格物学 第六章 计数原理6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理

分步乘法计数原理-6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理知识点专题进阶选择题自测题答案-云南省等高三数学选择必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-08-20
分步乘法计数原理-6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理知识点专题进阶选择题自测题答案-云南省等高三数学选择必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['分步乘法计数原理', '数列中的新定义问题']

正确率40.0%定义“$${{J}{O}}$$数列”{$${{a}_{n}}$$}如下:①$${{a}_{i}{∈}}$${$$0, ~ 1, ~ 2, ~ 3$$};②{$${{a}_{n}}$$}共有$${{2}{k}}$$项,其中有$${{k}}$$项奇数$${,{k}}$$项偶数;③对任意$$m \leqslant2 k,$$都有$$a_{1} \,, \, \, a_{2} \,, \, \, a_{3} \,, \, \, \, \ldots\,,$$中偶数的个数不多于奇数的个数.若$${{k}{=}{3}{,}}$$则不同的“$${{J}{O}}$$数列”共有(

B

A.$${{3}{8}{4}}$$个

B.$${{3}{2}{0}}$$个

C.$${{6}}$$个

D.$${{5}}$$个

2、['组合的应用', '分步乘法计数原理']

正确率60.0%为迎接第十四届全国运动会,某单位准备组织一场混合双打比赛,现从$${{6}}$$名男乒乓球爱好者和$${{5}}$$名女乒乓球爱好者中各选$${{2}}$$名选手进行一场混合双打比赛,则不同的选择方法有(

B

A.$${{1}{5}{0}}$$种

B.$${{3}{0}{0}}$$种

C.$${{4}{5}{0}}$$种

D.$${{6}{0}{0}}$$种

3、['排列与组合的综合应用', '分步乘法计数原理']

正确率60.0%将$${{4}}$$封不同的信投入$${{3}}$$个不同的信箱,不同的投法种数为(

C

A.$${{A}^{3}_{4}}$$

B.$${{C}^{3}_{4}}$$

C.$${{3}^{4}}$$

D.$${{4}^{3}}$$

4、['排列与组合的综合应用', '分步乘法计数原理']

正确率40.0%某高校大一新生中的$${{6}}$$名同学打算参加学校组织的$${{“}}$$雅荷文学社$${{”}{、}{“}}$$青春风街舞社$${{”}{、}{“}}$$羽乒协会$${{“}{、}{”}}$$演讲团$${{“}{、}{”}}$$吉他协会$${{“}}$$五个社团.若每个同学必须参加且只能参加$${{1}}$$个社团且每个社团至多两人参加,则这$${{6}}$$个人中至多有$${{1}}$$个参加$${{”}}$$演讲团$${{“}}$$的不同参加方法为(

C

A.$${{4}{6}{8}{0}}$$

B.$${{4}{7}{7}{0}}$$

C.$${{5}{0}{4}{0}}$$

D.$${{5}{2}{0}{0}}$$

5、['排列与组合的综合应用', '分步乘法计数原理', '排列组合中的分组分配', '分类加法计数原理']

正确率40.0%将$${{3}}$$名教师,$${{5}}$$名学生分成$${{3}}$$个小组,分别安排到甲$${、}$$乙$${、}$$丙三地参加社会实践活动,每地至少去$${{1}}$$名教师和$${{1}}$$名学生,则不同的安排方法总数为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{1}{8}{0}{0}}$$

B.$${{1}{4}{4}{0}}$$

C.$${{3}{0}{0}}$$

D.$${{9}{0}{0}}$$

6、['集合的其他题型', '元素与集合的关系', '分步乘法计数原理']

正确率19.999999999999996%若集合$$E=\{( p, q, s ) | 0 \leqslant p < s \leqslant4, \; \; 0 \leqslant q < s \leqslant4$$且$$p, ~ q, ~ s \in N \} F=\{( t, u, v, w ) | 0 \leqslant t < u \leqslant4, ~ 0 \leqslant v < w \leqslant4$$且$$t, \, \, u, \, \, v, \, \, w \in N \}$$,用$$C A R D ( X )$$表示集合$${{X}}$$中的元素个数,则$$C A R D ( E )+C A R D ( F )=( \begin{array} {c} {~} \\ \end{array} )$$

