专题15 排列组合(6大易错点分析+解题模板+举一反三+易错题通关)-备战2024年高考数学考试易错

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资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】专题15排列组合易错点一:相邻与不相邻问题处理方法不当致误(相邻问题)相邻问题技巧总结相邻问题1、思路:对于相邻问题,一般采用“捆绑法”解决,即将相邻的元素看做是一个整体,在于其他元素放在一起考虑.如果设计到顺序,则还应考虑相邻元素的顺序问题,再与其他元素放在一起进行计算.2、解题步骤:第一步:把相邻元素看作一个整体(捆绑法),求出排列种数第二步:求出其余元素的排列种数第三步:求出总的排列种数易错提醒:排列组合实际问题主要有相邻问题和不相邻问题。(1)相邻问题捆绑法(把相邻的若干个特殊元素“捆绑”为一个大元素,然后再与其余“普通元素”全排列,最后再“松绑”,将特殊元素在这些位置上全排列);(2)不相邻(相间)问题插空法(某些元素不能相邻或某些元素要在某特殊位置时可采用插空法,即先安排好没有限制条件的元素,然后再把有限制条件的元素按要求插入排好的元素之间);例、现有8个人排成一排照相,其中甲、乙、丙3人不能相邻的排法有()资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.3565AA种B.863863AAA种C.3353AA种D.8486AA种易错分析:本题易出现的错误是把“甲、乙、丙3人不能相邻”理解为“甲、乙、丙3人互不相邻”的情况,使结果中遗漏甲、乙、丙3人中有两人相邻的情况.正解:在8个人全排列的方法数中减去甲、乙、丙全相邻的方法数,就得到甲、乙、丙3人不相邻的方法数,即863863AAA,故选B.易错警示:处理相邻问题的基本方法是“捆绑法”,即把相邻的若干个特殊元素“捆绑”为一个元素,然后与其余元素全排列,最后“松绑”,将特殊元素在这些位置上全排列.处理不相邻问题的基本方法是“插空法”,即先安排好没有限制条件的元素,然后把有限制条件的元素变式1:加工某种产品需要5道工序,分别为A,B,C,D,E,其中工序A,B必须相邻,工序C,D不能相邻,那么有()种加工方法.A.24B.32C.48D.64解:工序A,B必须相邻,可看作一个整体,工序C,D不能相邻,所以先对AB,E工序进行排序,有222A种方法,AB内部排序,有222A种方法,排好之后有三个空可以把工序C,D插入,共236A种情况,所以一共有22624种可能性故选:A变式2:中国航天工业迅速发展,取得了辉煌的成就,使我国跻身世界航天大国的行列.中国的目标是到2030年成为主要的太空大国.它通过访问月球,发射火星探测器以及建造自己的空间站,扩大了太空计划.在航天员进行的一项太空实验中,要先后实施6个程序,其中程序A只能出现在第一步或最后一步,程序B和C实施时必须相邻,请问实验顺序的编排方法共有()A.24种B.48种C.96种D.144种解:首先将程序B和C捆绑在一起,再和除程序A之外的3个程序进行全排列,最后将程序A排在第一步或最后一步,根据分步计数原理可得241242224296AAA种.故选:C变式3:为推动党史学习教育各项工作扎实开展,营造“学党史、悟思想、办实事、开新局”的浓厚氛围,某校党委计划将中心组学习、专题报告会、党员活动日、主题班会、主题团日这五种活动分5个阶段安排,以推动党史学习教育工作的进行,若主题班会、主题团日这两个阶段相邻,且中心组学习必须安排在前两阶段并与党员活动日不相邻,则不同的安排方案共有()A.10种B.12种C.16种D.24种解:如果中心组学习在第一阶段,主题班会、主题团日在第二、三阶段,则其它活动有2种方法;主题班资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】会、主题团日在第三、四阶段,则其它活动有1种方法;主题班会、主题团日在第四、五阶段,则其它活动有1种方法,则此时共有22(211)8A种方法;如果中心组学习在第二阶段,则第一阶段只有1种方法,后面的三个阶段有222A种方法.