Karinoya 学习室

高中 · 高中数学 定期考试实验室

计数与概率

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第1题 | 加法原理

同时掷一大一小两个骰子时,点数之和为 5 的情形有多少种。

  1. 2种
  2. 4种
  3. 5种
  4. 6种
正确答案B. 4种

和为 5 的是(大,小)=(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),共 4 种。因为大小有区别,所以 (1,4) 与 (4,1) 要分开数。忘记区别而数成 {1,4},{2,3} 两种是常见错误。5 种是和为 6 时的情形数。

第2题 | 分类讨论

同时掷一大一小两个骰子时,点数之和为 4 的倍数的情形有多少种。

  1. 9种
  2. 8种
  3. 12种
  4. 3种
正确答案A. 9种

和为 4 的倍数即和为 4,8,12。和为 4 的有 (1,3)(2,2)(3,1),共 3 种;和为 8 的有 (2,6)(3,5)(4,4)(5,3)(6,2),共 5 种;和为 12 的有 (6,6),共 1 种。它们不会同时发生,由加法原理得 3+5+1=9 种。漏掉 (6,6) 就会得到 8 种。

第3题 | 乘法原理

有衬衫 3 种、裤子 4 种、鞋 2 种。各选 1 件时,选法一共有多少种。

  1. 9种
  2. 14种
  3. 12种
  4. 24种
正确答案D. 24种

衬衫的 3 种选法中每一种都对应裤子的 4 种,而其中每一种又对应鞋的 2 种,由乘法原理得 3×4×2=24 种。写成 3+4+2=9 种是常见错误。12 种是漏掉鞋的值。

第4题 | 容斥原理

从 1 到 100 的自然数中,是 3 的倍数或 5 的倍数的数有多少个。

  1. 47个
  2. 53个
  3. 27个
  4. 41个
正确答案A. 47个

3 的倍数有 33 个,5 的倍数有 20 个,同时属于两者的 15 的倍数有 6 个。由 n(A∪B)=n(A)+n(B)−n(A∩B)=33+20−6=47 个。忘了减去重叠部分、写成 33+20=53 个是最常见的错误。

第5题 | 从整体中减去

同时掷一大一小两个骰子时,点数之积为偶数的情形有多少种。

  1. 27种
  2. 18种
  3. 9种
  4. 30种
正确答案A. 27种

积为偶数就是“至少有一个是偶数”。与其直接数,不如从全部 36 种中减去积为奇数(两个都是奇数)的 3×3=9 种,得 36−9=27 种,这样更快。9 种是直接答了对立事件本身,18 种是想当然认为是“一半”的错误。

第6题 | 树形图

有 100 日元硬币 1 枚、50 日元硬币 2 枚、10 日元硬币 3 枚。用其中的一部分或全部,正好能支付出的金额有多少种。

  1. 23种
  2. 18种
  3. 24种
  4. 19种
正确答案D. 19种

用法有 100 日元 0〜1 枚、50 日元 0〜2 枚、10 日元 0〜3 枚,共 2×3×4=24 种,去掉 0 日元还剩 23 种。但因为 100 日元等于 2 枚 50 日元,所以像 1 枚 100 日元与 2 枚 50 日元这样金额相同的用法会重复。把金额一一列出来,在 10〜230 日元之间共有 19 种。把用法的种数 23 种与金额的种数混淆是常见错误。

第7题 | 约数的个数

720 的正约数一共有多少个。

  1. 29个
  2. 24个
  3. 20个
  4. 30个
正确答案D. 30个

质因数分解得 720=2⁴×3²×5,约数的个数是 2 的指数有 5 种选法、3 的指数有 3 种选法、5 的指数有 2 种选法之积,即 (4+1)(2+1)(1+1)=30 个。忘了给指数加 1、写成 4×3×2=24 个是常见错误。29 个是把 1 从约数中排除后的值。

