在一个阳光明媚的午后,小波坐在教室里,面前是一台老旧的电脑,屏幕上跳动着各种游戏图标。他正面临着一个重要的选择:是加入学校的合唱团,还是加入排球队?为了做出这个决定,他想出了一个特别有趣的方法——用游戏来决定!
小波的游戏规则是这样的:首先,他在电脑上随机选取了8个点,这些点就像是一个个坐标,代表着不同的选择。他从中任意选取了两个点,分别作为起点和终点,连接这两个点就形成了一个向量。接着,他计算了这两个向量的数量积,这个结果就是游戏的关键——X。
根据游戏规则,如果X大于0,小波就选择参加学校合唱团;如果X小于0,他就选择加入排球队;如果X等于0,那么他可以重新开始游戏,直到得到一个非零的结果。
小波想知道自己参加合唱团的概率是多少。为了解决这个问题,他开始仔细研究那些向量。他发现,在这8个点中,有4个点可以形成垂直的向量,也就是说,如果小波随机选取的两个点恰好是这4个垂直的点,那么X就会等于0。因此,小波参加合唱团的概率是4/8,也就是50%。
接下来,小波想要知道X的分布列。他开始尝试不同的组合,计算了所有可能的X值。最终,他发现X可能取的值有-2、-1、0、1。他记录下每个值出现的次数,得到了X的分布列:
- X = -2,出现1次
- X = -1,出现2次
- X = 0,出现4次
- X = 1,出现1次
小波想要计算X的数学期望。数学期望是概率论中的一个重要概念,它表示随机变量平均会取到的值。为了计算X的数学期望,小波需要将每个可能值乘以其对应的概率,然后将这些乘积相加。
根据X的分布列,我们可以计算出X的数学期望:
E(X) = (-2) (1/8) + (-1) (2/8) + 0 (4/8) + 1 (1/8)
E(X) = -0.25 - 0.25 + 0 + 0.125
E(X) = -0.375
所以,X的数学期望是-0.375。这意味着,在长期看来,小波得到的X值平均会小于0。
小波通过这场别开生面的游戏,不仅解决了自己参加哪个社团的难题,还学到了很多有趣的数学知识。他感叹道:“原来数学也可以这么有趣!”而他的同学们也被他的创意所吸引,纷纷围过来,想要尝试这个游戏。就这样,一场简单的游戏,在校园里掀起了一股热潮。