Tentukan bentuk yang cocok untuk operasinya: kartesius a + jb untuk menjumlahkan dan mengurangkan, kutub r∠θ untuk mengalikan, membagi, pangkat, dan akar.
Kalikan dengan j² = −1; bagi dengan mengalikan pembilang dan penyebut dengan konjugat penyebut.
Ubah dengan r = √(a² + b²) dan θ dari sketsa titik (periksa kuadran), dan kembali dengan a = r cos θ, b = r sin θ.
Untuk pangkat pakai De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; untuk zⁿ = R∠φ daftarkan semua n akar R1/n∠((φ + 360°k)/n).
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
Matriks & determinan
determinan 2×2
det = ad − bc
Invers 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Produk
(AB)ij = Σk AikBkj
Nilai eigen
det(A − λI) = 0
Aturan Cramer
xi = det(Ai)/det(A)
Vektor: hasil kali titik & silang
Besar
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vektor satuan
û = a/|a|
Komponen dari sebuah sudut
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Hasil kali titik
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Proyeksi skalar a pada b
a·b/|b|
Usaha
W = F·d
Hasil kali silang
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Luas
jajar genjang |a × b|, segitiga ½|a × b|
Momen terhadap O
MO = r × F, r = A − O
Volume paralelepipedum
V = |a·(b × c)|
Metode
Tulis setiap vektor dalam komponen; untuk gaya yang diberikan dengan besar dan sudut, gunakan F·cos θ dan F·sin θ.
Untuk panjang dan arah gunakan besar √(x² + y² + z²) dan vektor satuan a/|a|.
Gunakan hasil kali titik untuk sudut, proyeksi, ketegaklurusan, dan usaha: a·b = |a||b|cos θ.
Gunakan hasil kali silang untuk vektor tegak lurus, luas, dan momen: tulis ketiga komponen dengan teliti, jaga urutan a × b.
Peluang
Komplemen
P(not A) = 1 − P(A)
Aturan penjumlahan
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Kejadian saling bebas
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Peluang bersyarat
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k
Statistika deskriptif
Rata-rata
x̄ = Σx/n
Simpangan baku sampel
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Median
nilai tengah data yang telah diurutkan
Skor z
z = (x − μ)/σ
Distribusi normal
68% dalam ±1σ, 95% dalam ±2σ
Distribusi normal
Skor z
z = (x − μ)/σ
Di bawah x
P(X < x) = Φ(z)
Di atas x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Di antara
Φ(z2) − Φ(z1)
Persentil
x = μ + z·σ
Metode
Ubah nilainya menjadi skor z: z = (x − μ)/σ.
Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk suatu selang kurangkan kedua luas kiri.
Untuk persentil, kerjakan mundur: cari z untuk luasnya, lalu x = μ + z·σ.
2Soal latihan
1.LimitSedang
Cari limit L = limx→∞ (1 + 2/x)x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 + 2/x)xx → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 ln(1 + 5x)/sin(x), dengan x dalam radian.
f(x) = ln(1 + 5x)/sin(x)x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Tentukan f′(1).
f(x) = x·sin(3x)x = 1 rad
f′(1) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = 2x2 + 3 di x = −2 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = 2x2 + 3x = −2
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫₀π/2 x·sin x dx (x dalam radian).
∫₀π/2 x·sin x dx
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 4 − x² dan sumbu x.
y = 4 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Carilah argumen θ dari z = −7 + j3 dalam derajat, sebagai nilai pokok di antara −180° dan 180°.
z = −7 + j3
θ = °
8.Bilangan kompleksSulit
Selesaikan z² − 4z + 6,25 = 0. Akar-akarnya a ± jb; carilah bagian real a.
p = −4q = 6,25
a =
9.Persamaan diferensialSedang
Secangkir kopi bersuhu 81 °C dibiarkan di ruangan bersuhu 19 °C. Setelah 8 menit suhunya 47 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Berapa lama setelah awal, t, yang diperlukan untuk mencapai 34 °C?
T0 = 81 °CTa = 19 °CT(8) = 47 °CT = 34 °C
t = min
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y″ + 2y′ + 26y = 0 dengan y(0) = 10 dan y′(0) = 0 (dilepas dari keadaan diam). Cari y(1,5); sudut dalam radian.
y″ + 2y′ + 26y = 0y(0) = 10y′(0) = 0
y(1.5) =
11.Matriks & determinanSedang
Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−3 3 −1; 3 0 1; 3 1 3]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [−3 1; −4 2]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan proyeksi skalar compb a dari a = (−1, −7, 0) pada b = (0, 2, −4), yaitu komponen a searah b.
a = (−1, −7, 0)b = (0, 2, −4)
compb a =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Tentukan luas A jajar genjang yang direntang oleh a = (6, 6, −2) dan b = (−3, −3, 5).
a = (6, 6, −2)b = (−3, −3, 5)
A =
15.PeluangSedang
Sebuah kantong berisi 8 bola merah dan 7 biru. Anda mengambil dua bola tanpa mengembalikan yang pertama. Berapa peluang P keduanya merah?
