用数学模型巧解排列组合问题

温柔似野鬼°
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2021年01月10日 15:07
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2021年1月10日发(作者:郗纯)




用数学模型巧解排列组合问题
知识归纳: 分类计数,分步计数两个原理是解决排列、组合问题的基本方法,利用该两个原理
及课堂中学习的常规解 法如:特殊元素、特殊位置、插空法、捆绑法等解决某些问题总觉的较
难或者解答较繁.针对该现象本文 列举几例介绍解排列组合问题的非常规解题思路
一、构建方程模型
例1 上一个有10级台阶的楼梯,每步可上一级或两级,共有多少种上台阶的方
法?


二、构建立体几何模型
例2 如图1中A,B,C,D为海上四个岛,
要建三座桥,将这四个小岛连接起来,
则不同的建桥方案共有( )
A.8种 B.12种 C.16种 D.20种


三、构建隔板模型


例3 把20个相同的球全部装入编号分 别为1,2,3的三个盒子中,要求每个
盒子中的球数不小于其编号数,则共有 种不同的放法。



四、构建油箱模型
例4 若集合
A
1

A
2
满足
A
1

A
2
A
,则称
(
A
1
,
A
2
)
为集合
A
的一个分拆,并规
定:当且仅当
A
1
A
2
时,
(A
1
,A
2
)

(A< br>2
,A
1
)
为集合的同一种分拆,则集合
1



A

a
1
,a
2
,a
3

的不同分拆种数为 。


变式练习
1. 袋中有5分硬币23个,1角硬币10个,如果从袋中取出2元钱,有多少种取法?


2.
2. 期中安排考试科目9门,语文要在数学之前考,有多少种不同的安排顺序?
.


3. 我们班里有43位同学,从中任抽5人,正、副班长、团支部书记至少有一人在内的抽法有
多少种?



练习4、某人射击8枪,命中4枪,那么命中的4枪中恰有3枪是连中的情形有几种?


练习5、一排8个座位,3人去坐,每人两边至少有一个空座的坐法有多少种?


练习6、马路上有编号为1,2,3,……10的十只路灯,为节约电而不影响照明,可以把 其中的
三只路灯关掉,但不能同时关掉相邻的两只或三只,也不能关掉马路两端的灯,问满足条件的关灯方法有多少种?



练习7、A、B、C、D、E五人站成一排 ,如果B必须站在A的右边,那么不同的站法有多少
种?



练习8、 某电路有5个串联的电子元件,求发生故障的不同情形数目?


2




小结:解决排列组合应用题的一些解题技巧,具体 有插入法,捆绑法,转化法,剩余法,对等
法,排异法;对于不同的题目,根据它们的条件,我们就可以 选取不同的技巧来解决问题。对
于一些比较复杂的问题,我们可以将几种技巧结合起来应用,便于我们迅 速准确地解题。在这
些技巧中所涉及到的数学思想方法,例如:分类讨论思想,变换思想,特殊化思想等 等,要在
应用中注意掌握。
学案2离散型随机变量的分布列
1.在一个盒子中, 放有大小相同的红、白、黄三个小球,现从中任意摸出一球,若
是红球记1分,白球记2分,黄球记3分 .现从这个盒子中,有放回地先后摸出两
球,所得分数分别记为
x

y
,设
O
为坐标原点,点
P
的坐标为
(x2,xy)
, 记

2
(I)求随机变量

的最大值,并求事件“

取得最大值”的概率;

OP

(Ⅱ)求随机变量

的分布列和数学期望.










2.某电视台举办有奖竞答活动,活动规则如下:①每人最多答4个小题;②答题过
程中,若答 对则继续答题,答错则停止答题;③答对每个小题可得1 0分,答错得
0分.甲、乙两人参加了此次竞 答活动,且相互之间没有影响.已知甲答对每个题
12
的概率为,乙答对每个题的概为.
33
( I )设甲的最后得分为X,求X的分布列和数学期望;(Ⅱ)求甲、乙最后得分之
和为20分的概率.







3



3.某次考试中,从甲,乙两个班各抽取10名学生的成绩进行统计分析,两 班10名
学生成绩的茎叶图如图所示,成绩不小于90分为及格.


(I)从每班抽取的学生中各抽取一人,求至少有一人
及格的概率;
(Ⅱ)从甲班l 0人中取两人,乙班l0人中取一人,
三人中及格人数记为X,求X的分布列和期望.
















4.中国航母“辽宁舰”是中国第一艘航母,“ 辽宁”号以4台蒸汽轮机为动力,为
保证航母的动力安全性,科学家对蒸汽轮机进行了170余项技术改 进,增加了某项
新技术,该项新技术要进入试用阶段前必须对其中的三项不同指标甲、乙、丙进行
通过量化检测.假如该项新技术的指标甲、乙、丙独立通过检测合格的概率分别为
321
、、 。指标甲、乙、丙合格分别记为4分、2分、4分;若某项指标不合
432
格,则该项指标记0 分,各项指标检测结果互不影响.
(I)求该项技术量化得分不低于8分的概率;
(II)记该项新技术的三个指标中被检测合格的指标个数为随机变量X,求X的分
布列与数学期望.






4


< br>5.生产A,B两种元件,其质量按测试指标划分为:指标大于或等于82为正品,小
于82为次 品,现随机抽取这两种元件各100件进行检测,检测结果统计如下:
测试指标

70,76



70,82



82,88



88,94



94,100















元件A 8 12 40 32 8
元件B 7 18 40 29 6
(1)试分别估计元件A,元件B为正品的概率;
(2)生产一件元件A,若是正品可盈利8 0元,若是次品则亏损10元;生产一
件元件B,若是正品可盈利100元,若是次品则亏损20元,在 (Ⅰ)的前
提下。
(i)求生产5件元件B所获得的利润不少于280元的概率;
(ii)记X为生产1件元件A和1件元件B所得的总利润,求随机变量X的分
布列和数学期望。 < br>6.某学生参加某高校的自主招生考试,须依次参加
A

B

C

D

E
五项考试,
如果前四
项中有两项不合 格或第五项不合格,则该考生就被淘汰,考试即结束;考生未被淘
汰时,一定继续参加后面的考试。已知 每一项测试都是相互独立的,该生参加
A

12
B

C
D
四项考试不合格的概率均为,参加第五项不合格的概率为(1)求该生
23< br>被录取的概率;(2)记该生参加考试的项数为
X
,求
X
的分布列和期 望.


5

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