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→∞ (−5x3 − 4x + 6)/(3x3 + 4x + 5).
f(x) = (−5x3 − 4x + 6)/(3x3 + 4x + 5)x → ∞
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) = ln(3x2 + 5). Tentukan f′(−2).
f(x) = ln(3x2 + 5)x = −2
f′(−2) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 − 6x2 + 5. Tentukan koordinat x x dari minimum lokal.
f(x) = x3 − 6x2 + 5
x =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫02 e−0,5x dx.
f(x) = e−0,5x[0, 2]
I =
6.IntegralSulit
Daerah di antara garis y = x dan parabola y = x² diputar mengelilingi sumbu x. Cari volume V benda padat itu.
y = xy = x²
V =
7.Bilangan kompleksSedang
Tuliskan z = 8∠−75° dalam bentuk kartesius a + jb dan berikan bagian imajiner b.
r = 8θ = −75°
b =
8.Bilangan kompleksSulit
Persamaan z² + 4z + 20 = 0 memiliki dua akar kompleks. Carilah modulusnya |z|.
p = 4q = 20
|z| =
9.Persamaan diferensialSedang
Sebuah komponen baja tempa bersuhu 400 °C dibiarkan mendingin di bengkel bersuhu 24 °C. Setelah 54 menit suhunya 98 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari konstanta k dalam min⁻¹.
T0 = 400 °CTa = 24 °CT(54) = 98 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan masalah nilai awal y′ + 2y/x = 2x untuk x > 0, dengan y(1) = 1. Cari y(2).
y′ + 2y/x = 2xy(1) = 1
y(2) =
11.Matriks & determinanSedang
Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−3 2 1; 3 −3 3; 0 −2 −4]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
Selesaikan sistem −5x + 4y = 10 dan −5x − 2y = −2. Tentukan x.
−5x + 4y = 10−5x − 2y = −2
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Gaya konstan F = (−15, −20, −15) N bekerja pada sebuah benda yang bergerak lurus dari titik A(−4, −3, −1) ke titik B(−4, −2, 0). Koordinat dalam meter. Tentukan usaha W yang dilakukan gaya itu.
F = (−15, −20, −15) NA(−4, −3, −1) mB(−4, −2, 0) m
W = J
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Untuk a = (−3, 1, 5) dan b = (−6, 4, −4), tentukan komponen z (a × b)z dari hasil kali silang a × b.
a = (−3, 1, 5)b = (−6, 4, −4)
(a × b)z =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.
x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,2, 0,25, 0,35, 0,2
Var(X) =
16.PeluangSulit
X memiliki distribusi yang ditunjukkan, dan Y = 0,5X + 4. Cari simpangan baku σY dari Y.
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 47, 21, 12, 59, 18, 50.
n = 6
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Suatu besaran berdistribusi normal dengan rata-rata 170 dan simpangan baku 8. Berapa proporsi P nilai di bawah 163,6?
μ = 170σ = 8x = 163,6
P =
19.Distribusi normalSedang
Data tinggi badan pria dewasa berdistribusi normal dengan rata-rata 178 cm dan simpangan baku 7 cm. Berapa proporsi yang berada di antara 167,5 dan 179,75 cm? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 178σ = 7x1 = 167,5x2 = 179,75
P =
20.Distribusi normalSulit
nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 65 poin dan simpangan baku 10 poin. Seret batas sehingga 80% teratas yang diarsir berada di sebelah kanannya. Cari batas x.
μ = 65 poinσ = 10 poin80%
x = poin
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = −1,667
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).
Bagi dengan pangkat tertinggi
(−5 + (−4)/x2 + 6/x3)/(3 + 4/x2 + 5/x3)
Biarkan x → ∞
L = −5/3 = −1,667
Jawaban
L = −1,667
Untuk derajat yang sama, limitnya adalah rasio koefisien utama.
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′(−2) = −0,7059
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 rantai untuk logaritma
f′(x) = 6x/(3x2 + 5)
Substitusikan
f′(−2) = −12/17 = −0,7059
Jawaban
f′(−2) = −0,7059
4.Turunan
Jawaban: x = 4
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 − 12x = 3·(x2 − 4x)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 0 atau x = 4
Mana yang mana
f″(x) = 6x − 12: negatif di maksimum, positif di minimum.
f″(0) = −12, f″(4) = 12
x = 4
Jawaban
x = 4
5.Integral
Jawaban: I = 1,264
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.
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.