B

A.$${{5}{0}}$$

B.$${{1}{3}{0}}$$

C.$${{1}{5}{0}}$$

D.$${{2}{0}{0}}$$

7、['排列与组合的综合应用', '分步乘法计数原理']

正确率40.0%从$${{6}}$$人中选派$${{4}}$$人承担甲,乙,丙三项工作,每项工作至少有一人承担,则不同的选派方法的个数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{1}{0}{8}{0}}$$

B.$${{5}{4}{0}}$$

C.$${{1}{8}{0}}$$

D.$${{9}{0}}$$

8、['分步乘法计数原理', '排列的应用']

正确率60.0%在$${{7}}$$名运动员中,选$${{4}}$$名运动员组成接力队,参加$${{4}{×}{{1}{0}{0}}}$$米接力赛,那么甲$${、}$$乙两人都不跑中间棒的安排方法共有种。

B

A.$${{4}{2}{0}}$$

B.$${{4}{0}{0}}$$

C.$${{2}{4}{0}}$$

D.$${{1}{2}{0}}$$

9、['排列组合中的涂色问题', '分步乘法计数原理']

正确率40.0%svg异常

C

A.$${{6}{0}}$$

B.$${{4}{8}{0}}$$

C.$${{4}{2}{0}}$$

D.$${{7}{0}}$$

10、['分步乘法计数原理']

正确率40.0%svg异常

D

A.$${{2}{4}}$$

B.$${{1}{4}{4}}$$

C.$${{8}{4}{0}}$$

D.$${{8}{6}{4}}$$

1. 定义“JO数列”$${a_n}$$:①$$a_i \in \{0,1,2,3\}$$;②共$$2k$$项,其中$$k$$项奇数、$$k$$项偶数;③对任意$$m \leq 2k$$,前$$m$$项中偶数个数不多于奇数个数。当$$k=3$$时,求不同数列个数。

分析:该问题等价于长度为6的Dyck路径计数(用0表示偶数,1表示奇数),但值域为4个数(奇偶性已定:1,3为奇;0,2为偶)。条件③要求前缀中1的数量不少于0的数量(因偶数不多于奇数即奇数不少于偶数)。

首先忽略具体数值,只考虑奇偶序列:需满足长度为6的序列,含3个1(奇)和3个0(偶),且每个前缀中1的数量≥0的数量。该序列数为Catalan数$$C_3 = \frac{1}{4} \binom{6}{3} = 5$$。

然后分配具体数值:每个奇数位置(标记为1)可填1或3(2种选择);每个偶数位置(标记为0)可填0或2(2种选择)。故每个有效奇偶序列对应$$2^3 \times 2^3 = 64$$种具体数列。

因此总数为:$$5 \times 64 = 320$$。

答案:B.$$320$$个

2. 从6名男性和5名女性中各选2名进行混合双打比赛。

选择男性组合:$$\binom{6}{2} = 15$$种。

选择女性组合:$$\binom{5}{2} = 10$$种。

配对方式:选出的2男2女需组成2对混合双打组合,配对方法为$$2! = 2$$种(因每一男一女配对)。

故总方法数:$$15 \times 10 \times 2 = 300$$。

答案:B.$$300$$种

3. 将4封不同的信投入3个不同的信箱。

每封信有3种投法,由乘法原理:$$3^4 = 81$$。

选项C为$$3^4$$。

答案:C.$$3^4$$

4. 6名同学参加5个社团(雅荷文学社、青春风街舞社、羽乒协会、演讲团、吉他协会),每同学参加1个社团,每社团至多2人,且至多1人参加演讲团。

因至多1人参加演讲团,考虑两种情况:0人或1人参加演讲团。

情况1:0人参加演讲团。则6人分配到其余4个社团,每社至多2人。该问题等价于将6个不同元素放入4个盒子(社团),每盒容量≤2。

计算无演讲团时的分配数:

