格物学 第六章 计数原理计数原理的拓展与综合

排列组合中的分组分配-计数原理的拓展与综合知识点教师选题进阶自测题答案-山西省等高三数学选择必修,平均正确率50.0%

2025-05-31
排列组合中的分组分配-计数原理的拓展与综合知识点教师选题进阶自测题答案-山西省等高三数学选择必修,平均正确率50.0%
1、['排列组合中的分组分配']

正确率60.0%“基础学科拔尖学生培养试验计划”简称“珠峰计划”,是国家为回应“钱学森之问”而推出的一项人才培养计划,旨在培养中国自己的学术大师.已知浙江大学、复旦大学、武汉大学、中山大学均开设物理学拔尖学生培养基地,某班级有$${{5}}$$位同学从中任选一所学校作为奋斗目标,则每所学校至少有一位同学选择的不同方法共有(

C

A.$${{1}{2}{0}}$$种

B.$${{1}{8}{0}}$$种

C.$${{2}{4}{0}}$$种

D.$${{3}{0}{0}}$$种

2、['排列组合中的分组分配', '排列组合中的特殊元素优先考虑']

正确率60.0%某国军队计划将$${{5}}$$艘不同的军舰全部投入到甲、乙、丙三个海上区域进行军事演习,要求每个区域至少投入$${{1}}$$艘军舰,且军舰$${{A}}$$必须安排在甲区域,则甲区域还有其他军舰的不同的安排方案共有(

C

A.$${{1}{4}}$$种

B.$${{2}{4}}$$种

C.$${{3}{6}}$$种

D.$${{5}{0}}$$种

3、['排列组合中的分组分配', '分类加法计数原理']

正确率40.0%有$${{4}}$$个不同的球,四个不同的盒子,把球全部放入盒内,恰有两个盒不放球,共有()种放法.

C

A.$${{1}{1}{4}}$$

B.$${{9}{6}}$$

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

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

4、['排列组合中的分组分配']

正确率60.0%某校$${{3}}$$名教师和$${{5}}$$名学生共$${{8}}$$人去北京参加学习方法研讨会,需乘坐两辆车,每车坐$${{4}}$$人,则恰有两名教师在同一车上的概率(

C

A.$$\frac{1} {3}$$

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {7}} \\ \end{array}$$

C.$$\begin{array} {c} {6} \\ {\frac{7} {}} \\ \end{array}$$

D.$$\frac{5} {6}$$

5、['排列组合中的分组分配']

正确率40.0%哈尔滨市冰雪节期间,$${{5}}$$名游客到三个不同景点游览,每个景点至少有一人,至多两人,则不同的游览方法共有()种.

A

A.$${{9}{0}}$$

B.$${{6}{0}}$$

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

D.$${{1}{2}{5}}$$

6、['分步乘法计数原理', '排列组合中的分组分配']

正确率60.0%将$${{4}}$$名学生分配到$${{5}}$$间宿舍中的任意$${{2}}$$间住宿,每间宿舍$${{2}}$$人,则不同的分配方法有$${{(}{)}}$$

D

A.$${{2}{4}{0}}$$种

B.$${{1}{2}{0}}$$种

C.$${{9}{0}}$$种

D.$${{6}{0}}$$种

7、['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']

正确率40.0%有$${{4}}$$名师范毕业生全部分配到$${{3}}$$所中学任教,每校至少有$${{1}}$$名,则不同的分配方案有$${{(}{)}}$$

B

A.$${{1}{8}}$$种

B.$${{3}{6}}$$种

C.$${{5}{4}}$$种

D.$${{7}{2}}$$种

8、['排列组合中的分组分配']

正确率60.0%$$A, ~ B, ~ C, ~ D, ~ E, ~ F$$六人进行羽毛球双打练习,两人一组,不同的分组方式共有$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}{5}}$$种

B.$${{3}{0}}$$种

C.$${{9}{0}}$$种

D.$${{3}{6}{0}}$$种

9、['计数原理的综合应用', '排列组合中的分组分配', '排列组合中的特殊元素优先考虑']

正确率40.0%高考来临之际,食堂的伙食进行了全面升级.某日$${{5}}$$名同学去食堂就餐,有米饭,花卷,包子和面条四种主食,每种主食均至少有一名同学选择且每人只能选择其中一种.花卷数量不足仅够一人食用,则不同的食物搭配方案种数为(

B

A.$${{1}{3}{2}}$$

B.$${{1}{8}{0}}$$

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

D.$${{6}{0}{0}}$$

10、['古典概型的概率计算公式', '古典概型的应用', '排列组合中的分组分配']

正确率40.0%在中国国际大数据产业博览会期间,有甲$${、}$$乙$${、}$$丙$${、}$$丁$${{4}}$$名游客准备到贵州的黄果树瀑布$${、}$$梵净山$${、}$$万峰林三个景点旅游参观,其中的每个人只去一个景点,每个景点至少要去一个人,则游客甲去梵净山的概率为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\frac{1} {4}$$

B.$$\frac{1} {3}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

1. 题目要求将5位同学分配到4所学校,每所学校至少1人。这是一个典型的"将n个不同元素分配到k个不同盒子,每个盒子至少1个"的问题,使用容斥原理解决。

总分配方式:$$4^5 = 1024$$ 种。

排除有学校未被选择的情况:

$$C(4,1) \times 3^5 = 4 \times 243 = 972$$ (1所学校未被选择)

$$C(4,2) \times 2^5 = 6 \times 32 = 192$$ (2所学校未被选择)

$$C(4,3) \times 1^5 = 4 \times 1 = 4$$ (3所学校未被选择)