8 / 7
P =
16.PeluangSulit
Sebuah permainan berbiaya €1 untuk dimainkan. Anda memenangkan €2 dengan peluang 0,25 dan €50 dengan peluang 0,02; selain itu Anda tidak memperoleh apa-apa. Taruhan tidak dikembalikan. Cari keuntungan bersih yang diharapkan E(G) per permainan.
taruhan = €1€2: p = 0,25€50: p = 0,02
E(G) = €
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 51, 26, 47, 50, 57, 12.
n = 6
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Suatu besaran berdistribusi normal dengan rata-rata 60 dan simpangan baku 10. Berapa proporsi P nilai di atas 55?
μ = 60σ = 10x = 55
P =
19.Distribusi normalSedang
Massa kotak saling bebas dan normal dengan rata-rata 12 kg dan simpangan baku 0,8 kg. Cari peluang P bahwa massa total 6 di antaranya di bawah 70 kg. Bulatkan z ke dua desimal.
μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 6< 70 kg
P =
20.Distribusi normalSulit
Data tinggi badan pria dewasa berdistribusi normal dengan rata-rata 178 cm dan simpangan baku 7 cm. Tentukan nilai x yang di bawahnya terdapat 5% data (persentil ke-5).
μ = 178σ = 7P = 5%
x = cm
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 7,389
Limit: coba dulu substitusi langsung. Jika hasilnya 0/0, sederhanakan dulu: faktorkan dan coret faktor yang sama, atau kalikan dengan bentuk sekawan. Untuk x → ∞, bagi pembilang dan penyebut dengan pangkat tertinggi x. Aturan L'Hôpital: jika f/g memberikan 0/0 atau ∞/∞, maka lim f/g = lim f′/g′, dengan menurunkan pembilang dan penyebut secara terpisah (bukan dengan aturan hasil bagi).
Ambil logaritmanya
ln L = limx→∞ x·ln(1 + 2/x)
Hitung nilainya
ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 1·2 = 2
Batalkan logaritmanya
L = e2 = 7,389
Jawaban
L = 7,389
2.Limit
Jawaban: L = 5
Limit: coba dulu substitusi langsung. Jika hasilnya 0/0, sederhanakan dulu: faktorkan dan coret faktor yang sama, atau kalikan dengan bentuk sekawan. Untuk x → ∞, bagi pembilang dan penyebut dengan pangkat tertinggi x. Aturan L'Hôpital: jika f/g memberikan 0/0 atau ∞/∞, maka lim f/g = lim f′/g′, dengan menurunkan pembilang dan penyebut secara terpisah (bukan dengan aturan hasil bagi).
Aturan L'Hôpital
L = limx→0 [5/(1 + 5x)]/[cos x]
Substitusikan x = 0
L = 5/1 = 5
Jawaban
L = 5
3.Turunan
Jawaban: f′(1) = −2,829
Diferensial: turunan f′(x) adalah kemiringan grafik di x. Aturan pangkat: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Aturan perkalian: (uv)′ = u′v + uv′. Aturan rantai: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Di mana f′(x) = 0, grafik memiliki garis singgung mendatar: maksimum, minimum, atau titik pelana.
Aturan perkalian dan rantai
f′(x) = sin(3x) + 3x·cos(3x)
Substitusikan
f′(1) = 0,1411 + 3·(−0,99) = −2,829
Jawaban
f′(1) = −2,829
4.Turunan
Jawaban: b = −5
Diferensial: turunan f′(x) adalah kemiringan grafik di x. Aturan pangkat: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Aturan perkalian: (uv)′ = u′v + uv′. Aturan rantai: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Di mana f′(x) = 0, grafik memiliki garis singgung mendatar: maksimum, minimum, atau titik pelana.
