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文档介绍
2020届二轮复习加法原理与乘法原理学案(全国通用)
加法原理与乘法原理 · 分类加法计数原理 做一件事,完成它有 n 类办法,在第一类办法中有 m1 种不同的方法,在第二类办法中有 m2 种不同的方法 ⋯⋯ 在第 n 类办法中有 mn 种不同的方法.那么完成这件事共有 N=m1+m2+⋯+mn 种不同的方法. · 分步乘法计数原理 做一件事,完成它需要分成 n 个步骤,做第一个步骤有 m1 种不同的方法,做第二个步骤有 m2 种不同的方法 ⋯⋯ 做第 n 个步骤有 mn 种不同的方法.那么完成这件事共有 N=m1×m2×⋯×mn 种不同的方法. 精选例题 加法原理与乘法原理 1. 教学大楼共有 5 层,每层均有两个楼梯,则由一层到五层(只由下到上,不重复走)的走法有 种. 【答案】 16 2. 集合 A 有 m 个元素,集合 B 有 n 个元素,从两个集合中各取出不同的 1 个元素组成新的集合 C,则集合 C 最多有 个. 【答案】 mn 3. 某地汽车牌照的号码为两个英文字母后加 4 个数字,且第一个字母为 M,第二个字母不能为 O 和 I,则该地的汽车牌照的号码共有 个. 【答案】 240000 4. 房间里有 4 盏电灯,分别由 4 个开关控制,至少开 1 盏灯用以照明,则不同的照明方式为 种. 【答案】 15 5. 电视台在"欢乐今宵"节目中拿出两个信箱,其中存放着先后两次竞猜中成绩优秀的观众来信,甲信箱中有 30 封,乙信箱中有 20 封,现由主持人抽奖确定幸运观众,若先从所有来信中确定一名幸运之星,再从两信箱中剩下的来信中各确定一名幸运伙伴,有 种不同的结果. 【答案】 28800 【分析】 根据幸运之星的位置分类即可. 6. 在一宝宝“抓周”的仪式上,他面前摆着 4 件学习用品, 3 件生活用品, 4 件娱乐用品,若他只抓其中的一件物品,则他抓的结果有 种. 【答案】 11 7. 整数 630 的正约数(包括 1 和 630 )共有 个. 【答案】 24 8. 小明上楼梯每步可以登一级或两级台阶,若小明上有五级台阶的楼梯,则有 种不同的走法. 【答案】 8 【分析】 ①逐级上,有 1 种走法; ②上一个台阶和上二个台阶合用,那么有 2,1,1,1;1,2,1,1;1,1,2,1;1,1,1,2;1,2,2;2,2,1;2,1,2 共有 7 种走法. 综上,可知共 8 种走法. 9. 从 1,2,3,4,7,9 中任取不相同的两个数,分别作为对数的底数和真数,可得到 个不同的对数值. 【答案】 17 【分析】 因为对数的底数不能是 1,所以底数可以是 2,3,4,7,9 中的某一个数,真数可以是 1,2,3,4,7,9 中的某一个数,因此,从形式上可以组成 5×6=30 个对数. 减去底数,真数相同的 5 个数; 1 为真数的数有 5 个,值均为 0,应减去 4 个; 此外,log24=log39=2; log42=log93=12,log49=log23,log94=log32 应减去重复的 4 个. 所以,不同的对数值为 30-5+4+4=17(个). 10. 设 A=a,b,c,d,e,B=x,y,z,从 A 到 B 共有 个不同映射. 【答案】 243 【分析】 分 5 步,先选 a 的象,有 3 种可能;再选 b 的象也是 3 种可能;⋯;选 f 的象也有 3 种可能,由乘法原理知,共有 35=243 种不同映射. 11. 已知集合 M=-3,-2,-1,0,1,2,若 a,b∈M,平面直角坐标系内点 P 的坐标是 a,b,那么 (1)点 P 可以表示多少个不同的点? 【解】 确定平面上的点 Pa,b 可分两步完成: 第一步确定 a 的值,共有 6 种确定方法; 第二步确定 b 的值,也有 6 种确定方法.根据分步乘法计数原理,得到平面上的点数是 6×6=36. (2)点 P 可以表示多少个第二象限内的点? 