的个数问题、射线的条数问题等.解几何有关的组合应用题的解题策略(1)图形多少的问题通常是组合问题,要注意共点、共线、共面、异面等情形,防止多算.常用直接法,也可采用间接法.(2)在处理几何问题中的组合问题时,应将几何问题抽象成组合问题来解决.如图,在以AB为直径的半圆周上,有异于A,B的六个点C1,C2,…,C6,线段AB上有异于A,B的四个点D1,D2,D3,D4.以一个正方体的顶点为顶点的四面体共有( )A.70个B.64个C.58个D.52个【解析】选C.正方体的8个顶点中任取4个共有=70个,不能组成四面体的4个顶点有6个,已有6个面,对角面有6个,所以以一个正方体的顶点为顶点的四面体共有70-12=58个.类型三组合应用中的分组分配问题角度1 不同元素分组分配问题(1)分成三组,每组分别有1本,2本,3本.(2)分给甲、乙、丙三人,其中一个人1本,一个人2本,一个人3本.(3)分成三组,每组都是2本.(4)分给甲、乙、丙三人,每人2本.(1)先从6本书中取出一本作为一组,再从剩余的5本中任取2本作为一组,则其余3本为一组.(2)在(1)分组的基础上进行排列即可.(3)先从6本书中取出2本作为一组,再从剩余的4本中任取2本作为一组,则其余2本为一组,其中有重复须除以.(4)在(3)中分组的基础上排列即可.(3)先分三组,有种分法,但是这里面出现了重复,不妨记六本书为A,B,C,D,E,F,若第一组取了A,B,第二组取了C,D,第三组取了E,F,则该种方法记为(AB,CD,EF),但种分法中还有(AB,EF,CD),(CD,AB,EF),(CD,EF,AB),(EF,CD,AB),(EF,AB,CD),共种情况,而这种情况只能作为一种分法,故分配方式有=15(种).在解不同元素分组分配问题的过程中,经常用到核心素养中的数学运算,通过题中条件的分析选择合适的排列组合公式,再结合计数原理进行计算.【解析】这6本不同的书分给甲、乙、丙、丁4人,每人至少一本,则有(3,1,1,1)和(2,2,1,1)两种.当为(3,1,1,1)时,有种分组方法,所以有=480种分法;当为(2,2,1,1)时,有种分法,所以有=1 080种分法.角度2 相同元素分配问题【典例】1.假如北京大学给中山市某三所重点中学7个自主招生的推荐名额,则每所中学至少分到一个名额的方法数为( )A.30B.21C.10D.15①每个盒子都不空;②恰有一个空盒子;③恰有两个空盒子.1.由于名额之间没有差别,只需将10个名额分成三部分即可.2.①6个小球是相同的,所以只要将6个小球分隔成4组即可.②先选出一个空盒,再将6个小球分隔成3组.③在6个小球的7个空隙中放入5个隔板,在其中各有两个隔板放到同一个间隙中.【解析】1.选D.用“隔板法”.在7个名额中间的6个空位上选2个位置加2个隔板,有=15(种)分配方法.2.①先把6个相同的小球排成一行,在首尾两球外侧放置一块隔板,然后在小球之间5个空隙中任选3个空隙各插一块隔板,有=10(种).②恰有一个空盒子,插板分两步进行.③恰有两个空盒子,插板分两步进行.先在首尾两球外侧放置一块隔板,并在5个空隙中任选1个空隙各插一块隔板,有种插法,如|00|0000|,然后将剩下的两块隔板插入形成空盒.其一:这两块板与前面三块板形成不相邻的两个盒子,如||00||0000|,有种插法. 其二:将两块板与前面三块板之一并放,如|00|||0000|,有种插法.1.分组、分配问题的求解策略(1)分组问题属于“组合”问题,常见的分组问题有三种.①完全均匀分组,每组的元素个数均相等;②部分均匀分组,应注意不要重复,若有n组均匀,最后必须除以n!;③完全非均匀分组,这种分组不考虑重复现象.(2)分配问题属于“排列”问题.分配问题可以按要求逐个分配,也可以分组后再分配.2.相同元素分配问题的建模思想(1)隔板法:如果将放有小球的盒子紧挨着成一行放置,便可看作排成一行的小球的空隙中插入了若干隔板,相邻两块隔板形成一个“盒”.每一种插入隔板的方法对应着小球放入盒子的一种方法,此法称之为隔板法.隔板法专门解决相同元素的分配问题.(2)将n个相同的元素分给m个不同的元素(n≥m),有种方法.可描述为n-1个空中插入m-1块板.A.680B.816C.1 360D.1 456【解析】选A.先给每个小朋友分三个苹果,剩余18个苹果利用“隔板法”,18个苹果有17个空,插入三个“板”,共有=680种方法,故有30个完全相同的苹果,分给4个不同的小朋友,每个小朋友至少分得4个苹果,有680种不同的分配方案.A.116B.100C.124D.90【解析】选B.