本题导读

本题考查排列组合,以及排列与排列数。

📌【题干】

Question

(2013年四川卷(理)) 从 这五个数中,每次取出两个不同的数分别为 ,共可得到 的不同值的个数是()

A. 9       B. 10       C. 18       D. 20

🔍【思路分析】

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  1. 利用对数性质转化: 根据对数运算法则 。 因为对数函数 在 上是严格单调递增的,所以 的不同取值个数完全等价于比值 的不同取值个数。

  2. 计算总取法: 从 5 个数中取出 2 个不同的数进行排列( 作为分子, 作为分母),总取法为 种。

  3. 寻找重复项(去重): 在 中,检查是否存在不同的有序数对 使得其比值 相等。

    • 观察倍数关系: 是 的三倍, 是 的三倍。
    • 发现等式: 以及 。
  4. 得出结论: 从总数中减去重复计算的个数。

✅【答案】

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C

✍【详细解析】

Abstract

第一步:公式转化 设 。由对数性质可知 。 要计算 的不同值的个数,即计算集合 中元素的个数。

第二步:计算排列总数 从集合 中任取两个不同的数排列为 ,共有:

第三步:排除重复的比值 遍历所有可能的比值,寻找相等的项:

  • 当比值为 时: 和 相等,产生了 1 个重复值。
  • 当比值为 时: 和 相等,产生了 1 个重复值。
  • 其他比值如 均不存在其他组合使其相等(因为 为质数且不是其他数的因子)。

第四步:计算最终个数 不同值的个数为 个。

故正确答案为:C。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:排列数的应用;对数运算性质的应用;等价转化思想。

核心方法:“先总后减”。在排列组合中,面对可能有重复的情况,先算出无约束的总数,再人工剔除重复项是常见策略。

避坑指南:- 容易忽略 与 是互为相反数(比值互为倒数),它们是不同的值。 - 务必检查数字之间的倍数关系(如本题中的 ),这是产生重复比值的唯一来源。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:对数函数的单调性、分数的化简与性质。

结论推广:若集合中存在等比数列子集(如 ),则在该子集中选数求商必会产生重复。

方法推广:若题目要求求 的不同值,则需通过寻找相等的乘积(如 ,但本题要求取不同数,故不适用)来去重。

🔗【关联脉络】

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