高考数学课本回归 (2-3)

余年寄山水
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2020年10月17日 10:32
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党课材料-生物教学反思

2020年10月17日发(作者:梁玉龙)


高中数学课本回归(2-3)

第一章 计数原理

第二章 概率
一、基础知识
1.加法原理:做一件事有n类办法,在第1类办 法中有m
1
种不同的方法,在第2类办法中有m
2
种不同的
方法,„ „,在第n类办法中有m
n
种不同的方法,那么完成这件事一共有N=m
1
+ m
2
+„+m
n
种不同的方法。
2.乘法原理:做一件事,完成它 需要分n个步骤,第1步有m
1
种不同的方法,第2步有m
2
种不同的方法, „„,
第n步有m
n
种不同的方法,那么完成这件事共有N=m
1
× m
2
ׄ×m
n
种不同的方法。
3.排列与排列数:从n个不同元 素中,任取m(m≢n)个元素,按照一定顺序排成一列,叫做从n个不同元
素中取出m个元素的一个排 列,从n个不同元素中取出m个(m≢n)元素的所有排列个数,叫做从n个不同
元素中取出m个元素的 排列数,用
A
n
m
表示,
A
n
m
=n(n -1)„(n-m+1)=
n!
(nm)!
,其中m,n∈N,m≢n,
注:一般地
A
n
0
=1,0!=1,
A
n
n
=n!。
A
n
n
n
4.N个不同元素的圆周排列数为=(n-1)!。 5.组合与组合数:一般地,从n个不同元素中,任取m(m≢n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中 取
出m个元素的一个组合,即从n个不同元素中不计顺序地取出m个构成原集合的一个子集。从n个不同 元
素中取出m(m≢n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用< br>C
n
表示:
C
n

m
m
n(n 1)

(nm1)
m!

n!
m!(nm)!
.

n
mnmmmn1
6.【了解】组合数的基本性质:(1)
C
n
C
n
;(2)
C
n1
C
n< br>C
n
;(3)
C
n1
C
n
;(4)< br>k1k
k
n
C
0
n
C

C
1
n
n
n


C
k0
k
n
n
2
;(5)
C
k
C
k1
 C
km
C
km1
;(6)
C
n
C
k
C
nm

kkkk1kmnk
7.定理1:不定方程 x
1
+x
2
+„+x
n
=r的正整数解的个数为
C
r
n


1
1

[证明]将r个相同的 小球装入n个不同的盒子的装法构成的集合为A,不定方程x
1
+x
2
+„+ x
n
=r的正整数解
构成的集合为B,A的每个装法对应B的唯一一个解,因而构成映 射,不同的装法对应的解也不同,因此
为单射。反之B中每一个解(x
1
,x
2
,„,x
n
),将x
i
作为第i个盒子中球的个数,i=1,2, „,n,便得到A的一
个装法,因此为满射,所以是一一映射,将r个小球从左到右排成一列,每种装法 相当于从r-1个空格中
选n-1个,将球分n份,共有
C
r1
种。故定理 得证。
推论1 不定方程x
1
+x
2
+„+x
n
=r的非负整数解的个数为
C
nr1
.

推论2 从n个不 同元素中任取m个允许元素重复出现的组合叫做n个不同元素的m可重组合,其组合数

Cnm1
.

0n1n12n22rnrrnn
n
8. 二项式定理:若n∈N
+
,则(a+b)=
C
n
aC
n< br>abC
n
abC
n
abC
n
b
.其中第r+1
m
r
n1
项T
r+1
=
C
n
a
rnr
b,C
n
叫二项式系数。
数学选修2—1第 1 页 共 12 页
rr


