الرياضيات الهندسية: حزمة المراجعة المكثفة

أوراق القوانين، وأهم خطوات الحل لكل موضوع، و20 مسألة تدريبية، مع الحلول الكاملة في الخلف.

مسائل جديدةالعودة إلى المقرّر

في نافذة الطباعة اختر «حفظ بصيغة PDF» لحفظ نسخة على جهازك.

1القوانين وطرق الحل

النهايات

التعويض المباشر
جرّب x = a أولًا؛ 0/0 يعني أنه يجب التبسيط
حلّل واختصر
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
المرافق
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
النهايات عند اللانهاية
اقسم على أعلى قوة لـ x؛ الدرجات المتساوية تعطي نسبة المعاملات الرئيسية
نهاية خاصة
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
قاعدة لوبيتال
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

المشتقات

قاعدة القوة
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
قاعدة الضرب
(uv)′ = u′v + uv′
قاعدة القسمة
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
قاعدة السلسلة
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
مشتقات شائعة
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

الطريقة

  1. حدّد البنية: مجموع، أو ضرب، أو قسمة، أو تركيب.
  2. طبّق قاعدة القوة على كل قوة لـ x.
  3. استخدم قاعدة الضرب أو القسمة أو السلسلة حيث يلزم.
  4. بسّط، وعوّض عند النقطة إذا طُلب ذلك.

التكاملات

قاعدة القوة
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
التكامل المحدد
∫ab f dx = F(b) − F(a)
تكاملات شائعة
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
المساحة بين منحنيين
∫ab (f − g) dx

الطريقة

  1. أعد كتابة الدالة المكاملة كمجموع حدود بسيطة حيثما أمكن.
  2. طبّق قاعدة القوة: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)، والتكاملات القياسية لـ ex و 1/x و sin و cos.
  3. استخدم التعويض عندما ترى دالة ومشتقتها معًا.
  4. للتكامل المحدود احسب F(b) − F(a).

الأعداد المركبة

الصيغة الديكارتية
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
الطويلة والسعة
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
الصيغتان القطبية والأسية
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
القسمة
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
حاصل الضرب وناتج القسمة
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
دي موافر
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
الجذور النونية
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
معادلة تربيعية مع p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

الطريقة

  1. قرّر أي صيغة تناسب العملية: الصيغة الديكارتية a + jb للجمع والطرح، والقطبية r∠θ للضرب والقسمة والقوى والجذور.
  2. اضرب بالفك مع j² = −1؛ واقسم بضرب البسط والمقام في مرافق المقام.
  3. حوّل بـ r = √(a² + b²) و θ من رسم للنقطة (a, b) (تحقق من الربع)، وعد بـ a = r cos θ، b = r sin θ.
  4. للقوى استخدم دي موافر، (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ؛ ولـ zⁿ = R∠φ اسرد كل الجذور الـ n: R1/n∠((φ + 360°k)/n).

المعادلات التفاضلية

النمو/الاضمحلال الأسّي
dy/dt = ky → y = y0ekt
عمر النصف
k = ln 2 / t½
قانون نيوتن للتبريد
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
عامل التكامل
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
خزان الخلط
dm/dt = r·c − (r/V)·m

المصفوفات والمحددات

محدد 2×2
det = ad − bc
معكوس مصفوفة 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
المنتج
(AB)ij = Σk AikBkj
القيم الذاتية
det(A − λI) = 0
قاعدة كرامر
xi = det(Ai)/det(A)

المتّجهات: الضرب القياسي والاتجاهي

المقدار
|a| = √(ax² + ay² + az²)
متّجه الوحدة
û = a/|a|
المركّبات من زاوية
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
الضرب القياسي
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
الإسقاط القياسي للمتجه a على المتجه b
a·b/|b|
الشغل
W = F·d
الضرب الاتجاهي
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
المساحات
متوازي الأضلاع |a × b|، المثلث ½|a × b|
العزم حول O
MO = r × F, r = A − O
حجم متوازي السطوح
V = |a·(b × c)|

