专题三： 排列、组合及二项式定理一、排列、组合与二项式定理【基础知识】1.分类计数原理（加法原理）12n N m m m =+++L .2.分步计数原理（乘法原理）12n N m m m =⨯⨯⨯L .3.排列数公式 m n A =)1()1(+--m n n n Λ=！！)(m n n -.(n ，m ∈N *，且m ≤n)． 4.组合数公式 mn C =m n m mA A =m m n n n ⨯⨯⨯+--ΛΛ21)1()1(=！！！)(m n m n -⋅(n ，m ∈N *，且m ≤n). 5.组合数的两个性质：(1) m n C =m n nC - ; (2) m n C +1-m nC =m n C 1+ （3）1121++++=++++r n r n r r r r r r C C C C C Λ.6.排列数与组合数的关系是：m m n n A m C =⋅！ .7.二项式定理：n n n r r n r n n n n n n n n b C b a C b a C b a C a C b a ++++++=+---ΛΛ222110)( ;二项展开式的通项公式：r r n r n r b a C T -+=1)210(n r ，，，Λ=.【题例分析】例1、从6名短跑运动员中选4人参加4×100米接力，如果其中甲不跑第一棒，乙不跑第四棒，问共有多少种参赛方法？解法：问题分成三类：（1）甲乙二人均不参加，有44A 种；（2）甲、乙二人有且仅有1人参加，有234C （44A －33A ）种；（3）甲、乙二人均参加，有24C （44A －233A ＋22A ）种，故共有252种．点评：对于带有限制条件的排列、组合综合题，一般用分类讨论或间接法两种．例2: 有5个男生和3个女生，从中选取5人担任5门不同学科的科代表，求分别符合下列条件的选法数：(1)有女生但人数必须少于男生．(2)某女生一定要担任语文科代表．(3)某男生必须包括在内,但不担任数学科代表．(4)某女生一定要担任语文科代表,某男生必须担任科代表,但不担任数学科代表．解：(1)先取后排,有13452335C C C C +种,后排有55A 种,共有5513452335)(A C C C （C+＝5400种．(2)除去该女生后先取后排：8404447=A C 种．(3)先取后排,但先安排该男生：3360441447=A C C 种．(4)先从除去该男生该女生的6人中选3人有36C 种,再安排该男生有13C 种,其余3人全排有33A 种,共331336A C C =360种．例3、、有6本不同的书（1）甲、乙、丙3人每人2本，有多少种不同的分法？（2）分成3堆，每堆2本，有多少种不同的分堆方法？（3）分成3堆，一堆1本，一堆2本，一堆3本，有多少种不同的分堆方法？（4）分给甲、乙、丙3人，一人1本，一人2本，一人3本，有多少不同的分配方法？（5）分成3堆，有2堆各一本，另一堆4本，有多少种不同的分堆方法？（6）摆在3层书架上，每层2本，有多少种不同的摆法？解：（1）在6本书中，先取2本给甲，再从剩下的4本书中取2本给乙，最后2本给丙，共有90222426=⋅⋅C C C （种）。

（2）6本书平均分成3堆，用上述方法重复了33A 倍，故共有15332426=⋅A C C （种）。

（3）从6本书中，先取1本做1堆，再在剩下的5本中取2本做一堆，最后3本做一堆，共有60332516=⋅⋅C C C （种）（4）在（3）的分堆中，甲、乙、丙3人任取一堆，故共有36033332516=⋅⋅⋅A C C C （种）。

（5）平均分堆要除以堆数的全排列数，不平均分堆则不除，故共有15221516=⋅A C C （种）。

（6）本题即为6本书放在6个位置上，共有72066=A （种）。

例4、如果在n x x ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+421 的展开式中，前三项的系数成等差数列，求展开式中的有理项。

