在正方体的 $12$ 条面对角线和 $4$ 条体对角线中随机地选取两条对角线,则这两条对角线所在的直线为异面直线的概率等于 \((\qquad)\) .
A: $\dfrac{7}{30}$
B: $\dfrac{9}{20}$
C: $\dfrac{7}{15}$
D: 以上结果都不对
【难度】
【出处】
2015年全国高中数学联赛天津市预赛
【标注】
  • 数学竞赛
    >
    计数与概率
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    计数与概率
【答案】
B
【解析】
在正方体的 $12$ 条面对角线和 $4$ 条体对角线中选取两条对角线的取法有 $\mathrm C_{16}^2 = \dfrac{16 \times 15}{2} = 120$ 种.当两条对角线所在的直线为异面直线时,这两条对角线至少有一条是面对角线,任取一条面对角线,在其余 $11$ 条面对角线中有 $5$ 条面对角线与该对角线异面.又因为是成对计算数目,所以这种情形下共有 $\dfrac{12 \times 5}{2} =30$ 对异面直线.任取一条面对角线,在 $4$ 条体对角线中,有 $2$ 条体对角线与该对角线异面,因此这种情形下共有 $12 \times 2 = 24$ 对异面直线.于是随机选取的两条对角线所在的直线为异面直线的概率是 $\dfrac{30+24}{120} = \dfrac{9}{20}$,故选B.
题目 答案 解析 备注
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