综合得不同的安排方案共有10种.故选:A1.2023年杭州亚运会期间,甲、乙、丙3名运动员与5名志愿者站成一排拍照留念,若甲与乙相邻、丙不排在两端,则不同的排法种数有()A.1120B.7200C.8640D.14400【答案】B【分析】相邻问题用捆绑法看成一个整体,丙不排在两端可先排好其他人后再排丙.【详解】甲与乙相邻有22A种不同的排法,将甲与乙看作是一个整体,与除丙外的5人排好,有66A种不同的排法,再将丙排入隔开的不在两端的5个空中,有15C种不同的排法,所以共有261265AAC=7200种不同的排法.故选:B.2.六名同学暑期相约去都江堰采风观景,结束后六名同学排成一排照相留念,若甲与乙相邻,丙与丁不相邻,则不同的排法共有()A.48种B.72种C.120种D.144种【答案】D【分析】甲和乙相邻利用捆绑法,丙和丁不相邻用插空法,即先捆甲和乙,再与丙和丁外的两人共“3人”排列,再插空排丙和丁.【详解】甲和乙相邻,捆绑在一起有22A种,再与丙和丁外的两人排列有33A种,再排丙和丁有24A种,故共有232234AAA144种排法.故选:D.3.把二项式81xx的所有展开项重新排列,记有理项都相邻的概率为p,有理项两两不相邻的概率为q,资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则pq()A.5B.15C.4D.14【答案】A【分析】根据二项式的展开公式可得有5项有理项,4项无理项,从而可得p、q的值,再代入求解即可得答案.【详解】解:38421881CCrrrrrrTxxx,其中08r,rN,当0,2,4,6,8r时为有理项,故有5项有理项,4项无理项,故555599AAAp,454599AAAq,故55554545AA5AApq.故选:A.4.A,B,C,D,E,F六人站成一排,满足A,B相邻,C,D不相邻的不同站法的种数为()A.48B.96C.144D.288【答案】C【分析】根据相邻捆绑法和不相邻问题插空法即可由排列数计算求解.【详解】由于A,B相邻,所以先将A,B看作一个整体捆绑起来与E,F进行全排列,然后将C,D插入到已排好队的两两之间以及首尾的空隙中即可,故共有322324AAA144,故选:C5.2023年5月21日,中国羽毛球队在2023年苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛决赛中以总比分3:0战胜韩国队,实现苏迪曼杯三连冠.甲、乙、丙、丁、戊五名球迷赛后在现场合影留念,其中甲、乙均不能站左端,且甲、丙必须相邻,则不同的站法共有()A.18种B.24种C.30种D.36种【答案】C【分析】分别计算丙站在左端时和丙不站在左端时的情况,即可得到答案.【详解】当丙站在左端时,甲、丙必须相邻,其余人全排列,有33A6种站法;当丙不站在左端时,从丁、戊两人选一人站左边,再将甲、丙捆绑,与余下的两人全排,有123223AAA24种站法,资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】所以一共有62430种不同的站法.故选:C6.为配合垃圾分类在学校的全面展开,某学校举办了一次垃圾分类知识比赛活动.高一、高二、高三年级分别有1名、2名、3名同学获一等奖.若将上述获一等奖的6名同学排成一排合影,要求同年级同学排在一起,则不同的排法共有()A.18种B.36种C.72种D.144种【答案】C【分析】根据相邻问题捆绑法即可由全排列求解.【详解】由题意可得12331233AAAA72,故选:C7.甲、乙两个家庭周末到附近景区游玩,其中甲家庭有2个大人和2个小孩,乙家庭有2个大人和3个小孩,他们9人在景区门口站成一排照相,要求每个家庭的成员要站在一起,且同一家庭的大人不能相邻,则所有不同站法的种数为()A.144B.864C.1728D.2880【答案】C【分析】利用捆绑以及插空法求得正确答案.【详解】甲家庭的站法有2223AA12种,乙家庭的站法有3234AA72种,最后将两个家庭的整体全排列,有22A2种站法,则所有不同站法的种数为127221728.故选:C8.