解：展开式中前三项的系数分别为1，2n ，8)1(-n n ， 由题意得：2×2n =1+8)1(-n n 得n =8。

设第r+1项为有理项，43168121r r r r x c T -+⋅⋅=，则r 是4的倍数，所以r=0，4，8。

有理项为295412561,835,xT x T x T ===。

【巩固训练】一.选择题：每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的，把它选出填在题后的括号内.1、设k =1，2，3，4，5，则（x +2）5的展开式中x k 的系数不可能是A 10B 40C 50D 80.2、某赛季足球比赛的计分规则是：胜一场，得3分；平一场，得1分；负一场，得0分.一球队打完15场，积33分.若不考虑顺序，该队胜、负、平的情况共有A 3种B 4种C 5种D 6种.二.填空题：把正确答案填写在题中的横线上.3、将标号为1，2，…，10的10个球放入标号为1，2，…，10的10个盒子内，每个盒内放一个球，则恰好有3个球的标号与其所在盒子的标号不一致的放入方法共有 种.（以数字作答）4、设()()()()()9922105433321+++++++=++x a x a x a a x x Λ 则()286420a a a a a ++++―()=++++297531a a a a a 三.解答题：(解答应写文字说明，证明过程或演算步骤)5、（1）10个优秀指标分配给6个班级，每班至少一个，共有多少种不同的分配方法？（2）10个优秀名额分配到一、二、三3个班，若名额数不少于班级序号数，共有多少种不同的分配方法？6、若()432-x =44332210x a x a x a x a a ++++，求（1）()2420a a a ++―()231a a +的值。

（2）3210a a a a +++的值。

二、等可能事件的概率【基础知识】 等可能性事件的概率()m P A n=. 【题例分析】例1、 某班有学生36人，血型分别为A 型12人,B 型10人,AB 型8人,O 型6人，现从中抽出2人，求这两人血型不相同的概率.解:P(两人血型相同)＝P(两人血型均为A 型)＋P(两人血型均为B 型)＋P(两人血型均为AB 型)＋P(两人血型均为O 型)＝45112362628210212=+++C C C C C . 所以，P(两人血型不同)＝1－45344511=. 点拨:从四种血型中抽出2种有C 24＝6种，依次分类则情形较复杂，所以本题用间接法较简便.例2、从男、女学生共有36名的班级中,任意选出两名委员,任何人都有同样的机会当选,如果选得同性委员的概率等于21，求男、女相差几名？ 解：设男生有x 名，则女生有36－x 名，选得2名委员都是男性的概率为2362C C x ＝3536)1(⨯-x x .选得两名委员都是女性的概率为236236C C x-＝3536)35)(36(⨯--x x . 以上两种选法是互斥的，所以选得两名委员是同性委员的概率等于其概率和. 依题意3536)1(⨯-x x ＋3536)35)(36(⨯--x x ＝21.解得x ＝15或x ＝21. 即该班男生有15名，女生有36－15＝21人或者男生有21人，女生有36－21＝15人，总之，男女相差6名.例3、在袋中装30个小球，其中彩球有n 个红色，5个蓝色,10个黄色，其余为白色，求：(1)如果已经从中取定了5个黄球和3个蓝球，并将它们编上了不同的号码后排成一排，那么使蓝色小球不相邻的排法有多少种？(2)如果从袋中取出3个都是颜色相同的彩球（不含白色）的概率是40613，且n ≥2，计算红球有几个？(3)根据(2)的结论，计算从袋中任取3个小球至少有一个红球的概率？解：(1)将5个黄球排成一排共有A 55种排法，将3个蓝球放在5个黄球所形成的6个空位上，有A 36种排法.∴所求的排法为A 55·A 36＝14400（种）.（2）取3个球的种数为C 330＝4060，设“3个球全是红色”为事件A ，“3个球全是蓝色”为事件B.“3个球都是黄色”为事件C ，则P(B)＝40601033035=C C ，P(C)＝4060120330310=C C . ∵A 、B 、C 彼此互斥，∴P(A ＋B ＋C)＝P(A)＋P(B)＋P(C)，即40613＝P(A)＋4060120406010+.∴P(A)＝0，即取3个球，是红球的个数小于或等于2. 又∵n ≥2，故n ＝2.（3）记“3个球至少有一个是红球”为事件D ，则D 为“3个球中没有红球”，则 P(D)＝1－P(D )＝1－330328C C ＝14528. 例4、一种电器控制器在出厂时每四件一等品装成一箱，工人在装箱时不小心把两件二等品和两件一等品装入一箱，为了找出该箱中的二等品，我们把该箱中产品逐一取出进行测试.（1）求前两次取出都是二等品的概率；（2）求第二次取出的是二等品的概率；解：（1）四件产品逐一取出方式共有A 44种不同方式.前两次取出都是二等品的方式共有A 22·A 22种不同方式.所以前两次取出都是二等品的概率为： 61442222=A A A（2）第二次取出是二等品共有：3312A C ，所以第二次取出是二等品的概率是：21443312=A A C【巩固训练】一.选择题：每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的，把它选出填在题后的括号内.1、数字1，2，3，4，5，中，随机抽取3个数字（允许重复）组成一个三位数，其各位数字之和等于9的概率为（ ） 12519D 12518C 12516B 12513A 、 、 、 、 2、将一颗质地均匀的骰子（它是一种各面上分别标有点数1，2，3，4，5，6的正方体玩具）先后抛掷3次，至少出现一次6点向上和概率是(A)5216 (B)25216 (C)31216 (D)91216二.填空题：把正确答案填写在题中的横线上.3、袋内装有10个相同的球，其中5个球标有数字0，5个球标有数字1，若从袋中摸出5个球，那么摸出的5个球所标数字之和小于2或大于3的概率是 .4、一次二期课改经验交流会打算交流试点学校的论文5篇和非试点学校的论文3篇。