Titik dan kemiringan
f(−2) = 11
f′(x) = 4x → f′(−2) = −8
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 11 − (−8)·(−2) = −5
Jawaban
b = −5
5.Integral
Jawaban: I = 1
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 = x, du = dx; dv = sin x dx, v = −cos x
Antiturunan
∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x
Limit
(−π/2·cos π/2 + sin π/2) − (0 + 0) = 1
Jawaban
I = 1
6.Integral
Jawaban: A = 10,67
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
4 − x² = 0 → x = ±2
Integralkan
A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67
Jawaban
A = 10,67
7.Bilangan kompleks
Jawaban: θ = 156,8 °
Bentuk kutub: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, dengan r = |z| dan θ = arg z. Kembali ke bentuk kartesius: a = r cos θ, b = r sin θ. Argumen memerlukan kuadran: θ = atan(b/a) hanya jika a > 0; untuk a < 0 tambahkan atau kurangkan 180°. Dalam bentuk kutub perkalian mudah: kalikan modulus dan jumlahkan argumen; untuk pembagian bagi modulus dan kurangkan argumen.
Kuadran
a = −7, b = 3 → II
Sudut acuan
α = atan(3/7) = 23,2°
Argumen
θ = 180° − α = 156,8°
Jawaban
θ = 156,8°
Dalam bentuk kutub z = 7,616∠156,8°.
8.Bilangan kompleks
Jawaban: a = 2
De Moivre dan akar: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. Persamaan zⁿ = R∠φ memiliki tepat n akar, semuanya bermodulus R1/n, pada argumen (φ + 360°·k)/n untuk k = 0, 1, …, n − 1: akar-akar itu tersebar merata pada sebuah lingkaran, berjarak 360°/n. Persamaan kuadrat z² + pz + q = 0 dengan p² < 4q memiliki akar kompleks z = −p/2 ± j√(q − p²/4); polinom berkoefisien real selalu memiliki akar kompleks dalam pasangan konjugat a ± jb.
Diskriminan
p² − 4q = 16 − 25 = −9 < 0
Rumus kuadrat
z = (4 ± j√9)/2 = 2 + j1,5, 2 − j1,5
Jawaban
a = 2
Jawaban
a = 2
9.Persamaan diferensial
Jawaban: t = 14,28 min
Persamaan diferensial orde satu: dy/dt = k·y memiliki penyelesaian y = y₀·ekt (pertumbuhan untuk k > 0, peluruhan untuk k < 0); waktu paruh T memberikan k = ln 2/T. Hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), memberikan T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Persamaan linear y′ + p(x)·y = q(x) diselesaikan dengan faktor integrasi μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, sehingga μy = ∫μq dx + C.
Konstanta pendinginan
k = ln(62/28)/8 = 0,09937 min⁻¹
Waktu untuk mencapai target
t = ln(62/15)/0,09937 = 14,28 min
Jawaban
t = 14,28 min
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1.5) = 1,192
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 kompleks
r = −1 ± 5j
Konstanta
A = 10, B = 1·10/5 = 2
Hitung nilainya
y(1,5) = e−1,5(10·cos 7,5 + 2·sin 7,5) = 1,192
Jawaban
y(1,5) = 1,192
11.Matriks & determinan
Jawaban: det A = −18
Matriks: determinan matriks 2×2 adalah ad − bc. Untuk 3×3, ekspansikan sepanjang satu baris: setiap entri dikali determinan matriks 2×2 yang tersisa setelah baris dan kolomnya dihapus, dengan tanda bergantian + − +. Nilai eigen λ memenuhi det(A − λI) = 0; untuk 2×2 itu adalah λ² − (trace)·λ + det = 0.
Minor 2×2 baris pertama
M₁₁ = −1, M₁₂ = 6, M₁₃ = 3
Ekspansi kofaktor
det A = (−3)·(−1) − 3·6 + (−1)·3 = −18
Jawaban
det A = −18
12.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 1
Matriks: determinan matriks 2×2 adalah ad − bc. Untuk 3×3, ekspansikan sepanjang satu baris: setiap entri dikali determinan matriks 2×2 yang tersisa setelah baris dan kolomnya dihapus, dengan tanda bergantian + − +. Nilai eigen λ memenuhi det(A − λI) = 0; untuk 2×2 itu adalah λ² − (trace)·λ + det = 0.
Persamaan karakteristik
λ² − (−1)λ + (−2) = 0
Selesaikan
λ = (−1 ± √(9))/2 → λ = −2, 1
λ = 1
Jawaban
λ = 1
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: compb a = −3,13
Perkalian titik:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, sebuah skalar. Perkalian ini memberi sudut antara dua vektor, cos θ = a·b/(|a|·|b|), dan bernilai nol jika keduanya tegak lurus. Proyeksi skalar a pada b adalah a·b/|b|, dan gaya konstan F yang bergerak sejauh perpindahan d melakukan usaha W = F·d.
