第1题 组合计数
答案:B(455)
题目
从7 本不同算法书和5 本不同数学书中选4 本,要求:
两类书都至少选1 本。
问一共有多少种选法?
第一步:为什么不能直接计算?
1、有的同学第一反应:
一共有
7+5=12 本书选四本:
但是这样错了!
因为这里把下面两种情况也算进去了:
2、全部都是算法书:
算法 算法 算法 算法全部都是数学书:
数学 数学 数学 数学题目要求:
两类书都至少一本。
所以必须去掉这些情况。
方法可以使用,分类讨论法和补集法。
第二步:分类讨论
1、因为一共选4本。
算法书至少一本。
数学书至少一本。
那么算法书可能选:
1 本 2 本 3 本(不能0本,也不能4本。)
所以只有三种情况。
2、第一种
(1)算法:
1本
数学:
3本
(2)算法方案数:
数学方案数:
方案数小计:
第二种
(1)算法:
2本
数学:
2本
(2)算法方案数:
数学方案数:
方案数小计:
第三种
(1)算法:
3本
数学:
1本
(2)算法方案数:
数学方案数:
方案数小计:
第三步:全部相加
(1)计算:
70+210=280 280+175=455(2)所以答案:
方法二:补集法(竞赛常用)
1、先不考虑限制。
12本里面选四本:
2、去掉两种非法情况。
(1)全部都是算法书
7本里面选四本:
(2)全部都是数学书
5本里面选四本:
(3)因此:
495-35-5
得到:
455
两种方法比较
| 方法 | 思路 | 推荐程度 |
|---|---|---|
| 分类讨论 | 按算法书选1、2、3本分类 | ⭐⭐⭐⭐⭐(容易理解) |
| 补集法 | 总方案减去非法方案 | ⭐⭐⭐⭐(计算更快) |
🎯 一句话总结
遇到题目中出现:
"两类都至少选一个"
一般有两种经典做法:
方法一——分类讨论:
第一类选1个 第一类选2个 第一类选3个 ……把所有合法情况分别计算后相加。
方法二——补集法:
总方案 − 第一类一个都没选 − 第二类一个都没选第2题 排列计数
答案:B(480)
1、题意
若干个人排成一排。
其中
甲乙不能相邻。
问共有多少种。
2、思路
这是经典题。
采用:
总方案 − 相邻方案
3、分步计算
第一步
所有排列
假设共有6个人
那么
6!=720
第二步
(1)甲乙绑在一起
把甲乙
看成一个整体。
又由于
甲乙
内部还能交换:
AB
BA
所以要乘2。
(2)于是,整体数量变成
5个人排列
即
(3)最后
720-240=480
所以答案
B
4、记忆口诀
以后遇到:
两人不能相邻
若干元素不能相邻
第一反应就是:
总数−相邻数
第3题 二项式展开
答案:C(15)
1、这是经典:
二项式定理
2、展开
(a+b)^n
第k项
3、怎样找常数项?
(1)秘诀:
指数全部加起来等于0。
令
x指数=0
即可求出k。
(2)找到对应组合数即可。
计算后得到
组合数
所以答案
15
第4题 杨辉三角
答案:A
1、看代码:
for (int i = 0; i <= n; i++) { c[i][0] = c[i][i] = 1; for (int j = 1; j < i; j++) c[i][j] = ________; }2、杨辉三角公式:
组合数满足
C(i,j)=C(i−1,j−1)+C(i−1,j)
因此
c[i][j] = c[i-1][j-1] + c[i-1][j];答案
A
3、为什么?
(1)因为,当前位置
就是
左上+正上
(2)例如
1 1 1 1 2 1 1 3 3 1(3)数字3
就是
1+24、这是组合数学最重要公式之一。
以后:
DP
组合数
Lucas
都会反复使用。
第5题 快速幂
答案:C(13)
1、看程序
qpow(3,20,17)2、不需要真的算3²⁰
因为要求的是
3、根据费马小定理
17是质数
(1)所以
(2)因此
=![]()
(3)变成
(4)而
= 13
(5)所以答案
13
4、快速幂
不会直接计算巨大数字。
而是不断:
平方
取模
时间复杂度:
第6题 归并排序
答案:D(O(nlogn))
1、归并排序每次:
长度 n ↓ 分成 n/2 ↓ n/4 ↓ ……2、高度
就是
3、每层合并
需要
4、例如
8个数 第一层 8 第二层 4+4 第三层 2+2+2+2 第四层 1……(1)每层工作量都是
8共有
log₂8=3层。
(2)于是
8×3一般就是
这是归并排序最经典结论。
第7题 三角形面积
答案:A
1、这是平面几何经典公式。
三个点:
面积公式:
考试时直接代入坐标即可。
2、另一种理解
实际上它来源于:
叉积(Cross Product)
即
很多几何题都会利用叉积来判断:
三点是否共线
面积
左转右转
凸包
因此,这道题是在考察解析几何与向量叉积的基础应用。
1~7题知识点:
| 题号 | 考点 | 核心方法 |
|---|---|---|
| 1 | 组合计数 | 分类讨论、组合数 |
| 2 | 排列组合 | 总数-相邻数 |
| 3 | 二项式展开 | 找常数项、组合数 |
| 4 | 杨辉三角 | 组合数递推公式 |
| 5 | 快速幂 | 模运算、费马小定理 |
| 6 | 归并排序 | 分治,时间复杂度 O(nlogn) |
| 7 | 三角形面积 | 叉积求面积 |
这7道选择题几乎覆盖了八级前半部分最重要的基础知识:排列组合、二项式定理、组合数递推、快速幂、分治排序、解析几何。