由容斥原理,有效分配数为:

$$1024 - 972 + 192 - 4 = 240$$ 种。

但更简单的方法是直接考虑分组情况:5人分成2+1+1+1的组合:

$$C(5,2) \times P(4,4) = 10 \times 24 = 240$$ 种。

正确答案:C.$$240$$种。

2. 军舰A必须安排在甲区域,且甲区域还有其他军舰。即甲区域至少有2艘军舰(A和至少1艘其他)。

剩余4艘军舰分配到甲、乙、丙三个区域,每个区域至少1艘。

总分配方式(不考虑甲区域限制):$$3^4 = 81$$ 种。

排除乙或丙区域未被选择的情况:

$$C(2,1) \times 2^4 = 2 \times 16 = 32$$ (1个区域未被选择)

$$C(2,2) \times 1^4 = 1 \times 1 = 1$$ (2个区域未被选择)

有效分配数:$$81 - 32 + 1 = 50$$ 种。

但题目要求甲区域至少有2艘(包括A),所以需要减去甲区域只有A的情况:

甲区域只有A时,其他4艘分配到乙、丙,每区至少1艘:$$2^4 - 2 = 14$$ 种。

因此满足条件的方案数:$$50 - 14 = 36$$ 种。

正确答案:C.$$36$$种。

3. 4个不同的球放入4个不同的盒子,恰有2个盒子不放球。

首先选择哪2个盒子不放球:$$C(4,2) = 6$$ 种。

然后将4个球放入剩下的2个盒子,每个盒子至少1个球:

$$2^4 - 2 = 14$$ 种(总分配减去全入一个盒子)。

但球不同,盒子不同,更准确的计算是:

将4个球分成1+3或2+2两组放入2个盒子:

1+3分组:$$C(4,1) \times 2! = 8$$ 种

2+2分组:$$C(4,2) \times 1 = 6$$ 种

总计:$$6 \times (8 + 6) = 84$$ 种。

正确答案:C.$$84$$。

4. 8人乘两车,每车4人,恰有2名教师在同一车上。

总分配方式:$$C(8,4) = 70$$ 种(选第一车4人,其余自动到第二车)。

有利事件:

选择2名教师在同一车:$$C(3,2) = 3$$ 种。

再从5名学生中选2人补足该车:$$C(5,2) = 10$$ 种。

另一车自动确定。

因此有利事件数:$$3 \times 10 = 30$$ 种。

概率:$$\frac{30}{70} = \frac{3}{7}$$。

正确答案:B.$$\frac{3}{7}$$。

5. 5名游客到3个景点,每个景点至少1人,至多2人。只能是2+2+1的分配。

选择单独1人的景点:$$C(3,1) = 3$$ 种。

分配5人到这种分组:$$C(5,1) \times C(4,2) = 5 \times 6 = 30$$ 种。

分配到具体景点:$$3 \times 30 \times 2 = 180$$ 种(最后乘以2是因为剩余2个2人组可互换景点)。

但更准确的计算:

先选单独1人:$$C(5,1) = 5$$ 种。

剩余4人分成两组:$$C(4,2)/2 = 3$$ 种(除以2消除顺序)。

分配到3个景点:$$3! = 6$$ 种排列。

总计:$$5 \times 3 \times 6 = 90$$ 种。

正确答案:A.$$90$$种。

6. 4名学生分配到5间宿舍中的任意2间,每间2人。

选择2间宿舍:$$C(5,2) = 10$$ 种。

将4名学生分成两组:$$C(4,2)/2 = 3$$ 种(除以2消除组间顺序)。

分配到2间宿舍:$$2! = 2$$ 种排列。

总计:$$10 \times 3 \times 2 = 60$$ 种。

正确答案:D.$$60$$种。

7. 4名毕业生分配到3所中学,每校至少1名。

分组只能是2+1+1:

选择哪2人同校:$$C(4,2) = 6$$ 种。

分配到3所学校:$$3! = 6$$ 种排列。

总计:$$6 \times 6 = 36$$ 种。

正确答案:B.$$36$$种。

8. 6人分成3组双打组合。

分组方式:$$C(6,2) \times C(4,2) / 3! = 15 \times 6 / 6 = 15$$ 种(除以3!消除组间顺序)。

正确答案:A.$$15$$种。

9. 5名同学选择4种主食,每种至少1人,花卷只能1人选择。

先选花卷人选:$$C(5,1) = 5$$ 种。

剩余4人分配到其他3种主食,每种至少1人:

这是"4个不同元素分到3个不同盒子,每个至少1个"问题:

$$3^4 - C(3,1) \times 2^4 + C(3,2) \times 1^4 = 81 - 48 + 3 = 36$$ 种。

总计:$$5 \times 36 = 180$$ 种。

正确答案:B.$$180$$。

10. 4名游客到3个景点,每个至少1人,甲去梵净山的概率。

总分配方式:将4人分到3个景点,每个至少1人:

$$3^4 - C(3,1) \times 2^4 + C(3,2) \times 1^4 = 81 - 48 + 3 = 36$$ 种。

甲去梵净山时,剩余3人分配到3个景点(梵净山可再有人),每个至少1人:

相当于3人分配到3个景点,梵净山至少已有甲:

$$3^3 - C(2,1) \times 2^3 + C(2,2) \times 1^3 = 27 - 16 + 1 = 12$$ 种。

概率:$$\frac{12}{36} = \frac{1}{3}$$。

正确答案:B.$$\frac{1}{3}$$。

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