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→∞ (√(9x2 + 4x) − 3x).
f(x) = √(9x2 + 4x) − 3xx → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (e2x − 1 − 2x)/x².
f(x) = (e2x − 1 − 2x)/x²x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x·sin(x), dengan x dalam radian. Tentukan f′(0,5).
f(x) = x·sin(x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 + 10,5x2 + 36x − 2. Tentukan koordinat x x dari minimum lokal.
f(x) = x3 + 10,5x2 + 36x − 2
x =
5.IntegralSedang
Daerah di bawah y = √(4x) dari x = 0 sampai x = 2 diputar mengelilingi sumbu x. Cari volume V benda padat itu (sebuah paraboloid).
y = √(4x)0 ≤ x ≤ 2
V =
6.IntegralSulit
Hitung I = ∫₀3 x²·eˣ dx.
∫₀3 x²eˣ dx
I =
7.Bilangan kompleksSedang
Carilah argumen θ dari z = −6 − j6 dalam derajat, sebagai nilai pokok di antara −180° dan 180°.
z = −6 − j6
θ = °
8.Bilangan kompleksSulit
Selesaikan z² + 2z + 26 = 0. Akar-akarnya a ± jb; carilah bagian real a.
p = 2q = 26
a =
9.Persamaan diferensialSedang
Secangkir kopi bersuhu 83 °C dibiarkan di ruangan bersuhu 22 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0,1 min⁻¹, cari suhunya T setelah 25 menit.
T0 = 83 °CTa = 22 °Ck = 0,1 min⁻¹t = 25 min
T = °C
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y′ + 2y = 7e−0,5t dengan y(0) = 1. Cari y(1).
y′ + 2y = 7e−0,5ty(0) = 1
y(1) =
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c22 (baris 2, kolom 2).
A = [2 −5; 3 −6]B = [5 −2; 4 2]
c22 =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [−2 −1; −8 5]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan hasil kali titik a·b dari a = (6, −3, 7) dan b = (4, −7, 6).
a = (6, −3, 7)b = (4, −7, 6)
a·b =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Vektor satuan n̂ tegak lurus terhadap a = (−3, 1, 5) dan b = (0, 3, −5) serta memiliki komponen z positif. Tentukan komponen x n̂x.
a = (−3, 1, 5)b = (0, 3, −5)n̂z > 0
n̂x =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari simpangan baku σ dari X.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,35, 0,3, 0,3, 0,05
σ =
16.PeluangSulit
Sebuah permainan berbiaya €2 untuk dimainkan. Anda memenangkan €6 dengan peluang 0,1 dan €100 dengan peluang 0,01; selain itu Anda tidak memperoleh apa-apa. Taruhan tidak dikembalikan. Cari keuntungan bersih yang diharapkan E(G) per permainan.
taruhan = €2€6: p = 0,1€100: p = 0,01
E(G) = €
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 59, 50, 13, 19, 54, 42.
n = 6
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Suatu besaran berdistribusi normal dengan rata-rata 100 dan simpangan baku 15. Berapa proporsi P nilai di atas 85?
μ = 100σ = 15x = 85
P =
19.Distribusi normalSedang
Data berat kantong berdistribusi normal dengan rata-rata 250 g dan simpangan baku 5 g. Berapa proporsi yang berada di antara 245 dan 257,75 g? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 250σ = 5x1 = 245x2 = 257,75
P =
20.Distribusi normalSulit
Data umur pakai baterai berdistribusi normal dengan rata-rata 500 h dan simpangan baku 40 h. Tentukan nilai x yang di bawahnya terdapat 90% data (persentil ke-90).
μ = 500σ = 40P = 90%
x = h
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 0,6667
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).
Kalikan dengan bentuk sekawan
f(x) = 4x/(√(9x2 + 4x) + 3x)
Bagi dengan x
f(x) = 4/(√(9 + 4/x) + 3)
Biarkan x → ∞
L = 4/(3 + 3) = 0,6667
Jawaban
L = 0,6667
2.Limit
Jawaban: L = 2
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).
Penerapan pertama
(2·e2x − 2)/(2x) → 0/0
Penerapan kedua
4·e2x/2
Substitusikan x = 0
L = 4·1/2 = 2
Jawaban
L = 2
3.Turunan
Jawaban: f′(0.5) = 0,9182
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(x) + x·cos(x)
Substitusikan
f′(0,5) = 0,4794 + 0,5·0,8776 = 0,9182
Jawaban
f′(0,5) = 0,9182
4.Turunan
Jawaban: x = −3
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.
