計(jì)數(shù)問題是重要的數(shù)學(xué)問題,包括兩個(gè)計(jì)數(shù)原理、排列與組合、二項(xiàng)式定理等知識(shí)內(nèi)容。通過對計(jì)數(shù)原理的學(xué)習(xí),我們能夠初步解決現(xiàn)實(shí)生活中簡單的計(jì)數(shù)問題。兩個(gè)計(jì)數(shù)原理是人們在大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納出來的基本規(guī)律,也是進(jìn)一步研究排列與組合問題的基礎(chǔ)。排列與組合是高考命題的熱點(diǎn),試題靈活且難度不大,多以選填題的形式出現(xiàn)。排列與組合內(nèi)容也常與概率、離散型隨機(jī)變量的分布列等知識(shí)綜合命題,多在解答題中出現(xiàn)。二項(xiàng)式定理也是高考中的常考常新內(nèi)容,多以選填題的形式出現(xiàn),試題難度中檔,主要考查二項(xiàng)展開式中的特定項(xiàng)、二項(xiàng)式系數(shù)和、二項(xiàng)式系數(shù)及二項(xiàng)式定理的應(yīng)用等。
考點(diǎn)1.對兩個(gè)計(jì)數(shù)原理及其綜合應(yīng)用的考查
例1在如圖1所示的方格中,用4種不同的顏色做涂色游戲,要求相鄰區(qū)域的顏色不同,每個(gè)區(qū)域只能涂一種顏色。
①若區(qū)域A,B,C,D涂2種顏色,區(qū)域E,F(xiàn),G,H涂另外2種顏色,則有______種不同涂法;
②若區(qū)域A,B,C,D涂4種顏色(A,B,C,D涂的顏色互不相同),區(qū)域E,F(xiàn),G,H也涂這4種顏色(E,F(xiàn),G,H涂的顏色互不相同),則有______種不同涂法。
分析:①利用分步計(jì)數(shù)原理可求不同的涂法;②先涂A,B,C,D,再就F,G的涂色情況分類計(jì)算即可。
解:①先涂A,B,C,D,有C24×A22=12(種),再涂E,F(xiàn),G,H,有A22=2(種),故不同的涂法共有12×2=24(種)。故填24。
②先涂A,B,C,D,共有A44=24(種)。若F,G所涂顏色為A,B所涂顏色,則有A22×A22=4(種)涂法;若F,G所涂顏色為C,D所涂顏色,則有1種涂法;若F,G所涂顏色為A,C所涂顏色,則有1種涂法;若F,G所涂顏色為A,D所涂顏色,則有1種涂法;若F,G所涂顏色為B,C所涂顏色,則有1種涂法;若F,G所涂顏色為B,D所涂顏色,則有1種涂法。綜上可得,不同的涂法共有24×(4+5)=216(種)。故填216。
考點(diǎn)解讀:分類加法計(jì)數(shù)原理與分步乘法計(jì)數(shù)原理是解決排列組合問題的基礎(chǔ),并貫穿其始終。在綜合應(yīng)用兩個(gè)原理解決問題時(shí)應(yīng)注意:(1)一般是先分類再分步,在分步時(shí)可能又會(huì)用到分類加法計(jì)數(shù)原理;(2)對于較復(fù)雜的兩個(gè)原理的綜合應(yīng)用問題,可恰當(dāng)?shù)亓谐鍪疽鈭D或表格,使問題形象化、直觀化。
考點(diǎn)2.對排列組合及其綜合應(yīng)用的考查
例2(1)象棋作為一種古老的傳統(tǒng)棋類益智游戲,具有深遠(yuǎn)的意義和價(jià)值。棋盤中有紅黑兩方陣營,將、車、馬、炮、兵等均為象棋中的棋子,現(xiàn)將3個(gè)紅色的“將”“車”“馬”棋子與2個(gè)黑色的“將”“車”棋子排成一列,則同色棋子不相鄰的排列方法共有()。
A.120種B.24種C.36種D.12種
(2)某校田徑隊(duì)有十名隊(duì)員,分別記為A,B,C,D,E,F(xiàn),G,H,J,K,為完成某訓(xùn)練任務(wù),現(xiàn)將十名隊(duì)員分成甲、乙兩隊(duì)。其中將A,B,C,D,E五人排成一行形成甲隊(duì),要求A與B相鄰,C在D的左邊,剩下的五位同學(xué)排成一行形成乙隊(duì),要求F與G不相鄰,則不同的排列方法共有()。
A.432種B.864種
C.1728種D.2592種
分析:(1)先排紅色棋子,再將黑色棋子插空進(jìn)行求解。(2)首先計(jì)算甲隊(duì)的排列總數(shù),分別用捆綁法和除序法;然后利用插空法計(jì)算乙隊(duì)的排列總數(shù);最后利用計(jì)數(shù)原理計(jì)算總的排列方法數(shù)即可。