可能分布为(2,2,1,1)及其排列。先选2人入一社:$$\binom{6}{2}$$,再选2人入另一社:$$\binom{4}{2}$$,剩余2人各入一社:$$2!$$。但社团不同,需分配社团标签。

更清晰:选择哪两个社团有2人:$$\binom{4}{2} = 6$$;分配6人到这4社使指定两社各2人、另两社各1人:$$\frac{6!}{2!2!1!1!} = 180$$(但社团区分,故直接为180)。

实际上,分配方案数:$$\binom{4}{2} \times \binom{6}{2} \times \binom{4}{2} \times 2! = 6 \times 15 \times 6 \times 2 = 1080$$。

但此计数中,社团已指定(即选哪两个社得2人),故正确。

情况2:1人参加演讲团。选1人入演讲团:$$\binom{6}{1} = 6$$。剩余5人分配到其余4社,每社至多2人。

可能分布:(2,2,1,0)或(2,1,1,1)等,但需满足每社≤2且4社中某些可为0。

具体计算:剩余5人分到4社(每社≤2)的方案数。

分布可能: (2,2,1,0) 或 (2,1,1,1)。

对于(2,2,1,0):选哪两个社有2人:$$\binom{4}{2}=6$$;选哪社有1人:$$\binom{2}{1}=2$$;分配5人:$$\binom{5}{2}\binom{3}{2}\binom{1}{1}=10\times3\times1=30$$;故$$6\times2\times30=360$$。

对于(2,1,1,1):选哪社有2人:$$\binom{4}{1}=4$$;分配5人:$$\binom{5}{2}\binom{3}{1}\binom{2}{1}\binom{1}{1}=10\times3\times2\times1=60$$;但三个1人社无序,已避免重复?实际为$$4\times60=240$$。

故5人分4社(每社≤2)总数:360+240=600。

因此情况2总数:$$6 \times 600 = 3600$$。

情况1总数:1080。

总和:1080+3600=4680。

答案:A.$$4680$$

5. 将3名教师和5名学生分成3组,安排到甲、乙、丙三地,每地至少1名教师和1名学生。

首先分组教师:3教师分3组(每组至少1),仅1种方式(每人一组)。

分组学生:5学生分3组,每组至少1人。可能分布:(3,1,1)或(2,2,1)。

对于(3,1,1):方式数:$$\binom{5}{3}\binom{2}{1}\binom{1}{1}/2! = 10\times2\times1/2=10$$(因两个1人组无序)。

对于(2,2,1):方式数:$$\binom{5}{2}\binom{3}{2}\binom{1}{1}/2! = 10\times3\times1/2=15$$。

故学生分组共10+15=25种。

然后将教师组和学生组配对到甲、乙、丙三地:教师组已分好(3组),学生组也分好(3组),配对方式为$$3! = 6$$。

因此总数:$$1 \times 25 \times 6 = 150$$。

但答案选项无150,检查:可能每地安排一组教师和一组学生?实际上,分组后每组教师和学生组合形成一队,安排到一地。

但问题中“每地至少1名教师和1名学生”已满足。

然而选项有1800,1440,300,900。可能误解:教师和学生是否先混合再分组?但说“分成3个小组”,可能每组含教师和学生。

重新理解:将3教师和5学生分成3个小组,每个小组至少1教师和1学生?但教师仅3人,所以每组恰好1教师。

然后学生分到3组,每组至少1学生。学生分布:(3,1,1)或(2,2,1)。

对于(3,1,1):选哪组得3学生:$$\binom{3}{1}=3$$;选学生:$$\binom{5}{3}=10$$;剩余2学生分到2组:$$2!=2$$;故$$3\times10\times2=60$$。

对于(2,2,1):选哪组得1学生:$$\binom{3}{1}=3$$;选学生:$$\binom{5}{1}=5$$;剩余4学生分2组每组2:$$\binom{4}{2}\binom{2}{2}/2! =6\times1/2=3$$;故$$3\times5\times3=45$$。

