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专题18 排列组合与二项式定理
目录一览
2023 真题展现
考向一 排列组合
真题考查解读
近年真题对比
考向一 排列组合
考向二 二项式定理
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记/二级结论速记
考向一 排列组合
1.(2023•新高考Ⅱ•第3 题)某学校为了了解学生参加体育运动的情况,用比例分配的分层随机抽样方法
作抽样调查,拟从初中部和高中部两层共抽取60 名学生,已知该校初中部和高中部分别有400 名和200
名学生,则不同的抽样结果共有( )
A.C 400
45 ⋅C200
15 种
B.C 400
20 ⋅C200
40 种
C.C 400
30 ⋅C200
30 种
D.C 400
40 ⋅C200
20 种
2.(2023•新高考Ⅰ•第13 题)某学校开设了4 门体育类选修课和4 门艺术类选修课,学生需从这8 门课
中选修2 门或3 门课,并且每类选修课至少选修1 门,则不同的选课方案共有 种(用数字作答).
【命题意图】
考查二项式定理、排列组合。考查二项式定理公式和应用排列组合计算
【考查要点】
二项展开基本定理,还会涉及到三项展开,考查特定项、特定项的系数、二项式系数,同时会涉及到
赋值法的应用,排列组合 常以现实生活、社会热点为载体.多为小题.
【得分要点】
1.排列组合问题的一些解题技巧
(1)特殊元素优先安排.
(2)合理分类与准确分步.
(3)排列、组合混合问题先选后排.
1
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(4)相邻问题捆绑处理.
(5)不相邻问题插空处理.
(6)定序问题除法处理.
(7)分排问题直排处理.
(8)“小集团”排列问题先整体后局部.
(9)构造模型.
(10)正难则反、等价转化.
2.排列、组合问题几大解题方法:
(1)直接法.
(2)排除法.
(3)捆绑法:在特定要求的条件下,将几个相关元素当作一个元素来考虑,待整体排好之后再考虑
它们“局部”的排列.它主要用于解决“元素相邻问题”.
(4)插空法:先把一般元素排列好,然后把待定元素插排在它们之间或两端的空档中,此法主要解
决“元素不相邻问题”.
(5)占位法:从元素的特殊性上讲,对问题中的特殊元素应优先排列,然后再排其他一般元素;从
位置的特殊性上讲,对问题中的特殊位置应优先考虑,然后再排其他剩余位置.即采用“先特殊后一般”
的解题原则.
(6)调序法:当某些元素次序一定时,可用此法.
(7)平均法:若把kn 个不同元素平均分成k 组,每组n 个,共有
Ckn
n C(k −1)n
n
⋯Cn
n
Ak
k
.
(8)隔板法:常用于解正整数解组数的问题.
(9)定位问题:从n 个不同元素中每次取出k 个不同元素作排列规定某r 个元素都包含在内,并且都
排在某r 个指定位置则有Ar
r An−r
k −r.
(10)指定元素排列组合问题:
①从n 个不同元素中每次取出k 个不同的元素作排列(或组合),规定某r 个元素都包含在内.先C
后A 策略,排列Cr
rCn−r
k −r Ak
k;组合Cr
rCn−r
k −r.
②从n 个不同元素中每次取出k 个不同元素作排列(或组合),规定某r 个元素都不包含在内.先C
后A 策略,排列Cn−r
k
Ak
k;组合Cn−r
k
.
③从n 个不同元素中每次取出k 个不同元素作排列(或组合),规定每个排列(或组合)都只包含某
r 个元素中的s 个元素.先C 后A 策略,排列Cr
sCn−r
k −s Ak
k;组合Cr
sCn−r
k −s.
3.二项式定理
(a+b)n=Can+Can-1b+…+Can-rbr+…+Cbn(n∈N*),这个公式所表示的定理叫做二项式定理,右边
的多项式叫做(a+b)n的二项展开式,其中的系数C(r=0,1,2,…,n)叫做第r+1 项的二项式系数.式中
的Can-rbr叫做二项式展开式的第r+1 项(通项),用Tr+1表示,即展开式的第r+1 项;Tr+1=Can-rbr.
2
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考向一 排列组合
3.(2022•新高考Ⅱ)甲、乙、丙、丁、戊5 名同学站成一排参加文艺汇演,若甲不站在两端,丙和丁相
邻,则不同的排列方式共有( )
A.12 种
B.24 种
C.36 种
D.48 种
考向二 二项式定理
4.(2022•新高考Ⅰ)(1﹣
)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为
(用数字作答).
二项展开基本定理考查特定项、特定项的系数、二项式系数,同时会涉及到赋值法的应用。排列组合
常以现实生活为载体.多为小题.