【解】 确定第二象限的点,可分两步完成:第一步确定 a, 由于 a<0,所以有 3 种确定方法; 第二步确定 b,由于 b>0,所以有 2 种确定方法. 由分步乘法计数原理,得到第二象限点的个数是 3×2=6. (3)点 P 可以表示多少个不在直线 y=x 上的点? 【解】 点 Pa,b 在直线 y=x 上的充要条件是 a=b. 因此 a 和 b 必须在集合 M 中取同一元素,共有 6 种取法,即在直线 y=x 上的点有 6 个. 结合(1)得不在直线 y=x 上的点共有 36-6=30(个). 12. 甲、乙、丙、丁 4 个人各写一张贺卡,放在一起,再各取一张不是自己写的贺卡,共有多少种不同取法? 【解】 甲取得乙卡时,人、卡分配方案如下表,有 3 种分配方案,同理可得甲取丙卡、丁卡时也各有 3 种分配方案,所以共有 3+3+3=9(种)不同取法. 13. 集合 A=a,b,c,d,B=1,2,3,4,5. (1)从集合 A 到集合 B 可以建立多少个不同映射? 【答案】 从集合 A 到集合 B 可以建立 625 个不同映射. 【解】 由映射的定义和分步乘法计数原理得: 完成这件事需要 4 个步骤:第一步安排元素 a 的对应元素有 5 种方法, 同理安排元素 b,c,d 的对应元素各有 5 种方法. 故共有 5×5×5×5=54(个)不同的映射. (2)从集合 A 到集合 B 中,若要求集合 A 中元素的象不同,这样的映射有多少个? 【答案】 这样的映射有 120 个. 【解】 因为 A 中元素的象不同,故第一步安排元素 a 的对应元素有 5 种方法,第二步安排元素 b 的对应元素有 4 种方法,依次类推,共有 5×4×3×2=120(种)不同的映射. 14. 甲、乙、丙、丁四人传球,第一次甲传给乙、丙、丁、三人中任一人,第二次由持球者再传给其他三人中任一人,这样共传了 4 次,求第4次仍传回到甲的方法共有多少种? 【解】 解:第一步甲传给其他三人共有 3 种方法; 第二步由持球者再传给其他三人可分两类: 第一类由持球者传给甲,此时第三步由甲传给其他三人,有 3 种方法;第四步由持球者再传给甲; 第二类由持球者传给甲以外的另两人有两种方法,此时第三步由持球者传给甲以外的另两人(因为第三步不能传给甲,否则第四步不能传给甲),有两种方法; 故共有传球方法 3×1×3×1+2×2×1=21 (种). 15. 设有 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? 【解】 分为三类:从国画中选,有 5 种不同选法;从油画中选,有 2 种不同选法;从水彩画中选,有 7 种不同的选法,根据分类加法计数原理,共有 5+2+7=14 种选法. (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? 【解】 分为三步:国画、油画、水彩画各有 5,2,7 种不同选法.根据分步计数原理,共有 5×2×7=70 种选法. (3)从这些画中选出两幅不同种的画布置房间,有几种不同的选法? 【解】 分为三类:1 幅选自国画,1 幅选自油画,有 5×2=10 种选法;1 幅选自国画,1 幅选自水彩画,有 5×7=35 种选法;1 幅选自油画,1 幅选自水彩画,有 2×7=14 种选法.再根据分类加法计数原理,共有 10+35+14=59 种不同选法. 16. 已知集合 X=1,2,3,Yn=1,2,3,⋯,n(n∈N*),设 Sn=a,b∣a整除b或b整除a,a∈X,b∈Yn,令 fn 表示集合 Sn 所含元素的个数. (1)写出 f6 的值; 【答案】 f6=13. 【分析】 当 n=6 时,可组出的数对有 3×6=18 个,依次筛选出符合题意的数对,继而得到 f(6). 【解】 Y6=1,2,3,4,5,6,S6 中的元素 a,b 满足: 若 a=1,则 b=1,2,3,4,5,6;若 a=2,则 b=1,2,4,6;若 a=3,则 b=1,3,6. 所以 f6=13 . (2)当 n⩾6 时,写出 fn 的表达式,并用数学归纳法证明. 