排列组合与二项式定理(高考试题)

玛丽莲梦兔
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2020年12月12日 09:06
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2020年12月12日发(作者:宗白华)


排列组合与二项式定理
一、排列组合
1.(2016年四川高考)用数字1 ,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数
为( )
(A)24 (B)48 (C)60 (D)72
【答案】D【解析】由题意,要组成没有重复的五位奇数,则 个位数应该为1、3、5,其他
44
位置共有
A
4
,所以其中奇数的 个数为
3A
4
72
,故选D.
2.(2015年四川高考)用 数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40000
大的偶数共有( )
(A)144个 (B)120个 (C)96个 (D)72个
【答案】B【解析】据题意,万位上只能排4、5.若万位上排4,则有
2A
4
个;若万位上
33
3
排5,则有
3A
4
个.所以共有
2A
4
3A
4
524120
个 .选B.
3
3. (2015年广东高考)某高三毕业班有
40
人,同学之 间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,
那么全班共写了 条毕业留言.(用数字作答)
【答案】
1560
.【解析】依题两两彼此给对方写一条毕业留言相当于从
4 0
人中任选两人的
2
排列数,所以全班共写了
A
40
40 391560
条毕业留言,故应填入
1560

4.(2014大纲全 国,理5)有6名男医生、5名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组
成一个医疗小组,则不同的 选法共有( ).
A.60种 B.70种 C.75种 D.150种
答案:C 解析:从6名男医生中选出2名有
C
6
种选法,从 5名女医生中选出1名有
C
5

选法,故共有
C
6
C
5

21
21
65
575
种选法,选C .
21
5.(2014福建,理10)用a代表红球,b代表蓝球,c代表黑球.由加法原 理及乘法原理,
从1个红球和1个蓝球中取出若干个球的所有取法可由(1+a)(1+b)的展开式1 +a+b+ab
表示出来,如:“1”表示一个球都不取、“a”表示取出一个红球、而“ab”则表示 把红球和蓝球
都取出来.依此类推,下列各式中,其展开式可用来表示从5个无区别的红球、5个无区别
的蓝球、5个有区别的黑球中取出若干个球,且所有的蓝球都取出或都不取出的所有取法的
是( ).
A.(1+a+a
2
+a
3
+a
4
+a5
)(1+b
5
)(1+c)
5
B.( 1+a
5
)(1+b+b
2
+b
3
+b
4
+b
5
)(1+c)
5

C.(1+a)
5
(1+ b+b
2
+b
3
+b
4
+b
5
)(1+c
5
) D.(1+a
5
)(1+b)
5
(1+ c+c
2
+c
3
+c
4
+c
5
)
答案:A 解析:本题可分三步:第一步,可取0,1,2,3,4,5个红球,有1+a+a
2
+a
3
+a
4

a
5
种取法;第二步 ,取0或5个蓝球,有1+b
5
种取法;第三步,取5个有区别的黑球,有
(1+c)
5
种取法.所以共有(1+a+a
2
+a
3
+a
4
+a
5
)(1+b
5
)(1+c)
5
种取法.故选 A.