الطريقة

  1. اكتب كل متجه بمركّباته؛ وللقوة المعطاة بمقدارها وزاويتها استخدم F·cos θ وF·sin θ.
  2. للأطوال والاتجاهات استخدم المقدار √(x² + y² + z²) ومتجه الوحدة a/|a|.
  3. استخدم الضرب القياسي للزوايا والإسقاطات والتعامد والشغل: a·b = |a||b|cos θ.
  4. استخدم الضرب الاتجاهي للمتجهات المتعامدة والمساحات والعزوم: اكتب المركّبات الثلاث بعناية مع الحفاظ على الترتيب a × b.

الاحتمال

الحدث المتمم
P(not A) = 1 − P(A)
قاعدة الجمع
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
أحداث مستقلة
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
الاحتمال الشرطي
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
ذو الحدين
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

الإحصاء الوصفي

المتوسط
x̄ = Σx/n
الانحراف المعياري للعينة
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
الوسيط
القيمة الوسطى للبيانات المرتبة
الدرجة المعيارية z
z = (x − μ)/σ
التوزيع الطبيعي
68% ضمن ±1σ، و 95% ضمن ±2σ

التوزيع الطبيعي

الدرجة المعيارية z
z = (x − μ)/σ
أقل من x
P(X < x) = Φ(z)
أكبر من x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
بين قيمتين
Φ(z2) − Φ(z1)
المئين
x = μ + z·σ

الطريقة

  1. حوّل القيمة إلى درجة معيارية: z = (x − μ)/σ.
  2. ابحث عن Φ(z)، وهي المساحة على يسار z.
  3. للمساحة على اليمين استخدم 1 − Φ(z)؛ ولفترة اطرح المساحتين اليساريتين.
  4. للمئين اعمل بشكل عكسي: أوجد z للمساحة، ثم x = μ + z·σ.

2مسائل تدريبية

1.النهاياتمتوسطة
xyy = L

أوجد النهاية L = limx→∞ (√(4x2 + 7x) − 2x).

f(x) = √(4x2 + 7x) − 2xx → ∞
L =
2.النهاياتصعبة
xyx = 0

أوجد النهاية L = limx→0 (e−x − 1 + x)/x².

f(x) = (e−x − 1 + x)/x²x → 0
L =
3.المشتقاتمتوسطة
xyx = −2

لتكن f(x) = ln(x2 + 4). أوجد f′(−2).

f(x) = ln(x2 + 4)x = −2
f′(−2) =
4.المشتقاتصعبة
xyx = −2

المماس لـ f(x) = −x2 − 4x − 6 عند x = −2 يقطع المحور y عند y = b. أوجد b.

f(x) = −x2 − 4x − 6x = −2
b =
5.التكاملاتمتوسطة
xy210

احسب I = ∫210 2/x dx.

f(x) = 2/x[2, 10]
I =
6.التكاملاتصعبة
xy2,5y = 5xy = 2x²

تُدوَّر المنطقة بين المستقيم y = 5x والقطع المكافئ y = 2x² حول المحور x. أوجد حجم الجسم V.

y = 5xy = 2x²
V =
7.الأعداد المركبةمتوسطة
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₁z₂w

لديك z₁ = 2∠−60° و z₂ = 4∠45°، جد سعة θ للعدد w = z₁/z₂ بالدرجات، بين −180° و180°.

z₁ = 2∠−60°z₂ = 4∠45°
θ = °
8.الأعداد المركبةصعبة
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

للمعادلة z² + 4z + 29 = 0 جذران مركبان. جد طويلتهما |z|.

p = 4q = 29
|z| =
9.المعادلات التفاضليةمتوسطة
t (min)T (°C)25Ta​T = ?