第8题 | 展开后的项数

把 (a+b)(p+q+r)(x+y) 展开后,一共能得到多少个项。

  1. 7个
  2. 12个
  3. 24个
  4. 6个
正确答案B. 12个

从每个括号里各取一个字母相乘就得到一项。取法由乘法原理得 2×3×2=12 个。写成 2+3+2=7 个是常见错误。24 个是多乘了一次(如 2×3×2×2)的值。

第9题 | 排列数的计算

求 ₅P₃ 的值。

  1. 125
  2. 60
  3. 15
  4. 10
正确答案B. 60

₅P₃ 是从 5 开始的 3 个整数相乘,即 5×4×3=60。10 是 ₅C₃(组合数)的值,要注意别把排列与组合弄混。125 是 5³,那是允许重复时的值。

第10题 | 用 P 还是用 C

从 10 名部员中选出委员长 1 人与副委员长 1 人,方法有多少种。

  1. 45种
  2. 20种
  3. 100种
  4. 90种
正确答案D. 90种

委员长与副委员长的职务不同,所以选取的顺序有意义,属于排列。₁₀P₂=10×9=90 种。忘记职务的区别、写成 ₁₀C₂=45 种是最常见的错误。100 种是 10×10,把同一个人兼任两职的情形也算了进去。

第11题 | 阶乘

4 名学生排成一列,排法有多少种。

  1. 24种
  2. 256种
  3. 12种
  4. 16种
正确答案A. 24种

把不同的 4 个人全部排列,所以是 4!=4×3×2×1=24 种。16 种是 4²,256 种是 4⁴,都是按“每个位置各有 4 种”允许重复地数出来的错误。

第12题 | 相邻的排列

男生 3 人、女生 2 人共 5 人排成一列时,2 名女生相邻的排法有多少种。

  1. 48种
  2. 120种
  3. 24种
  4. 36种
正确答案A. 48种

把 2 名女生捆成一整块,则男生 3 人与这 1 块共 4 个对象的排法是 4!=24 种。块内女生的排法有 2!=2 种,所以 24×2=48 种。忘了乘块内的 2!、只答 24 种是常见错误。120 种是无条件时的 5!。

第13题 | 两端的条件

男生 3 人、女生 2 人共 5 人排成一列时,两端都是男生的排法有多少种。

  1. 12种
  2. 72种
  3. 36种
  4. 48种
正确答案C. 36种

从条件强的两端先定。左端有 3 名男生可选,右端从剩下的男生中选有 2 种,即 ₃P₂=6 种。中间 3 人有 3!=6 种。由乘法原理得 6×6=36 种。把两端正确数成 ₃P₂=6 种之后又因左右交换再乘 2 倍,就会得到 72 种。12 种是忘了中间 3 人的排法 3!=6、只算成 ₃P₂×2 的值。

第14题 | 圆排列

5 个人围坐在圆桌旁,坐法有多少种。其中旋转后一致的坐法视为相同。

  1. 24种
  2. 120种
  3. 12种
  4. 60种
正确答案A. 24种

圆排列只要固定 1 个人、再排其余 4 人即可,所以是 (5−1)!=4!=24 种。5!=120 种是把旋转后重合的每 5 种都分开数的错误。

第15题 | 带条件的圆排列

7 个人围成一圈时,特定的 2 人 A、B 相邻的排法有多少种。其中旋转后一致的排法视为相同。

  1. 240种
  2. 720种
  3. 120种
  4. 480种
正确答案A. 240种

把 A 与 B 捆成一块,则是 6 个对象的圆排列 (6−1)!=120 种。再乘上块内 A 与 B 的排法 2!,得 120×2=240 种。忘了乘 2! 就是 120 种。720 种是 6!,是没有按圆排列来数的错误。