某驾校6名学员站成一排拍照留念,要求学员A和B不相邻,则不同的排法共有()A.120种B.240种C.360种D.480种【答案】D【分析】正难则反,首先我们可以求出6名学员随机站成一排的全排列数即66A,然后求学员A和B相邻的排列数,两数相减即可.【详解】一方面:若要求学员A和B相邻,则可以将学员A和B捆绑作为一个“元素”,此时一共有5个元素,但注意到学员A和B可以互换位置,所以学员A和B相邻一共有2525AA2154321240种排法.另一方面:6名学员随机站成一排的全排列数为66A654321720种排法.资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】结合以上两方面:学员A和B不相邻的不同的排法共有625625AAA720240480种排法.故选:D.9.某高铁动车检修基地库房内有AE共5条并行的停车轨道线,每条轨道线只能停一列车,现有动车01,02、高铁01,02,03共五列车入库检修,若已知两列动车安排在相邻轨道,则动车01停放在A道的概率为()A.14B.15C.18D.110【答案】C【分析】根据条件概型以及排列数的计算求得正确答案.【详解】记M“两动车相邻”,N“动车01停在A道”,则332424A1AA8nMNPNMnM.故选:C10.班长邀请,,,ABCD四位同学参加圆桌会议.如图,班长坐在⑤号座位,四位同学随机坐在①②③④四个座位,则,AB两位同学座位相邻的概率是()A.12B.13C.14D.23【答案】A【分析】先计算出,,,ABCD四位同学参加圆桌会议的情况数,再计算出,AB两位同学座位相邻的情况,从而计算出概率.【详解】,,,ABCD四位同学参加圆桌会议,共有44A24种情况,其中,AB两位同学可坐在①②,②③,③④三个位置,并可进行互换位置,有223A6种情况,,CD两位同学坐在其余两个位置,且可互换,有22A2种情况,故,AB两位同学座位相邻的情况有6212种情况,所以,AB两位同学座位相邻的概率为121242.资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故选:A11.将3名男生,2名女生排成一排,要求男生甲必须站在中间,2名女生必须相邻的排法种数有()A.4种B.8种C.12种D.48种【答案】B【分析】根据分步乘法原理结合排列数求解即可.【详解】先让甲站好中间位置,再让2名女生相邻有两种选法,最后再排剩余的2名男生,根据分步乘法原理得,有22222AA8种不同的排法.故选:B12.5名同学排成一排,其中甲、乙、丙三人必须排在一起的不同排法有()A.70种B.72种C.36种D.12种【答案】C【分析】相邻问题用捆绑法即可得解.【详解】甲、乙、丙先排好后视为一个整体与其他2个同学进行排列,则共有3333AA36种排法.故选:C13.现有2名男生和3名女生,在下列不同条件下进行排列,则()A.排成前后两排,前排3人后排2人的排法共有120种B.全体排成一排,女生必须站在一起的排法共有36种C.全体排成一排,男生互不相邻的排法共有72种D.全体排成一排,甲不站排头,乙不站排尾的排法共有72种【答案】ABC【分析】根据题意,利用排列数公式,以及捆绑法、插空法,以及分类讨论,结合分类计数原理,逐项判定,即可求解.【详解】由题意知,现有2名男生和3名女生,对于A中,排成前后两排,前排3人后排2人,则有3252AA120种排法,所以A正确;对于B中,全体排成一排,女生必须站在一起,则有3333AA36种排法,所以B正确;对于C中,全体排成一排,男生互不相邻,则有3234AA72种排法,所以C正确;对于D中,全体排成一排,甲不站排头,乙不站排尾资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】可分为两类:(1)当甲站在中间的三个位置中的一个位置时,有13A3种排法,此时乙有13A3种排法,共有113333AAA54种排法;(2)当甲站在排尾时,甲只有一种排法,此时乙有14A4种排法,共有1343AA24种排法,综上可得,共有542478种不同的排法,所以D错误.故选:AB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