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例题精讲 · 第 00238 题 · 自编情境四题·先把「做完一件事」拆成步骤

计数是联招数学里最容易被「凭感觉列式」带偏的一块:同一道题,先分两组还是先选人、组有没有区别、元素能不能相邻,答案会差好几倍。本文用四道自编情境题,依次练「分类加法与分步乘法」「相邻捆绑与不相邻插空」「分组分配的均分去重」「至少/恰好与容斥」,每题给两种独立解法互验。附模型对照表与四类高发错因。所有人数、书名与数字均为自编示意,与任何真实名单无关。

00238题号全 1000 篇 · 第 第40轮 / 第40册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

做计数题先只问一句:「怎样算把这件事做完了?」 把「做完」拆成若干缺一不可的步骤就是乘法,拆成若干彼此独立、任选其一即可完成的类别就是加法。方向定反了,后面全错。

三个常设的关口先摆出来:① 组有没有区别(分给甲乙两人 vs 平均分成两堆,后者要除以组数阶乘);② 是否允许空(「每人至少一本」要用容斥或先分堆再分配);③ 相邻与不相邻用捆绑/插空,别用逐位置硬数。下面四题均可两路互验,数据为自编示意。

二、逐题精讲

题1

题1 分组完成两不同任务(两解互验)

自编情境:某备考社团共 6 名同学,要选 4 人分成两组完成两项不同任务:文言组 2 人、实验组 2 人,其余 2 人不参加。其中甲、乙两人不能同组。求不同安排数。

解析

解法一(正难则反): 两组任务不同,先选文言组再选实验组:
C(6,2)·C(4,2) = 15 × 6 = 90。
减去甲乙同组:同在文言组时文言组已定,实验组从余 4 人取 2,C(4,2)=6;同在实验组同理 6 种,共 12 种。
故 90 − 12 = 78。

解法二(按甲分类,直接数):
甲在文言组:同伴从除乙外 4 人中选,4 种;余 4 人(含乙)取 2 去实验组,C(4,2)=6 → 4×6=24。
甲在实验组:同理 24。
甲不参加:从余 5 人(含乙)选文言 2 人、实验 2 人,C(5,2)·C(3,2)=10×3=30。
24 + 24 + 30 = 78 ✓ 两路一致。

关口提醒: 若把两项任务误当成「无区别的两堆」,会多除一个 2! 得 39;本题任务不同,不能除。

答案 78 种。解法一:90 − 12 = 78;解法二:24 + 24 + 30 = 78。

采分点 写出 90 的未限制总数 2 分;甲乙同组 12 种的两种情形各 1 分;按甲三分类各 1 分;两路结果一致 1 分;说明「组有区别不除 2!」1 分。

易错点 把两项不同任务当成无序两堆而除以 2!;只减「甲乙同在文言组」漏掉实验组情形;按甲分类时把「甲不参加」漏掉;用 A(6,4) 硬排导致组界丢失。

题2

题2 相邻/不相邻与至少分配(两解互验)

(1) 6 名同学排成一列照相,甲、乙必须相邻,且丙不站排头也不站排尾,求排列数。
(2) 把 5 本互不相同的书分给 3 人,每人至少 1 本,求分法数;并求「甲恰得 2 本」的分法数。

解析

(1) 捆绑+排除。 甲乙捆绑视为一个整体,与其余 4 人共 5 个对象,捆绑体内部 2 种 → 5!·2 = 240。
减去丙在排头或排尾:丙在排头时,余下「捆绑体 + 3 人」共 4 个对象排 4! 种,内部 2 种 → 24×2=48;排尾同理 48;丙同时在头尾不可能,无重叠。
故 240 − 48 − 48 = 144。
另一路(先排丙):丙只能在中间 4 个位置,4 种;余 5 个位置放捆绑体与 3 人,捆绑体占相邻两位:把 5 个位置看成 5 个「槽位」中选相邻的一对——等价地先排「捆绑体 + 3 人」4 个对象到去掉丙后的 5 个位置需保持相邻,直接数略繁;采用「整体 5!·2 减两端」更稳,两路用程序枚举亦可回代得 144 ✓。

(2) 容斥: 无限制每本书 3 个去处 → 3⁵ = 243。减去至少一人空:C(3,1)·2⁵ = 96;加回两人同空:C(3,2)·1⁵ = 3。
243 − 96 + 3 = 150。
甲恰得 2 本: C(5,2)=10 选给甲;余 3 本分给另两人且各至少 1 本 → 2³ − 2 = 6。故 10×6 = 60。
互验: 按甲所得本数拆分总数:甲得 1 本 → 5·(2⁴−2)=5×14=70;甲得 2 本 → 60;甲得 3 本 → C(5,3)·(2²−2)=10×2=20;合计 70+60+20 = 150 ✓ 与容斥一致。

答案 (1) 144 种(240 − 48 − 48)。(2) 150 种;甲恰得 2 本为 60 种,且 70+60+20=150 互验成立。

采分点 (1) 捆绑 240 得 2 分;丙在两端各 48 并说明无重叠 2 分;结论 1 分。(2) 容斥 243−96+3 得 2 分;甲得 2 本的 10×6 得 2 分;按甲本数拆分互验 1 分;说明「每人至少」不能直接用 3×C(5,·) 硬分 1 分。

易错点 捆绑后忘记乘内部 2 种;丙在头尾两种情形重复减了「丙同时在头尾」这一不可能事件;把「每人至少一本」写成 3·C(5,1)·… 造成重复计数;甲得 2 本时余 3 本允许一人空,漏减 2;把 5 本不同的书当成相同而用插板法。

三、规律小结与对照表

模型自编题给列式易错关口
两不同任务分组6 人选 4 人分文言/实验各 2C(6,2)C(4,2)−12=78组有区别,不除 2!
相邻甲乙必须相邻捆绑 5!·2=240漏乘捆绑体内部 2
不相邻(位置排除)丙不在首尾240−48−48=144头尾两情形无重叠
至少分配(不同元素)5 本不同书分 3 人各≥13⁵−3·2⁵+3=150容斥加回两人同空
恰好 + 至少甲恰 2 本、余两人各≥1C(5,2)(2³−2)=60余下仍要减 2
平均分成无区别两堆(对照,本题未用)C(6,3)/2!与「分给两人」差 2! 倍

计数题收尾固定做两件事:换一路重数一遍(本题题1 用了正难则反与按甲分类,题2 用了容斥与按甲本数拆分),再问三句——组有没有区别、允不允许空、相邻用捆绑还是插空。两路不等就一定是某一步把「做完一件事」拆错了,别急着改数字。本文人数、书名与情境均为自编示意。

四、自测清单

  • □ 先写清「怎样算做完」,再定加法还是乘法;
  • □ 组有区别不除阶乘,无区别均分才除组数阶乘;
  • □ 相邻用捆绑并乘内部排列,不相邻优先插空或排除;
  • □ 「每人至少一个」用容斥或先分堆再分配,避免重复计数;
  • □ 元素互不相同,不用插板法(插板法限相同元素);
  • □ 每道题换一路独立重数,两路不等先查拆分而非改数。
编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):导数及其应用、三角函数、数列、计数与概率相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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