专题18 排列组合与二项式定理(解析版).docx
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1、专题18排列组合与二项式定理目录一览2023真题展现考向一排列组合真题考查解读近年真题对比考向一排列组合考向二二项式定理命题规律解密名校模拟探源易错易混速记/二级结论速记2023年I考向一排列组合1. (2023新高考11第3题)某学校为了了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60名学生,已知该校初中部和高中部分别有400名和200名学生,则不同的抽样结果共有()AC嬴啮)种B.C温C貌种CC温C翡)种D.C瑞,C貌种【答案】D解:初中部和高中部分别有400和200名学生,人数比例为400:200=2:1,则需要从初中部抽取40人,高中
2、部取20人即可,则有C招)C翡)种.2. (2023新高考I第13题)某学校开设了4门体育类选修课和4门艺术类选修课,学生需从这8门课中选修2门或3门课,并且每类选修课至少选修1门,则不同的选课方案共有一种(用数字作答).【答案】64解:若选2门,则只能各选1门,有屐盘=16种,如选3门,则分体育类选修课选2,艺术类选修课选1,或体育类选修课选1,艺术类选修课选2,则有盘底+C1Cl=24+24=48,真题考查解读综上共有16+48=64种不同的方案.=4*【命题意图】考查二项式定理、排列组合。考查二项式定理公式和应用排列组合计算【考查要点】二项展开基本定理,还会涉及到三项展开,考查特定项、特
3、定项的系数、二项式系数,同时会涉及到赋值法的应用,排列组合常以现实生活、社会热点为载体.多为小题.【得分要点】1.排列组合问题的一些解题技巧(1)特殊元素优先安排.(2)合理分类与准确分步.(3)排列、组合混合问题先选后排.(4)相邻问题捆绑处理.(5)不相邻问题插空处理.(6)定序问题除法处理.(7)分排问题直排处理.(8) “小集团”排列问题先整体后局部.(9)构造模型.(10)正难则反、等价转化.2.排列、组合问题几大解题方法:(1)直接法.(2)排除法.(3)捆绑法:在特定要求的条件下,将几个相关元素当作一个元素来考虑,待整体排好之后再考虑它们“局部”的排列.它主要用于解决“元素相邻问
4、题”.(4)插空法:先把一般元素排列好,然后把待定元素插排在它们之间或两端的空档中,此法主要解决“元素不相邻问题”.(5)占位法:从元素的特殊性上讲,对问题中的特殊元素应优先排列,然后再排其他一般元素;从位置的特殊性上讲,对问题中的特殊位置应优先考虑,然后再排其他剩余位置.即采用“先特殊后-般”的解题原则.(6)调序法:当某些元素次序一定时,可用此法.(7)平均法:若把加个不同元素平均分成女组,每组个,共有叫啖产CQAk(8)隔板法:常用于解正整数解组数的问题.(9)定位问题:从个不同元素中每次取出2个不同元素作排列规定某,个元素都包含在内,并且都排在某r个指定位置则有如维二(10)指定元素排
5、列组合问题:从个不同元素中每次取出攵个不同的元素作排列(或组合),规定某个元素都包含在内.先C后A策略,排列组合(:;第二.从个不同元素中每次取出攵个不同元素作排列(或组合),规定某个元素都不包含在内.先C后A策略,排列CjUrA等组合瑞一.从个不同元素中每次取出A个不同元素作排列(或组合),规定每个排列(或组合)都只包含某,个元素中的S个元素.先C后A策略,排列。瑞片AQ组合GC忆33.二项式定理(+b)=C9+C1.%+CS7/+C附(N*),这个公式所表示的定理叫做二项式定理,右边的多项式叫做(+b)”的二项展开式,其中的系数CZ(r=0,1,2,,)叫做第r+1项的二项式系数.式中的C