9.随机事件:在一 定条件下可能发生也可能不发生的事件叫随机事件。在大量重复进行同一试验时,事
件A发生的频率≢p(A)≢1.
10.等可能事件的概率,如果一次试验中共有n种等可能出现的结果,其中事 件A包含的结果有m种,那
么事件A的概率为p(A)=
m
n
.
< br>m
n
总是接近于某个常数,在它附近摆动,这个常数叫做事件A发生的概率,记作p(A ),0
11.互斥事件:不可能同时发生的两个事件,叫做互斥事件,也叫不相容事件。如果事件A1
,A
2
,„,A
n
彼此互斥,那么A
1
,A
2
,„,A
n
中至少有一个发生的概率为
p(A
1
+A
2
+„+A
n
)= p(A
1
)+p(A
2
)+„+p(A
n
).
1 2.对立事件:事件A,B为互斥事件,且必有一个发生,则A,B叫对立事件,记A的对立事件为
A< br>。由
定义知p(A)+p(
A
)=1.
13.相互独立事件:事件A (或B)是否发生对事件B(或A)发生的概率没有影响,这样的两个事件叫做
相互独立事件。
14.相互独立事件同时发生的概率:两个相互独立事件同时发生的概率,等于每个事件发生的概率的积。即p(A•B)=p(A)•p(B).若事件A
1
,A
2
,„,An
相互独立,那么这n个事件同时发生的概率为p(A
1
•A
2
• „
•A
n
)=p(A
1
)•p(A
2
)• „ •p(A
n
).
15.独立重复试验:若n次重复试验中,每次试验结果的概率 都不依赖于其他各次试验的结果,则称这n次试
验是独立的.
16.独立重复试验的概率:如 果在一次试验中,某事件发生的概率为p,那么在n次独立重复试验中,这个事件
恰好发生k次的概率为 p
n
(k)=
C
n
•p(1-p).
17.离散型随机为 量的分布列:如果随机试验的结果可以用一个变量来表示,那么这样的变量叫随机变量,
例如一次射击命 中的环数ξ就是一个随机变量,ξ可以取的值有0,1,2,„,10。如果随机变量的可能取值
可以一 一列出,这样的随机变量叫离散型随机变量。
一般地,设离散型随机变量ξ可能取的值为x
1
,x
2
,„,x
i
,„,ξ取每一个值x
i
(i= 1,2,„)的概率p(ξ
=x
i
)=p
i
,则称表
ξ
p
x
1

p
1

x
2

p
2

x
3

p
3



x
i

p
i


k
kn-k
为随机变量ξ的概率分布,简称ξ的分布列,称Eξ=x
1
p
1
+x
2
p
2
+„+x
n
p
n< br>+„为ξ的数学期望或平均值、均值、
简称期望,称Dξ=(x
1
-Eξ)2• p
1
+(x
2
-Eξ)2•p
2
+„+(x
n-Eξ)2p
n
+„为ξ的均方差,简称方差。
D

叫随机变量ξ的标准差。
18.二项分布:如果在一次试验中某事件发生的概率是p,那么在n次独立重 复试验中,这个事件恰好发
kknk
生k次的概率为p(ξ=k)=
C
n< br>pq
, ξ的分布列为
ξ
p
0
0
C
n
pq

0n1
1
C
n
pq
1n1



k
x
i

C
n
pq
knk



N
C
n
p

nn
此时称ξ服从二项分布,记作ξ~B(n,p).若ξ~B(n,p),则Eξ=np,Dξ=npq,以上 q=1-p.
19.几何分布:在独立重复试验中,某事件第一次发生时所做试验的次数ξ也是一个随 机变量,若在一次
试验中该事件发生的概率为p,则p(ξ=k)=q
k-1
p(k= 1,2,„),ξ的分布服从几何分布,Eξ=
1
p
,Dξ
数学选修2—1第 2 页 共 12 页


=
q
p
2
(q=1-p).
二、基础例题【必会】
1.乘法原理。
例1 有2n个人参加收发电报培训,每两个人结为一对互发互收,有多少种不同的结对方式?
[解] 将 整个结对过程分n步,第一步,考虑其中任意一个人的配对者,有2n-1种选则;这一对结好后,
再从 余下的2n-2人中任意确定一个。第二步考虑他的配对者,有2n-3种选择,„„这样一直进行下去,
经n步恰好结n对,由乘法原理,不同的结对方式有
(2n-1)×(2n-3)ׄ×3×1=
2.加法原理。
例2 图13-1所示中没有电流通过电流表,其原因仅因为电阻断路的可能性共有几种?
[解] 断路共 分4类:1)一个电阻断路,有1种可能,只能是R
4
;2)有2个电阻断路,有
C< br>4
2
-1=5种可
能;3)3个电阻断路,有
C
4
3
=4种;4)有4个电阻断路,有1种。从而一共有1+5+4+1=11种可能。
3.插空法。
例3 10个节目中有6个演唱4个舞蹈,要求每两个舞蹈之间至少安排一个 演唱,有多少种不同的安排节
目演出顺序的方式?
6
[解] 先将6个演唱节目任 意排成一列有
A
6
种排法,再从演唱节目之间和前后一共7个位置中选出4个
(2n)!
2(n!)
n
.

464
安排舞蹈有
A
7
种方法,故共有
A
6
A
7
=604800种 方式。
4.映射法。
例4 如果从1,2,„,14中,按从小到大的顺序取出a
1
,a
2
,a
3
使同时满足:a
2
-a
1
≣3,a
3
-a
2
≣3,那么所
有符合要求的不同取法有 多少种?
[解] 设S={1,2,„,14},
S'
={1,2,„,10}; T={(a
1
,a
2
,a
3
)| a
1
, a
2
,a
3
∈S,a
2
-a
1
≣3,a< br>3
-a
2