一.计数原理的应用(共4 小题)
1.(多选)(2023•罗定市校级模拟)将四个不同的小球放入三个分别标有1、2、3 号的盒子中,不允许
有空盒子的放法有多少种?下列结论正确的有( )
A.C C C C
B.C A
C.C C A
D.18
2.(2023•汕头二模)电脑调色板有红、绿、蓝三种基本颜色,每种颜色的色号均为0~255.在电脑上绘
画可以分别从三种颜色的色号中各选一个配成一种颜色,那么在电脑上可配成的颜色种数为( )
A.2563
B.27
C.2553
D.6
3.(2023•盐都区校级三模)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 种.
4.(2023•定远县校级模拟)小林同学喜欢吃4 种坚果:核桃、腰果、杏仁、榛子,他有5 种颜色的“每
日坚果”袋.每个袋子中至少装1 种坚果,至多装4 种坚果.小林同学希望五个袋子中所装坚果种类各
不相同,且每一种坚果在袋子中出现的总次数均为偶数,那么不同的方案数为( )
A.20160
B.20220
C.20280
D.20340
二.排列及排列数公式(共3 小题)
5.(2023•荔湾区校级模拟)设a∈N+,且a<27,则(27﹣a)(28﹣a)(29﹣a)…(34﹣a)等于(
)
A.
B.
C.
D.
6.(2023•安化县校级模拟)某单位安排7 位员工在10 月1 日至7 日值班,每天1 人,每人值班1 天,若
7 位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在10 月1 日,丁不排在10 月7 日,则不同的安排方案共有
( )
3
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A.504 种
B.960 种
C.1008 种
D.1108 种
7.(2023•洪山区校级模拟)已知m,n,p 均为正整数,则满足m!+n!=5p的一组解为(m,n,p)=
.
三.组合及组合数公式(共4 小题)
8.(2023•沙河口区校级一模)
的值
是 .
9.(2023•绍兴二模)
的值为
.
10.(2023•辽宁模拟)我们常常运用对同一个量算两次的方法来证明组合恒等式,如:从装有编号为1,
2,3,…,n+1 的n+1 个球的口袋中取出m 个球(0<m≤n,m,n∈N),共有
种取法.在
种
取法中,不取1 号球有
种取法;取1 号球有
种取法.所以
.试运用此方法,写
出如下等式的结果:
= .
11.(2023•常德二模)从4 台甲型和5 台乙型电视机中任意取出三台,其中至少要有甲型和乙型电视机各
1 台,则不同的取法共有 种.
四.排列、组合及简单计数问题(共31 小题)
12.(2023•贺兰县校级四模)从2 名教师和5 名学生中,选出3 人参加“我爱我的祖国”主题活动.要求
入选的3 人中至少有一名教师,则不同的选取方案的种数是( )
A.20
B.25
C.30
D.55
13.(2023•让胡路区校级模拟)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,节目乙必须排在最后一位,该台晚会节目演出顺序的编排方案共有( )
A.36 种
B.42 种
C.48 种
D.54 种
14.(2023•商丘三模)某小学从2 位语文教师,4 位数学教师中安排3 人到西部三个省支教,每个省各1
人,且至少有1 位语文教师入选,则不同安排方法有( )种.
A.16
B.20
C.96
D.120
15.(2023•沙坪坝区校级模拟)A,B,C,D,E 共5 人排成一列,要求A 与B 不相邻,且C 排在A 后面,
则共有( )种排法.