Turunan
f′(x) = 3x2 + 21x + 36 = 3·(x2 + 7x + 12)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −4 atau x = −3
Mana yang mana
f″(x) = 6x + 21: negatif di maksimum, positif di minimum.
f″(−4) = −3, f″(−3) = 3
x = −3
Jawaban
x = −3
5.Integral
Jawaban: V = 25,13
Volume benda putar: memutar daerah di bawah y = f(x) dari x = a sampai x = b mengelilingi sumbu x menghasilkan benda padat yang penampangnya di x berupa cakram berjari-jari f(x). Menjumlahkan cakram-cakram itu memberi V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Bila daerah terletak di antara kurva luar R(x) dan kurva dalam r(x), setiap irisan berupa cincin (washer): V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Kuadratkan jari-jari sebelum Anda menguranginya.
Metode cakram
V = π∫₀2 4x dx
Integralkan
V = π·4·2²/2 = 25,13
Jawaban
V = 25,13
6.Integral
Jawaban: I = 98,43
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.
Putaran pertama
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Putaran kedua
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Limit
20,09·(5) − 1·2 = 98,43
Jawaban
I = 98,43
7.Bilangan kompleks
Jawaban: θ = −135 °
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 = −6, b = −6 → III
Sudut acuan
α = atan(6/6) = 45°
Argumen
θ = −(180° − α) = −135°
Jawaban
θ = −135°
Dalam bentuk kutub z = 8,485∠−135°.
8.Bilangan kompleks
Jawaban: a = −1
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 = 4 − 104 = −100 < 0
Rumus kuadrat
z = (−2 ± j√100)/2 = −1 + j5, −1 − j5
Jawaban
a = −1
Jawaban
a = −1
9.Persamaan diferensial
Jawaban: T = 27,01 °C
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.
Penyelesaian hukum pendinginan
T(t) = 22 + 61·e−0,1t
Substitusikan t
T(25) = 22 + 61·0,08208 = 27,01 °C
Jawaban
T = 27,01 °C
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1) = 2,334
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.
Faktor integrasi
μ = e2t
(e2ty)′ = 7e1,5t
Penyelesaian umum
y = 7/1,5·e−0,5t + C·e−2t = 4,667·e−0,5t + C·e−2t
Kondisi awal
1 = 4,667 + C → C = −3,667
Hitung nilainya
y(1) = 4,667·0,6065 + (−3,667)·0,1353 = 2,334
Jawaban
y(1) = 2,334
11.Matriks & determinan
Jawaban: c22 = −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.
Baris kali kolom
c22 = 3·(−2) + (−6)·2 = −18
Jawaban
c22 = −18
12.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 6
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 − (3)λ + (−18) = 0
Selesaikan
λ = (3 ± √(81))/2 → λ = −3, 6
λ = 6
Jawaban
λ = 6
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: a·b = 87
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.
Kalikan komponen yang bersesuaian lalu jumlahkan
a·b = 6·4 + (−3)·(−7) + 7·6 = 24 + 21 + 42 = 87
Jawaban
a·b = 87
Positif: sudut di antara kedua vektor kurang dari 90°.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: n̂x = 0,7527
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.
Hasil kali silang
(a × b)x = aybz − azby = 1·(−5) − 5·3 = −20
(a × b)y = azbx − axbz = 5·0 − (−3)·(−5) = −15
(a × b)z = axby − aybx = (−3)·3 − 1·0 = −9
Normalkan
Komponen z dari a × b negatif, jadi gunakan −(a × b).
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.
Rata-rata
μ = 1·0,35 + 2·0,3 + 3·0,3 + 4·0,05 = 2,05
Rata-rata kuadrat
E(X²) = 1·0,35 + 4·0,3 + 9·0,3 + 16·0,05 = 5,05
Variansi
Var(X) = 5,05 − 2,05² = 0,8475
σ = √0,8475 = 0,9206
Jawaban
σ = 0,9206
16.Peluang
Jawaban: E(G) = −0,4 €
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: 4 (p = 0,1), 98 (p = 0,01), −2 (p = 0,89)
Nilai harapan
E(G) = 4·0,1 + 98·0,01 − 2·0,89 = −0,4 €
Jawaban
E(G) = −0,4 €
Nilai negatif berarti rata-rata Anda kehilangan uang.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 19,13
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 = −1
Tabel normal baku
Φ(−1) = 0,1587
P = 1 − 0,1587 = 0,8413
Jawaban
P = 0,8413
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,7808
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.
Skor z
z₁ = (245 − 250)/5 = −1
z₂ = (257,75 − 250)/5 = 1,55
Luas di antara
P = Φ(1,55) − Φ(−1) = 0,9394 − 0,1587 = 0,7808
Jawaban
P = 0,7808
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 551,3 h
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.