小波以游戏方式决定是参加学校合唱团还是参加学校排球队,游戏规则为:以 $O$ 为起点,再从 ${A_1},{A_2},{A_3},{A_4},{A_5},{A_6},{A_7},{A_8}$(如图)这 $ 8 $ 个点中任取两点分别为终点得到两个向量,记这两个向量的数量积为 $X$.若 $X = 0$ 就参加学校合唱团,否则就参加学校排球队. 
【难度】
【出处】
2013年高考江西卷(理)
【标注】
  • 知识点
    >
    计数与概率
    >
    随机事件的概率
    >
    古典概型
  • 题型
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    计数与概率
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    概率计算题
  • 知识点
    >
    计数与概率
    >
    离散型随机变量
    >
    离散型随机变量的分布列
  • 知识点
    >
    计数与概率
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    离散型随机变量
    >
    离散型随机变量的数字特征
  • 题型
    >
    计数与概率
  1. 求小波参加学校合唱团的概率;
    标注
    • 知识点
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      计数与概率
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      随机事件的概率
      >
      古典概型
    • 题型
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      计数与概率
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      概率计算题
    答案
    解析
    由古典概型的概率计算公式计算即可.从 $ 8 $ 个点中任取两点为向量终点的不同取法共有 $ {\mathrm{C}}_{8}^{2}=28 $ 种,当 $ X=0 $ 时,两向量夹角为直角,共有 $ 8 $ 种情形,所以小波参加学校合唱团的概率为\[ P\left( X=0 \right)=\dfrac{8}{28}=\dfrac{2}{7}. \]
  2. 求 $X$ 的分布列和数学期望.
    标注
    • 知识点
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      计数与概率
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      离散型随机变量
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      离散型随机变量的分布列
    • 知识点
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      计数与概率
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      离散型随机变量
      >
      离散型随机变量的数字特征
    • 题型
      >
      计数与概率
    答案
    解析
    关键是求出两向量数量积的所有可能情形及相应的概率.两向量数量积 $ X $ 的所有可能取值为 $ -2,-1,0,1 $,
    $ X=-2 $ 时,有 $ 2 $ 种情形;
    $ X=1 $ 时,有 $ 8 $ 种情形;
    $ X=-1 $ 时,有 $ 10 $ 种情形.
    所以 $ X $ 的分布列为\[\begin{array}{|c|c|c|c|c|} \hline
    X & -2 & -1 & 0 & 1 \\ \hline
    P & \frac{1}{14} & \frac{5}{14} & \frac{2}{7} & \frac{2}{7} \\ \hline \end{array} \\ EX=\left( -2 \right)\times \dfrac{1}{14}+\left( -1 \right)\times \dfrac{5}{14}+0\times \dfrac{2}{7}+1\times \dfrac{2}{7}=-\dfrac{3}{14}.\]
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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