Untuk jumlah pakai Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r), atau S = a₁/(1 − r) bila |r| < 1, dengan a₁ suku pertama dari jumlah itu.
Untuk kekonvergenan: uji suku ke-n dulu, lalu bandingkan dengan Σ1/kᵖ atau deret geometri, dan pakai uji rasio atau akar untuk faktorial dan pangkat ke-k.
Untuk polinom Taylor daftarkan f(a), f′(a), f″(a), …, bagi turunan ke-k dengan k!, dan batasi galat dengan M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!.
Kalkulus multivariabel
Turunan parsial
fx = ∂f/∂x (y constant), fxy = fyx
Gradien
∇f = (fx, fy), largest slope |∇f|
Turunan berarah
Duf = ∇f·u, u = v/|v|
Bidang singgung
z = f(a, b) + fx(x − a) + fy(y − b)
Aturan rantai
dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt
Uji turunan kedua
D = fxxfyy − fxy²: D > 0, fxx > 0 minimum; D > 0, fxx < 0 maximum; D < 0 saddle
Integral lipat dua
∬R f dA = ∫ab∫g(x)h(x) f dy dx
Koordinat kutub
x = r cos θ, y = r sin θ, dA = r dr dθ
Metode
Untuk turunan parsial, anggap variabel lain sebagai konstanta dan pakai aturan satu variabel.
Untuk soal gradien hitung ∇f = (fx, fy) di titik itu; pakai |∇f| untuk kemiringan tercuram dan ∇f·u dengan vektor satuan u untuk turunan berarah.
Untuk ekstremum selesaikan fx = 0 dan fy = 0 bersama-sama, lalu klasifikasikan setiap titik dengan D = fxx·fyy − fxy².
Untuk integral lipat dua gambar daerahnya, pilih urutannya (atau koordinat kutub untuk cakram) agar batas dalam adalah kurva pembatas, dan integralkan bagian dalam lebih dulu.
Persamaan diferensial
Pertumbuhan/peluruhan eksponensial
dy/dt = ky → y = y0ekt
Waktu paruh
k = ln 2 / t½
Hukum pendinginan Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Faktor integrasi
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Tangki pencampuran
dm/dt = r·c − (r/V)·m
2Soal latihan
1.IntegralSedang
Hitung I = ∫₁4 x·ln x dx.
∫₁4 x ln x dx
I =
2.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 1 − x² dan sumbu x.
y = 1 − x²
A =
3.Barisan & deretSedang
Carilah jumlah S = Σk=1∞ 6/(k(k + 2)).
ak = 6/(k(k + 2))
S =
4.Barisan & deretSulit
Carilah koefisien c₃ dari (x − 1)³ dalam deret Taylor f(x) = e2x di sekitar a = 1.
f(x) = e2xa = 1k = 3
c₃ =
5.Kalkulus multivariabelSedang
Pakai bidang singgung f(x, y) = x³e3y di (0,5, 1) untuk menghampiri f(0,7, 1,2). Berikan hampiran linear L.
f(x, y) = x³ + y³ + 3xy memiliki titik kritis di (0, 0). Hitung diskriminan D = fxxfyy − fxy² di sana.
f(x, y) = x³ + y³ + 3xyP = (0, 0)
D =
7.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 8y′ + 15y = 0 dengan y(0) = 1 dan y′(0) = 0. Cari y(1,5).
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(1.5) =
8.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y″ + 4y′ + 20y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 0 (dilepas dari keadaan diam). Cari y(1); sudut dalam radian.
y″ + 4y′ + 20y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(1) =
3Larutan
1.Integral
Jawaban: I = 7,34
Integrasi parsial: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, dari aturan perkalian. Pilih u sebagai faktor yang menjadi lebih sederhana saat diturunkan (pangkat x, atau ln x), dan dv sebagai faktor yang dapat Anda integralkan (eˣ, sin x, cos x, atau x bila u = ln x). Untuk integral tentu, hitung u·v pada kedua batas: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Faktor x² memerlukan dua putaran.
Pilih u dan dv
u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2
Antiturunan
∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4
Limit
(8·ln 4 − 4) − (0 − 0,25) = 7,34
Jawaban
I = 7,34
2.Integral
Jawaban: A = 1,333
Integral tentu: ∫ₐᵇ f(x) dx adalah luas bertanda antara grafik dan sumbu x dari a ke b. Cari antiturunan F (dengan F′ = f) dan hitung F(b) − F(a). Aturan pangkat: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Luas antara dua kurva adalah ∫(atas − bawah) dx.
Pembuat nol
1 − x² = 0 → x = ±1
Integralkan
A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333
Jawaban
A = 1,333
3.Barisan & deret
Jawaban: S = 4,5
Kekonvergenan: jika suku-sukunya tidak menuju 0, deret divergen (uji suku ke-n). Σ1/kᵖ konvergen hanya untuk p > 1, dan Σrᵏ hanya untuk |r| < 1. Bandingkan suatu deret dengan salah satunya bila suku-sukunya berperilaku seperti itu untuk k besar. Uji rasio: L = lim |ak+1/ak|; uji akar: L = lim |ak|1/k. L < 1 konvergen, L > 1 divergen, L = 1 tidak menentukan apa pun. Deret pangkat Σck(x − x₀)ᵏ konvergen untuk |x − x₀| < R dengan R = lim |ck/ck+1|; deret selang-seling dengan suku-suku yang menurun menuju 0 konvergen.
