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112學測數學A考科-06


<單選題>坐標空間中,考慮邊長為 1 的正立方體,固定一頂點 \( O \)。從 \( O \) 以外的七個頂點隨機選取相異兩點,設此兩點為 \( P \cdot Q \),試問所得的內積 \( \overrightarrow{OP} \cdot \overrightarrow{OQ} \) 之期望值為下列哪一個選項?
(1) \(\frac{4}{7}\) (2) \(\frac{5}{7}\) (3) \(\frac{6}{7}\) (4) \(\frac{1}{7}\) (5) \(\frac{8}{7}\)

答案

將向量分三類:長度1有3個,長度\(\sqrt{2}\)有3個,長度\(\sqrt{3}\)有1個
計算所有 \( C_2^7 = 21 \) 種組合的內積和:內積0有6種,1有12種,2有3種
期望值 = \( \frac{0 \times 6 + 1 \times 12 + 2 \times 3}{21} = \frac{18}{21} = \frac{6}{7} \)
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