若任意排列交流次序，则最先和最后交流的论文都为试点学校的概率是__________三.解答题：(解答应写文字说明，证明过程或演算步骤)5、8支球队中有3支弱队，以抽签的方式将这8支球队分为A 、B 两组，每组4支，求：(1)A 、B 两组中有一组恰有两支弱队的概率；(2)A 组中至少有两支弱队的概率．6、有一个表面都涂有红颜色的正方体，被均匀地锯成了1000个小正方体,将这些正方体混合后，放入一个口袋内.(1)从该袋中任抽取一个正方体，恰有两个面涂有红色的概率是多少?(2)从袋中任取两个正方体，其中至少有一个面上有红色的概率是多少?三、互斥事件的概率【基础知识】1、 (1)互斥事件：不可能同时发生的两个事件叫互斥事件.(2)对立事件：两个事件必有一个发生的互斥事件叫对立事件.2.重点公式(1)如果事件A 、B 互斥，那么事件A+B 发生（即A 、B 中有一个发生）的概率，等于事件A 、B 分别发生的概率和，即P （A+B ）=P （A ）+P （B ），推广:P （A 1+A 2+…+A n ）=P （A 1）+P （A 2）+…+P （A n ）.(2)对立事件的概率和等于1. P(P)+P(A )=P （A+A ）=1.【题例分析】例1、甲、乙二人参加普法知识竞赛，共有10个不同的题目，其中选择题6个，判断题4个.甲、乙二人各抽一题：（1）求甲抽到选择题，乙抽到判断题的概率；（2）求甲、乙两人中至少一人抽到选择题的概率.解：（1）甲抽到选择题、乙抽到判断题的可能结果有C 16·C 14个，又甲、乙依次抽到一题的可能结果有C 110C 19个，所以，所求概率为：199101416C C C C =154. （2）甲、乙二人依次都抽到判断题的概率为191101314C C C C ，故甲、乙二人中至少有一人抽到选择题的概率为:1-191101314C C C C =1-9012=1-152=1513. 例2、某射手在一次射击中命中9环的概率是0.28，命中8环的概率是0.19，不够8环的概率是0.29.计算这个射手在一次射击中命中9环或10环的概率.解：设这个射手在一次射击中命中10环或9环为事件A ，命中10环、9环、8环以及不够8环的事件分别记为A 1、A 2、A 3、A 4.∵A 2、A 3、A 4彼此互斥，∴P （A 2+A 3+A 4）=P(A 2)+P(A 3)+P(A 4)=0.28+0.19+0.29=0.76.又∵A 1=432A A A ++，∴P(A 1)=1-P （A 2+A 3+A 4）=1-0.76=0.24.∵A 1与A 2互斥，∴P （A ）＝P （A 1+A 2）=P （A 1）+P （A 2）=0.24+0.28＝0.52.故这个射手在一次射击中命中10环或9环的概率为0.52.例3、袋中放有3个伍分硬币，3个贰分硬币和4个壹分硬币，从中任取3个，求总值超过8分的概率.解：记“总值超过8分”为事件A ，它应有四种情况：（1）“取到3个伍分硬币”为事件A 1；（2）“取到2个伍分和一个贰分硬币”为事件A 2；（3）“取到2个伍分和一个壹分硬币”为事件A 3；（4）“取到一个伍分硬币和2个贰分硬币”为事件A 4.则P(A 1)=31033C C =1201. P(A 2)=3101323C C C =403. P(A 3)=3101423C C C =101. P(A 4)=3102313C C C =403. 依题意，A 1、A 2、A 3、A 4彼此互斥，∴P(A)=P(A 1+A 2+A 3+A 4)=P(A 1)+P(A 2)+P(A 3)+P(A 4)=12031 例4、经统计，某大型商场一个结算窗口每天排队结算的人数及相应的概率如下：（I ）每天不超过20人排队结算的概率是多少？（Ⅱ）一周7天中，若有3天以上（含3天）出现超过15人排队结算的概率大于0.75，商场就需要增加结算窗口，请问该商场是否需要增加结算窗口？解：（I ）每天不超过20人排队结算的概率为：P=0.1+0.15+0.25+0.25=0.75，即不超过20人排队结算的概率是0.75.