علبة مشروب غازي عند 5 °C أُخرجت من الثلاجة إلى غرفة عند 27 °C. تتبع قانون نيوتن للتبريد، dT/dt = −k·(T − Tₐ). مع k = 0,1 min⁻¹، أوجد درجة حرارتها T بعد 25 min.

T0 = 5 °CTa = 27 °Ck = 0,1 min⁻¹t = 25 min
T = °C
10.المعادلات التفاضليةصعبة
tyK = 5y(0,5) = ?

يخضع نظام للمعادلة y″ + y′ + 16,25y = 81,25 عندما t ≥ 0، بادئًا من السكون: y(0) = 0 وy′(0) = 0. أوجد y(0,5)؛ الزوايا بالراديان.

y″ + y′ + 16,25y = 81,25y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.5) =
11.المصفوفات والمحدداتمتوسطة
A =−3−1−15−43−1−11

أوجد المحدد det A للمصفوفة A ذات 3×3 المعروضة.

A = [−3 −1 −1; 5 −4 3; −1 −1 1]
det A =
12.المصفوفات والمحدداتصعبة
A =3212

أوجد القيمة الذاتية الأكبر λ للمصفوفة A المعروضة.

A = [3 2; 1 2]
λ =
13.المتّجهات: الضرب القياسي والاتجاهيمتوسطة
xyzdFAB

تؤثّر قوة ثابتة F = (−20, 0, −25) N على جسم بينما يتحرّك في خط مستقيم من النقطة A(−2, 2, −5) إلى النقطة B(0, 0, 2). الإحداثيات بالمتر. أوجد الشغل W الذي تبذله القوة.

F = (−20, 0, −25) NA(−2, 2, −5) mB(0, 0, 2) m
W = J
14.المتّجهات: الضرب القياسي والاتجاهيصعبة
xyzab

متّجه الوحدة n̂ عمودي على a = (−5, −2, −2) و b = (−4, 3, −3) كليهما وله مركّبة z موجبة. أوجد مركّبته y n̂y.

a = (−5, −2, −2)b = (−4, 3, −3)n̂z > 0
n̂y =
15.الاحتمالمتوسطة
xp(x)10,220,130,340,1550,25μ = 3,15

للتوزيع الموضح، أوجد الانحراف المعياري σ للمتغير X.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,2, 0,1, 0,3, 0,15, 0,25
σ =
16.الاحتمالصعبة
xp(x)00,110,220,3530,35μ

للمتغير X التوزيع الموضح، وY = 10X + 5. أوجد الانحراف المعياري σY للمتغير Y.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,1, 0,2, 0,35, 0,35Y = 10X + 5
σY =
17.الإحصاء الوصفيمتوسطة
10152025303540455055

أوجد الانحراف المعياري للعينة s للبيانات: 15, 46, 42, 15, 57, 10, 17.

n = 7
s =
18.الإحصاء الوصفيصعبة
z −2−1012

كمية موزعة توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 50 وانحراف معياري 20. ما نسبة P القيم الأكبر من 20؟

μ = 50σ = 20x = 20
P =
19.التوزيع الطبيعيمتوسطة
−3−2−10123zالمساحة المظللة على يمين z = 0,2912

اسحب z بحيث تكون المساحة المظللة تحت المنحنى الطبيعي القياسي، على يمين z، مساوية 0,2912. أوجد z بمنزلتين عشريتين.

A = 0,2912
z =
20.التوزيع الطبيعيصعبة
380420460500540580620hالأعلى 80%

تتوزع أعمار البطاريات توزيعًا طبيعيًا بمتوسط 500 h وانحراف معياري 40 h. اسحب حد القطع بحيث تقع المساحة المظللة للأعلى 80% على يمينه. أوجد حد القطع x.