Hasil kali titik
a·b = (−1)·0 + (−7)·2 + 0·(−4) = −14
Panjang b
|b| = √(0² + 2² + (−4)²) = 4,472
Proyeksi skalar
compb a = a·b/|b| = −14/4,472 = −3,13
Jawaban
compb a = −3,13
Negatif: a memiliki komponen yang berlawanan arah dengan b.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: A = 33,94
Perkalian silang:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) tegak lurus terhadap kedua vektor, dan |a × b| = |a|·|b|·sin θ adalah luas jajar genjang yang direntang keduanya (segitiganya setengah dari itu). Urutan berpengaruh: b × a = −(a × b). Momen gaya F yang bekerja di titik A terhadap titik O adalah MO = r × F, dengan r = A − O.
Hasil kali silang
(a × b)x = aybz − azby = 6·5 − (−2)·(−3) = 24
(a × b)y = azbx − axbz = (−2)·(−3) − 6·5 = −24
(a × b)z = axby − aybx = 6·(−3) − 6·(−3) = 0
Luas
A = |a × b| = √(24² + (−24)² + 0²) = 33,94
Jawaban
A = 33,94
15.Peluang
Jawaban: P = 0,2667
Peluang: dengan hasil yang sama mungkin, P(A) = yang diinginkan/total. Untuk kejadian saling bebas, kalikan: P(A dan B) = P(A)·P(B). Komplemen sering membantu: P(setidaknya satu) = 1 − P(tidak ada). Binomial: dalam n percobaan saling bebas dengan peluang sukses p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Pengambilan pertama dan kedua
P = 8/15 · 7/14 = 56/210 = 0,2667
Jawaban
P = 0,2667
16.Peluang
Jawaban: E(G) = 0,5 €
Variabel acak diskrit: distribusi peluang mendaftar setiap nilai x yang dapat diambil variabel beserta peluangnya p(x); peluang bernilai antara 0 dan 1 dan jumlahnya 1. Nilai harapan (rata-rata) adalah E(X) = Σx·p(x), rata-rata jangka panjang. Variansi adalah Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², dan simpangan baku σ = √Var(X). Untuk perubahan linear Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) dan σY = |a|·σX; menambah konstanta tidak mengubah sebaran.
Hasil bersih
G: 1 (p = 0,25), 49 (p = 0,02), −1 (p = 0,73)
Nilai harapan
E(G) = 1·0,25 + 49·0,02 − 1·0,73 = 0,5 €
Jawaban
E(G) = 0,5 €
Nilai positif berarti rata-rata Anda memperoleh uang.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 17,54
Statistika deskriptif: rata-rata adalah jumlah dibagi n; median adalah nilai tengah data yang terurut (rata-rata dua nilai tengah jika n genap). Simpangan baku sampel s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Skor z z = (x − μ)/σ menyatakan berapa simpangan baku suatu nilai dari rata-rata.
Statistika deskriptif: rata-rata adalah jumlah dibagi n; median adalah nilai tengah data yang terurut (rata-rata dua nilai tengah jika n genap). Simpangan baku sampel s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Skor z z = (x − μ)/σ menyatakan berapa simpangan baku suatu nilai dari rata-rata.
Standarkan
z = −0,5
Tabel normal baku
Φ(−0,5) = 0,3085
P = 1 − 0,3085 = 0,6915
Jawaban
P = 0,6915
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,1539
Jumlah dan selisih variabel normal: jika X dan Y saling bebas dan normal, maka X + Y dan X − Y juga normal. Rata-rata dijumlahkan atau dikurangkan: E(X ± Y) = μX ± μY. Variansi selalu dijumlahkan, juga untuk selisih: Var(X ± Y) = σX² + σY², sehingga σ = √(σX² + σY²). Simpangan baku tidak pernah dijumlahkan secara langsung. Total n butir yang saling bebas dan berdistribusi sama memiliki rata-rata n·μ dan simpangan baku σ·√n. Lalu standarkan seperti biasa: z = (x − rata-rata)/σ dan baca Φ(z).
Distribusi total
μT = 72 kg, σT = 0,8·√6 = 1,96 kg
Standarkan
z = (70 − 72)/1,96 = −1,02
Peluang
P = Φ(−1,02) = 0,1539
Jawaban
P = 0,1539
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 166,5 cm
Distribusi normal: ubah nilai x menjadi skor z, z = (x − μ)/σ, yang menghitung berapa simpangan baku dari rata-rata. Tabel z (atau Φ(z)) memberikan luas di sebelah kiri z, yaitu P(X < x). Luas di sebelah kanan adalah 1 − Φ(z), dan luas di antara dua nilai adalah selisih kedua luasnya.