A.36
B.54
C.72
D.96
16.(2023•南通三模)某人将斐波那契数列的前6 项“1,1,2,3,5,8”进行排列设置数字密码,其中
两个“1”必须相邻,则可以设置的不同数字密码有( )
A.120 种
B.240 种
C.360 种
D.480 种
17.(2023•雁峰区校级模拟)如图,一圆形信号灯分成A,B,C,D 四块灯带区域,现有3 种不同的颜色
供灯带使用,要求在每块灯带里选择1 种颜色,且相邻的2 块灯带选择不同的颜色,则不同的信号总数
为( )
4
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A.18
B.24
C.30
D.42
18.(2023•屯昌县二模)某学校为了丰富同学们的寒假生活,寒假期间给同学们安排了6 场线上讲座,其
中讲座A 只能安排在第一或最后一场,讲座B 和C 必须相邻,问不同的安排方法共有( )
A.34 种
B.56 种
C.96 种
D.144 种
19.(2023•连云港模拟)现要从A,B,C,D,E 这5 人中选出4 人,安排在甲、乙、丙、丁4 个岗位上,
如果A 不能安排在甲岗位上,则安排的方法有( )
A.56 种
B.64 种
C.72 种
D.96 种
20.(2023•贺兰县校级模拟)某教师有相同的语文参考书3 本,相同的数学参考书4 本,从中取出4 本赠
送给4 为学生,每位学生1 本,则不同的赠送方法共有( )
A.15 种
B.20 种
C.48 种
D.60 种
21.(2023•贵州模拟)公元五世纪,数学家祖冲之估计圆周率π 的值的范围:3.1415926<π<
3.1415927,为纪念祖冲之在圆周率的成就,把3.1415926 称为“祖率”,这是中国数学的伟大成就.某
小学教师为帮助同学们了解“祖率”,让同学们把小数点后的7 位数字1,4,1,5,9,2,6 进行随机
排列,整数部分3 不变,那么可以得到小于3.14 的不同数字的个数有( )
A.240
B.360
C.600
D.720
22.(2023•日喀则市模拟)某国际高峰论坛会议中,组委会要从5 个国内媒体团和3 个国外媒体团中选出
3 个媒体团进行提问,要求这三个媒体团中既有国内媒体团又有国外媒体团,每个媒体团提问一次,且
国内媒体团不能连续提问,则不同的提问方式的种数为( )
A.150
B.90
C.48
D.36
23.(2023•平定县校级模拟)中国空间站的主体结构包括天和核心实验舱、问天实验舱和梦天实验舱,
假设空间站要安排甲、乙等5 名航天员开展实验,三舱中每个舱至少一人至多二人,则甲乙不在同一实
验舱的种数有( )
A.60
B.66
C.72
D.80
24.(2023•江西模拟)中国空间站(ChinaSpaceStation)的主体结构包括天和核心舱、问天实验舱和梦天
实验舱.2022 年10 月31 日15:37 分,我国将“梦天实验舱”成功送上太空,完成了最后一个关键部分
的发射,“梦天实验舱”也和“天和核心舱”按照计划成功对接,成为“T”字形架构,我国成功将中
国空间站建设完毕.2023 年,中国空间站将正式进入运营阶段.假设空间站要安排甲、乙等6 名航天员
开展实验,三舱中每个舱至少一人至多三人,则不同的安排方法有( )
A.450 种
B.72 种
C.90 种
D.360 种
25.(2023•河北模拟)中国共产党第二十次全国代表大会于2022 年10 月在北京石开.会议期间,5 男3
女共8 位代表相约在人民大会堂前站成一排合影,若女代表中恰有2 人相邻,且男代表甲不站在两端,
则不同的站位方法共有( )
5
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A.7920 种
B.9360 种
C.15840 种
D.18720 种
26.(2023•香坊区校级三模)“第二课堂”是哈九中多样化课程的典型代表,旨在进一步培养学生的人
文底蕴和科学精神,为继续满足同学们不同兴趣爱好,美育中心精心准备了大家非常喜爱的中华文化传
承系列的第二课堂活动课:陶艺,拓印,扎染,创意陶盆,壁挂,剪纸六个项目供同学们选学,则甲、
乙、丙、丁这4 名学生至少有3 名学生所选的课全不相同的方法共有( )
A.135 种
B.720 种
C.1080 种
D.1800 种
27.(2023•武威模拟)将8 个人分成三组,其中一组由2 人组成,另外两组都由3 人组成,则不同的分组
方法种数为 .
28.(2023•武昌区校级模拟)已知有L,M,S 三种尺寸的检测样品盒,其中每个L 盒至多放置10 支完全
相同的样品,且L 盒至少比M 盒多2 支样品,M 盒至少比S 盒多2 只样品,则不同的放置方法共有
种.(注:L,M,S 不可为空盒)
29.(2023•沙坪坝区校级模拟)某班级计划安排学号为1~9 的九名同学中的某5 位,分别担任周一至周
五的值日生,要求学号为奇数的同学不能安排在周一、周三、周五三天值日,则不同的安排方法有
种.(用数字作答)
30.(2023•泰安二模)用数字1,2,3,4,5,6,7 组成没有重复数字,且至多有一个数字是偶数的四位
数,这样的四位数一共有 个.(用数字作答)
31.(2023•鼓楼区校级模拟)某市文明办积极创建全国文明典范城市,号召志愿者深入开展交通督导、
旅游宣传、洁净家园、秩序维护4 项志愿服务.现有6 组志愿者服务队,若每组参与一项志愿服务,每
项志愿服务至少有1 组参与,其中甲组志愿服务队不参与旅游宣传志愿服务,则不同的参与方式共有
种.