第16题 | 含相同字母的排列

把 a、a、b、b、c 这 5 个字母排成一列,方法有多少种。

  1. 60种
  2. 30种
  3. 20种
  4. 120种
正确答案B. 30种

这是含有相同元素的排列,所以是 5!/(2!2!)=120/4=30 种。5!=120 种是把相同字母的互换重复计数的错误。60 种是只除了一次 2! 的值。

第17题 | 含相同字母的排列

把 a、a、a、b、b、c 这 6 个字母排成一列,方法有多少种。

  1. 720种
  2. 120种
  3. 360种
  4. 60种
正确答案D. 60种

6!/(3!2!)=720/12=60 种。要同时除以 a 的互换 3! 与 b 的互换 2!。只除以 3! 会得到 120 种,只除以 2! 会得到 360 种。

第18题 | 含 0 的整数

从写有 0、1、2、3、4 的 5 张卡片中取不同的 3 张排列,组成三位数。这样的整数一共能组成多少个。

  1. 36个
  2. 100个
  3. 60个
  4. 48个
正确答案D. 48个

百位不能用 0,所以百位有 4 种(0 以外),十位有剩下的 4 种(可以用 0),个位有剩下的 3 种。由乘法原理得 4×4×3=48 个。₅P₃=60 个把百位是 0 的“两位数”也算了进去。

第19题 | 组合数的计算

求 ₇C₂ 的值。

  1. 42
  2. 14
  3. 28
  4. 21
正确答案D. 21

₇C₂=7×6/(2×1)=21。42 是 ₇P₂,即忘了除以 2! 的值。组合不考虑顺序,所以要把排列数除以重排的种数 r!。

第20题 | nCr 的性质

求 ₈C₅ 的值。

  1. 336
  2. 28
  3. 40
  4. 56
正确答案D. 56

₈C₅=₈C₃=8×7×6/(3×2×1)=56。“选出 5 个”与“留下 3 个”是同一件事,用较小的 r 去算更快。336 是停在 8×7×6、忘了除以 3! 的值,28 是 ₈C₂。

第21题 | 用 P 还是用 C

从 12 人中选出 3 名代表,方法有多少种。其中代表之间没有职务上的区别。

  1. 36种
  2. 220种
  3. 440种
  4. 1320种
正确答案B. 220种

因为没有职务区别,所以是组合。₁₂C₃=12×11×10/(3×2×1)=220 种。1320 种是 ₁₂P₃,把它与排列弄混是最常见的错误。不需要排序时就要除以 r!。

第22题 | 组合数之积

从男生 5 人、女生 4 人中选出男生 2 人与女生 2 人,方法有多少种。

  1. 126种
  2. 60种
  3. 30种
  4. 90种
正确答案B. 60种

男生的选法 ₅C₂=10 种,女生的选法 ₄C₂=6 种。由乘法原理得 10×6=60 种。126 种是不分男女、从 9 人中选 4 人的 ₉C₄,是无视条件的错误。

第23题 | 对角线的条数

正八边形的对角线一共有多少条。

  1. 20条
  2. 28条
  3. 16条
  4. 24条
正确答案A. 20条

从 8 个顶点中取 2 个得到 ₈C₂=28 条线段,其中连接相邻顶点的 8 条边不是对角线。所以是 28−8=20 条。忘了减去边、答 28 条是常见错误。

第24题 | 分组

把 9 个人分成 4 人一组与 5 人一组这两组,方法有多少种。

  1. 120种
  2. 252种
  3. 63种
  4. 126种
正确答案D. 126种

只要选出进入 4 人组的人,剩下的自动组成 5 人组,所以是 ₉C₄=126 种。人数不同的两组本来就互相区分,因此不能再除以 2!(除了就会得到 63 种)。252 种则是反过来乘了 2 倍的错误。

第25题 | 分组

把 6 个人分成每组 2 人的 3 组,方法有多少种。其中各组之间没有区别。

  1. 90种
  2. 30种
  3. 45种
  4. 15种
正确答案D. 15种

依次选取得 ₆C₂×₄C₂=15×6=90 种,但各组没有区别,同一种分法按组的排列 3!=6 种被重复计数了。所以 90÷3!=15 种。忘了除以 3! 而答 90 种是最常见的错误。

