从 $5$ 位男生和 $4$ 位女生中选出 $4$ 人组成一个学习小组,要求学习小组中男生和女生都有。有多少种不同的选法?
这题考组合数与补集思想。拿到题先想:总数是多少?不符合条件的极端情况(全男、全女)各有多少?用总数减去这两个极端,就是‘男生女生都有’的选法。
最容易栽的坑是只减去全男生的情况,得到121,却忘了题目要求‘男生和女生都有’,全女生那一种极端(4个女生)也必须排除。另外,有些同学会把组合数公式记错,或者算错C(9,4)、C(5,4)、C(4,4)的值,导致结果偏差。
这道题考查的是排列组合中的组合数计算以及补集思想的应用。题目要求从5位男生和4位女生中选出4人组成学习小组,且小组中男生和女生都必须有。这意味着我们需要排除掉全是男生或全是女生的情况。组合数C(n,m)表示从n个不同元素中取出m个元素的方案数,计算公式为C(n,m)=n!/(m!(n-m)!)。比如C(9,4)=9×8×7×6/(4×3×2×1)=126。补集法的思路是先算出无限制条件下的总选法,再减去不符合条件的选法。总选法是C(9,4)=126种。不符合条件的情况只有两种:全是男生(从5男中选4男)和全是女生(从4女中选4女)。全是男生的选法是C(5,4)=5种,全是女生的选法是C(4,4)=1种。因此,符合要求的选法就是126-5-1=120种。分类法也可以验证:1男3女有C(5,1)×C(4,3)=20种,2男2女有C(5,2)×C(4,2)=60种,3男1女有C(5,3)×C(4,1)=40种,合计20+60+40=120种,结果一致。命题人常在这里挖坑,比如只减全男得到121,或者混淆组合与排列。从题库数据看,这类计数原理题目在CSP入门级已考过13次,近年考频上升(2023年19题、2024年40题、2025年43题),说明该知识点是高频考点。未来可能继续以‘至少/都有’这类限制条件出题,也可能结合更复杂的分类讨论。暂无足够依据预测具体形式,但补集法仍是首选技巧。