本题导读
本题考查排列组合,以及整除特征。
📌【题干】
Question
(2004年天津卷(理)) 从 中任取 2 个数字,从 中任取 2 个数字,组成没有重复数字的四位数,其中能被 5 整除的四位数共有 个. (用数字作答)
🔍【思路分析】
破题导航
- 明确整除限制:能被 5 整除的四位数,其个位数字只能是 0 或 5。
- 分类讨论个位情况:
- 情况一:个位数字是 0。0 已确定,首位绝不可能为 0,无需考虑首位限制。从奇数集中选 2 个数,再从剩余偶数集中选 1 个数,最后对前三位进行全排列。
- 情况二:个位数字是 5。5 已确定,此时 0 还在可选的偶数集中,必须注意首位不能为 0 的限制。从剩余奇数集中选 1 个数,偶数集中选 2 个数(包含或不包含 0 分步排列)。
✅【答案】
Success
✍【详细解析】
Abstract
解: 一个四位数能被 5 整除,其个位数字必须为 0 或 5。据此分为两类情况讨论:
类别一:个位数字为 0 由于个位已固定为 0, 0 是从偶数集 中选出的。
- 选数阶段:
- 从奇数集 中任取 2 个数字,共有 种选法;
- 从剩余的 4 个偶数 中任取 1 个数字,共有 种选法。 此时选出的 3 个非零数字与个位的 0 共同组成 4 个互异数字。
- 排列阶段: 由于 0 已经固定在个位,其余 3 个非零数字在千位、百位、十位上进行全排列,共有 种排法。
此类别下满足条件的四位数共有:
类别二:个位数字为 5 由于个位已固定为 5, 5 是从奇数集 中选出的。
- 选数阶段:
- 从剩余的 3 个奇数 中任取 1 个数字,共有 种选法;
- 从 5 个偶数 中任取 2 个数字,共有 种选法。
- 排列阶段(特殊位置优先考虑): 现在要将选出的 3 个数字(包含 1 个奇数,2 个偶数)排在千位、百位、十位上。需要针对选出的偶数中“是否包含 0”分步处理:
- 若选出的 2 个偶数中不含 0(即从 中选 2 个,共 种): 此时 3 个待排数字均非 0,千位无限制,排列数为 种。组合数为: 个。
- 若选出的 2 个偶数中含有 0(即固定 0 后从 中再选 1 个,共 种): 此时 3 个待排数字中包含 0。由于千位不能为 0,千位只能从其余 2 个非零数中任选 1 个( 种),剩下的 2 个数(包含 0)在百位、十位全排列( 种)。排列数为 种。组合数为: 个。
此类别下满足条件的四位数共有:
综合计算 根据分类加法计数原理,能被 5 整除的四位数总数为:
答案:300
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:特殊元素(末位为 0 或 5)与特殊位置(最高位不为 0)的冲突排列问题。
- 核心方法:元素位置分类讨论法。
- 避坑指南:
- 不要漏掉最高位(千位)不能为 0 的限制。在类别二(个位为 5)的分析中,如果直接对选出的 3 个数进行 排列,会将 0 排在千位(变成三位数),必须通过分类或者插空法排除 0 在首位的情况。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 经典高考排列组合中带有数字整除特性的应用填空题。
- 结论推广: 一般地,解决带有特定数字整除(如被 2, 5, 4, 25 整除)且备选数字中含有“0”的计数问题,最简便、最不容易出错的工业标准步骤永远是优先以“0是否占据末位(或末两位)”作为一级分类基准,这样可以直接剥离首位为 0 的非法隐患。
🔗【关联脉络】
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