μ = 500 hσ = 40 h80%
x = h

3المحاليل

1.النهايات

الإجابة: L = 1,75

النهايات: جرّب أولًا التعويض المباشر. إذا أعطى 0/0، فبسّط أولًا: حلّل واختصر العامل المشترك، أو اضرب في المرافق. عندما x → ∞، اقسم البسط والمقام على أعلى قوة لـ x. قاعدة لوبيتال: إذا أعطت f/g الصيغة 0/0 أو ∞/∞، فإن lim f/g = lim f′/g′، باشتقاق البسط والمقام كلٌّ على حدة (لا بقاعدة القسمة).

اضرب في المرافق

f(x) = 7x/(√(4x2 + 7x) + 2x)

اقسم على x

f(x) = 7/(√(4 + 7/x) + 2)

اجعل x → ∞

L = 7/(2 + 2) = 1,75

الإجابة

L = 1,75
2.النهايات

الإجابة: L = 0,5

النهايات: جرّب أولًا التعويض المباشر. إذا أعطى 0/0، فبسّط أولًا: حلّل واختصر العامل المشترك، أو اضرب في المرافق. عندما x → ∞، اقسم البسط والمقام على أعلى قوة لـ x. قاعدة لوبيتال: إذا أعطت f/g الصيغة 0/0 أو ∞/∞، فإن lim f/g = lim f′/g′، باشتقاق البسط والمقام كلٌّ على حدة (لا بقاعدة القسمة).

التطبيق الأول

(−1·e−x + 1)/(2x) → 0/0

التطبيق الثاني

1·e−x/2

عوّض x = 0

L = 1·1/2 = 0,5

الإجابة

L = 0,5
3.المشتقات

الإجابة: f′(−2) = −0,5

الاشتقاق: المشتقة f′(x) هي ميل المنحنى عند x. قاعدة القوة: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. قاعدة الضرب: (uv)′ = u′v + uv′. قاعدة السلسلة: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). حيث f′(x) = 0 يكون للمنحنى مماس أفقي: قيمة عظمى أو صغرى أو نقطة سرج.

قاعدة السلسلة للوغاريتم

f′(x) = 2x/(x2 + 4)

عوّض

f′(−2) = −4/8 = −0,5

الإجابة

f′(−2) = −0,5
4.المشتقات

الإجابة: b = −2

الاشتقاق: المشتقة f′(x) هي ميل المنحنى عند x. قاعدة القوة: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. قاعدة الضرب: (uv)′ = u′v + uv′. قاعدة السلسلة: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). حيث f′(x) = 0 يكون للمنحنى مماس أفقي: قيمة عظمى أو صغرى أو نقطة سرج.

النقطة والميل

f(−2) = −2
f′(x) = −2x − 4 → f′(−2) = 0

المماس عند x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −2 − 0·(−2) = −2

الإجابة

b = −2
5.التكاملات

الإجابة: I = 3,219

التكاملات المحددة: ∫ₐᵇ f(x) dx هو المساحة ذات الإشارة بين المنحنى والمحور x من a إلى b. أوجد دالة أصلية F (حيث F′ = f) واحسب F(b) − F(a). قاعدة القوة: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). المساحة بين منحنيين هي ∫(العلوي − السفلي) dx.

الدالة الأصلية

F(x) = 2·ln x

عوّض الحدود

I = 2·(ln 10 − ln 2) = 2·ln 5 = 3,219

الإجابة

I = 3,219
6.التكاملات

الإجابة: V = 163,6

أحجام الدوران: تدوير المنطقة تحت y = f(x) من x = a إلى x = b حول المحور x يولّد جسمًا مقطعه عند x قرص نصف قطره f(x). وجمع الأقراص يعطي V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. وحين تقع المنطقة بين منحنى خارجي R(x) ومنحنى داخلي r(x)، تكون كل شريحة حلقة (واشر): V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. ربّع نصفي القطرين قبل أن تطرحهما.