3},
T'
'
={(
'
a
1
,a
2
,a
3
'''
)
'< br>∈
S'|a
1
,a
2
,a
3
S',a1
a
2
a
3
''''''
},若
(a1
,a
2
,a
3
)T'
'''
,令
a
1
a
1
,a
2
a
2
2,a
3
a
3
4
,则(a
1
,a
2
,a< br>3
)∈T,这样就建立了从
T'
到T的映射,它显然是单射,其次
'' ''''
若(a
1
,a
2
,a
3
)∈T,令
a
1
a
1
,a
2
a
2
2,a3
a
3
4
,则
(a
1
,a
2,a
3
)T'
,从而此映射也是满射,因此是
3
一一映射,所 以|T|=
|T'|C
10
=120,所以不同取法有120种。
5.贡献法。
例5 已知集合A={1,2,3,„,10},求A的所有非空子集的元素个数之和。
[解] 设所求的 和为x,因为A的每个元素a,含a的A的子集有2
9
个,所以a对x的贡献为2
9< br>,又|A|=10。
所以x=10×2
9
.
k
[另解] A的k元子集共有
C
10
个,k=1,2,„,10,因此,A的子集的元素个数之和 为
C
10
2C
10
10C
10
10(C
9
C
9
C
9
)
10×2。
1210019
9
6.容斥原理。
例6 由数字1,2,3组成n位数( n≣3),且在n位数中,1,2,3每一个至少出现1次,问:这样的n
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位数有多少个?
[解] 用I表示由1,2,3组成的n位 数集合,则|I|=3,用A,A,A分别表示不含1,不含2,不含3
n
的由1,2,3组成 的n位数的集合,则|A
1
|=|A
2
|=|A
3
|=2, |A
1

A
2
|=|A
2

A
3
|=|A
1

A
3
|=1。|A
1
A
2

A
3
|=0。
3
n123
所 以由容斥原理|A
1

A
2

A
3
|=< br>
|A
i
|

i1

|A
ij
i

A
j
|

|A
1

A
2

A
3
|
=3×2-3.所以满足条件的n位
n
数有|I|-|A
1

A
2

A
3|=3
n
-3×2
n
+3个。
7.递推方法。
例7 用1,2,3三个数字来构造n位数,但不允许有两个紧挨着的1出现在n位数中,问:能构造出多
少个 这样的n位数?
[解] 设能构造a
n
个符合要求的n位数,则a
1=3,由乘法原理知a
2
=3×3-1=8.当n≣3时:1)如果n位数
的第一 个数字是2或3,那么这样的n位数有2a
n-1
;2)如果n位数的第一个数字是1,那么第 二位只能是
2或3,这样的n位数有2a
n-2
,所以a
n
=2(a
n-1
+a
n-2
)(n≣3).这里数列{a
n
}的特征 方程为x
2
=2x+2,它的两根为
nn
x
1
=1+
3
,x
2
=1-
3
,故a
n
=c
1(1+
3
)+ c
2
(1+
3
),由a
1=3,a
2
=8得
c
1

2
23
3
,c
2

32
23
,所以
a
n

1
43
[(13)
n2
(13)
n2
].

8.算两次。
例8 m,n,r∈N
+
,证明:
C
nm
C
n
C
m
C
n
C
m
r0r1r1
C
n
C
m
r
2r2


C
n
C
m
.

r0
[证明] 从n位太太与m位先生中选出r位的方法有
C
nm
种;另一方面,从这n+m人中选出k位太太与
krk
r-k位先生的方法有
C< br>n
C
m
种,k=0,1,„,r。所以从这n+m人中选出r位的方法有
C
n
C
m
C
n
C
m
0r1r1

C
n
C
m
种。综合两个方面,即得①式。
r0
9.母函数。
例9 一副三色牌共有32张,红、黄、蓝各10张,编号为1 ,2,„,10,另有大、小王各一张,编号均
为0。从这副牌中任取若干张牌,按如下规则计算分值: 每张编号为k的牌计为2
k
分,若它们的分值之和
为2004,则称这些牌为一个“好 牌”组,求好牌组的个数。
[解] 对于n∈{1,2,„,2004},用a
n
表示分值之和为n的牌组的数目,则a
n
等于函数f(x)=(1+
x
(1+
x
)••••„•(1+
x
2
10
2
0
) •
2
2
1
3
2
10
)的展开式中x的系数(约定| x|<1),由于f(x)=
2
11
3n
1
1x
[ (1 +
x
2
0
)(1+
x
2
1
)•„
•(1+
x
)]=
3
1
(1x)(1x)
3
( 1x)
=
3
1
(1x)(1x)
1
(1x)(1 x)
2
22
(1x
2
11
)

3< br>而0≢2004<2
11
,所以a
n
等于
2
的展开式 中x
n
的系数,又由于
1
(1x)(1x)
22
=1
1x
2

1
(1x)
2
=(1+x2
+x
3
+„+x2k+„)[1+2x+3x
2
+„+(2k +1)x
2k
+„],所以x
2k
在展开式
中的系数为a
2 k
=1+3+5++(2k+1)=(k+1)
2
,k=1,2,„,从而,所求的“ 好牌”组的个数为a
2004
=1003
2
=1006009.
数学选修2—1第 4 页 共 12 页


