4．对解组合问题.应注意以下三点: (1)对“组合数恰当的分类计算.是解组合题的常用方法, (2)是用“直接法还是“间接法解组合题.其原则是“正难则反 , (3)设计“分组方案是解组合题——青夏教育精英家教网—

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4．对解组合问题，应注意以下三点：

(1)对“组合数”恰当的分类计算，是解组合题的常用方法；

(2)是用“直接法”还是“间接法”解组合题，其原则是“正难则反”；

(3)设计“分组方案”是解组合题的关键所在。

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3．对于带限制条件的排列问题，通常从以下三种途径考虑：

(1)元素分析法：先考虑特殊元素要求，再考虑其他元素；

(2)位置分析法：先考虑特殊位置的要求，再考虑其他位置；

(3)整体排除法：先算出不带限制条件的排列数，再减去不满足限制条件的排列数。

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2．将具体问题抽象为排列问题或组合问题，是解排列组合应用题的关键一步。

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解排列组合应用题的基本规律

1．分类计数原理与分步计数原理使用方法有两种：①单独使用；②联合使用。

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题型1：计数原理

例1．完成下列选择题与填空题

(1)有三个不同的信箱，今有四封不同的信欲投其中，则不同的投法有　　　种.

A．81　　　　　　　　　　　　　 B．64　　　　　　　　　　　　　 C．24　　　　　　　　　　　　　 D．4

(2)四名学生争夺三项冠军，获得冠军的可能的种数是(　　 )

A．81　　　　　　　　　　　　　 B．64　　　　　　　　　　　　　 C．24　　　　　　　　　　　　　 D．4

(3)有四位学生参加三项不同的竞赛，

①每位学生必须参加一项竞赛，则有不同的参赛方法有　　　　　；

②每项竞赛只许有一位学生参加，则有不同的参赛方法有　　　　　　；

③每位学生最多参加一项竞赛，每项竞赛只许有一位学生参加，则不同的参赛方法有　　　　　　。

解析：(1)完成一件事是“分步”进行还是“分类”进行，是选用基本原理的关键。将“投四封信”这件事分四步完成，每投一封信作为一步，每步都有投入三个不同信箱的三种方法，因此：N=3×3×3×3=3⁴=81，故答案选A。

本题也可以这样分类完成，①四封信投入一个信箱中，有C₃¹种投法；②四封信投入两个信箱中，有C₃²(C₄¹·A₂²+C₄²·C₂²)种投法；③四封信投入三个信箱，有两封信在同一信箱中，有C₄²·A₃³种投法^、，故共有C₃¹+C₃²(C₄¹·A₂²+C₄²C₂²)+C₄²·A₃³=81(种)。故选A。

(2)因学生可同时夺得n项冠军，故学生可重复排列，将4名学生看作4个“店”，3项冠军看作“客”，每个“客”都可住进4家“店”中的任意一家，即每个“客”有4种住宿法。由分步计数原理得：N=4×4×4=64。

故答案选B。

(3)①学生可以选择项目，而竞赛项目对学生无条件限制，所以类似(1)可得N=3⁴=81(种)；

②竞赛项目可以挑学生，而学生无选择项目的机会，每一项可以挑4种不同学生，共有N=4³=64(种)；

③等价于从4个学生中挑选3个学生去参加三个项目的竞赛，每人参加一项，故共有C₄³·A₃³=24(种)。

例2．(06江苏卷)今有2个红球、3个黄球、4个白球，同色球不加以区分，将这9个球排成一列有　种不同的方法(用数字作答).

解析：本题考查排列组合的基本知识，由题意可知，因同色球不加以区分，实际上是一个组合问题，共有。

点评：分步计数原理与分类计数原理是排列组合中解决问题的重要手段，也是基础方法，在高中数学中，只有这两个原理，尤其是分类计数原理与分类讨论有很多相通之处，当遇到比较复杂的问题时，用分类的方法可以有效的将之化简,达到求解的目的.

