2020 CSP-J 初賽排列組合試題解析


對數學中的排列組合數考慮了三道選擇題,都有一定的難度,真的不知道在小學階段參加這樣的競賽算不算是太超前~

排列數公式:

\[P_n^m=n \times (n-1) \times (n-2) \times ... \times (n-m+1) \]

組合數公式:

\[C_n^m=\frac{P_n^m}{P_m}=\frac{n!}{m! \times (n-m)!},C_n^0=1 \]

一、排隊問題

第十題
五個小朋友並排站成一列,其中有兩個小朋友是雙胞胎,如果要求這兩個雙胞胎必須相鄰,則有( )種不同排列方法?
先把雙胞胎看成一個整體,最后再乘\(2\),表示他倆內部可以排個先后。
這樣的話,就是\(4\)個整體了,排列\(4 \times 3 \times 2 \times 1 =24\)
因為雙胞胎可以前后排序,需要乘以\(2\),就是\(48\) 種。

也可以使用插空法來計算:

二、分配方案問題

第十四題
\(10\) 個三好學生名額分配到 \(7\) 個班級,每個班級至少有一個名額,一共有( )種不同的分配方案。

三、手套和襪子成對問題

點評
手套和襪子成對問題是一種比較困難的題目,解決組合問題要做到不重不漏,有些題目帶有一定的約束條件,解題時要先考慮有限制條件的元素。

問題1
\(6\)雙不同顏色的手套中任取\(4\)只,其中恰好有一雙同色的取法有______種?

試題分析:根據分步計數原理知先從\(6\)雙手套中任選一雙,再從其余手套中任選\(2\)只,其中包含選到一雙同色手套的選法,把不合題意的去掉,得到總的選法數

解:根據分步計數原理知先從\(6\)雙手套中任選一雙有 \(C_6^1\)種取法,再從其余手套中任選\(2\)只有\(C_{10}^2\)種,其中選到一雙同色手套的選法為\(5\)種.故總的選法數為\(C_6^1 \times (C_{10}^2 -5)=240\)種.故填寫\(240\)

問題2
現有\(5\)雙不同顏色的手套(每雙手套的兩只顏色相同),從中任取\(3\)只,若取出的\(3\)只手套顏色各不相同,則這樣的取法有多少種(  )

\(A.480\) \(B.360\) \(C.120\) \(D.80\)

解析:
若使取出的\(3\)只手套顏色各不相同,只需先取出三雙手套,有\(C_5^3 =10\)種取法,
進而在取出的三雙中,每雙取出一只,有\(2×2×2=8\)種取法;
由分步計數原理可得,不同的取法有\(10×8=80\)種;
故選D.

問題3:
十五題 有五副不同顏色的手套(共 \(10\) 只手套,每副手套左右手各 \(1\) 只),一次性從中取 \(6\) 只手套,請問恰好能配成兩副手套的不同取法有( )種。
\(A、120\) \(B、180\) \(C、150\) \(D、30\)

解析:
\(6\)只,組成兩副手套,那么直接先在五副中選兩副:\(C_5^2=10\)
兩副是\(4\)只,要一共取\(6\)只,所以,還需要剩下的\(6\)副中選擇兩只,而且,這兩只不能是同一副的。
\(C_6^2-3=12\) 所以\(10*12=120\) 答案選\(A\)


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