本题导读
本题考查排列组合中的分组分配问题。核心意图在于测试学生处理含有“必须同组”与“不能同组”等特定限制条件下的计数能力,通过对特殊元素的优先排布与余下位置的组合选择,精确计算方案总数。
📌【题干】
Question
(2026年新高考II卷)把甲、乙、丙、丁等 8 位员工分成 两个技术小组,要求每组 4 人,其中甲、乙同组,丙、丁不同组,则分配方案共有()
A. 种 B. 种 C. 种 D. 种
🔍【思路分析】
破题导航
- 第一步逻辑(分析特殊元素约束):
- “甲乙必须在同一组”:将甲乙视为一个整体绑定的元素对(或直接指定他们所在的组)。
- “丙丁不能在同一组”:这意味着丙和丁必须分别去往 组和 组各 1 人。
- 第二步逻辑(构建选择模型):
- 因为 是有区别的两技术小组,且每组固定 4 人。
- 考虑甲乙所在的组:甲乙要么都在 组,要么都在 组,这有两种对称的情况。
- 以甲乙都在 组为例:此时 组已占 2 人(甲、乙),还缺 2 人; 组仍缺 4 人。
- 再安排丙丁:因为丙丁不能同组,所以丙丁中必有 1 人在 组,另 1 人在 组。
- 从丙丁中选 1 人去 组,有 种情况(剩下 1 人自动去 组)。
- 此时 组已拥有 3 人,还缺 人; 组已拥有 1 人,还缺 人。
- 第三步逻辑(计算其余元素并求和):
- 除去甲、乙、丙、丁,还剩下 个普通人。
- 从这 4 个普通人中选出 1 人填满 组,有 种情况(剩下的 3 人自动填满 组)。
- 利用乘法原理计算单个分支方案数,再乘以甲乙换组的 2 倍系数,得出总方案数。
✅【答案】
点击查看答案
C
✍【详细解析】
Abstract
第一步:分析甲乙所在小组的宏观分布 由于 组和 组是具有特定标签(技术小组 、技术小组 )的不同集合。 “甲乙必须在同一组”,因此有两种互斥的宏观状态:
- 状态一:甲乙同在 组;
- 状态二:甲乙同在 组。
根据对称性,状态一和状态二的分配方案数是完全相等的。下面我们详细计算**状态一(甲乙同在 组)**的方案数。
第二步:在状态一(甲乙在 组)下,排布特殊元素丙丁 此时, 组中已确定有 2 人(甲、乙),剩余空间为 人。 “丙丁不能在同一组”,说明丙和丁必须分属两组,即 组和 组各分到 1 人。
- 从丙、丁两人中选择 1 人放入 组,共有:
- 丙、丁中剩下的另 1 人自动划入 组。 此时, 组已经有了 3 人(甲、乙、以及丙丁中的一个),还需要 人。 组已经有了 1 人(丙丁中的另一个),还需要 人。
第三步:分配剩下的 4 名普通组员 除了甲、乙、丙、丁这 4 人外,还剩下 4 名没有任何特殊限制的组员。
- 从这 4 人中随机挑选 1 人放入 组以填满该组,共有:
- 剩余的 3 人自动填满 组(即 种方案)。
根据分步乘法计数原理,当甲乙在 组时,合法的分配方案数为:
第四步:求和汇总 结合第一步的分类,甲乙也可以选择同在 组。根据分类加法计数原理,总的分配方案数为:
正确答案:C
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:带有特殊元素约束(同组与排他)的分组问题;分步与分类计数原理的复合应用。
- 核心方法:特殊元素优先定位法。
- 避坑指南:
- 平均分组的去排列陷阱:本题极易让人联想到经典的无序平均分组题(需要除以 )。但由于本题明确指出了 是两个有特定名称的技术小组,这就等价于方案中带有顺序性。如果在安排完甲乙去向后又盲目除以 2,就会错选 B 选项。请牢记:当各组有明确标签(如 组、 组或第一组、第二组)时,无需进行去排列消除处理。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题是排列组合板块中非常高频的限制性分组模型。其数学模型常用于资源配置、班级委员会选拔等实际离散数学决策场景。
- 结论推广: 对于将 人平均分成具有标签的 两组(每组 人),其中含有一对必同组元素(甲乙)与一对必异组元素(丙丁)的通用模型: 其最大合法方案数可直接由以下组合通式给出: 在本题中,总人数 ,直接带入此推广通式: 通过此公式大招,面对同类限制性平均分组问题,可以免去所有分步细化分析,实现 3 秒内直接写出最终答案。
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点 (Nodes)
类题演练 (Links)