1 6


6.(2014辽宁,理6)6把椅子 摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为( ).
A.144 B.120 C.72 D.24
答案:D 解析:插空法.在已排好的三把椅 子产生的4个空档中选出3个插入3人即可.故
排法种数为
A
4
=24.故选 D.
7.(2014四川,理6)六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,
则不同的排法共有( ).
A.192种 B.216种 C.240种 D.288种
答案:B 解析:(1)当最左端排甲的时候,排法的种 数为
A
5
;(2)当最左端排乙的时候,排法
种数为
C
4< br>A
4
. 因此不同的排法的种数为
A
5
+C
4
A
4
=120+96=216.
8.(2014重庆,理9)某次联欢会要安排3 个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目
的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是( ).
A.72 B.120 C.144 D.168
答案:B 解析:解决该问题分为两类:第一类分两步,先排歌舞类
A
3
,然 后利用插空法将
33
剩余3个节目排入左边或右边3个空,故不同排法有
A
3
2A
3
72
.第二类也分两步,先排
3
145145
3
歌舞类
A
3
,然后将剩余3个节目放入中间两空排法有C
2
A
2
A
2
,故不同的排法有
221
A
3
3
A
2
A
2
C
2
48< br>,故共有120种不同排法,故选B.
3122
9.(2014浙江,理14)在8张 奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖
券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情 况有________种(用数字作答).
答案:60解析:不同的获奖情况分为两种,一是一人获两 张奖券一人获一张奖券,共有
22
C
3
A
4
=36
种;二是有三人各获得一张奖券,共有
A
3
4
=24
种.因此不同的 获奖情况有36+
24=60种.
10.(2014北京,理13)把5件不同产品摆成一排 .若产品A与产品B相邻,且产品A与产
品C不相邻,则不同的摆法有__________种. 答案:36解析:产品A,B相邻时,不同的摆法有
A
2
A
4
= 48
种.而A,B相邻,A,C也
相邻时的摆法为A在中间,C,B在A的两侧,不同的摆法共 有
A
2
A
3
=12
(种).故产品A
与产品B相邻 ,且产品A与产品C不相邻的不同摆法有48-12=36(种).
11.(2013山东,理10)用0,1,…,9十个数字,可以组成有重复数字的三位数的个数为( )
A.243 B.252 C.261 D.279
B [解析] (排除法)十个数排成不重复数字的三位数求解方法是:第一步,排百位数 字,有9
种方法(0不能作首位),第二步,排十位数字,有9种方法,第三步,排个位数字,有8种< br>方法,根据乘法原理,共有9×9×8 = 648(个)没有重复数字的三位数.可以组成所有三位数的个数:9×10×10=900,所以可以组成有重复数字的三位数的个数是:900-648=252 .
12.(2013福建,理5) 满足a,b∈{-1,0,1,2},且关于x的方程ax
2
+2x+b=0有实数
解的有序数对(a,b)的个数为( )
A.14 B.13 C.12 D.10
b
B [解析] 当a=0时,2x+b=0,∴ x=-,有序数对(0,b)有4个;当a≠0时,Δ=4
2
-4ab≥0,∴ ab≤1,有 序数对(-1,b)有4个,(1,b)有3个,(2,b)有2个,综上共有4
+4+3+2=13个 ,故选B.
13.(2013大纲全国,理14)6个人排成一行,其中甲、乙两人不相邻的不同排法 共有________
种.(用数字作答)
2
480 [解析] 先排另外四人,方 法数是A
4
4
,再在隔出的五个位置安插甲乙,方法数是A
5
,根< br>2
据乘法原理得不同排法共有A
4
4
A
5
=24×2 0=480种.
14.(2013北京,理13) 将序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券全部分给4人,每人至
2 6
23
24


