题目
某研究机构对不同蔬果的代谢质量进行评分,分数越高代表代谢质量越高。现有13种蔬果,其中2种各为5分,4种各为4分,3种各为3分,4种各为2分。从中选取3种蔬果得分总和不低于13分的组合共有多少种? A. 21B. 19C. 16D. 13
某研究机构对不同蔬果的代谢质量进行评分,分数越高代表代谢质量越高。现有13种蔬果,其中2种各为5分,4种各为4分,3种各为3分,4种各为2分。从中选取3种蔬果得分总和不低于13分的组合共有多少种?
- A. 21
- B. 19
- C. 16
- D. 13
题目解答
答案
为了确定从13种蔬菜中选取3种蔬菜得分总和不低于13分的组合共有多少种,我们首先需要分析可能的得分组合。蔬菜的得分分别为5分、4分、3分和2分,其中:
- 5分的蔬菜有2种
- 4分的蔬菜有4种
- 3分的蔬菜有3种
- 2分的蔬菜有4种
我们需要找到所有可能的3种蔬菜的组合,使得它们的总分不低于13分。我们分情况讨论:
1. **三个蔬菜的得分都是5分或4分或3分或2分,总分计算如下:**
- **情况1:三个蔬菜的得分都是5分**
- 由于只有2种5分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况2:两个蔬菜的得分是5分,一个蔬菜的得分是3分或4分**
- 两个蔬菜的得分是5分,总分是 $5 + 5 = 10$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 10 = 3$ 分。
- 选择两个5分的蔬菜有 $ \binom{2}{2} = 1 $ 种方式,选择一个3分的蔬菜有 $ \binom{3}{1} = 3 $ 种方式,选择一个4分的蔬菜有 $ \binom{4}{1} = 4 $ 种方式。
- 所以,总共有 $1 \times (3 + 4) = 7$ 种组合。
- **情况3:两个蔬菜的得分是4分,一个蔬菜的得分是5分**
- 两个蔬菜的得分是4分,总分是 $4 + 4 = 8$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 8 = 5$ 分。
- 选择两个4分的蔬菜有 $ \binom{4}{2} = 6 $ 种方式,选择一个5分的蔬菜有 $ \binom{2}{1} = 2 $ 种方式。
- 所以,总共有 $6 \times 2 = 12$ 种组合。
- **情况4:两个蔬菜的得分是4分,一个蔬菜的得分是4分**
- 两个蔬菜的得分是4分,总分是 $4 + 4 = 8$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 8 = 5$ 分。
- 由于只有4种4分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况5:两个蔬菜的得分是4分,一个蔬菜的得分是3分**
- 两个蔬菜的得分是4分,总分是 $4 + 4 = 8$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 8 = 5$ 分。
- 由于只有3种3分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况6:两个蔬菜的得分是3分,一个蔬菜的得分是5分**
- 两个蔬菜的得分是3分,总分是 $3 + 3 = 6$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 6 = 7$ 分。
- 由于没有7分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况7:两个蔬菜的得分是3分,一个蔬菜的得分是4分**
- 两个蔬菜的得分是3分,总分是 $3 + 3 = 6$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 6 = 7$ 分。
- 由于没有7分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况8:两个蔬菜的得分是3分,一个蔬菜的得分是3分**
- 两个蔬菜的得分是3分,总分是 $3 + 3 = 6$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 6 = 7$ 分。
- 由于没有7分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况9:两个蔬菜的得分是2分,一个蔬菜的得分是5分**
- 两个蔬菜的得分是2分,总分是 $2 + 2 = 4$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 4 = 9$ 分。
- 由于没有9分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况10:两个蔬菜的得分是2分,一个蔬菜的得分是4分**
- 两个蔬菜的得分是2分,总分是 $2 + 2 = 4$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 4 = 9$ 分。
- 由于没有9分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况11:两个蔬菜的得分是2分,一个蔬菜的得分是3分**
- 两个蔬菜的得分是2分,总分是 $2 + 2 = 4$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 4 = 9$ 分。
- 由于没有9分的蔬菜,所以这种情况不可能。
- **情况12:两个蔬菜的得分是2分,一个蔬菜的得分是2分**
- 两个蔬菜的得分是2分,总分是 $2 + 2 = 4$ 分,需要一个蔬菜的得分至少是 $13 - 4 = 9$ 分。
- 由于没有9分的蔬菜,所以这种情况不可能。
2. **综上所述,所有可能的组合数为:**
\[
7 + 12 = 19
\]
因此,从中选取3种蔬菜得分总和不低于13分的组合共有 $\boxed{19}$ 种。
解析
考查要点:本题主要考查组合数的计算及分类讨论能力,需要根据得分要求,合理拆分可能的组合情况。
解题核心思路:
- 确定得分范围:总分不低于13分,需分析可能的高分组合。
- 分类讨论:根据蔬菜的分数分布,分情况枚举满足条件的组合,避免重复或遗漏。
- 组合数计算:对每种情况的组合数进行计算,最后求和。
破题关键点:
- 最高分优先:优先考虑包含高分(5分、4分)的组合,如两个5分加一个高分,或一个5分加两个4分。
- 排除不可能情况:如三个4分总分仅12分,无法满足要求。
情况1:两个5分,一个高分(3分或4分)
- 总分要求:两个5分总和为$5+5=10$分,第三个蔬菜需至少$13-10=3$分。
- 组合方式:
- 选择两个5分:$\binom{2}{2}=1$种
- 选择一个4分:$\binom{4}{1}=4$种
- 选择一个3分:$\binom{3}{1}=3$种
- 总数:$1 \times (4+3) = 7$种
情况2:一个5分,两个4分
- 总分要求:5分+两个4分总和为$5+4+4=13$分。
- 组合方式:
- 选择一个5分:$\binom{2}{1}=2$种
- 选择两个4分:$\binom{4}{2}=6$种
- 总数:$2 \times 6 = 12$种
其他情况排除
- 三个4分:总分$4+4+4=12$分,不满足要求。
- 含3分或2分的组合:如两个5分加2分总分仅$5+5+2=12$分,无法达标。
最终总数:$7 + 12 = 19$种