6、MZ叫做二项式展开式的第r+1项(通项),用TrH表示,即展开式的第r+1项:Tr=Gi1rbr.】近年真题对比考向一排列组合3. (2022新高考11)甲、乙、丙、丁、戊5名同学站成一排参加文艺汇演,若甲不站在两端,丙和丁相邻,则不同的排列方式共有()A.12种B.24种C.36种D.48种【解答】解:把丙和丁捆绑在一起,4个人任意排列,有aA7=48种情况,32甲站在两端的情况有CJAA=24种情况,232甲不站在两端,丙和丁相邻的不同排列方式有48-24=24种,故选:B.考向二二项式定理4.(2022新高考I)(1-)(+y)8的展开式中/),6的系数为(用数字作答).X【解答】解:(
7、x+y)8的通项公式为TrH=Cy,当=6时,丁7二或2y6,当,=5时,丁6=。3/,(1-)Q+y)8的展开式中学的系数为CS-C沪8:8;=28-56=-28Xbb6!2!5!3!故答案为:28.命题规律解密二项展开基本定理考查特定项、特定项的系数、二项式系数,同时会涉及到赋值法的应用。排列组合常以现实生活为载体.多为小题.名校模拟探源.计数原理的应用(共4小题)1.(多选)(2023罗定市校级模拟)将四个不同的小球放入三个分别标有1、2、3号的盒子中,不允许有空盒子的放法有多少种?下列结论正确的有()A.CIClCIClB.C2a3321343C.CIC2a2D.18342【解答】解:
8、根据题意,四个不同的小球放入三个分别标有13号的盒子中,且没有空盒,则三个盒子中有1个中放2个球,剩下的2个盒子中各放1个,有2种解法:(1)分2步进行分析:、先将四个不同的小球分成3组,有C2种分组方法;、将分好的3组全排列,对应放到3个盒子中,有A33种放法;则没仃空盒的放法有C24(2)分2步进行分析:、在4个小球中任选2个,在3个盒子中任选1个,将选出的2个小球放入选出的小盒中,WC1C2种情况、将剩F的2个小球全排列,放入剩卜的2个小盒中,有A22种放法;则没有空盒的放法有C1c2a22种;34故选:BC.2.(2023汕头二模)电脑调色板有红、绿、蓝三种基本颜色,每种颜色的色号均为
9、0255.在电脑上绘画可以分别从三种颜色的色号中各选一个配成一种颜色,那么在电脑上可配成的颜色种数为()A.2563B.27C.2553D.6【解答】解:分3步取色,第一、第二、第三次都有256种取法,根据分步乘法计数原理得,共可配成256256256=2563种颜色.故选:A.3.(2023盐都区校级三模)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,则不同的排法共有一种.【解答】解:最左端排甲,共有朋5=120种,最左端排乙,最右端不能排甲,有C44=96种,根据加法原理可得,共有120+96=216种.故答案为:216.4. (2023定远县校级模拟)小林同学喜欢吃4种坚果
10、:核桃、腰果、杏仁、榛子,他有5种颜色的“每日坚果”袋.每个袋子中至少装1种坚果,至多装4种坚果.小林同学希望五个袋子中所装坚果种类各不相同,且每一种坚果在袋子中出现的总次数均为偶数,那么不同的方案数为()A.20160B.20220C.20280D.20340【解答】解:依次记核桃、腰果、杏仁、榛子为KX,Z,则每个字母出现2次或4次,分类计算分堆可能:“,H;Y,V;X,X;Z,Z,若是m8=4+1+1+1+1w,则其中的“4”必须是HyXZ,故1种可能;若是“8=3+2+1+1+1”,则考虑(”K)(ZX)(X)(X),故有C:C;=12种可能;小计:1+12+12=25;(2)诸如H,
11、H,H;匕Y;X,X;Z,Zm类型,若是“10=4+3+1+1+1”,则四个H无论怎么安排,都会出现某两个袋仅放”,故。种可能;若是“10=4+2+2+1+1”,则“1+1”中有一个是H,“4+2+2”中各一个H,“2+2”中除了一个H外,另一个互异,故有3种可能;若是“10=3+3+2+1+1”,则“1+1”中各有1个H,“3+3+2”中各一个“,可以考虑含模式,(HX)(“)()(),故有C簿=6种可能;若是“10=3+2+2+2+1”,则可用下表进一步分类,有l+cW+cgc3=10种可能;YXZ/幽/H/“/派H若是“10=2+2+2+2+2”,则四个”至少有两个出现搭配相同,故。种可