故学生分配方式:60+45=105。

然后安排3小组到三地:$$3!=6$$。

总数:$$105\times6=630$$,仍不在选项。

另一种:教师已固定每组1人,学生分组后,小组即确定。安排到三地:6种。

但630无。

可能教师也考虑分配?但教师不同,分到三组即3!种?但教师分组到三地本即3!种。

实际上,将3教师分到三地:3!种。然后学生分组分配:如上105种。

故总数:$$6\times105=630$$。

选项有900,可能学生分布(3,1,1)时未除2!?即$$\binom{5}{3}\binom{2}{1}\binom{1}{1}=10\times2\times1=20$$,乘以选哪组得3人:3,得60,但两个1人组有序,故应×2,即120?混乱。

标准:教师分三地:3!种。

学生:5人分三地,每地至少1人。方式数:$$\binom{5-1}{3-1}=\binom{4}{2}=6$$(隔板法),但学生不同,故为$$3^5$$减去不满足的,但直接:所有分配:每学生有3地选择,但每地至少1人,由包含排斥:$$3^5 - 3\times2^5 + 3\times1^5 =243-96+3=150$$。

因此总数:$$6\times150=900$$。

答案:D.$$900$$

6. 集合$$E=\{(p,q,s) \mid 0 \leq p < s \leq4, 0 \leq q < s \leq4, p,q,s \in \mathbb{N}\}$$,$$F=\{(t,u,v,w) \mid 0 \leq t < u \leq4, 0 \leq v < w \leq4, t,u,v,w \in \mathbb{N}\}$$,求$$\mathrm{CARD}(E) + \mathrm{CARD}(F)$$。

计算$$\mathrm{CARD}(E)$$:固定$$s$$,$$s$$从1到4(因$$p

对于每个$$s$$,$$p$$可取0 to s-1(s种),$$q$$可取0 to s-1(s种)。故每s贡献$$s^2$$。

所以$$E$$元素数:$$\sum_{s=1}^4 s^2 = 1+4+9+16=30$$。

计算$$\mathrm{CARD}(F)$$:$$t

故$$F$$元素数:$$\left(\sum_{u=1}^4 u\right) \times \left(\sum_{w=1}^4 w\right) = (1+2+3+4) \times (1+2+3+4) = 10 \times 10 = 100$$。

因此总和:$$30+100=130$$。

答案:B.$$130$$

7. 从6人中选派4人承担甲、乙、丙三项工作,每项工作至少1人承担。

需选4人做3项工作,故必有一项工作有2人,其余各1人。

首先选2人做同一工作:选工作:$$\binom{3}{1}=3$$;选2人:$$\binom{6}{2}=15$$。

然后剩余2人分配2项工作:$$2!=2$$。

故总数:$$3\times15\times2=90$$。

但选项有1080,540,180,90。

答案:D.$$90$$

8. 7名运动员中选4人组成接力队参加4×100米接力,甲、乙两人都不跑中间棒(即第2棒和第3棒)。

总选4人排列:但有限制。

中间棒为位置2和3。

方法一:直接计算。

先选跑中间棒者:不能是甲、乙,故从其余5人中选2人跑中间棒:$$\binom{5}{2}=10$$,并排列:$$2!=2$$,故20种。

然后选两头棒者(位置1和4):从剩余5人(包括甲、乙)中选2人:$$\binom{5}{2}=10$$,排列:$$2!=2$$,故20种。

因此总数:$$20\times20=400$$。

方法二:总排列数减去甲或乙跑中间棒的情况。

总排列:选4人并排列:$$\binom{7}{4} \times 4! = 35 \times 24 = 840$$。

甲跑中间棒:选甲跑一中间位:2选择,其余3人从6人中选并排列:$$\binom{6}{3} \times 3! =20\times6=120$$,故$$2\times120=240$$。同理乙跑中间棒:240。但甲乙均跑中间棒被减 twice,需加回:选甲乙跑中间棒:$$2!=2$$排列,其余2人从5人中选并排列两头:$$\binom{5}{2}\times2!=10\times2=20$$,故$$2\times20=40$$。

所以不满足数:240+240-40=440。

故满足数:840-440=400。

答案:B.$$400$$种

9. svg异常,无问题内容,无法解答。

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