نقاط التقاطع

5x = 2x² → x = 0, x = 2,5

طريقة الحلقات (الواشر)

V = π∫₀2,5 ((5x)² − (2x²)²) dx

كامل

V = π(25·2,5³/3 − 4·2,5⁵/5) = π·52,08 = 163,6

الإجابة

V = 163,6
7.الأعداد المركبة

الإجابة: θ = −105 °

الصيغة القطبية: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ، حيث r = |z| و θ = arg z. والعودة إلى الصيغة الديكارتية: a = r cos θ، b = r sin θ. تحتاج السعة إلى الربع: θ = atan(b/a) فقط عندما a > 0؛ وعندما a < 0 أضف 180° أو اطرحها. في الصيغة القطبية الضرب سهل: اضرب الطويلتين واجمع السعتين؛ وللقسمة اقسم الطويلتين واطرح السعتين.

طويلة w وسعتها

|w| = 2 / 4 = 0,5
θ = −60° − 45° = −105°

السعة

θ = −105°

الإجابة

θ = −105°
8.الأعداد المركبة

الإجابة: |z| = 5,385

دي موافر والجذور: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. للمعادلة zⁿ = R∠φ بالضبط n جذرًا، كلها بطويلة R1/n، عند السعات (φ + 360°·k)/n لـ k = 0, 1, …, n − 1: تقع متباعدة بانتظام على دائرة، بفارق 360°/n. للمعادلة التربيعية z² + pz + q = 0 مع p² < 4q جذران مركبان z = −p/2 ± j√(q − p²/4)؛ وكثير الحدود ذو المعاملات الحقيقية تأتي جذوره المركبة دائمًا في أزواج مترافقة a ± jb.

المميِّز

p² − 4q = 16 − 116 = −100 < 0

قانون المعادلة التربيعية

z = (−4 ± j√100)/2 = −2 + j5, −2 − j5

الإجابة

|z| = √((−2)² + 5²) = √29 = 5,385

الإجابة

|z| = 5,385
9.المعادلات التفاضلية

الإجابة: T = 25,19 °C

المعادلات التفاضلية من الرتبة الأولى: للمعادلة dy/dt = k·y الحل y = y₀·ekt (نمو عندما k > 0، واضمحلال عندما k < 0)؛ وعمر النصف T يعطي k = ln 2/T. قانون نيوتن للتبريد dT/dt = −k·(T − Tₐ) يعطي T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. المعادلة الخطية y′ + p(x)·y = q(x) تُحلّ بعامل التكامل μ = e∫p dx: (μy)′ = μq، لذا μy = ∫μq dx + C.

حلّ قانون التبريد

T(t) = 27 + (−22)·e−0,1t

عوّض t

T(25) = 27 + (−22)·0,08208 = 25,19 °C

الإجابة

T = 25,19 °C
10.المعادلات التفاضلية

الإجابة: y(0.5) = 6,178

المعادلات الخطية من الرتبة الثانية: للمعادلة y″ + b·y′ + c·y = 0 جرّب y = ert: فتحصل على المعادلة المميِّزة r² + b·r + c = 0. جذران حقيقيان r₁ ≠ r₂ يعطيان y = A·er₁t + B·er₂t (فوق التخميد)؛ وجذر مضاعف r يعطي y = (A + Bt)·ert (تخميد حرج)؛ وجذران مركّبان −α ± jω يعطيان y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (تحت التخميد، متذبذب). تحدد القيمتان الابتدائيتان y(0) وy′(0) الثابتين A وB. وعند كتابتها y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 تكون ωn التردد الطبيعي وζ نسبة التخميد: ζ < 1 يعني تذبذبًا. ومع دخل ثابت y″ + by′ + cy = c·K يكون الحل القيمة المستقرة K زائد الاستجابة الحرة.

