某风景区内有5个收费景点,门票分别为10元、10元、20元、20元、20元。老李花了40元购买门票,依次游览了不同景点。那么可能的游览方式有多少种?A. 6B. 18C. 24D. 60
某风景区内有5个收费景点,门票分别为$10$元、$10$元、$20$元、$20$元、$20$元。老李花了$40$元购买门票,依次游览了不同景点。那么可能的游览方式有多少种? A. 6 B. 18 C. 24 D. 60
题目解答
答案
我们来一步一步分析这个题目。
题目信息整理:
景区有5个收费景点,门票价格分别是:
- 10元、10元、20元、20元、20元
也就是说,有:
- 2个10元的景点(我们记作 A、B)
- 3个20元的景点(我们记作 C、D、E)
老李花了 40元,依次游览了不同的景点(即不能重复游览同一个景点)。
我们要计算:可能的游览方式有多少种?
注意:“依次游览”说明顺序是有关系的,即游览顺序不同算不同的方式。
第一步:分析老李可能购买哪些景点的门票,使得总花费为40元
他总共花了40元,门票只有10元和20元两种。
设他买了 $ x $ 个10元的景点,$ y $ 个20元的景点。
则有:
$10x + 20y = 40 \Rightarrow x + 2y = 4$
同时,由于:
- 最多有2个10元景点 → $ x \leq 2 $
- 最多有3个20元景点 → $ y \leq 3 $
- $ x, y $ 是非负整数
我们来解这个方程:$ x + 2y = 4 $
枚举可能的 $ y $:
- $ y = 0 $ → $ x = 4 $ → 不可能(只有2个10元景点)
- $ y = 1 $ → $ x = 2 $ → 可行
- $ y = 2 $ → $ x = 0 $ → 可行
- $ y = 3 $ → $ x = -2 $ → 不可能
所以只有两种可能的组合:
- 2个10元 + 1个20元(共3个景点)
- 0个10元 + 2个20元(共2个景点)
我们分别计算这两种情况下的“可能的游览方式”(注意顺序)。
情况1:2个10元 + 1个20元
- 10元的景点有2个:A、B,必须都选(因为要选2个,而总共就2个)
- 20元的景点有3个:C、D、E,选1个
选择方式:
- 从3个20元中选1个:有 $ \binom{3}{1} = 3 $ 种选法
每一种选法选出3个不同的景点(A、B 和 某一个20元的,比如C)
然后“依次游览”,即对这3个景点进行全排列,顺序不同算不同方式。
3个景点的排列数:$ 3! = 6 $
所以这一种情况的总游览方式数:
$3 \text{(选哪个20元)} \times 6 \text{(排列)} = 18 \text{ 种}$
情况2:0个10元 + 2个20元
- 不选10元景点
- 从3个20元景点(C、D、E)中选2个
选择方式:$ \binom{3}{2} = 3 $ 种(比如选C和D,C和E,D和E)
每种选择得到2个景点,依次游览,排列方式为 $ 2! = 2 $ 种
所以总方式数:
$3 \times 2 = 6 \text{ 种}$
总游览方式数:
情况1:18 种
情况2:6 种
合计:$ 18 + 6 = 24 $ 种
答案:
$\boxed{C. \ 24}$
✅ 最终答案:C. 24
解析
考查要点:本题主要考查排列组合的应用,涉及分类讨论和分步计数原理。关键在于根据总花费确定可能的门票组合,再分别计算每种组合的排列方式。
解题思路:
- 确定门票组合:根据总花费$40$元,列出方程$10x + 20y = 40$,结合景点数量限制,找到可行的$(x, y)$组合。
- 分类计算:对每种门票组合,分别计算选择景点的方式数和排列方式数。
- 总和结果:将所有情况的结果相加。
破题关键:
- 分类讨论:明确两种可能的门票组合($2$个$10$元+$1$个$20$元,或$0$个$10$元+$2$个$20$元)。
- 排列组合公式:正确应用组合数$\binom{n}{k}$和排列数$n!$。
步骤1:确定门票组合
设购买$x$个$10$元门票,$y$个$20$元门票,满足:
$10x + 20y = 40 \quad \Rightarrow \quad x + 2y = 4$
结合景点数量限制:
- $x \leq 2$(最多$2$个$10$元景点)
- $y \leq 3$(最多$3$个$20$元景点)
解得可行解:
- 情况1:$x = 2$,$y = 1$($2$个$10$元+$1$个$20$元)
- 情况2:$x = 0$,$y = 2$($0$个$10$元+$2$个$20$元)
步骤2:计算每种情况的游览方式
情况1:$2$个$10$元+$1$个$20$元
- 选择景点:
- $10$元景点必须选全部$2$个($A$、$B$)。
- $20$元景点从$3$个中选$1$个,有$\binom{3}{1} = 3$种选择。
- 排列顺序:
- 选中的$3$个景点($A$、$B$和$1$个$20$元景点)全排列,有$3! = 6$种方式。
- 总方式数:$3 \times 6 = 18$种。
情况2:$0$个$10$元+$2$个$20$元
- 选择景点:
- 从$3$个$20$元景点中选$2$个,有$\binom{3}{2} = 3$种选择。
- 排列顺序:
- 选中的$2$个景点全排列,有$2! = 2$种方式。
- 总方式数:$3 \times 2 = 6$种。
步骤3:总和结果
总游览方式数为:
$18 \, (\text{情况1}) + 6 \, (\text{情况2}) = 24 \, \text{种}$