数学选择性必修 第三册分类加法计数原理与分步乘法计数原理课后练习题

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1．分类加法计数原理
(1)分类加法计数原理的概念
完成一件事直两类不同方案，在第1类方案中有m种不同的方法，在第2类方案中有n种不同的方法，
那么完成这件事共有N=m+n种不同的方法.
概念推广：完成一件事有n类不同方案，在第1类方案中有种不同的方法，在第2类方案中有种
不同的方法，，在第n类方案中有种不同的方法，那么完成这件事共有N=+++种不同
的方法.
(2)分类加法计数原理的特点
分类加法计数原理又称分类计数原理或加法原理，其特点是各类中的每一种方法都可以完成要做的事
情，我们可以用第一类有种方法，第二类有​​​​​​​种方法，，第n类有​​​​​​​​​​​​​​种方法，来表示分类加法计数
原理，即强调每一类中的任一种方法都可以完成要做的事，因此一共有+++种不同方法可以完成
这件事.
(3)分类的原则
分类计数时，首先要根据问题的特点，确定一个适当的分类标准，然后利用这个分类标准进行分类，
分类时要注意两个基本原则：一是完成这件事的任何一种方法必须属于相应的类；二是不同类的任意两种
方法必须是不同的方法，只要满足这两个基本原则，就可以确保计数时不重不漏.
2．分步乘法计数原理
(1)分步乘法计数原理的概念
​​​​​​​完成一件事需要两个步骤，做第1步有m种不同的方法，做第2步有n种不同的方法，那么完成这件
事共有N=m×n种不同的方法.
概念推广：完成一件事需要n个步骤，做第1步有种不同的方法，做第2步有种不同的方法，，
做第n步有种不同的方法，那么完成这件事共有N=×××种不同的方法.
(2)分步乘法计数原理的特点
分步乘法计数原理的特点是在所有的各步之中，每一步都要使用一种方法才能完成要做的事，可以利
用图形来表示分步乘法计数原理，图中的“”强调要依次完成各个
步骤才能完成要做的事情，从而共有×××种不同的方法可以完成这件事.
(3)分步的原则
①明确题目中所指的“完成一件事”是指什么事，怎样才能完成这件事，也就是说，弄清要经过哪几步才
能完成这件事；
②完成这件事需要分成若干个步骤，只有每个步骤都完成了，才算完成这件事，缺少任何一步，这件
事就不可能完成；不能缺少步骤.
③根据题意正确分步，要求各步之间必须连续，只有按照这n个步骤逐步去做，才能完成这件事，各
个步骤既不能重复也不能遗漏.
3．分类加法计数原理与分步乘法计数原理的辨析
(1)联系
分类加法计数原理和分步乘法计数原理解决的都是有关完成一件事的不同方法的种数问题.
(2)区别
分类加法计数原理每次得到的都是最后结果，而分步乘法计数原理每步得到的都是中间结果，具体区
别如下表：
(3)分类加法计数原理与分步乘法计数原理的合理选择
在解决有关计数问题时，应注意合理分类，准确分步，同时还要注意列举法、模型法、间接法和转换法的应用.
【题型1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理的辨析】
【方法点拨】
根据分类加法计数原理与分步乘法计数原理的概念，进行判断，即可得解.
【例1】判断正误
（1）在分步乘法计数原理中，事情是分两步完成的，其中任何一个单独的步骤都能完成这件事．( )
（2）在分步乘法计数原理中，每个步骤中完成这个步骤的方法是各不相同的．( )
【变式1-1】在分类加法计数原理中，两类不同方案中的方法可以相同． （判断对错）
【变式1-2】判断正误
（1）在分类加法计数原理中，每类方案中的方法都能完成这件事．( )
（2）在分类加法计数原理中，两类不同方案中的方法可以相同．( )
【变式1-3】判断下列各事件哪些是运用分类计数原理计数 ．
（1）一个三层书架的上层放有5本不同的数学书，中层放有3本不同的语文书，下层放有2本不同的英语书，从书架上任取一本书，有多少种不同的取法？
（2）一个三层书架的上层放有5本不同的数学书，中层放有3本不同的语文书，下层放，有2本不同的英语书；从书架上任取三本书，其中数学书，语文书，英语书各一本，有多少种不同的取法？
（3）从甲地到乙地，可以乘火车，也可以乘汽车，还可以乘轮船，假定火车每日1班，汽车每日3班，轮船每日2班，那么一天中从甲地到乙地有多少种不同的走法？
【题型2 分类加法计数原理的应用】
【方法点拨】
应用分类加法计数原理解题的一般思路：
一、分类：将完成一件事的方法分成若干类；
二、分步：求出每一类中的方法数；
三、结论：将每一类的方法数相加，得出结果.