题型2：排列问题

例3．(1)(2009浙江卷理)在二项式的展开式中，含的项的系数是(　 )　　　

A．　　　　　　 B．

C．　　　　　　　 D．

答案　　 B

解析对于，对于，则的项的系数是

[点评]：此题重点考察二项展开式中指定项的系数，以及组合思想；

[突破]：利用组合思想写出项，从而求出系数；

(2)．(2009江西卷理)展开式中不含的项的系数绝对值的和为，不含的项的系数绝对值的和为，则的值可能为

　 A．　　　　　B．　

　C．　　　　 D．　　　　　　

答案　　 D

解析　　，，则可取，选D

点评：合理的应用排列的公式处理实际问题，首先应该进入排列问题的情景，想清楚我处理时应该如何去做。

例4．(1)用数字0，1，2，3，4组成没有重复数字的五位数，则其中数字1，2相邻的偶数有　　个(用数字作答)；

(2)电视台连续播放6个广告，其中含4个不同的商业广告和2个不同的公益广告，要求首尾必须播放公益广告，则共有　　　　　种不同的播放方式(结果用数值表示).

解析：(1)可以分情况讨论：① 若末位数字为0，则1，2，为一组，且可以交换位置，3，4，各为1个数字，共可以组成个五位数；② 若末位数字为2，则1与它相邻，其余3个数字排列，且0不是首位数字，则有个五位数；③ 若末位数字为4，则1，2，为一组，且可以交换位置，3，0，各为1个数字，且0不是首位数字，则有=8个五位数，所以全部合理的五位数共有24个。

(2)分二步：首尾必须播放公益广告的有A₂²种；中间4个为不同的商业广告有A₄⁴种，从而应当填 A₂²·A₄⁴＝48. 从而应填48。

点评：排列问题不可能解决所有问题，对于较复杂的问题都是以排列公式为辅助.

题型三：组合问题

例5．(2009全国卷Ⅰ理)甲组有5名男同学，3名女同学；乙组有6名男同学、2名女同学。若从甲、乙两组中各选出2名同学，则选出的4人中恰有1名女同学的不同选法共有(　 D　 )

(A)150种　 (B)180种　 (C)300种　 (D)345种　　　　

解: 分两类(1) 甲组中选出一名女生有种选法;　　　　　

　　　　　 (2) 乙组中选出一名女生有种选法.故共有345种选法.选D

(2)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里，使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号，则不同的放球方法有(　)

A．10种　　　B．20种　　　C．36种　　　D．52种

[解析]：

(2)将4个颜色互不相同的球全部放入编号为1和2的两个盒子里，使得放入每个盒子里的球的个数不小于该盒子的编号，分情况讨论：①1号盒子中放1个球，其余3个放入2号盒子，有种方法；②1号盒子中放2个球，其余2个放入2号盒子，有种方法；则不同的放球方法有10种，选A。

点评：计数原理是解决较为复杂的排列组合问题的基础，应用计数原理结合

例6．(1)某校从8名教师中选派4名教师同时去4个边远地区支教(每地1人)，其中甲和乙不同去，则不同的选派方案共有　　　种；

(2)5名志愿者分到3所学校支教，每个学校至少去一名志愿者，则不同的分派方法共有(　　 )

(A)150种　　　　　　　　　　　 (B)180种　　　　　　 (C)200种　　　　　　　(D)280种　

解析：(1)可以分情况讨论，① 甲去，则乙不去，有=480种选法；②甲不去，乙去，有=480种选法；③甲、乙都不去，有=360种选法；共有1320种不同的选派方案；

(2)人数分配上有1,2,2与1,1,3两种方式，若是1,2,2，则有＝60种，若是1,1,3，则有＝90种，所以共有150种，选A。

点评：排列组合的交叉使用可以处理一些复杂问题，诸如分组问题等；

题型4：排列、组合的综合问题

例7．平面上给定10个点，任意三点不共线，由这10个点确定的直线中，无三条直线交于同一点(除原10点外)，无两条直线互相平行。求：(1)这些直线所交成的点的个数(除原10点外)。(2)这些直线交成多少个三角形.