Pecahan parsial
6/(k(k + 2)) = (6/2)·(1/k − 1/(k + 2))
Batal
S = (6/2)·(1 + 1/2) = 4,5
Jawaban
S = 4,5
4.Barisan & deret
Jawaban: c₃ = 9,852
Polinom Taylor: di dekat x = a fungsi mulus didekati oleh Pₙ(x) = f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)²/2! + … + f⁽ⁿ⁾(a)(x − a)ⁿ/n!; untuk a = 0 ini adalah polinom Maclaurin. Deret baku: eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + x⁵/5! − …, cos x = 1 − x²/2! + x⁴/4! − …, ln(1 + x) = x − x²/2 + x³/3 − …, 1/(1 − x) = Σxᵏ. Batas galat Lagrange: |f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!, dengan M nilai terbesar |f⁽ⁿ⁺¹⁾| di antara a dan x.
Turunan f⁽³⁾
f⁽³⁾(x) = 2³·e2x
Koefisien
c₃ = 2³·e2/3! = 9,852
c₃ = 9,852
Jawaban
c₃ = 9,852
5.Kalkulus multivariabel
Jawaban: L = 7,03
Gradien: ∇f = (fx, fy) menunjuk ke arah kenaikan tercuram, dan |∇f| adalah laju perubahan terbesar. Turunan berarah sepanjang arah v adalah Duf = ∇f·u dengan vektor satuan u = v/|v|. Bidang singgung di (a, b) adalah z = f(a, b) + fx(a, b)(x − a) + fy(a, b)(y − b); bidang ini memberi hampiran linear f di dekat titik itu. Aturan rantai: dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt.
Nilai dan kemiringan di titik itu
f(0,5, 1) = 2,511
fx = 3x²e3y → fx(0,5, 1) = 15,06
fy = 3x³e3y → fy(0,5, 1) = 7,532
Bidang singgung
z = 2,511 + 15,06(x − 0,5) + 7,532(y − 1)
z = 15,06x + 7,532y − 12,55
Hampiran linear
L = 2,511 + 15,06·0,2 + 7,532·0,2 = 7,03
Jawaban
L = 7,03
Nilai eksaknya f = 12,553194; bidang itu dekat karena langkahnya kecil.
6.Kalkulus multivariabel
Jawaban: D = −9
Titik kritis dan integral lipat dua: titik kritis memiliki fx = fy = 0. Uji turunan kedua dengan D = fxxfyy − fxy²: D > 0 dan fxx > 0 adalah minimum lokal, D > 0 dan fxx < 0 maksimum lokal, D < 0 titik pelana, dan D = 0 tidak menentukan apa pun. Untuk integral lipat dua pada daerah umum, jadikan batas dalam sebagai kurva yang membatasi daerah; untuk cakram dan juring pakai koordinat kutub, x = r cos θ, y = r sin θ dan dA = r dr dθ (jangan lupa faktor r).
Turunan kedua
fxx = 0, fyy = 0, fxy = 3
Diskriminan
D = 0·0 − 3² = −9
→ titik pelana
Jawaban
D = −9
7.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1.5) = 0,02694
Persamaan linear orde dua: untuk y″ + b·y′ + c·y = 0 coba y = ert: ini memberi persamaan karakteristik r² + b·r + c = 0. Dua akar real r₁ ≠ r₂ memberi y = A·er₁t + B·er₂t (redaman lebih); akar ganda r memberi y = (A + Bt)·ert (redaman kritis); akar kompleks −α ± jω memberi y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (redaman kurang, berosilasi). Nilai awal y(0) dan y′(0) menentukan A dan B. Ditulis sebagai y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn adalah frekuensi alami dan ζ rasio redaman: ζ < 1 berosilasi. Dengan masukan konstan, y″ + by′ + cy = c·K, penyelesaiannya adalah nilai tunak K ditambah respons bebas.
Akar karakteristik
(r + 3)(r + 5) = 0 → r = −3, −5
Konstanta dari nilai awal
A + B = 1, −3A − 5B = 0
A = 2,5, B = −1,5
Hitung nilainya
y(1,5) = 2,5·e−4,5 + (−1,5)·e−7,5 = 0,02694
Jawaban
y(1,5) = 0,02694
8.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1) = −0,2793
Persamaan linear orde dua: untuk y″ + b·y′ + c·y = 0 coba y = ert: ini memberi persamaan karakteristik r² + b·r + c = 0. Dua akar real r₁ ≠ r₂ memberi y = A·er₁t + B·er₂t (redaman lebih); akar ganda r memberi y = (A + Bt)·ert (redaman kritis); akar kompleks −α ± jω memberi y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (redaman kurang, berosilasi). Nilai awal y(0) dan y′(0) menentukan A dan B. Ditulis sebagai y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn adalah frekuensi alami dan ζ rasio redaman: ζ < 1 berosilasi. Dengan masukan konstan, y″ + by′ + cy = c·K, penyelesaiannya adalah nilai tunak K ditambah respons bebas.