32.(2023•香洲区校级模拟)“校本课程”是现代高中多样化课程的典型代表,自在进一步培养学生的
人文底蕴和科学精神,为继续满足同学们不同兴趣爱好,艺术科组准备了学生喜爱的中华文化传承系列
的校本活动课:创意陶盆,拓印,扎染,壁挂,剪纸五个项目供同学们选学,每位同学选择1 个项目.
则甲、乙、丙、丁这4 名学生至少有3 名学生所选的课全不相同的方法共有( )
A.360 种
B.480 种
C.720 种
D.1080 种
33.(2023•秦淮区一模)某学校有6 个数学兴趣小组,每个小组都配备1 位指导老师,现根据工作需要,
学校准备将其中4 位指导老师由原来的小组均相应的调整到其他兴趣小组,其余的2 位指导老师仍在原
来的兴趣小组(不作调整),如果调整后每个兴趣小组仍配备1 位指导老师,则不同的调整方案为(
)
A.135 种
B.360 种
C.90 种
D.270 种
34.(2023•山西模拟)如图,有8 个不同颜色的正方形盒子组成的调味盒,现将编号为A,B,C,D 的4
个盖子盖上(一个盖子配套一个盒子),要求A,B 不在同一行也不在同一列,C,D 也是此要求.那
么不同的盖法总数为( )
1
2
3
4
5
6
7
8
A.224
B.336
C.448
D.576
6
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35.(2023•抚松县校级模拟)琴、棋、书、画、诗、酒、花、茶被称为中国传统八雅.为弘扬中国传统
文化,某校决定从“八雅”中挑选“六雅”,于某周末开展知识讲座,每雅安排一节,连排六节.若
“琴”“棋”“书”“画”必选,且要求“琴”“棋”相邻,“书”与“画”不相邻,则不同的排课方
法共 种.(用数字作答)
36.(2023•蕉城区校级模拟)近年来喜欢养宠物猫的人越来越多.某猫舍只有5 个不同的猫笼,金渐层猫
3 只(猫妈妈和2 只小猫嶲)、银渐层猫4 只、布偶猫1 只.该猫舍计划将3 只金渐层猫放在同一个猫
笼里,4 只银渐层猫每2 只放在一个猫笼里,布偶猫单独放在一个猫笼里,则不同的安排有( )
A.8 种
B.30 种
C.360 种
D.1440 种
37.(2023•唐县校级二模)某班级选出甲、乙、丙等六人分别担任语文、数学、英语、物理、化学、生
物六门学科的课代表,已知甲只能担任语文或英语课代表,乙不能担任生物或化学课代表,且乙、丙两
人中必有一人要担任数学课代表,则不同的安排方式有( )
A.56 种
B.64 种
C.72 种
D.86 种
38.(2023•四川模拟)某班在一次班团活动中,安排2 名男生和4 名女生讲演,为安排这六名学生讲演的
顺序,要求两名男生之间不超过1 人讲演,且第一位和最后一位出场讲演的是女生.则不同的安排方法
总数为( )
A.168
B.192
C.240
D.336
39.(2023•桃城区校级三模)第19 届亚运会将于2023 年9 月在杭州举行,在杭州亚运会三馆(杭州奥体
中心主体育馆、游泳馆和综合训练馆)对外免费开放预约期间,甲、乙、丙、丁4 人预约参观,且每人
预约了1 个或2 个馆,则这4 人中每个馆恰有2 人预约的不同方案有( )
A.76 种
B.82 种
C.86 种
D.90 种
40.(2023•四川模拟)甲、乙、丙、丁、戊共5 名同学进行劳动技能比赛,决出第1 名到第5 名的名次,
已知甲没有得到冠军,并且甲和乙都不是第5 名,则这5 个人名次排列的可能情况共有 种.
41.(2023•道里区校级四模)已知A、B、C、D、E 为0﹣9 中五个不重复的数字,且满足以下竖式加法:
则满足条件的四位数ABCD 共有 个.
42.(2023•茂南区校级三模)由数字0,1,2,3,4 组成的各位上没有重复数字的五位数中,从小到大排
列第88 个数为( )
A.42031
B.42103
C.42130
D.42301
五.二项式定理(共18 小题)
43.(2023•江西模拟)
的展开式中含x5项的系数是( )
A.﹣112
B.112
C.﹣28
D.28
44.(2023•合肥三模)若(mx﹣1)n(n∈N*)的展开式中,所有项的系数和与二项式系数和相等,且第6
项的二项式系数最大,则有序实数对(m,n)共有( )组不同的解.
7
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A.1
B.2
C.3
D.4
45.(2023•东风区校级模拟)二项式(
+
)8的展开式的常数项是 .