解法一：(1)由题设这10点所确定的直线是C₁₀²=45条。

这45条直线除原10点外无三条直线交于同一点，由任意两条直线交一个点，共有C₄₅²个交点。而在原来10点上有9条直线共点于此。所以，在原来点上有10C₉²点被重复计数；

所以这些直线交成新的点是：C₄₅²－10C₉²=630。

(2)这些直线所交成的三角形个数可如下求：因为每个三角形对应着三个顶点，这三个点来自上述630个点或原来的10个点。所以三角形的个数相当于从这640个点中任取三个点的组合，即C₆₄₀³=43486080(个).

解法二：(1)如图对给定的10点中任取4个点，四点连成6条直线，这6条直线交3个新的点。故原题对应于在10个点中任取4点的不同取法的3倍，即这些直线新交成的点的个数是：3C₁₀⁴=630。

(2)同解法一。

点评：用排列、组合解决有关几何计算问题，除了应用排列、组合的各种方法与对策之外，还要考虑实际几何意义.

例8．已知直线ax+by+c=0中的a,b,c是取自集合{－3,－2,－1,0,1,2,3}中的3个不同的元素，并且该直线的倾斜角为锐角，求符合这些条件的直线的条数。

解　设倾斜角为θ，由θ为锐角，得tanθ=->0,即a、b异号。

(1)若c=0，a、b各有3种取法，排除2个重复(3x-3y=0,2x-2y=0,x-y=0)，故有3×3-2=7(条)；

(2)若c≠0，a有3种取法，b有3种取法，而同时c还有4种取法，且其中任两条直线均不相同，故这样的直线有3×3×4=36条，从而符合要求的直线共有7+36=43条；

点评：本题是1999年全国高中数学联赛中的一填空题，据抽样分析正确率只有0.37。错误原因没有对c=0与c≠0正确分类；没有考虑c=0中出现重复的直线。

题型5：二项式定理

例9．(1)(2009陕西卷文)若,

则的值为　

A. 2　　　　　　　　　　 B.0　　　　　　　　　　　　 C. 　　　　　　　　D. 　

答案　 C 　　　

解析　由题意容易发现

,则

,　同理可以得出

,………

亦即前2008项和为0, 则原式== 故选C.

(2)的展开式中含x的正整数指数幂的项数是

(A)0　　　(B)2　　　(C)4　　　(D)6

解析：本题主要考查二项式展开通项公式的有关知识；

(2)的展开式通项为，因此含x的正整数次幂的项共有2项.选B；

点评：多项式乘法的进位规则。在求系数过程中,尽量先化简，降底数的运算级别,尽量化成加减运算，在运算过程可以适当注意令值法的运用，例如求常数项，可令.在二项式的展开式中，要注意项的系数和二项式系数的区别.

例10．(1)(2008江苏10)

将全体正整数排成一个三角形数阵：

1
2　3
4　5　6
7　8　9　10
11　12　13　14　15
………………

按照以上排列的规律，第行()从左向右的第3个数为　　　▲ 　　

[解析]本小题考查归纳推理和等差数列求和公式．前n－1 行共有正整数1+2+…+(n－1)个，即个，因此第n 行第3 个数是全体正整数中第+3个，即为．

[答案]

(2)(2009北京卷理)若为有理数)，则　　　　 (　　 )

　 A．45　　　　　　 B．55 　　　　　　　C．70　　　　　　　 D．80

答案　　 C　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

解析　　本题主要考查二项式定理及其展开式. 属于基础知识、基本运算的考查.

∵

　，

　由已知，得，∴.故选C.