【答案】 当 n⩾6 时, fn=n+2+n2+n3,n=6t,n+2+n-12+n-13,n=6t+1,n+2+n2+n-23,n=6t+2,n+2+n-12+n3,n=6t+3,n+2+n2+n-13,n=6t+4,n+2+n-12+n-23,n=6t+5,t∈N*. 【分析】 依次分析 a=1,2,3 时的情况,并按 n=6t,6t+1,⋯,6t+5 六种情况分别进行讨论. 【解】 组成 Sn 的元素分三种: ① a=1 时,b 可以是 Yn=1,2,3,⋯,n 中的任意一个数,此时符合题意的数对 a,b 有 n 个; ② a=2 时,b 需能被 2 整除或能整除 2,所以 b=1,2,4,⋯.此时符合题意的数对个数为 n2+1,n=6tn-12+1,n=6t+1n2+1,n=6t+2n-12+1,n=6t+3n2+1,n=6t+4n-12+1,n=6t+5.t∈N*. ③ a=3 时,b 需能被 3 整除或能整除 3,所以 b=1,3,6,⋯.此时符合题意的数对个数为 n3+1,n=6tn-13+1,n=6t+1n-23+1,n=6t+2n3+1,n=6t+3n-13+1,n=6t+4n-23+1,n=6t+5.t∈N*. 所以 Sn 中的个数为这三种情况的和,即当 n⩾6 时, fn=n+2+n2+n3,n=6t,n+2+n-12+n-13,n=6t+1,n+2+n2+n-23,n=6t+2,n+2+n-12+n3,n=6t+3,n+2+n2+n-13,n=6t+4,n+2+n-12+n-23,n=6t+5,t∈N*. 下面用数学归纳法证明: ① 当 n=6 时,f6=6+2+62+63=13,结论成立. ② 假设 n=kk⩾6 时结论成立,那么 n=k+1 时,Sk+1 在 Sk 的基础上所增加的元素在 1,k+1,2,k+1,3,k+1 中产生,分以下情形讨论: a.若 k+1=6t,则 k=6t-1+5,此时有 fk+1=fk+3=k+2+k-12+k-23+3=k+1+2+k+12+k+13,结论成立; b.若 k+1=6t+1,则 k=6t,此时有 fk+1=fk+1=k+2+k2+k3+1=k+1+2+k+1-12+k+1-13,结论成立; c.若 k+1=6t+2,则 k=6t+1,此时有 fk+1=fk+2=k+2+k-12+k-13+2=k+1+2+k+12+k+1-23,结论成立; d.若 k+1=6t+3,则 k=6t+2,此时有 fk+1=fk+2=k+2+k2+k-23+2=k+1+2+k+1-12+k+13,结论成立; e.若 k+1=6t+4,则 k=6t+3,此时有 fk+1=fk+2=k+2+k-12+k3+2=k+1+2+k+12+k+1-13,结论成立; f.若 k+1=6t+5,则 k=6t+4,此时有 fk+1=fk+1=k+2+k2+k-13+1=k+1+2+k+1-12+k+1-23,结论成立. 综上所述,结论对满足 n⩾6 的自然数 n 均成立. 17. 已知 a∈3,4,6,b∈1,2,7,8,r∈8,9 ,则方程 x-a2+y-b2=r2 可表示不同的圆有多少个? 【解】 圆的方程由三个量 a,b,r 分别有 3 种, 4 种, 2 种选法,十位与个位数字均有 10 种选法,所以不同的三位数共有 9×10×10=900 (个). 18. 某电脑用户计划使用不超过 500 元的资金购买单价分别为 60 元、 70 元的单片软件和盒装磁盘,根据需要,软件至少买 3 片,磁盘至少买 2 盒,则不同的选购方式共有多少种? 【解】 设买 x 片软件,y 盒磁盘. 依题意 60x+70y⩽500,且 x⩾3,y⩾2,x,y∈N. x=3 时,y⩽327,∴y=2,3,4. x=4 时,y⩽267,y=2,3. x=5 时,y⩽207,y=2. x=6 时,y⩽2,y=2. x=7 时,不合题意. 综上,共有 7 种购买方案. 19. 有一项活动,需在 3 名教师、 8 名男生和 5 名女生中选人参加. (1)若只需一人参加,有多少种不同选法? 