12、能;小计:C(0+3+6+10+0)=76(3)诸如“H,H,H,H;Y,Y,V,Y:X,X:Z,Z”类型,若是“12=4+4+2+1+1”,则“4+4”必然重复,故。种可能;若是“12=4+3+3+1+1”,则枚举“3+3”的情况,发现仅(HyXZ)(HYZ)(HYX)(HYX)(Z)(X)可能;若是“12=4+3+2+2+1”,则考虑(HKXZ)丫)(:)(派)()或(HrYZ)(XZX)(XX)(:)(),有C;C;=4种可能;若是“12=4+3+2+2+1”,则考虑(11%Z)(”丫)(派)(:)()或(”yXZ)(XZX)(冬X)(派)(X),若是“12-3+3+3+2+1”,则有(
13、HYZ)(ZX)(HY)(Y)或(/FX)(HYZ)(ZXY)CHY)(三)都成立,有2种可能;若是“12=3+3+2+2+2”,则枚举“3+3”的情况,发现(HYX)(HYZ)(HY)(我)(丫),有2种可能.小计bX9=54;诸如“H,H,H,H;Y,匕YfY;X,X,X,X;Z,Z”类型若是“14=4+4+*+*+*,则“4+4”必然重复,故O种可能;若是“14=4+3+3+3+1”,则“4+3+3+3”中至少有3个Z,故O种可能;若是“14=4+3+3+2+2”,则“4+3+3”至少有2个Z,考虑(HYXZ)(HYX)(Z派)(派)(XX),其中Z有C;=3种可能,故此小类有3种可能;
14、若是“14=3+3+3+3+2”,则“3+3+3+3”中至少有3个Z,故O种可能;小计3C:=12;(5) “H,H,H,H;匕Y,Y,Y;X,X,X,X;Z,Z,Z,Zii只有16=4+3+3+3+3”的搭配,有1种可能;综上:共有25+76+54+12+1=168个分堆可能,故不同的方案数为168A、168X120=2016-故选:A.二.排列及排列数公式(共3小题)5. (2023荔湾区校级模拟)设oN+,且。27,则(27-4)(28-)(29-4)(34-)等于()a4-aB.A就UA1.D,34-a【解答】解:aN+,且V27,(27-)(28-a)(29-)(34-)=堪故选:D
15、.6. (2023安化县校级模拟)某单位安排7位员工在10月1日至7日值班,每天1人,每人值班1天,若7位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在IO月1日,丁不排在IO月7日,则不同的安排方案共有()A.504种B.960种C.1008种D.1108种【解答】解:分两类:第一类:甲乙相邻排1、2号或6、7号,这时先排甲和乙,有2Xa种,然后排丁,有种,剩下其他四个人全排列有号种,因此共有2A22A4,A44=384种方法第二类:甲乙相邻排中间,若丙排7号,先排甲和乙,因为相邻且在中间,则有4XAg种,然后丙在7号,剩下四个人全排列有Aj种,若丙不排7号,先排甲和乙,因为相邻且在中间,则有4XA;
16、种,然后排丙,丙不再1号和7号,有AlWJhrXT33A有种,接着排,丁不排在10月7口,有Ay中,剩下3个人全排列,因此共有(4A2244+4A22A3,A3,A33)=624种方法,故共有1008种不同的排法故选:C.7. (2023洪山区校级模拟)已知?,小均为正整数,则满足加+!=夕的一组解为(加,P)=.【解答】解:当机25时,加的尾数为0,而5尾数为5,.1a,mW4,然后取,一一检验可得,(加,p)=(1,4,2)或(4,1,2).故答案为:(1,4,2)或(4,1,2)(写一个即可).三.组合及组合数公式(共4小题)8. (2023沙河口区校级-模)琮3一2瑞3+22嗑3-23
17、(+2222(-22023(fl是.【解答】解:由己知可得,23-22322-23C3*2202222-22023c2023=Co023XI2023X(-2)0+23XI2022X(-2)1+-+n三I1(-2严2+c2023X1Ox(_2)2023=(1-2)2023=-1.故答案为:-1.cc为值的1-64-9. (2023绍兴二模)-j-+,(1T)6V=64故答案为:-1.6410. (2023辽宁模拟)我们常常运用对同一个量算两次的方法来证明组合恒等式,如:从装有编号为1,2,3,,+1的+1个球的口袋中取出团个球(OVmWrba,hN),共有Cm种取法.在Cm种n+ln+l取法中,