Titik potong
1x = 1x² → x = 0, x = 1
Metode cincin (washer)
V = π∫₀1 ((1x)² − (1x²)²) dx
Integralkan
V = π(1·1³/3 − 1·1⁵/5) = π·0,1333 = 0,4189
Jawaban
V = 0,4189
7.Bilangan kompleks
Jawaban: b = −7,727
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.
Komponen
a = 8·cos(−75°) = 2,071
b = 8·sin(−75°) = −7,727
Bentuk kartesius
z = 2,071 − j7,727
b = −7,727
Jawaban
b = −7,727
8.Bilangan kompleks
Jawaban: |z| = 4,472
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 − 80 = −64 < 0
Rumus kuadrat
z = (−4 ± j√64)/2 = −2 + j4, −2 − j4
Jawaban
|z| = √((−2)² + 4²) = √20 = 4,472
Jawaban
|z| = 4,472
9.Persamaan diferensial
Jawaban: k = 0,0301 min⁻¹
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.
Rasio selisih suhu
e−54k = 74/376
Selesaikan untuk k
k = ln(376/74)/54 = 0,0301 min⁻¹
Jawaban
k = 0,0301 min⁻¹
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(2) = 2,125
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 = e∫2/x dx = x2
Integralkan
(x2y)′ = 2x3 → x2y = 2x4/4 + C
Kondisi awal
1 = 2/4 + C → C = 0,5
Hitung nilainya
y(2) = (2·24/4 + 0,5)/22 = 2,125
Jawaban
y(2) = 2,125
11.Matriks & determinan
Jawaban: det A = −36
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 = 18, M₁₂ = −12, M₁₃ = −6
Ekspansi kofaktor
det A = (−3)·18 − 2·(−12) + 1·(−6) = −36
Jawaban
det A = −36
12.Matriks & determinan
Jawaban: x = −0,4
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.
Determinan matriks koefisien
det A = (−5)·(−2) − 4·(−5) = 30
Ganti kolom x
det Aₓ = 10·(−2) − 4·(−2) = −12
x = −12/30 = −0,4
Jawaban
x = −0,4
y = 2
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: W = −35 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.
Perpindahan
d = B − A = (−4, −2, 0) − (−4, −3, −1) = (0, 1, 1) m
Usaha
W = F·d = (−15)·0 + (−20)·1 + (−15)·1 = −35 J
Jawaban
W = −35 J
Usaha negatif: gaya sebagian besar bekerja melawan gerakan.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: (a × b)z = −6
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, komponen demi komponen
(a × b)x = aybz − azby = 1·(−4) − 5·4 = −24
(a × b)y = azbx − axbz = 5·(−6) − (−3)·(−4) = −42
(a × b)z = axby − aybx = (−3)·4 − 1·(−6) = −6
Komponen yang diminta
(a × b)z = −6
Jawaban
(a × b)z = −6
Periksa: a × b tegak lurus terhadap kedua vektor, jadi hasil kali titiknya dengan a dan dengan b adalah nol.
15.Peluang
Jawaban: Var(X) = 1,047
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 = 0·0,2 + 1·0,25 + 2·0,35 + 3·0,2 = 1,55
Rata-rata kuadrat
E(X²) = 0·0,2 + 1·0,25 + 4·0,35 + 9·0,2 = 3,45
Variansi
Var(X) = 3,45 − 1,55² = 1,047
Jawaban
Var(X) = 1,047
16.Peluang
Jawaban: σY = 5,585
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.
Sebaran X
μ = 25,5, Var(X) = 124,8, σX = 11,17
Perubahan linear
σY = |0,5|·11,17 = 5,585
Jawaban
σY = 5,585
Rata-ratanya memang bergeser: E(Y) = 0,5·25,5 + 4 = 16,75.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 19,79
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 = −0,8
Tabel normal baku
Φ(−0,8) = 0,2119
P = 0,2119
Jawaban
P = 0,2119
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,5319
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 = (167,5 − 178)/7 = −1,5
z₂ = (179,75 − 178)/7 = 0,25
Luas di antara
P = Φ(0,25) − Φ(−1,5) = 0,5987 − 0,06681 = 0,5319
Jawaban
P = 0,5319
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 56,6 poin
Dari luas kembali ke z: Φ(z) adalah luas di sebelah kiri z. Untuk luas ekor kiri A, cari z dengan Φ(z) = A dalam tabel. Luas ekor kanan A berarti Φ(z) = 1 − A. Luas tengah A di antara −z dan z menyisakan (1 − A)/2 pada setiap ekor, sehingga Φ(z) = (1 + A)/2. Untuk nilai x, pakai x = μ + zσ.