【解】 分三类:选教师有 3 种选法,选男生有 8 种选法,选女生有 5 种选法,故共有 3+8+5=16 种选法. (2)若需教师、男生、女生各一人参加,有多少种不同的选法? 【解】 分三步:第一步选教师,有 3 种;第二步选男生,有 8 种选法;第三步选女生,有 5 种选法.故共有 3×8×5=120 种选法. (3)若需一名教师、一名学生参加,有多少种不同的选法? 【解】 分两步:第一步选教师,有 3 种选法;第二步选学生.对第二步,又分为两类:第一类选男生,有 8 种选法;第二类选女生,有 5 种选法.故共有 3×8+5=39 种选法. 20. 如图所示三组平行线分别有 m,n,k 条,在此图形中, (1)共有多少个三角形? 【解】 每个三角形与从三组平行线中各取一条的取法是一一对应的,由分步计数原理知共可构成 m⋅n⋅k 个三角形. (2)共有多少个平行四边形? 【解】 每个平行四边形与从两组平行线中各取两条的取法是一一对应的,由分类和分步计数原理知共可构成 Cm2Cn2+Cn2Ck2+Ck2Cm2 个平行四边形. 课后练习 1. 一个密码保险柜的密码由 6 个数字组成,每个数字都是 0∼9 这十个数字中的一个,王叔叔忘记了其中最后面的两个数字,那么他一次就能打开保险柜的概率是 . 2. 沿着长方体的棱,从一个顶点到它相对的另一个顶点的最近路线共有 条. 3. A 点从原点出发,每步走一个单位,方向为向上或向右,则走三步时,所有可能终点的横坐标的和为 ;走 n 步时,所有可能终点的横坐标的和为 . 4. 某电子器件是由 2 个电阻组成的回路,其中共有四个焊接点 A,B,C,D,如果某个焊接点脱落,整个电路就不会通,现在发现电路不通了,那么焊接点脱落的可能性共有 种. 5. 如图所示的街道上,从 A 到 B 不走回头路,有 种不同的走法. 6. 已知 m∈-2,-1,0,1,2,3,n∈-3,-2,-1,0,1,2,方程 x2m+y2n=1 表示双曲线,则不同的双曲线共有 条. 7. 乘积 a+b+c+dp+q+rm+n 的展开式共 项. 8. 四名大学毕业生各自任意选择三个公司应聘,则应聘的情况有 种. 9. 如图,从 A→C ,有 种不同走法. 10. 凸五边形有 条对角线;凸 nn=4,5,6⋯ 边形有 条对角线. 11. 从 a,b,c,d 四个元素中任取两个放在甲乙两个不同的盒子中,有多少种不同的放法? 12. 某校高一年级 4 个班学生中的 34 人自愿组成数学课外小组,其中一、二、三、四班的学生数分别为 7 人、 8 人、 9 人、 10 人,求: (1)选其中一人为负责人,有多少种不同的选法? (2)每班选一名组长,有多少种不同的选法? (3)推选二人做中心发言,这二人需来自不同的班级,有多少种不同的选法? 13. 平面内有 12 个点,其中有 4 点共线,此外再无三点共线,以这些点为顶点可得到多少个不同的三角形? 14. 一个口袋里有 5 封信,另一个口袋里有 4 封信,各封信内容均不相同. (1)从两个口袋中任取一封信,有多少种不同的取法? (2)从两个口袋里各取一封信,有多少种不同的取法? (3)把这两个口袋里的 9 封信,分别投入 4 个邮筒,有多少种不同的投法? 15. 将 4 封信投入 3 个邮筒,有多少种不同的投法? 16. 5 名学生报名参加数学、生物、计算机三项比赛. (1)若每人限报一项,报名方法有多少种? (2)若他们争夺这三项的比赛冠军,获冠军的可能性有多少种? 17. 中央电视台"开心辞典"节目的现场观众来自四个不同的单位,分别在右图中的 A 、 B 、 C 、 D 四个区域落座.现有四种不同颜色的服装,每个单位的观众必须穿同色服装,且相邻区域不能同色,不相邻区域是否同色不受限制,则不同的着装方法共有多少种? 18. 某学生填报高考志愿,有 mm⩾3 个不同的志愿可供选择,若只能按第一、二、三志愿依次填写 3 个不同的志愿,求该生填写志愿的方式的种数. 19. 