【例2】某学校开设4门球类运动课程、5门田径类运动课程和2门水上运动课程供学生学习，某位学生任选1门课程学习，则不同的选法共有（ ）
A．40种B．20种C．15种D．11种
【变式2-1】某日，甲、乙、丙三个单位被系统随机预约到A，B，C三家医院接种疫苗且每个单位只能被随机预约到一家医院，每家医院每日至多接待两个单位．已知A医院接种的是只需要打一针的腺病毒载体疫苗，B医院接种的是需要打两针的灭活疫苗，C医院接种的是需要打三针的重组蛋白疫苗，则甲单位不接种需要打三针的重组蛋白疫苗的预约方案种数为（ ）
A．27B．24C．18D．16
【变式2-2】从数字1，2，3，4中取出3个数字（允许重复），组成三位数，各位数字之和等于6，则这样的三位数的个数为（ ）
A．7B．9C．10D．13
【题型3 分步乘法计数原理的应用】
【方法点拨】
应用分布乘法计数原理解题的一般思路：
一、分步：将完成一件事的过程分成若干步；
二、计数：求出每一步中的方法数；
三、结论：将每一步中的方法数相乘，得出结果.
【例3】某省新高考采用“3+1+2”模式：“3”为全国统考科目语文、数学、外语，所有学生必考；“1”为首选科目，考生须在物理、历史科目中选择1个科目；“2”为再选科目，考生可在思想政治、地理、化学、生物4个科目中选择2个科目．已知小明同学必选化学，那么他可选择的方案共有（ ）
A．4种B．6种C．8种D．12种
【变式3-1】如图，要给①、②、③、④四块区域分别涂上五种颜色中的某一种，允许同一种颜色使用多次，但相邻区域必须涂不同颜色，则不同的涂色方案种数为（ ）．
A．180B．160C．96D．60
【变式3-2】如图所示，用不同的五种颜色分别为A，B，C，D，E五部分着色，相邻部分不能用同一种颜色，但同一种颜色可以反复使用，也可不使用，则复合这些要求的不同着色的方法共有（ ）
A．500种B．520种C．540种D．560种
【变式3-3】洛书，古称龟书，是阴阳五行术数之源，在古代传说中有神龟出于洛水，其甲壳上有此图象，如图，结构是戴九履一，左三右七，二四为肩，六八为足，以五居中，五方白圈皆阳数，四隅黑点为阴数（图中白圈为阳数，黑点为阴数）.现利用阴数和阳数构成一个四位数，规则如下：（从左往右数）第一位数是阳数，第二位数是阴数，第三位数和第四位数一阴一阳和为7，则这样的四位数的个数有（ ）
A．120B．90C．48D．12
【题型4 两个原理的综合应用】
【方法点拨】
(1)“类中有步”计数问题：完成一件事有几类方案，每一类方案中分若干步，利用分步乘法计数原理求出
每一类方案中的方法数，再利用分类加法计数原理把各类方案的方法数相加，即可得出结果.
(2)“步中有类”计数问题：完成一件事的过程分成若干步，完成每一步的方法分成若干类，利用分类加法
计数原理求出完成每一步中的方法数，再利用分步乘法计数原理把每一步的方法数相乘，即可得出结果.
【例4】某校高二年级举行健康杯篮球赛，共20个班级，其中1、3、4班组成联盟队，2、5、6班组成联盟队，一共有16支篮球队伍，先分成4个小组进行循环赛，决出8强（每队与本组其他队赛一场），即每个组取前两名（按获胜场次排名，如果获胜场次相同的就按净胜分排名）；然后晋级的8支队伍按照确定的程序进行淘汰赛，淘汰赛第一轮先决出4强，晋级的4支队伍要决出冠亚军和第三、四名，同时后面的4支队伍要决出第五至八名，则总共要进行篮球赛的场次为（ ）
A．32B．34C．36D．38
【变式4-1】某城市在中心广场建造一个花圃，花圃分为6个部分，如图所示．现要栽种4种不同颜色的花，每部分栽种一种且相邻部分不能栽种同样颜色的花，则不同的栽种方法有（ ）．
A．80种B．120种C．160种D．240种
【变式4-2】给四面体ABCD的六条棱涂色，每条棱可涂红、黄、蓝、绿四种颜色中的任意一种，且任意共顶点的两条棱颜色都不相同，则不同的涂色方法种数为（ ）
A．24B．72C．96D．144
专题6.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理 随堂检测
一．单选题
1．甲、乙、丙三个同学报名参加学校运动会中设立的跳高、铅球、跳远、100米比赛，每人限报一项，共有多少种不同的报名方法（ ）