(2)已知的展开式中第三项与第五项的系数之比为－,其中=－1，则展开式中常数项是(　 )

(A)－45i　　　　　 (B) 45i　　　　　　 (C) －45　　　　　　 (D)45

(2)第三项的系数为－，第五项的系数为，由第三项与第五项的系数之比为－可得n＝10，则＝，令40－5r＝0，解得r＝8，故所求的常数项为＝45，选A；

(3)(2009湖南卷理)在的展开式中，的系数为___7__(用数

字作答)

答案　　 7　　　

解析　　由条件易知展开式中项的系数分别是，即所求系数是

点评：本题考查二项式展开式的特殊值法，基础题；

题型6：二项式定理的应用

例11．证明下列不等式：

(1)≥()ⁿ,(a、b∈{x|x是正实数},n∈N);

(2)已知a、b为正数，且+=1，则对于n∈N有

(a+b)ⁿ-aⁿ-bⁿ≥2²ⁿ-2ⁿ⁺¹。

证明：(1)令a=x+δ，b=x－δ，则x=；

aⁿ+bⁿ=(x+δ)ⁿ+(x-δ)ⁿ

=xⁿ+C_n¹x^n-1δ+…+C_nⁿδⁿ+xⁿ-C_n¹x^n-1δ+…(-1)ⁿC_nⁿδⁿ

=2(xⁿ+C_n²x^n-2δ²+C_n⁴x^n-4δ⁴+…)

≥2xⁿ

即≥()ⁿ

(2)(a+b)ⁿ=aⁿ+C_n¹a^n-1b+…+C_nⁿbⁿ

(a+b)ⁿ=bⁿ+C_n¹b^n-1a+…+C_nⁿaⁿ

上述两式相加得：

2(a+b)ⁿ=(aⁿ+bⁿ)+C_n¹(a^n-1b+b^n-1a)+…+C_n^k(a^n-kb^k+b^n-ka^k)+…+C_nⁿ(aⁿ+bⁿ)　 (*)

∵+=1，且a、b为正数

∴ab=a+b≥2　 ∴ab≥4

又∵　a^n-kb^k+b^n-ka^k≥2=2()ⁿ(k=1,2,…,n-1)

∴2(a+b)ⁿ≥2aⁿ+2bⁿ+C_n¹2()ⁿ+C_n²2()ⁿ+…+C_n^n-12()ⁿ

∴(a+b)ⁿ－aⁿ-bⁿ

≥(C_n¹+C_n²+…+C_n^n-1)·()ⁿ

≥(2ⁿ－2)·2ⁿ

=2²ⁿ－2ⁿ⁺¹

点评：利用二项式定理的展开式，可以证明一些与自然数有关的不等式问题。题(1)中的换元法称之为均值换元(对称换元)。这样消去δ奇数次项，从而使每一项均大于或等于零。题(2)中，由由称位置二项式系数相等，将展开式倒过来写再与原来的展开式相加，这样充分利用对称性来解题的方法是利用二项式展开式解题的常用方法。

例12．(1)求4×6ⁿ+5ⁿ⁺¹被20除后的余数；

(2)7ⁿ+C_n¹7^n-1+C_n²·7^n-2+…+C_n^n-1×7除以9，得余数是多少？

(3)根据下列要求的精确度，求1.02⁵的近似值。①精确到0.01；②精确到0.001。

解析：(1)首先考虑4·6ⁿ+5ⁿ⁺¹被4整除的余数。

∵5ⁿ⁺¹=(4+1)ⁿ⁺¹=4ⁿ⁺¹+C_n+1¹4ⁿ+C_n+1²4^n-1+…+C_n+1ⁿ·4+1，

∴其被4整除的余数为1，

∴被20整除的余数可以为1，5，9，13，17，

然后考虑4·6ⁿ⁺¹+5ⁿ⁺¹被5整除的余数。

∵4·6ⁿ=4·(5+1)ⁿ=4(5ⁿ+C_n¹·5^n-1+C_n²·5^n-2+…+C_n^n-1·5+1)，

∴被5整除的余数为4，

∴其被20整除的余数可以为4，9，14，19。

综上所述，被20整除后的余数为9。