某小组有 10 人,每人至少会英语和日语中的一门,其中 8 人会英语,5 人会日语, (1)从中任选一个只会一门外语的人有多少种选法? (2)从中选出会英语与会日语的各 1 人,有多少种不同的选法? 20. 3 张 1 元币,4 张 1 角币,1 张 5 分币,2 张 2 分币,可组成多种不同的币值(1 张不取,即 0 元 0 角 0 分不计在内)? 加法原理与乘法原理-出门考 姓名 成绩 1. 若直线方程 ax+by=0,其中 a,b 可在 0,1,2,3 中任取两个不同的数,共得到直线 条. 2. 5 名同学去听同时进行的 4 个课外知识讲座,每名同学可自由选择听其中的 1 个讲座,则不同选法的种数是 . 3. 同时扔大小相等的两个玩具骰子,则向上的面上的数字之积不小于 20 的情形有 种. 4. 已知集合 M=1,-2,3,N=-4,5,6,7,从两个集合中各取一个元素作为点的坐标,则这样的坐标在直角坐标系中可表示第一、二象限内不同的点的个数是 . 5. 中国象棋中规定:马每走一步只能按日字格(也可以是横日)的对角线走.例如马从方格中心点 O 走一步,会有 8 种走法.则从图中点 A 走到点 B,最少需 步,按最少的步数走,共有 种走法. 6. 用 1,2,3,4,5,这五个数字,可组成 个无重复数字的三位数,可组成 个无重复数字的三位偶数. 7. 高中二年级一、二、三班中分别有 7 名、 8 名、 9 名同学自愿参加数学课外小组. ①从中选一名年级负责人,有 种不同的选法; ②每班选一名组成一个小分组,有 种不同的选法. 8. 某班第一组有男同学 8 人、女同学 7 人,第二组有男同学 6 人、女同学 10 人,若从两组中任选一位同学去完成一项任务,共有 种不同选法;若从这两组的女同学中各选一位共同完成一项任务,共有 种不同选法. 9. 从甲地到乙地有 2 条路可通,从乙地到丙地有 3 条路可通;从甲地到丁地有 4 条路可通,从丁地到丙地有 2 条路可通;从甲地到丙地共有 种不同的走法. 10. 为举办校园文化节,某班推荐 2 名男生、 3 名女生参加文艺技能培训,培训项目及人数分别为:乐器 1 人,舞蹈 2 人,演唱 2 人,每人只参加一个项目,并且舞蹈和演唱项目必须有女生参加,则不同的推荐方案的种数为 . 11. 从集合 1,2,3,4,5,6,7 中任选出 3 个不同的数,使这 3 个数组成等差数列,这样的等差数列有多少个? 12. 六名同学报名参加三项体育比赛,每人限报一项,共有多少种不同的报名结果? 13. 一条铁路原有 n 个车站,为适应客运需要,新增了 m 个车站 m>1 ,则客运车票增加了 62 种,问原有多少个车站?现有多少个车站? 14. 有一项活动,需要从 3 名老师,8 名男同学和 5 名女同学中选若干人参加. (1)若只需一人参加,有多少种不同方法? (2)若需从老师、男同学、女同学中各选一人参加,有多少种不同选法? (3)若需一名老师,一名学生参加,有多少种不同选法? 15. 若 a,b 是正整数,且 a+b⩽6,则以 a,b 为坐标的点共有多少个? 16. 直角坐标系 xOy 平面上,平行直线 x=nn=0,1,2 与平行直线 y=mm=0,1,2 组成的图形中共有多少个矩形? 17. 王华同学有课外参考书若干本,其中有 5 本不同的外语书,4 本不同的数学书,3 本不同的物理书,他欲带参考书到图书馆阅读. (1)若他从这些参考书中带一本去图书馆,有多少种不同的带法? (2)若带外语、数学、物理参考书各一本,有多少种不同的带法? (3)若从这些参考书中选 2 本不同学科的参考书带到图书馆,有多少种不同的带法? 18. 高二年级一班有女生 18 人,男生 38 人,从中选取一名男生和一名女生作代表,参加学校组织的调查团,问选取代表的方法有几种. 19. 在所有的三位数中,有且只有两个数字相同的三位数共有多少个? 20. 已知直线 ax+by+c=0 中的 a,b,c 是取自集合 -7,-5,0,1,2,3 中的 3 个不同的元素. (1)这样的直线共有多少条? (2)若直线的倾斜角为锐角,这样的直线共有多少条?查看更多