第26题 | 路径

有棋盘格状的道路。从 A 地点到向东 4 格、向北 3 格处的 B 地点,不走回头路的走法有多少种。

  1. 12种
  2. 21种
  3. 35种
  4. 210种
正确答案C. 35种

在向东 4 次、向北 3 次共 7 次移动中,选哪 3 次向北,即 ₇C₃=35 种。也可以看成“东东东东北北北”的重排 7!/(4!3!)=35,结果相同。写成 4×3=12 种是数法上的错误。210 种是 ₇P₃,误当成排列的错误。

第27题 | 路径的应用

有棋盘格状的道路。从 A 地点到向东 5 格、向北 4 格处的 B 地点不走回头路时,不经过从 A 向东 2 格、向北 2 格处的地点 P 的走法有多少种。

  1. 66种
  2. 90种
  3. 126种
  4. 60种
正确答案A. 66种

总数是 ₉C₄=126 种。经过 P 的走法是(从 A 到 P 的 ₄C₂=6 种)×(从 P 到 B 的 ₅C₂=10 种)=60 种。所以不经过 P 的是 126−60=66 种。60 种是答成了“经过”的情形,126 种是停在总数上的值。

第28题 | 必须包含特定的人

从 10 人中选出 4 人值班时,特定的 2 人 A 与 B 都被选中的选法有多少种。

  1. 70种
  2. 45种
  3. 56种
  4. 28种
正确答案D. 28种

把 A 与 B 视为已经入选,只需从剩下的 8 人中选 2 人即可,即 ₈C₂=28 种。56 种是 ₈C₃,把剩下要选的人数误当成 3 人的值;45 种是 ₁₀C₂,是条件处理有误的值。

第29题 | 概率的定义

同时掷一大一小两个骰子时,求点数之和为 7 的概率。

  1. 1/12
  2. 5/36
  3. 7/36
  4. 1/6
正确答案D. 1/6

总数是 6×6=36 种。和为 7 的有 (1,6)(2,5)(3,4)(4,3)(5,2)(6,1),共 6 种,所以 P=6/36=1/6。把 (1,6) 与 (6,1) 视为同一种、数成 3 种就会得到 1/12,但分母 36 是把两个骰子区分开来数的,所以分子也必须区分着数。

第30题 | 摸球的概率

从装有红球 3 个、白球 2 个的袋中同时取出 2 个球,求两个都是红球的概率。

  1. 9/25
  2. 3/10
  3. 3/20
  4. 2/5
正确答案B. 3/10

总数是 ₅C₂=10 种,取到 2 个红球的选法是 ₃C₂=3 种,所以 P=3/10。9/25=(3/5)² 是把球放回时的值,而“同时取出”意味着不放回,所以不对。

第31题 | 对立事件

同时掷一大一小两个骰子时,求至少有一个出现 6 点的概率。

  1. 11/36
  2. 25/36
  3. 1/6
  4. 1/3
正确答案A. 11/36

对立事件“两个都不是 6”的概率是 (5/6)²=25/36。所以 P=1−25/36=11/36。25/36 是直接答了对立事件的概率。1/3=2/6 是想着“出 6 的位置有两个”就草率相加的错误,那样会把 (6,6) 数两次。

第32题 | 对立事件

同时掷 3 枚硬币时,求至少有 1 枚出现正面的概率。

  1. 1/2
  2. 1/8
  3. 7/8
  4. 3/8
正确答案C. 7/8

对立事件是“3 枚都是反面”,其概率为 (1/2)³=1/8。所以 P=1−1/8=7/8。见到“至少”就想对立事件。1/8 是直接答了对立事件本身。

第33题 | 概率的加法公式

从写着 1 到 20 号的号码牌中抽 1 张,求号码是 3 的倍数或 4 的倍数的概率。

  1. 3/10
  2. 1/2
  3. 9/20
  4. 11/20
正确答案B. 1/2

3 的倍数有 6 张,4 的倍数有 5 张,同时属于两者的 12 的倍数有 1 张。P=(6+5−1)/20=10/20=1/2。忘了减去重叠的 12 的倍数就会得到 11/20。对不互斥的事件使用加法公式时,一定要减去 P(A∩B)。

