本题导读
本题是一道带有实际应用背景的排列组合题。核心考查利用分类加法计数原理解决限额消费的杂志购买方案。解题切入点在于通过总金额限制建立二元一次不定方程,通过限定变量范围分类计数,侧重考查离散数学思维和严谨的分步求解能力。
📌【题干】
Question
(2007年浙江卷(理)) 某书店有 11 种杂志,2 元 1 本的 8 种,1 元 1 本的 3 种。小张用 10 元钱买杂志(每种至多买一本,10 元钱刚好用完),则不同买法的种数是。(用数字作答)
🔍【思路分析】
破题导航
- 设小张购买 2 元 1 本的杂志 本,购买 1 元 1 本的杂志 本;
- 根据“总金额刚好为 10 元”建立不定方程 。结合已有杂志的总数量限制确定 与 的取值范围: 且 ();
- 找出所有合法的整数解组合 ,对每种组合利用组合数 分别计算方案数,最后由加法原理求和。
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266
✍【详细解析】
Abstract
解: 设购买 2 元一盒的杂志 本,1 元一盒的杂志 本。 根据题意,可列出总价方程: 由于每种杂志至多买一本,且书店里 2 元的仅有 8 种,1 元的仅有 3 种,所以未知数需满足约束:
由 且 ,代入范围得: 因为 必须为整数,所以 的可能取值只能是 或 。
下面分两类情况进行讨论计数: 第一类情况: 此时 。即买 5 本 2 元的,0 本 1 元的。 方法数为从 8 种 2 元中选 5 种,从 3 种 1 元中选 0 种:
第二类情况: 此时 。即买 4 本 2 元的,2 本 1 元的。 方法数为从 8 种 2 元中选 4 种,从 3 种 1 元中选 2 种:
根据分类加法计数原理,不同买法的总种数为: 故答案为 266。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:两个计数原理的综合运用,组合数的实际应用模型。
- 核心方法:方程边界限制分类法。
- 避坑指南:
- 易错点在于盲目列举 的解,如 或 ,忽略了“1元杂志只有3种”这一核心上限要求(即 ),导致算出了不存在的组合。
- 分类算完后,最后一步是加法原理(),切勿粗心做成乘法。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题将初等数论中的不定方程整数解与组合计数交叉结合,是高考中考查基础逻辑思维和分类严谨性的典型中档小题。
- 结论推广:解决带有限制上限的背包或定额消费组合计数问题,最有效的方法是通过面值较大项(本题为2元项)作为主动元进行截断遍历,其取值范围可由较小项的上限直接夹逼得出,能有效缩减分类项。
🔗【关联脉络】
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