题目
中国空间站的主体结构包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱.假设中国空间站要安排甲,乙,丙,丁,戊5名航天员开展实验,其中天和核心舱安排3人,问天实验舱与梦天实验舱各安排1人.若甲、乙两人不能同时在一个舱内做实验,则不同的安排方案共有( )梦天实验舱-|||-, 天和核心舱-|||-、-|||-问天实验舱A.8种B.14种C.20种D.116种
中国空间站的主体结构包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱.假设中国空间站要安排甲,乙,丙,丁,戊5名航天员开展实验,其中天和核心舱安排3人,问天实验舱与梦天实验舱各安排1人.若甲、乙两人不能同时在一个舱内做实验,则不同的安排方案共有( )

A.8种
B.14种
C.20种
D.116种

A.8种
B.14种
C.20种
D.116种
题目解答
答案

解析
步骤 1:分类讨论甲的安排
- 如果甲在天和核心舱,那么乙不能在天和核心舱,因此乙只能在问天实验舱或梦天实验舱。
- 如果甲不在天和核心舱,那么甲只能在问天实验舱或梦天实验舱,乙则在天和核心舱。
步骤 2:计算甲在天和核心舱的情况
- 甲在天和核心舱,天和核心舱还需要从丙、丁、戊中选2人,有${C}_{3}^{2}$种选择方法。
- 剩下的2人分别去问天实验舱和梦天实验舱,有${A}_{2}^{2}$种安排方法。
- 因此,甲在天和核心舱的安排方法有${C}_{3}^{2}\cdot {A}_{2}^{2}=3\times 2=6$种。
步骤 3:计算甲不在天和核心舱的情况
- 甲在问天实验舱或梦天实验舱,有${C}_{2}^{1}$种选择方法。
- 乙在天和核心舱,天和核心舱还需要从丙、丁、戊中选2人,有${C}_{4}^{2}$种选择方法。
- 因此,甲不在天和核心舱的安排方法有${C}_{2}^{1}\cdot {C}_{4}^{2}=2\times 6=12$种。
步骤 4:计算总安排方法
- 根据分类加法计数原理,总安排方法为6+12=18种。
- 如果甲在天和核心舱,那么乙不能在天和核心舱,因此乙只能在问天实验舱或梦天实验舱。
- 如果甲不在天和核心舱,那么甲只能在问天实验舱或梦天实验舱,乙则在天和核心舱。
步骤 2:计算甲在天和核心舱的情况
- 甲在天和核心舱,天和核心舱还需要从丙、丁、戊中选2人,有${C}_{3}^{2}$种选择方法。
- 剩下的2人分别去问天实验舱和梦天实验舱,有${A}_{2}^{2}$种安排方法。
- 因此,甲在天和核心舱的安排方法有${C}_{3}^{2}\cdot {A}_{2}^{2}=3\times 2=6$种。
步骤 3:计算甲不在天和核心舱的情况
- 甲在问天实验舱或梦天实验舱,有${C}_{2}^{1}$种选择方法。
- 乙在天和核心舱,天和核心舱还需要从丙、丁、戊中选2人,有${C}_{4}^{2}$种选择方法。
- 因此,甲不在天和核心舱的安排方法有${C}_{2}^{1}\cdot {C}_{4}^{2}=2\times 6=12$种。
步骤 4:计算总安排方法
- 根据分类加法计数原理,总安排方法为6+12=18种。