分类加法计数原理与分步乘法计数原理
理解分类加法计数原理和分步乘法计数原理,能正确区分“类”和“步”,并能利用两个原理解决一些简单的实际问题.
知识聚焦 不简单罗列
1.分类加法计数原理
完成一件事有n类不同的方案,在第一类方案中有m1种不同的方法,在第二类方案中有m2种不同的方法,……,在第n类方案中有mn种不同的方法,则完成这件事情,共有N=______________种不同的方法.
2.分步乘法计数原理
完成一件事情需要n个不同的步骤,完成第一步有m1种不同的方法,完成第二步有m2
种不同的方法,……,完成第n步有mn种不同的方法,那么完成这件事情共有N=________________种不同的方法.
3.两个计数原理的区别
分类加法计数原理与分步乘法计数原理,都涉及完成一件事情的不同方法的种数.它们的区别在于:分类加法计数原理与分类有关,各种方法相互独立,用其中的任一种方法都可以完成这件事;分步乘法计数原理与分步有关,各个步骤相互依存,只有各个步骤都完成了,这件事才算完成.
正本清源 不单纯记忆
■ 链接教材
1.[教材改编] 现有高一年级的学生3名,高二年级的学生5名,从中任选1人参加接待外宾的活动,有________种不同的选法.
2.[教材改编] 5位同学站成一排准备照相的时候,有2位老师碰巧路过,同学们强烈要求与老师合影留念,如果5位同学顺序一定,那么2位老师与同学们站成一排照相的站法总数为________.
3.[教材改编] 如图9-55-1所示,使电路接通,开关不同的开闭方式有________种.
图9-55-1
■ 易错问题
4.分类加法计数原理:每一种方法都能完成这件事情;类与类之间是独立的.
某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有________种.
5.分步乘法计数原理:所有步骤完成才算完成;步与步之间是相关联的.
将甲、乙、丙等6人分配到高中三个年级,每个年级2人,要求甲必须在高一年级,乙和丙均不能在高三年级,则不同的安排种数为________.
■ 通性通法
6.分类计数原理:分类时标准要明确.
如果把个位数是1,且恰有三个数字相同的四位数叫作“好数”,那么在由1,2,3,4四个数字组成的有重复数字的四位数中,“好数”共有________.
7.分步计数原理:步骤互相独立,互不干扰;步与步确保连续,逐步完成.
某市汽车牌照号码可以上网自编,但规定从左到右第二个号码只能从字母B,C,D中选择,其他四个号码可以从0~9这十个数字中选择(数字可以重复),某车主第一个号码(从左到右)只想在数字3,5,6,8,9中选择,其他号码只想在1,3,6,9中选择,则他的车牌号码可选的所有可能情况有________种.
探究点一 分类加法计数原理
1某校开设A类选修课2门,B类选修课3门,一位同学从中选3门.若要求两类课程中各至少选一门,则不同的选法共有( )
A.3种 B.6种 C.9种 D.18种
(2) 现有5种不同的颜色可供使用,将一个五棱锥的各个侧面涂色,5个侧面分别编号为1,2,3,4,5,而有公共边的两个面不能涂同一种颜色,则不同的涂色方法有________种.
[总结反思] 分类标准是运用分类计数原理的难点所在,重点在于抓住题目中的关键词、关键元素或关键位置.首先,根据题目特点恰当选择一个分类标准;其次,分类时应注意完成这件事情的任何一种方法必须属于某一类.应用分类加法计数原理时,应先明确分类标准,确保计数不重复,不遗漏.
式题 (1)某班班会准备从甲、乙等7名学生中选4名学生发言,要求甲、乙2人至少有1人参加,则不同的发言顺序的种数为( )
A.840 B.720 C.600 D.30
(2)如图9-55-2所示为某旅游区各景点的分布图,图中一支箭头表示一段有方向的路,试计算顺着箭头方向,从A到H可走的不同的旅游路线的条数为( )
图9-55-2
A.15 B.16 C.17 D.18
探究点二 分步乘法计数原理
2 (1)将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有________种.
(2)将A,B,C,D,E,F六个字母排成一排,且A,B均在C的同侧,则不同的排法共有________种.(用数字作答)
[总结反思] 利用分步乘法计数原理解决问题时应注意:
(1)要按事件发生的过程合理分步,即分步是有先后顺序的,以元素(或位置)为主体的计数问题,通常先满足特殊元素(或位置),再考虑其他元素(或位置);
(2)对完成每一步的不同方法种数要根据条件准确确定. 式题 (1)某节目制作组选取了6户家庭到4个村庄体验农村生活,要求将6户家庭分成4组,其中2组各有2户家庭,另外2组各有1户家庭,则不同的分配方案的种数是( )
A.216 B.420 C.720 D.1080
(2)用5种不同的颜色为如图9-55-3所示的广告牌着色,要求在①②③④四个不同区域中相邻的区域不用同一种颜色,则不同的着色方法种数为( )
图9-55-3
A.320 B.240 C.180 D.135
探究点三 两个计数原理的综合
3 (1) 设集合A={(x1,x2,x3,x4,x5)|xi∈{-1,0,1},i=1,2,3,4,5},那么集合A中满足条件“1≤|x1|+|x2|+|x3|+|x4|+|x5|≤3”的元素个数为( )
A.60 B.90 C.120 D.130
(2)用红、黄、蓝三种颜色去涂图中标号为1,2,…,9的9个小正方形(如图9-55-4),使得任意相邻(有公共边)的小正方形所涂颜色都不相同,且标号为1,5,9的小正方形涂相同的颜色,则符合条件的所有涂法共有________种.
图9-55-4