少1张,如果分给同一人的2张参观券连号,那么不同的分法种数是_______ _.
4
96 [解析] 5张参观券分为4堆,有2个连号有4种分法,然后每一种全排列有 A
4
种方法,
所以不同的分法种数是4A
4
4
=96. < br>解析:按照要求要把序号分别为1,2,3,4,5的5张参观券分成4组,然后再分配给4人,连号的情况是1和2,2和3,3和4,4和5,故其方法数是4A
4
4
=96.
15.(2013浙江,理14) 将A,B,C,D,E,F六个字母排成一排,且A,B均在C的同 侧,
则不同的排法共有________种(用数字作答).
480 [解析一] 先在6个 位置找3个位置,有C
3
A,B均在C的同侧,有CAB,CBA,
6
种情况 ,
3
种情况,故共有4C
3
A
3
=480种. ABC,B AC,而剩下D,E,F有A
363
解析二:本题考查对排列、组合概念的理解,排列数、组合 数公式的运用,考查运算求解能
3
C
1
A
2
A
3< br>=480.
力以及利用所学知识解决问题的能力.“小集团”处理,特殊元素优先,C
6223
16.(2012·安徽卷)6位同学在毕业聚会活动中进行纪念品的交换,任意两位同学之间 最多
交换一次,进行交换的两位同学互赠一份纪念品.已知6位同学之间共进行了13次交换,
则收到4份纪念品的同学人数为( )
A.1或3 B.1或4 C.2或3 D.2或4
D [解析] 任意两个同学之间交换纪念品共要交换C
2
6
=15次,如果都完全交换,每个人都要
交换5次,也就是得到5份纪念 品,现在6个同学总共交换了13次,少交换了2次,这2
次如果不涉及同一个人,则收到4份纪念品的 同学人数有4人;如果涉及同一个人,则收到
4份纪念品的同学人数有2人,答案为D.
17 .(2012·辽宁卷)一排9个座位坐了3个三口之家.若每家人坐在一起,则不同的坐法种
数为( )
A.3×3! B.3×(3!)
3
C.(3!)
4
D.9!
C [解析] 本小题主要考查 排列组合知识.解题的突破口为分清是分类还是分步,是排列还
是组合问题.由已知,该问题是排列中捆 绑法的应用,即先把三个家庭看作三个不同元素进
4
行全排列,而后每个家庭内部进行全排列, 即不同坐法种数为A
3
A
3
A
3
A
3
3< br>·
3
·
3
·
3
=(3!).
18.(20 11北京,理12)
用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样
的四位数共 有__________个.(用数字作答)
【答案】
14
【解析】个数为
2214
.
19.(2 010山东,理8)某台小型晚会由6个节目组成,演出顺序有如下要求:节目甲必须排
在前两位、节目 乙不能排在第一位,节目丙必须排在最后一位,该台晚会节目演出顺序的编
4
3 6


排方案共有( )
(A)36种 (B)42种 (C)48种 (D)54种
4
【答案】B【解析】分两类:一类为甲排在第一位共有
A
4
24
种,另一类甲排在第二位共
13

C
3
A< br>3
18
种,故编排方案共有
241842
种,故选B.
20.(2009四川卷理)3位男生和3位女生共6位同学站成一排,若男生甲不站两端,3位
女生 中有且只有两位女生相邻,则不同排法的种数是( )
A. 360 B. 288 C. 216 D. 96
3222
解析:6位同学 站成一排,3位女生中有且只有两位女生相邻的排法有
A
3
C
3
A< br>4
A
2
432
种,
12222
其中男生甲站两端的 有
A
2
A
2
C
3
A
3
A
2
144
,符合条件的排法故共有288
222112222
解析2:由 题意有
2A
2
(C
3
A
2
)C
2< br>C
3
+A
2
(C
3
A
2
) A
4
288
,选B.
21.(2009天津卷理)用数字0,1,2,3 ,4,5,6组成没有重复数字的四位数,其中个位、
十位和百位上的数字之和为偶数的四位数共有 个(用数字作答)
23131
解析:个位、十位和百位上的数字为3个偶数的有:
C
3
A
3
C
4
A
3
C
3
90
种;个位、十
2311231
位和百位上的数字为1个偶数2个奇数的有:C
3
A
3
C
4
C
3
C
3< br>A
3
C
3
234
种,所以共有
9023432 4
个.

22.(2009浙江卷理)甲、乙、丙
3
人站到共有< br>7
级的台阶上,若每级台阶最多站
2
人,同
一级台阶上的人不区分站的 位置,则不同的站法种数是 (用数字作答).
答案:336 【解析】对 于7个台阶上每一个只站一人,则有
A
7
种;若有一个台阶有2人,
另一个是 1人,则共有
C
3
A
7
种,因此共有不同的站法种数是336种.
23.(2009·宁夏、海南,12)7名志愿者中安排6人在周六、周日两天参加社区公益活动.若
每天安排3人,则不同的安排方案共有________种(用数字作答).
解析:法一:先 从7人中任取6人,共有C
6
7
种不同的取法.再把6人分成两部分,每部分3
33
C
3
C
3
6
C
36
C
3< br>26
人,共有
2
种分法.最后排在周六和周日两天,有A
2
种 排法,∴C
7
×
2
×A
2