（Ⅱ）每天超过15人排队结算的概率为：0.25+0.2+0.05=21， 一周7天中，没有出现超过15人排队结算的概率为707)21(C ； 一周7天中，有一天出现超过15人排队结算的概率为617)21)(21(C ； 一周7天中，有二天出现超过15人排队结算的概率为5227)21()21(C ； 所以有3天或3天以上出现超过15人排队结算的概率为：75.012899])21()21()21)(21()21([152********>=++-C C C ， 所以，该商场需要增加结算窗口.【巩固训练】一.选择题：每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的，把它选出填在题后的括号内.1、如果A 、B 两个事件互斥，那么（ ）A.A+B 是必然事件B.A +B 是必然事件C.A 与B 一定互斥D.A 与B 一定不互斥2、在第3、6、16路公共汽车的一个停靠站，假定这个车站只能停靠一辆汽车，有一位乘客需5分钟之内赶到厂里，他可乘3路或6路车到厂里，已知3路车，6路车在5分钟内到此车站的概率分别为0.2和0.6，则此乘客在5分钟内能乘到所需车的概率为（ ）A.0.2B.0.6C.0.8D.0.12二.填空题：把正确答案填写在题中的横线上.3、甲、乙两人下成和棋的概率为21，乙获胜的概率为31，则乙不输的概率为_______. 4、有两个口袋，甲袋中有3只白球，7只红球，15只黑球，乙袋中有10只白球，6只红球，9只黑球，现从两袋中各取一只球,则两球颜色相同的概率为_______.三.解答题：(解答应写文字说明，证明过程或演算步骤)5、已知袋中装有红色球3个、蓝色球2个、黄色球1个,从中任取一球确定颜色后再放回袋中，取到红色球后就结束选取，最多可以取三次，求在三次选取中恰好两次取到蓝色球的概率.6、掷两个骰子，出现点数之和为4点或5点或偶数点的概率是多少？四、独立事件的概率【基础知识】1.独立事件A ，B 同时发生的概率P(A ·B)= P(A)·P(B).2.n 个独立事件同时发生的概率 P(A 1· A 2·…· A n )=P(A 1)· P(A 2)·…· P(A n )．3.（不要求记忆）n 次独立重复试验中某事件恰好发生k 次的概率()(1).k k n k n n P k C P P -=-【题例分析】例1、某产品检验员检查每一件产品时，将正品错误地鉴定为次品的概率为0.1，将次口错误地鉴定为正品的概率为0.2，如果这位检验员要鉴定4件产品，这4件产品中3件是正品，1件是次品，试求检验员鉴定成正品，次品各2件的概率.解：有两种可能：将原1件次品仍鉴定为次品，原3件正品中1件错误地鉴定为次品;将原1件次品错误地鉴定为正品，原3件正品中的2件错误地鉴定为次品. 概率为P ＝9.01.02.09.01.08.0223213⨯⨯⨯+⨯⨯⨯C C ＝0.1998例2、已知两名射击运动员的射击水平，让他们各向目标靶射击10次，其中甲击中目标7次，乙击中目标6次，若在让甲、乙两人各自向目标靶射击3次中，求：（1）甲运动员恰好击中目标2次的概率是多少？（2）两名运动员都恰好击中目标2次的概率是多少？（结果保留两位有效数字）解. 甲运动员向目标靶射击1次，击中目标的概率为7/10=0.7乙运动员向目标靶射击1次，击中目标的概率为6/10=0.6(1)甲运动员向目标靶射击3次，恰好都击中目标2次的概率是44.0)7.01(7.01223=-⨯⨯c(2)乙运动员各向目标靶射击3次，恰好都击中目标2次的概率是[][]19.0)6.01(6.0)7.01(7.012231223=-⋅⋅⋅-⋅⋅c c 例3、冰箱中放有甲、乙两种饮料各5瓶，每次饮用时从中任意取1瓶甲种或乙种饮料，取用甲种或乙种饮料的概率相等.（Ⅰ）求甲种饮料饮用完毕而乙种饮料还剩下3瓶的概率；（Ⅱ）求甲种饮料被饮用瓶数比乙种饮料被饮用瓶数至少多4瓶的概率.解：（I ）12821)1()5(25577=-=P P C P . （II ）P 6(5)+P 5(5)+P 4(4) =C 65P 5(1－P)+C 55P 5+C 44P 4=163 例4、有一批产品出厂前要进行五项指标检验，如果有两项指标不合格，则这批食品不能出厂，已知每项指标抽检是相互独立的，每项指标抽检出现不合格品的概率都是0.2。