القيمة المستقرة والجذور

yss = 5, r = −0,5 ± 4j

الثابتان من القيم الابتدائية

y(0) = 5 + A = 0 → A = −5
y′(0) = −0,5A + 4B = 0 → B = −0,625

احسب

y(0,5) = 5·(1 − e−0,25(cos 2 + 0,125·sin 2)) = 6,178

الإجابة

y(0,5) = 6,178
11.المصفوفات والمحددات

الإجابة: det A = 20

المصفوفات: محدد مصفوفة 2×2 هو ad − bc. وللمصفوفة 3×3، انشر على صف: كل عنصر مضروب في محدد المصفوفة 2×2 المتبقية بعد حذف صفه وعموده، مع إشارات متناوبة + − +. القيم الذاتية λ تحقق det(A − λI) = 0؛ وللمصفوفة 2×2 يكون ذلك λ² − (الأثر)·λ + det = 0.

مصغّرات 2×2 للصف الأول

M₁₁ = −1, M₁₂ = 8, M₁₃ = −9

النشر بالمعاملات المرافقة

det A = (−3)·(−1) − (−1)·8 + (−1)·(−9) = 20

الإجابة

det A = 20
12.المصفوفات والمحددات

الإجابة: λ = 4

المصفوفات: محدد مصفوفة 2×2 هو ad − bc. وللمصفوفة 3×3، انشر على صف: كل عنصر مضروب في محدد المصفوفة 2×2 المتبقية بعد حذف صفه وعموده، مع إشارات متناوبة + − +. القيم الذاتية λ تحقق det(A − λI) = 0؛ وللمصفوفة 2×2 يكون ذلك λ² − (الأثر)·λ + det = 0.

المعادلة المميزة

λ² − (5)λ + (4) = 0

الحل

λ = (5 ± √(9))/2 → λ = 1, 4
λ = 4

الإجابة

λ = 4
13.المتّجهات: الضرب القياسي والاتجاهي

الإجابة: W = −215 J

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

الإزاحة

d = B − A = (0, 0, 2) − (−2, 2, −5) = (2, −2, 7) m

الشغل

W = F·d = (−20)·2 + 0·(−2) + (−25)·7 = −215 J

الإجابة

W = −215 J

شغل سالب: القوة تؤثّر في الغالب عكس الحركة.

14.المتّجهات: الضرب القياسي والاتجاهي

الإجابة: n̂y = 0,2605

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

الضرب الاتجاهي

(a × b)x = aybz − azby = (−2)·(−3) − (−2)·3 = 12
(a × b)y = azbx − axbz = (−2)·(−4) − (−5)·(−3) = −7
(a × b)z = axby − aybx = (−5)·3 − (−2)·(−4) = −23

التسوية إلى الوحدة

المركّبة z لـ a × b سالبة، لذا استخدم −(a × b).

|a × b| = √(12² + (−7)² + (−23)²) = 26,87
n̂ = −(12, −7, −23)/26,87 = (−0,4466, 0,2605, 0,856)
n̂y = 0,2605

الإجابة

n̂y = 0,2605
15.الاحتمال

الإجابة: σ = 1,424

المتغيرات العشوائية المتقطعة: يسرد التوزيع الاحتمالي كل قيمة x يمكن أن يأخذها المتغير مع احتمالها p(x)؛ والاحتمالات بين 0 و1 ومجموعها 1. القيمة المتوقعة (المتوسط) هي E(X) = Σx·p(x)، أي المتوسط على المدى الطويل. والتباين Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²، والانحراف المعياري σ = √Var(X). للتغيير الخطي Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b وVar(Y) = a²·Var(X) وσY = |a|·σX؛ وإضافة ثابت لا تغيّر التشتت.