10.组合数
C
n
k
的性质。
例10 证明:
C
2
m
1
是奇数(k≣1).
[证明] C
2
m
1
=
k
k
(2
m
 1)(2
m
2)

(2
m
1k1)
12 

k
2
m

2
m
1222k< br>t



令i=
2
i
•p
i< br>(1≢i≢
12k
k
mm
k),p
i
为奇数,则i
i

2m2
2
t
i
t
i
p
i

2
mt
i
p
i
p
i
p
i
,它的分子、分母均为奇数,因
C
2
m
1< br>是整数,所以
它只能是若干奇数的积,即为奇数。
例11 对n≣2,证明:
2
n
C
2
n
n
4
n
.

[证明] 1)当n=2时,2
2
<
C
4
2
=6 <4
2
;2)假设n=k时,有2
k
<
C
2
kk
<4
k
,当n=k+1时,因为
C
2(k1)
< br>k1
[2(k1)]!
(k1)!(k1)!

2(2k 1)!
(k1)!k!
k+1

2(2k1)
k1
k
C
2k
.

k1
k

2
2(2k1)
k1
<4,所以2<
2C
2k
C
2(k 1)
4C
2k
4
kk1
.
所以结论对一切n≣2成立。
11.二项式定理的应用。
1

例12 若n∈N, n≣2,求证:
2

1

3.

n

n
[证明] 首先
1

111

012n
1CCC

C2,

nn nn
2n
n

n
nn


1
k!
1
2
n
其次因
n

C
n

k
1
n
2
k

1
n
2
n(n 1)

(nk1)
nk!


C
n

n
n
k

1
k(k1)
1
2

1
3

1
k1
1

1
k< br>
(k2)
1
n
1
n
,所以
1
 

1



n

2+
C< br>n

1
n
n
2
1
1


n1
33.
得证。
1
例13 证明:

C
n
m


k
h
C
k
h
C
n
m


(hmn).

1
k0
[证明] 首先,对于每个确定的k,等式左边的每一项都是两个组合数的 乘积,其中
C
nk
是(1+x)
n-k
的展
kk
C
k
是(1+y)的展开式中y的系数。开式中x
m-h
的系数。从而
C
nk

C
k
就是(1+x)
n-k
•(1+ y)
k
的展开式中x
m-h
y
h
mh
hmhh
的系数。
nn
mh
nk
于是,

C
k0
C
就是

(1x)
k0
h
k
nk
(1y)
展开式中xy的系数。
k
m-hh
数学选修2—1第 5 页 共 12 页


n 1
n
n1
k
n1
另一方面,

k0
n1
(1x)
nk
(1y)
k
=
(1x)
n1
(1y)
n1

C

k0
x< br>k

C
k0
k
n1
y
k
(1 x)(1y)xy
=
n1

C
k0
k
n1
x

k
xy
xy
kk
1
=
C
n
k
1
(x
k-1
+x
k-2
y+„+y
k-1
),上式中,x
m-h
y
h
项的 系数恰为
C
n
m



1
k0
n
1
所以

C
n
m


kh
C
k
h
C
n
m


.

1
k0
12.概率问题的解法。
例14 如果某批产品中有 a件次品和b件正品,采用有放回的抽样方式从中抽取n件产品,问:恰好有k
件是次品的概率是多少?
[解] 把k件产品进行编号,有放回抽n次,把可能的重复排列作为基本事件,总数为(a+b)( 即所有的可
能结果)。设事件A表示取出的n件产品中恰好有k件是次品,则事件A所包含的基本事件总 数为
C
n
k
•ab,
故所求的概率为p(A)=
C
n
ab
kknk
n
n
kn-k
(ab)
.
例15 将一枚硬币掷5次,正面朝上恰好一次的概率不为0,而且与正面朝上恰好两次的概率 相同,求恰
好三次正面朝上的概率。
[解] 设每次抛硬币正面朝上的概率为p,则掷5次 恰好有k次正面朝上的概率为
C
5
p
(1-p)(k=0,1,2,„,5) ,由题设
C
5
p(1p)C
5
p(1p)
,且0

p
kk
5-k
22314
1
3
,所 以恰好
40

1

2

有3次正面朝上的概率为
C



.

343

3

3

3
5
32
例16 甲、乙两个乒乓球运 动员进行乒乓球比赛,已知每一局甲胜的概率为0.6,乙胜的概率为0.4,比赛
时可以用三局二胜或 五局三胜制,问:在哪一种比赛制度下,甲获胜的可能性大?
[解] (1)如果采用三局两胜制,则 甲在下列两种情况下获胜:A
1
—2:0(甲净胜二局),A
2
—2:1(前
1
二局甲一胜一负,第三局甲胜). p(A
1
)=0.6×0.6=0.3 6,p(A
2
)=
C
2
×0.6×0.4×0.6=0.288.
因为A
1
与A
2
互斥,所以甲胜概率为p(A
1
+ A
2
)=0.648.
(2)如果采用五局三胜制,则甲在下列三种情况下获胜:B
1
—3:0(甲净胜3局),B
2
—3:1(前3局甲2
胜1负,第 四局甲胜),B
3
—3:2(前四局各胜2局,第五局甲胜)。因为B
1
,B
2
,B
2
互斥,所以甲胜概
率为p(B
1
+B2
+B
3
)=p(B
1
)+p(B
2
)+p( B
3
)=0.6
3
+
C
3
×0.6
2×0.4×0.6+
C
4
×0.6
2
×0.4
2
×0.6=0.68256.
由(1),(2)可知在五局三胜制下,甲获胜的可能性大。
例17 有A,B两个口袋,A袋中有6张卡片,其中1张写有0,2张写有1,3张写有2;B袋中 有7张卡
片,其中4张写有0,1张写有1,2张写有2。从A袋中取出1张卡片,B袋中取2张卡片, 共3张卡片。
求:(1)取出3张卡片都写0的概率;(2)取出的3张卡片数字之积是4的概率;(3 )取出的3张卡
片数字之积的数学期望。
[解](1)
p
C
1< br>C
4
C
6
C
7
1
12
2
2
2

1
21
;(2)
p
C
2
C
2
C
3
C
1
C
2
C
6
C
7
12
12111

4
63
;(3 )记ξ为取出的3张卡片的数
字之积,则ξ的分布为
ξ 0 2 4 8
数学选修2—1第 6 页 共 12 页


p

所以E

0
37
42
2
37
42
2
63

2
63
4
63
1
42

4
63

1
42

48
32
63
.

13.抽屉原理。
例1 设整数n≣4,a
1
,a
2
,„,a
n
是 区间(0,2n)内n个不同的整数,证明:存在集合{a
1
,a
2
,„,a
n
}的一个子集,
它的所有元素之和能被2n整除。
[证明] (1)若 n

{a
1
,a
2
,„,a
n
},则n个 不同的数属于n-1个集合{1,2n-1},{2,2n-2},„,{n-1,n+1}。
由抽屉原 理知其中必存在两个数a
i
,a
j
(i≠j)属于同一集合,从而a
i
+a
j
=2n被2n整除;
(2)若n∈{a
1
,a< br>2
,„,a
n
},不妨设a
n
=n,从a
1
,a
2
,„,a
n
-1
(n-1≣3)中任意取3个数a
i
, a
j
, a
k
(a
i
,j
< a
k
),则a< br>j
-a
i
与a
k
-a
i
中至少有一个不被n 整除,否则a
k
-a
i
=(a
k
-a
j
) +(a
j
-a
i
)≣2n,这与a
k
∈(0,2n)矛盾, 故a
1
,a
2
,„,a
n-1

必有两个数之差不 被n整除;不妨设a
1
与a
2
之差(a
2
-a
1< br>>0)不被n整除,考虑n个数
a
1
,a
2
,a
1< br>+a
2
,a
1
+a
2
+a
3
,„, a
1
+a
2
+„+a
n-1

ⅰ)若这n个数中 有一个被n整除,设此数等于k
n
,若k为偶数,则结论成立;若k为奇数,则加上a
n
=n
知结论成立。
ⅱ)若这n个数中没有一个被n整除,则它们除以n的余数只能 取1,2,„,n-1这n-1个值,由抽屉原理
知其中必有两个数除以n的余数相同,它们之差被n整 除,而a
2
-a
1
不被n整除,故这个差必为a
i
, a
j
, a
k-1
中若干个数之和,同ⅰ)可知结论成立。
14.极端原理。
例2 在n×n的方格表的每个小方格内写有一个非负整数,并且在某一 行和某一列的交叉点处如果写有0,
那么该行与该列所填的所有数之和不小于n。证明:表中所有数之和 不小于
1
2
n

2
[证明] 计算各行的和、各列的和 ,这2n个和中必有最小的,不妨设第m行的和最小,记和为k,则该行
中至少有n-k个0,这n- k个0所在的各列的和都不小于n-k,从而这n-k列的数的总和不小于(n-k)
2
,其余
各列的数的总和不小于k,从而表中所有数的总和不小于(n-k)+k≣
222
(n kk)
2
2

1
2
n.

2
15.不变量原理。
俗话说,变化的是现象,不变的是本质,某一事情反复地进行,寻找不变量是一种策略。
例3 设正整数n是奇数,在黑板上写下数1,2,„,2n,然后取其中任意两个数a,b,擦去这两个数,并
写上|a-b|。证明:最后留下的是一个奇数。
[证明] 设S是黑板上所有数的和,开始时和 数是S=1+2+„+2n=n(2n+1),这是一个奇数,因为|a-b|与a+b
有相同的奇偶性 ,故整个变化过程中S的奇偶性不变,故最后结果为奇数。
例4 数a
1
, a< br>2
,„,a
n
中每一个是1或-1,并且有S=a
1
a
2
a
3
a
4
+ a
2
a
3
a< br>4
a
5
+„+a
n
a
1
a
2
a
3
=0. 证明:4|n.
[证明] 如果把a
1
, a< br>2
,„,a
n
中任意一个a
i
换成-a
i
, 因为有4个循环相邻的项都改变符号,S模4并不改变,
开始时S=0,即S≡0,即S≡0(mod4 )。经有限次变号可将每个a
i
都变成1,而始终有S≡0(mod4),从而
有n≡ 0(mod4),所以4|n。
16.构造法。

例5 是否存在一个无穷正整 数数列a
1
,2
3
<„,使得对任意整数A,数列
{a
n
A}
n1
中仅有有限个素数。
[证明] 存 在。取a
n
=(n!)
3
即可。当A=0时,{a
n
}中没 有素数;当|A|≣2时,若n≣|A|,则a
n
+A均为|A|
的倍数且大于|A| ,不可能为素数;当A=±1时,a
n
±1=(n!±1)•[(n!)
2
± n!+1],当≣3时均为合数。从而
当A为整数时,{(n!)+A}中只有有限个素数。
例6 一个多面体共有偶数条棱,试证:可以在它的每条棱上标上一个箭头,使得对每个顶点,指向它 的
箭头数目是偶数。
[证明] 首先任意给每条棱一个箭头,如果此时对每个顶点,指向它 的箭头数均为偶数,则命题成立。若
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3

< p>
有某个顶点A,指向它的箭头数为奇数,则必存在另一个顶点B,指向它的箭头数也为奇数(因为棱 总数
为偶数),对于顶点A与B,总有一条由棱组成的“路径”连结它们,对该路径上的每条棱,改变它 们箭
头的方向,于是对于该路径上除A,B外的每个顶点,指向它的箭头数的奇偶性不变,而对顶点A, B,指
向它的箭头数变成了偶数。如果这时仍有顶点,指向它的箭头数为奇数,那么重复上述做法,又可 以减少
两个这样的顶点,由于多面体顶点数有限,经过有限次调整,总能使和是对每个顶点,指向它的箭 头数为
偶数。命题成立。
17.染色法。***【常考】
例7 能否在5×5方 格表内找到一条线路,它由某格中心出发,经过每个方格恰好一次,再回到出发点,
并且途中不经过任何 方格的顶点?
[解] 不可能。将方格表黑白相间染色,不妨设黑格为13个,白格为12个,如果 能实现,因黑白格交替
出现,黑白格数目应相等,得出矛盾,故不可能。
18.凸包的使用。
给定平面点集A,能盖住A的最小的凸图形,称为A的凸包。
例8 试证:任何不自交的五边形都位于它的某条边的同一侧。
[证明] 五边形的凸五包是凸五边形、凸 四边形或者是三角形,凸包的顶点中至少有3点是原五边形的顶
点。五边形共有5个顶点,故3个顶点中 必有两点是相邻顶点。连结这两点的边即为所求。
19.赋值方法。
例9 由2×2的方 格纸去掉一个方格余下的图形称为拐形,用这种拐形去覆盖5×7的方格板,每个拐形
恰覆盖3个方格, 可以重叠但不能超出方格板的边界,问:能否使方格板上每个方格被覆盖的层数都相同?
说明理由。
[解] 将5×7方格板的每一个小方格内填写数-2和1。如图18-1所示,每个拐形覆盖的三个 数之和为非
负。因而无论用多少个拐形覆盖多少次,盖住的所有数字之和都是非负的。另一方面,方格板 上数字的总
和为12×(-2)+23×1=-1,当被覆盖K层时,盖住的数字之和等于-K,这表明 不存在满足题中要求的覆盖。
-2
1
-2
1
-2
1
1
1
1
1
-2
1
-2
1
-2
1
1
1
1
1
-2
1
-2
1
-2
1
1
1
1
1
-2
1
-2
1
-2

20.图论方法。
例10 生产由六种颜色的纱线织成的双色布,在所生产的双色布中,每 种颜色的纱线至少与其他三种颜色
的纱线搭配过。证明:可以挑出三种不同的双色布,它们包含所有的颜 色。
[证明] 用点A
1
,A
2
,A
3
,A< br>4
,A
5
,A
6
表示六种颜色,若两种颜色的线搭配过,则在 相应的两点之间连
一条边。由已知,每个顶点至少连出三条边。命题等价于由这些边和点构成的图中有三 条边两两不相邻(即
无公共顶点)。因为每个顶点的次数≣3,所以可以找到两条边不相邻,设为A1
A
2
,A
3
A
4

(1)若A< br>5
与A
6
连有一条边,则A
1
A
2
,A3
A
4
,A
5
A
6
对应的三种双色布满足要求 。
(2)若A
5
与A
6
之间没有边相连,不妨设A
5和A
1
相连,A
2
与A
3
相连,若A
4
和A
6
相连,则A
1
A
2
,A
3
A4

A
5
A
6
对应的双色布满足要求;若A
4
与A
6
不相连,则A
6
与A
1
相连,A
2
与A
3
相连,A
1
A
5
,A
2
A
6
,A
3
A
4
对应的双色布满足要求。
综上,命题得证。
三、趋近高考【必懂】
1.(2010广东卷理)2010年广 州亚运会组委会要从小张、小赵、小李、小罗、小王五名志愿者中选派
四人分别从事翻译、导游、礼仪、 司机四项不同工作,若其中小张和小赵只能从事前两项工作,其余三人
均能从事这四项工作,则不同的选 派方案共有
A. 36种 B. 12种 C. 18种 D. 48种
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113
【解析】分两类:若小张或小赵入选,则有选法
C
2
若小张、小赵都入选,则有选法
A
2
2
A
3
2< br>12

C
2
A
3
24

共有选 法36种,选A.
2.(2009北京卷文)用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位偶数的个数为 ( )
A.8 B.24 C.48 D.120
【答案】C
w
【解析】本题主要考查排列组合知识以及分步计数原理知识. 属于基础知识、基本运算的考查.
1
2和4排在末位时,共有
A
2
2
种排法,
其 余三位数从余下的四个数中任取三个有
A
4
3
43224
种 排法,
于是由分步计数原理,符合题意的偶数共有
22448
(个).故选C.

3.(2010北京卷理)用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为( )
A.324 B.328 C.360 D.648
【答案】B
【解析】本题主要考查排列组合知识以及分类计数原理和分步计数原理知识. 属于基础知识、基本运算
的考查.
首先应考虑“0”是特殊元素,当0排在 末位时,有
A
9
2
9872
(个),
111
当0不排在末位时,有
A
4
A
8
A
8
488256
(个),
于是由分类计数原理,得符合题意的偶数共有
72256328
(个).故选B.
4.(2009全国卷Ⅱ文)甲、乙两人从4门课程中各选修2门,则甲、乙所选的课程中恰有1门相同的选法

(A)6种 (B)12种 (C)24种 (D)30种
答案:C
解析:本题考查分类与分步原理及组合公式的运用,可先求出所有两人各选修2 门的种数
C
4
C
4
=36,
再求出两人所选两门都相同和都 不同的种数均为
C
4
=6,故只恰好有1门相同的选法有24种 。
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
22
2
112
解: 分两类(1) 甲组中选出一名女生有
C
5
C
3
C
6< br>225
种选法;
211
(2) 乙组中选出一名女生有
C
5
C
6
C
2
120
种选法.故共有345种选法.选D
6.(2010湖北卷理)将甲、乙、丙、丁四名学生分 到三个不同的班,每个班至少分到一名学生,且甲、乙两
名学生不能分到同一个班,则不同分法的种数为
A.18

B.24

C.30

D.36

【答案】C
【 解析】用间接法解答:四名学生中有两名学生分在一个班的种数是
C
4
2
,顺 序有
A
3
3
种,而甲乙被分在同
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一个班的有
A
3
3
种,所以种数是
C
4
2
A
3
3
A
3
3
30

7.(2010四川卷文)2位男生和3位女生共5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. 60 B. 48 C. 42 D. 36
【答案】B
【解析】解法一、从3名女生中任取2人“捆”在一起记作A,(A共有
C
3
2
A
2
2
6
种不同排法),剩下
一 名女生记作B,两名男生分别记作甲、乙;则男生甲必须在A、B之间(若甲在A、B两端。则为使A、
B不相邻,只有把男生乙排在A、B之间,此时就不能满足男生甲不在两端的要求)此时共有6×2=12
种排法(A左B右和A右B左)最后再在排好的三个元素中选出四个位置插入乙,所以,共有12×4=48< br>种不同排法。
解法二;同解法一,从3名女生中任取2人“捆”在一起记作A,(A共有
C
3
2
A
2
2
6
种不同排法),剩
下 一名女生记作B,两名男生分别记作甲、乙;为使男生甲不在两端可分三类情况:
第一类:女生A、B 在两端,男生甲、乙在中间,共有
6A
2
2
A
2
2
=24种排法;
第二类:“捆绑”A和男生乙在两端,则中间女生B和男生甲只有一种排法,此时共有
6A
2
2
=12
种排法
第三类:女生B和男生乙在两端,同样中间“捆绑”A和男生甲也只有一种排法。
此时共有
6A
2
2
=12种排法
三类之和为24+12+12=48种。
8. (2009全国卷Ⅱ理)甲、乙两人从4门课程中各选 修2门。则甲、乙所选的课程中至少有1门不相同
的选法共有
A. 6种 B. 12种 C. 30种 D. 36种
222
解:用间接法即可.
C
4
C
4
C
4
30
种. 故选C
9.(2010辽宁卷理)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
【解析】直接法:一男两女,有C
5
1< br>C
4
2
=5×6=30种,两男一女,有C
5
2
C< br>4
1
=10×4=40种,共计70种
间接法:任意选取C
9
3
=84种,其中都是男医生有C
5
3
=10种,都是女 医生有C
4
1
=4种,于是符合条
件的有84-10-4=70种.
【答案】A
10.(2009湖北卷文)从5名志愿者中选派4人在星期五、星期六、星期日 参加公益活动,每人一天,要
求星期五有一人参加,星期六有两人参加,星期日有一人参加,则不同的选 派方法共有
A.120种 B.96种 C.60种 D.48种
【答案】C
【解析】5人中选4人则有
C
5
种,周五 一人有
C
4
种,周六两人则有
C
3
,周日则有
C< br>1
种,故共有
C
5
×
C
4
×
C3
=60种,故选C
11.(2009湖南卷文)某地政府召集5家企业的负责人开会, 其中甲企业有2人到会,其余4家企业各有1
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2
412141


人到会,会上有3人发言,则这3人来自3家不同企业的可能情况 的种数为【 B 】
A.14 B.16 C.20 D.48
1
解:由间接法得
C
6
3
C
2
2
C
4
20416
, 故选B.
12.(2010全国卷Ⅰ文)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
(A)150种 (B)180种 (C)300种 (D)345种
【解析】本小题考查分类计算原理、分步计数原理、组合等问题,基础题。
11112
解:由题共有
C
5
2
C
6
C
2
C5
C
3
C
6
345
,故选择D。
13.( 2009四川卷文)2位男生和3位女生共5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. 60 B. 48 C. 42 D. 36
【答案】B
【解析】解法一、从3 名女生中任取2人“捆”在一起记作A,(A共有
C
3
2
A
2
2
6
种不同排法),剩下
一名女生记作B,两名男生分别记作甲、乙;则男生甲必 须在A、B之间(若甲在A、B两端。则为使A、
B不相邻,只有把男生乙排在A、B之间,此时就不能 满足男生甲不在两端的要求)此时共有6×2=12
种排法(A左B右和A右B左)最后再在排好的三个 元素中选出四个位置插入乙,所以,共有12×4=48
种不同排法。
22
解法二; 同解法一,从3名女生中任取2人“捆”在一起记作A,(A共有
C
3
A
2< br>6
种不同排法),
剩下一名女生记作B,两名男生分别记作甲、乙;为使男生甲不在两 端可分三类情况:
第一类:女生A、B在两端,男生甲、乙在中间,共有
6A
22
A
2
2
=24种排法;
第二类:“捆绑”A和男生乙在两端 ,则中间女生B和男生甲只有一种排法,此时共有
6A
2
2
=12
种 排法
第三类:女生B和男生乙在两端,同样中间“捆绑”A和男生甲也只有一种排法。
此时共有
6A
2
=12种排法
三类之和为24+12+12=48种。
14.(2009陕西卷文)从1,2,3,4,5,6,7 这七个数字中任取两个奇数和两个偶数,组成没有重复数
字的四位数,其中奇数的个数为
2(A)432 (B)288 (C) 216 (D)108
答案:C.

解析:首先个位数字必须为奇数,从1,3,5,7四 个中选择一个有
C
4
种,再丛剩余3个奇数中选择一个,
1123
从 2,4,6三个偶数中选择两个,进行十位,百位,千位三个位置的全排。则共有
C
4
C
3
C
3
A
3
216个

1
选 C.

15.(2010湖南卷理)从10名大学生毕业生中选3个人担任村长助理,则甲、乙 至少有1人入选,而丙没有
入选的不同选法的种数位 [ C]
A 85 B 56 C 49 D 28
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【答案】:C
2
【解析】解析由条件可分为两类:一类是甲乙两人只去一个的选法有:
C
1
C
7
42
,另一类是甲乙都去
2
1
的选法有< br>C
2
C
7
=7,所以共有42+7=49,即选C项。
2
16.(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. 188 C. 216 D. 96
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
3
C
3
2
A
4
2
A
2
2
332
种,其中男生甲
12222
站两 端的有
A
2
A
2
C
3
A
3
A2
144
,符合条件的排法故共有188
112222
解析2:由题 意有
2A
2
2
(C
3
2
A
2
2
)C
2
C
3
A
2
(C
3
A
2
)A
4
188
,选B。



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