根据题意,分2步进行分析:①将5名医学专家分为3组,若分为2、2、1的三组,有=15种分组方法,若分为3、1、1的三组,有=10种分组方法,则有15+10=25种分组方法;②将分好的三组分派到三个医疗点,甲专家所在组不去A医疗点,有2种情况,再将剩下的2组分派到其余2个医疗点,有2种情况,则3个组的分派方法有2×2=4种情况,则有25×4=100种分配方法.1.甲、乙、丙三位同学选修课程,从4门课程中,甲选修2门,乙、丙各选修3门,则不同的选修方案共有( )A.36种B.48种C.96种D.192种2.一个口袋中装有大小相同的6个白球和4个黑球,从中取2个球,则这两个球同色的不同取法有( )A.27种B.24种C.21种D.18种【解析】选C.分两类:一类是2个白球有=15种取法,另一类是2个黑球有=6种取法,所以取法共有15+6=21(种).3.随着中国电子商务的发展和人们对网购的逐渐认识,网购鲜花速递行业迅速兴起.佳佳为祝福母亲的生日,准备在网上定制一束混合花束.客服为佳佳提供了两个系列,如下表:粉色系列黄色系列戴安娜、粉佳人、糖果、桃红雪假日公主、金辉、金香玉玫瑰山康乃馨粉色、小桃红、白色粉边火焰、金毛、黄色配叶红竹蕉、情人草、满天星散尾叶、栀子叶、黄莺、银叶菊佳佳要在两个系列中选一个系列,再从中选择2种玫瑰、1种康乃馨、2种配叶组成混合花束.则佳佳可定制的混合花束一共有________种.答案:108【解析】根据题意,分2步进行分析:①从3名男生和3名女生中选出3人,要求这3人中必须既有男生又有女生, 则有--=18种情况,②将选出的3人全排列,安排担任三个不同学科课代表,有=6种情况,则有18×6=108种选法.答案:108三关闭Word文档返回原板块。
四年级下册数学试题-奥数专题练习：第六讲 排列组合的综合应用(含答案)全国通用
第六讲：排列组合的综合应用基础班1.有3封不同的信，投入4个邮筒，一共有多少种不同的投法？2.甲、乙两人打乒乓球，谁先连胜头两局，则谁赢.如果没有人连胜头两局，则谁先胜三局谁赢，打到决出输赢为止，问有多少种可能情况？3.在6名女同学，5名男同学中，选4名女同学，3名男同学，男女相间站成一排，问共有多少种排法？4.用0、1、2、3、4、5、6这七个数字可组成多少个比300000大的无重复数字的六位偶数？5.有两个小盒子，第一个盒子中有标有数字1，2，3，…，10的十张卡片，第二个盒子中有标有11，12，13，…，20的十张卡片.若从两个盒子中各拿出一张卡片相加，一共可列出多少种不同的加法式子？6.小文和小静两位同学帮花店扎花，要从三只篮子中各取一只花扎在一起，已知每只篮子里都有3种不同的花，问她们可以扎成多少种不同式样的花束？7.某学校组织学生开展登山活动.在山的北坡有两条路直通山项；在山的南坡也有两条路，一条直通山顶，另一条通向山腰小亭，从小亭有两条路通向山顶；山的西坡有两条路通向山间寺庙，由寺庙有两条路通向山顶.要登上山顶共有多少种不同的道路？解答1.若投一封信看作一个步骤，则完成投信的任务可分三步，每封信4个邮筒都可投，即每个步骤都有4种方法.故由乘法原理：共有不同的投法4×4×4=64种.2.甲（或乙）胜就写一个甲（或乙）字，画树形图：由图可见共有14种可能.甲甲、甲乙甲甲、甲乙甲乙甲、甲乙甲乙乙、甲乙乙甲甲、甲乙乙甲乙、甲乙乙乙、乙甲甲甲、乙甲甲乙甲、乙甲甲乙乙、乙甲乙甲甲、乙甲乙甲乙、乙甲乙乙、乙乙.3.现有4名女同学，3名男同学，男女相间站成一排，则站在两端的都是女同学.将位置从右到左编号，第1、3、5、7号位是女同学，第2、4、6号位是男同学.于是完成适合题意的排列可分两步：第一步：从6名女同学中任选4名排在第1、3、5、7号位.有P46种排法.第二步：从5名男同学中任选3名排在第2、4、6号位，有P35种排法.因此，由乘法原理排出不同队形数为P46·P35=6×5×4×3×5×4×3=21600.4.图示：分两类：第一类：十万位上是3或5之一的六位偶数有P12·P14·P45个.第二类：十万位上是4或6之一的六位偶数有P12·P13·P45个.∴P12P14P45+P12P13P45=1680.5. 200种第一个盒子中的每一张卡片都可以与第二个盒子中的十张卡片组成 20种加法式子（包括被加数与加数交换位置，例如将 1＋11与11＋1看成为两个加法式子），而第一个盒子中共有十张卡片，则由乘法原理，共10×20＝200种不同的加法式子。