第34题 | 独立试验

命中目标的概率 A 为 2/3、B 为 3/5。两人各射 1 次时,求两人都命中的概率。其中两人的结果互相独立。

  1. 13/15
  2. 3/5
  3. 2/5
  4. 2/15
正确答案C. 2/5

因为是独立试验,概率相乘:P=(2/3)×(3/5)=6/15=2/5。13/15 是“至少有一人命中”的概率,2/15 是“两人都没中”的概率,要注意别把所问的事件弄错。

第35题 | 独立重复试验

掷 1 个骰子 4 次,求恰好出现 2 次 1 点的概率。

  1. 25/216
  2. 1/36
  3. 25/1296
  4. 1/6
正确答案A. 25/216

用独立重复试验的公式得 ₄C₂(1/6)²(5/6)²=6×(1/36)×(25/36)=25/216。忘了乘 ₄C₂ 就会得到 25/1296,这是最常见的错误。忘了乘 (5/6)² 则会得到 1/6。别忘记选择哪两次出 1 的位置数 ₄C₂。

第36题 | 独立重复试验

掷 1 枚硬币 5 次,求恰好出现 3 次正面的概率。

  1. 1/32
  2. 3/16
  3. 1/2
  4. 5/16
正确答案D. 5/16

₅C₃(1/2)³(1/2)²=10×(1/2)⁵=10/32=5/16。忘了乘 ₅C₃=10 就会得到 1/32。即使正面与反面的概率相等,选择出现位置的种数 ₅C₃ 仍然必不可少。

第37题 | 条件概率

10 根签中有 3 根是中签,甲、乙按顺序各抽 1 根(抽出的签不放回)。求在甲抽中的条件下乙也抽中的条件概率。

  1. 1/15
  2. 1/3
  3. 2/9
  4. 3/10
正确答案C. 2/9

甲抽中之后,剩下 9 根中还有 2 根中签。所以条件概率是 2/9。3/10 是无视条件时乙抽中的概率(由抽签的公平性,第 2 个人也是 3/10),1/15=(3/10)×(2/9) 是“两人都抽中”的概率,注意不要与条件概率混淆。

第38题 | 条件概率

掷一大一小两个骰子,结果点数之和为 10 以上。求此时至少有一个是 6 点的条件概率。

  1. 5/6
  2. 5/36
  3. 2/3
  4. 1/6
正确答案A. 5/6

和为 10 以上的有 (4,6)(5,5)(6,4)(5,6)(6,5)(6,6),共 6 种。其中含 6 的是除 (5,5) 以外的 5 种。把分母缩小为“和为 10 以上的 6 种”,得 5/6。5/36 是分母仍用 36 的联合概率,而条件概率的分母要换成条件所限定的集合。

第39题 | 期望值

10 根签中,奖金 100 日元的有 2 根、50 日元的有 3 根,其余 5 根没有奖金。求抽 1 根时奖金的期望值。

  1. 30日元
  2. 35日元
  3. 50日元
  4. 70日元
正确答案B. 35日元

E=100×(2/10)+50×(3/10)+0×(5/10)=20+15+0=35 日元。50 日元是把三种奖金额简单平均、算成 (100+50+0)/3 的错误,忽略了概率这一权重。期望值一定要用(数值×概率)之和来算。

第40题 | 对立事件的应用

掷 1 个骰子 3 次,求至少出现 1 次 6 点的概率。

  1. 91/216
  2. 1/2
  3. 25/72
  4. 125/216
正确答案A. 91/216

对立事件“3 次都不是 6”的概率是 (5/6)³=125/216。所以 P=1−125/216=91/216。125/216 是直接答了对立事件。25/72=75/216 是“恰好 1 次”的概率 ₃C₁(1/6)(5/6)²,要注意它与“至少 1 次”的区别。1/2 是把 1/6×3 草率相加的错误。

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