A．12B．24C．64D．81
2．若一个m、n均为非负整数的有序数对m,n，在做m+n的加法时，各位均不进位，则称m,n为“简单的有序实数对”，m+n称为有序实数对m,n之值，则值为2004的“简单的有序实数对”的个数是（ ）．
A．10B．15C．20D．25
3．中国古代十进制的算筹计数法，在数学史上是一个伟大的创造，算筹实际上是一根根同长短的小木棍．如图，是利用算筹表示1−9的一种方法．则据此，3可表示为“”，26可表示为“”，现有6根算筹，据此表示方法，若算筹不能剩余，则可以用1−9这9数字表示的两位数的个数为（ ）
A．9B．12C．15D．16
4．用4种不同颜色给如图所示的地图上色，要求相邻两块涂不同的颜色，不同的涂色方法共有（ ）
A．24种B．36种C．48种D．72种
5．四色定理又称四色猜想，是世界近代三大数学难题之一．它是于1852年由毕业于伦敦大学的格斯里提出来的，其内容是“任何一张地图只用四种颜色就能使具有共同边界的国家着上不同的颜色”．某校数学兴趣小组在研究给四棱锥P−ABCD的各个面涂颜色时，提出如下的“四色问题”：要求相邻面（含公共棱的面）不得使用同一颜色，现有4种颜色可供选择，则不同的涂法有（ ）
A．36种B．72种C．48种D．24种
6．甲、乙、丙共3人参加三项知识竞赛，每项知识竞赛第一名到第三名的分数依次为10，5，3.竞赛全部结束后，甲获得其中两项的第一名及总分第一名，则下列说法错误的是（ ）
A．第二名、第三名的总分之和为29分或31分
B．第二名的总分可能超过18分
C．第三名的总分共有3种情形
D．第三名不可能获得其中任何一场比赛的第一名
二．填空题
7．甲、乙、丙、丁四人准备到A、B、C、D四座城市旅游，每人只到其中一座城市旅游．若A、B、C三座城市为低风险城市，D为中风险城市，且规定疫苗接种未成功的人不能到中高风险城市，接种成功的人不受限制，已知这四人中只有丁疫苗接种还未成功，则这四人到这四座城市旅游共有 种安排方法．
8．如图所示，玩具计数算盘的三档上各有5个算珠，现将每档算珠分为左右两部分，左侧的每个算珠表示2，右边的每个算珠表示1（允许一侧无珠），记上、中、下三档的数字和分别为a,b,c.例如，图中上档的数字和a=7.若a,b,c成等差数列，则不同的分珠计数法个数为 .
9．如图，用4种不同的颜色对图中4个区域涂色，要求每个区域涂1种颜色，相邻的区域不能涂相同的颜色，则不同的涂色方法有 种．
10．一杂技团有8名会表演魔术或口技的演员，其中有6人会表演口技，有5人会表演魔术，现从这8人中选出2人上台表演，1人表演口技，1人表演魔术，则不同的安排方法有 种．
三．解答题
11．用4种不同的颜色给图中的A，B，C，D四个区域涂色，要求每个区域只能涂一种颜色.
(1)有多少种不同的涂法？
(2)若相邻区域不能涂同一种颜色，有多少种不同的涂法？
12．相邻的4个车位中停放了4辆不同的车，现将所有车开出后再重新停入这4个车位中．
(1)若要求有3辆车不得停在原来的车位中，有多少种不同的停法？
(2)若要求所有车都不得停在原来的车位中，有多少种不同的停法？
13．书架上放有3本不同的数学书，5本不同的语文书，6本不同的英语书．
(1)从这些书中任取一本，有多少种不同的取法？
(2)从这些书中取数学书、语文书、英语书各一本，有多少种不同的取法？
(3)从这些书中取不同科目的书共两本，有多少种不同的取法？
14．如图所示的A，B，C，D按照下列要求涂色．
（1）用3种不同颜色填涂图中A，B，C，D四个区域，且使相邻区域不同色，若按从左到右依次涂色，有多少种不同的涂色方案？
（2）若恰好用3种不同颜色给A，B，C，D四个区域涂色，且相邻区域不同色，共有多少种不同的涂色方案？
（3）若有3种不同颜色，恰好用2种不同颜色涂完四个区域，且相邻区域不同色，共有多少种不同的涂色方案？
15．现有5幅不同的国画，2幅不同的油画，7幅不同的水彩画.
（1）从中任选一幅画布置房间，有几种不同的选法？
（2）从这些国画、油画、水彩画中各选一幅布置房间，有几种不同的选法？
（3）从这些画中选出两幅不同种类的画布置房间，有几种不同的选法？
（4）要从甲、乙、丙3幅不同的画中选出2幅，分别挂在左、右两边墙上的指定位置，问共有多少种不同的挂法？
A
B
C
D
E