2
=140种 .
A
2
A
2
22
3
法二:先从7人中选取3人排在 周六,共有C
3
7
种排法.再从剩余4人中选取3人排在周日,
33
共有C
3
4
种排法,∴共有C
7
×C
4
=140种 .答案:140
24.(2010浙江,10)有4位同学在同一天的上、下午参加“身高与体重”、 “立定跳远”、
“肺活量”、“握力”、“台阶”五个项目的测试,每位同学上、下午各测试一个项目, 且
4 6


不重复.若上午不测“握力”项目,下午不测“台阶”项目,其余 项目上、下午都各测试一
人.则不同的安排方式共有________种(用数字作答).
解析:上午测试安排有A
4
4
种方法,下午测试分为:
(1)若上午测试“台阶”的同学下午测试“握力”,其余三位同学有2种方法测试;
(2) 若上午测试“台阶”的同学下午不测试“握力”,则有C
1
3
种方法选择,其余三位同 学选
1
C
1
=9种, 1人测试“握力”有C
1
3
种方法,其余两位只有一种方法,则共有C
3
·
3
因此测试方法共有A
4
(2+9)=264种.答案:264
4
·
25.(2009·辽宁, 5)从5名男医生、4名女医生中选3名医生组成一个医疗小分队,要求其
中男、女医生都有,则不同的 组队方案共有( )
A.70种 B.80种 C.100种 D.140种
112
解析:分恰有2名男医生和恰有1名男医生两类,从而组队方案共有:C
2
5
×C
4
+C
5
×C
4
=70
种.答案:A
26.(2013重庆,5)从3名骨科、4名脑外科和5名内科医生中选派5 人组成一个抗震救灾
医疗小组,则骨科、脑外科和内科医生都至少有1人的选派方法种数是______ __(用数字作
答).
解析:本题考查排列组合问题,意在考查考生的思维能力.直接法分类 ,3名骨科,内科、
脑外科各1名;3名脑外科,骨科、内科各1名;3名内科,骨科、脑外科各1名; 内科、
脑外科各2名,骨科1名;骨科、内科各2名,脑外科1名;骨科、脑外科各2名,内科1
1
·
3
C
1
·
13
C
1
·12
C
2
·
12
C
2
·
12
C
2
·
1
名.所以选派种数为C
3
C
4
C
1
3
·
5
+C
4
·
3
C
5
+C
5
·
3
C
4
+C
4
·5
C
3
+C
3
·
5
C
4
+C
3
·
4
C
5
=590.
答案:590
27.(2012新课标全国,5)将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参
加社 会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有( )
A.12种 B.10种 C.9种 D.8种
解析:先安排1名教师和2名学生到 甲地,再将剩下的1名教师和2名学生安排到乙地,共
2
有C
1
2
C
4
=12种安排方案.答案:A






5 6


二、二项式定理
1、(2016年北京高考) 在
(12x)
的展开式中,
x
2
的系数为___________ _______.(用数
字作答)
【答案】60.
2、(2016年山东高考)若(ax
2
+
【答案】-2
6
1

5
的展开式中x
5
的系数是—80,则实数a=______ _.
x
2

3、(2016年上海高考)在

3
x

的二项式中,所有项的二项式系数之和为256,则常
x

数项等于_________
【答案】112
4、(2016年四川高考)设i为虚数单 位,则
(xi)
的展开式中含x
4
的项为( )
(A)-15x
4
(B)15x
4
(C)-20i x
4
(D)20i x
4

【答案】A
6
n

5、(2016年天津高考)
(x
2
)< br>8
的展开式中x
2
的系数为__________.(用数字作答)
【答案】
56

6、(2016年全国I高考)
(2x
案)
【答案】
10


1
x
x)
5
的展开式中,x
3
的系数是 .(用数字填写答
6 6

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