46.(2023•湖北模拟)已知
的展开式的第7 项为常数项,则正整数n 的值为 .
47.(2023•海淀区校级三模)已知(x﹣1)10=a0+a1x+a2x2+…+a10x10,则a1+a2+…+a10=( )
A.210
B.0
C.1
D.﹣1
48.(2023•巴林左旗校级模拟)在
的展开式中,x 的系数为( )
A.12
B.﹣12
C.6
D.﹣6
49.(2023•昆明一模)
展开式中x4的系数为 (用数字作答).
50.(2023•西城区校级模拟)若(2x﹣1)4=a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0,则a0+a1+a2+a3+a4= .
51.(2023•深圳模拟)若
展开式的各项系数之和为32,则展开式中的常数项为
.(用数字作答)
52.(2023•广州二模)已知n∈N*,
的展开式中存在常数项,写出n 的一个值为 .
53.(2023•威海一模)在(x+a)6的展开式中的x3系数为160,则a= .
54.(2023•鲤城区校级模拟)已知
的展开式中,仅有第4 项的二项式系数最大,则展开式中
第5 项是 .
55.(2023•涪城区校级模拟)已知
,则a3= .
56.(2023•宿州模拟)设(1+2x)n=a0+a1x+a2x2+...+anxn,若a7=a8,则n=( )
A.8
B.9
C.10
D.11
57.(2023•武功县校级模拟)已知
的展开式中,含x2项的系数为﹣19,则实数a 的值
为 .
58.(2023•河南三模)已知
的展开式中的常数项是672,则a=( )
A.39
B.29
C.2
D.1
59.(2023•德州三模)若(2x﹣3)12=a0+a1(x﹣1)+a2(x﹣1)2+⋯+a11(x﹣1)11+a12(x﹣1)12,则
( )
A.a0=﹣1
8
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B.
C.a1+a2+⋅⋅⋅+a12=﹣2
D.
60.(2023•青山湖区校级三模)若
的展开式中有且仅有第五项的二项式系数最大,则展开式
中系数最大的是( )
A.第二项
B.第三项
C.第四项
D.第五项
一、.分类加法计数原理与分步乘法计数原理的方法技巧
二、排列组合解题方法
1 .可重复的排列求幂法:重复排列问题要区分两类元素:一类可以重复,另一类不能重复,把不能重复
的元素看作“客”,能重复的元素看作“店”,则通过“住店法”可顺利解题,在这类问题使用住店处理
的策略中,关键是在正确判断哪个是底数,哪个是指数
2 .相邻问题捆绑法: 题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素参与排列
.
3 .相离问题插空法 :元素相离(即不相邻)问题,可先把无位置要求的几个元素全排列,再把规定的相
离的几个元素插入上述几个元素的空位和两端
.
4 .元素分析法(位置分析法):某个或几个元素要排在指定位置,可先排这个或几个元素;再排其它的
元素。
5 .多排问题单排法:把元素排成几排的问题可归结为一排考虑,再分段处理。
6 .定序问题缩倍法(等几率法):在排列问题中限制某几个元素必须保持一定的顺序,可用缩小倍数的
方法
.
7 .标号排位问题(不配对问题) 把元素排到指定位置上,可先把某个元素按规定排入,第二步再排另一
个元素,如此继续下去,依次即可完成
.
8 .不同元素的分配问题(先分堆再分配):注意平均分堆的算法
9 .相同元素的分配问题隔板法:
1 0 .走楼梯问题 (分类法与插空法相结合)
9
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1 1 .染色问题:涂色问题的常用方法有:(
1 )可根据共用了多少种颜色分类讨论
;
(
2 )根据相对区域是否同色分类讨论
;
(
3 )将空间问题平面化,转化成平面区域涂色问题。
三、杨辉三角形:对于n 是较小的正整数时,可以直接写出各项系数而不去套用二项式定理,二项式系数
也可以直接用下表计算:
(a+b)1
…………………1 1
(a+b)2
………………1 2 1
(a+b)3
……………1 3 3 1
(a+b)4
…………1 4 6 4 1
(a+b)5
………1 5 10 10 5 1
(a+b)6
……1 6 15 20 15 6 1
……
表中有如下规律:“左、右两边斜行各数都是1,其余各数都等于它肩上两个数字的和。”类似这样
的表,早在我国宋朝数学家杨辉1261年所著出《详解九章算法》一书里就已出现,如图叫杨辉三角,由
“杨辉三角”可直观地看出二项式系数的性质,同时当二项式乘方次数不大时,可借助于它直接写出各项
的二项式系数。
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