المتوسط

μ = 1·0,2 + 2·0,1 + 3·0,3 + 4·0,15 + 5·0,25 = 3,15

متوسط المربعات

E(X²) = 1·0,2 + 4·0,1 + 9·0,3 + 16·0,15 + 25·0,25 = 11,95

التباين

Var(X) = 11,95 − 3,15² = 2,027
σ = √2,027 = 1,424

الإجابة

σ = 1,424
16.الاحتمال

الإجابة: σY = 9,734

المتغيرات العشوائية المتقطعة: يسرد التوزيع الاحتمالي كل قيمة x يمكن أن يأخذها المتغير مع احتمالها p(x)؛ والاحتمالات بين 0 و1 ومجموعها 1. القيمة المتوقعة (المتوسط) هي E(X) = Σx·p(x)، أي المتوسط على المدى الطويل. والتباين Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²، والانحراف المعياري σ = √Var(X). للتغيير الخطي Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b وVar(Y) = a²·Var(X) وσY = |a|·σX؛ وإضافة ثابت لا تغيّر التشتت.

تشتت X

μ = 1,95, Var(X) = 0,9475, σX = 0,9734

التغيير الخطي

σY = |10|·0,9734 = 9,734

الإجابة

σY = 9,734

المتوسط يتحرك فعلًا: E(Y) = 10·1,95 + 5 = 24,5.

17.الإحصاء الوصفي

الإجابة: s = 18,88

الإحصاء الوصفي: المتوسط هو المجموع مقسومًا على n؛ والوسيط هو القيمة الوسطى للبيانات المرتبة (متوسط القيمتين الوسطيين عندما يكون n زوجيًا). الانحراف المعياري للعينة s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). الدرجة المعيارية z = (x − μ)/σ تبيّن كم انحرافًا معياريًا تبعد القيمة عن المتوسط.

المتوسط

x̄ = 202/7 = 28,86

مربعات الانحرافات

Σ(x − x̄)² = (−13,86)² + 17,14² + 13,14² + (−13,86)² + 28,14² + (−18,86)² + (−11,86)² = 2139

الانحراف المعياري

s = √(2139/6) = 18,88

الإجابة

s = 18,88
18.الإحصاء الوصفي

الإجابة: P = 0,9332

الإحصاء الوصفي: المتوسط هو المجموع مقسومًا على n؛ والوسيط هو القيمة الوسطى للبيانات المرتبة (متوسط القيمتين الوسطيين عندما يكون n زوجيًا). الانحراف المعياري للعينة s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). الدرجة المعيارية z = (x − μ)/σ تبيّن كم انحرافًا معياريًا تبعد القيمة عن المتوسط.

حوّل إلى الصيغة المعيارية

z = −1,5

جدول التوزيع الطبيعي المعياري

Φ(−1,5) = 0,06681
P = 1 − 0,06681 = 0,9332

الإجابة

P = 0,9332
19.التوزيع الطبيعي

الإجابة: z = 0,55

من مساحة إلى z: Φ(z) هي المساحة على يسار z. لمساحة ذيل أيسر A، أوجد z التي تحقق Φ(z) = A في الجدول. ومساحة ذيل أيمن A تعني Φ(z) = 1 − A. ومساحة مركزية A بين −z وz تترك (1 − A)/2 في كل ذيل، إذن Φ(z) = (1 + A)/2. ولقيمة x استخدم x = μ + zσ.

المساحة على يسار z

Φ(z) = 1 − 0,2912 = 0,7088

اقرأ جدول z بالعكس

ابحث عن 0,7088 داخل الجدول واقرأ z.

z = 0,55

الإجابة

z = 0,55
20.التوزيع الطبيعي

الإجابة: x = 466 h

من مساحة إلى z: Φ(z) هي المساحة على يسار z. لمساحة ذيل أيسر A، أوجد z التي تحقق Φ(z) = A في الجدول. ومساحة ذيل أيمن A تعني Φ(z) = 1 − A. ومساحة مركزية A بين −z وz تترك (1 − A)/2 في كل ذيل، إذن Φ(z) = (1 + A)/2. ولقيمة x استخدم x = μ + zσ.

المساحة على اليسار

Φ(z) = 0,2

z من الجدول

z ≈ −0,84

العودة إلى الوحدات الأصلية

x = 500 − 0,84·40 = 466 h

الإجابة

x = 466 h

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics