本题导读
本题考查排列与组合的综合应用,以及分类加法计数原理。
📌【题干】
Question
(2012年北京卷(理)) 从 中选一个数字,从 中选两个数字,组成无重复数字的三位数.其中奇数的个数为()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 明确目标数特征与限制条件:
- 三位数由三个位置组成:百位(最高位)、十位、个位。
- 限制一(数字来源):包含一个偶数(来自 ),两个奇数(来自 )。
- 限制二(最高位约束):百位数字绝对不能为 。
- 限制三(奇数定义约束):个位数字必须是奇数。
- 确定解题突破口(特殊位置/特殊元素优先):
- 偶数集合中的“”是影响百位和个位的双重特殊元素。因此,最稳健的策略是根据选出的偶数是 还是 展开分类讨论。
- 分类推导:
- 类别一:选出的偶数是 。由于 不能在百位,也不能在个位(必须是奇数),故 只能固定放置在十位。剩下两个位置由奇数排列。
- 类别二:选出的偶数是 。此时 的位置不影响最高位是否为 ,需要根据 放置在百位还是十位进行细分步讨论。
✅【答案】
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B
✍【详细解析】
Abstract
第一步:分类讨论推导
组成三位数的三个数字由 中的两个奇数和 中的一个偶数混合构成。要使该三位数为奇数,个位必须分配给奇数。
根据所选偶数的不同,分以下两种情况讨论:
情况一:选出的偶数是 此时组成的三个数字为 以及 中的某两个奇数。
- 个位放置:必须为奇数,从选出的两个奇数中任选一个,有 种选法;
- 百位放置:不能为 ,且个位已占用一个奇数,故百位只能放置剩下的那个奇数,有 种选法;
- 十位放置:只能放置剩下的数字 ,有 种选法。
或者直接从位置角度看:数字 不能在百位(最高位非0),也不能在个位(必须是奇数),所以 必须固定在十位。 此时,选出的两个奇数在百位和个位进行全排列,从 个奇数中选出 个进行排列,种数为:
情况二:选出的偶数是 此时组成的三个数字为 以及 中的某两个奇数。 因为个位必须是奇数,所以数字 只能放置在百位或十位:
- 若 在百位:百位固定。个位和十位由选出的两个奇数填充(即从 个奇数中选 个放入十位和个位),种数为 种;
- 若 在十位:十位固定。百位和个位由选出的两个奇数填充(同上),种数为 种。
本情况下的奇数总个数为:
第二步:求和输出最终结论
根据分类加法计数原理,将两种互斥情况下的方法数进行加总:
故选 B
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:分类计数原理与排列组合公式的混合应用;特殊数字 的排位规则。
- 核心方法:元素位置锁定法(通过限制条件强行固定特殊元素的位置)。
- 避坑指南:
- 忽略了百位不能为 的隐藏条件:如果直接先安排个位奇数(),再把偶数插入,容易漏掉 掉在百位组成两位数的非法情况。
- 在情况二中误认为 也可以放在个位:题目设问明确要求组成“奇数”,个位必须是 之一。数字 作为偶数,空间位置被刚性排除在个位之外。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题为2012年北京卷高考理科数学第6题,是典型的排列组合应用题。母题来源于人教A版教材《选择性必修第三册》第六章“排列与组合”课后的数字组数经典练习。
- 结论推广: 这类问题可推广为**“带零偶数与奇数混合组奇数模型”**: 若从包含 的 个偶数中选 个,从 个奇数中选 个组成无重复的 位奇数。 核心算法恒表现为:以选出的偶数是否为 作为分水岭。
- 选出 时: 不能在首位和末位,有 个位置可选,其余奇数排列;
- 选出非 偶数时:该偶数不能在末位,有 个位置可选,其余奇数排列。 通过这种结构化的分类,可以将任何高位数的同类组数问题化简为刚性的代数递推式。
🔗【关联脉络】
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