18、不取1号球有匿种取法;取1号球有C种取法.所以第+C,I=CM试运用此方法,写出如下等式的结果Y+c2+cjc+%Y+c-%【解答】解:从编号为1,2,3,,+3个球中,取出6个球,记所选取的六个小球的编号分别为m,a2t,46,且Va2VVa6,当.3=3时,分三步完成木次选取:第一步,从编号为1,2的球中选取2个;第二步,选取编号为3的球;笫三步,从剩下的个球中任选3个,故选取的方法数为CIeIy3=c3;4Inn当43=4时,分三步完成本次选取:第一步,从编号为1,2,3的球中选取2个;第二步,选取编号为4的球;第三步,从剩下的-1个球中任选3个,故选取的方法数为c;.c;y3c;.c3
19、:J1lx1Jn1当G=时,分三步完成本次选取:第一步,从编号为1,2,3,,1的球中选取2个:第二步,选取编号为的球:第三步,从剩下的3个球中选3个,故选取的方法数为c:_(卜Cg=CjJ至此,完成了从编号为1,2,3,,+3个球中,选取6个球,第3个球的编号确定时的全部情况,另外,从编号为1,2,3,,+3个球中,取出6个球,有c6q种取法,Dn+3所以4+吟吐1+*吐2+Y2C*3=C%故答案为:6Dn+311. (2023常德二模)从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出三台,其中至少要有甲型和乙型电视机各1台,则不同的取法共有一种.【解答】解:甲型电视机2台和乙型电视机1台,取法有C42
20、C5=30种;甲型电视机1台和乙型电视机2台,取法有(7/02=40种:共有30+40=70种.故答案为:70四.排列、组合及简单计数问题(共31小题)12. (2023贺兰县校级四模)从2名教师和5名学生中,选出3人参加“我爱我的祖国”主题活动.要求入选的3人中至少有一名教师,则不同的选取方案的种数是()A.20B.25C.30D.55【解答】解:根据题意,从2名教师和5名学生中,选出3人,有C73=35种选法,若入选的3人没有教师,即全部为学生的选法有3=10种,则有35-10=25种不同的选取方案,故选:B.13. (2023让胡路区校级模拟)某台小型晚会由6个节目组成,演出顺序有如下要
21、求:节目甲必须排在前两位,节目乙必须排在最后一位,该台晚会节目演出顺序的编排方案共有()A.36种B.42种C.48种D.54种【解答】解:根据题意,分3步进行分析:节目甲必须排在前两位,则节目甲有2种排法,节目乙必须排在最后一位,节目乙有1种排法,剩下的4个节目安排到其他4个位置,有a4=24种排法,则有2X1X24=48种编排方案;故选:C.14. (2023商丘三模)某小学从2位语文教师,4位数学教师中安排3人到西部三个省支教,每个省各1人,且至少有1位语文教师入选,则不同安排方法有()种.A.16B.20C.96D.120【解答】解:当只有1为语文教师入选时,则有C;C,=2X6X6=
22、72种安排方法,当2为语文教师均入选时,则有A习=IX46=24种安排方法,故共有72+24=96种安排方法.故选:C.15. (2023沙坪坝区校级模拟)A,B,C,D,E共5人排成一列,要求A与B不相邻,且C排在A后面,则共有()种排法.A.36B.54C.72D.96【解答】解:利用间接法,仅考虑C排在A后面的情况,采用先排Ae然后W)E插空,共有3X4X5=60种,其中AB相邻的有a3X4=24种(将4B捆绑,有A狎,然后ABC排好后OE插空),故C排在A后面且AB不相邻的有60-24=36科.故选:A.16. (2023南通三模)某人将斐波那契数列的前6项“1,1,2,3,5,8”进
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