Matematika Teknik: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 20 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Limit

Substitusi langsung
coba x = a dulu; 0/0 berarti sederhanakan
Faktorkan dan coret
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Sekawan
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Limit di tak hingga
bagi dengan pangkat tertinggi x; derajat yang sama menghasilkan rasio koefisien utama
Limit khusus
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Aturan L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Turunan

Aturan pangkat
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Aturan perkalian
(uv)′ = u′v + uv′
Aturan hasil bagi
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Aturan rantai
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Turunan umum
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Metode

  1. Kenali strukturnya: jumlah, hasil kali, hasil bagi, atau komposisi.
  2. Terapkan aturan pangkat pada setiap pangkat x.
  3. Gunakan aturan hasil kali, hasil bagi, atau rantai bila diperlukan.
  4. Sederhanakan, dan hitung nilainya di titik tersebut jika diminta.

Integral

Aturan pangkat
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integral tentu
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Integral umum
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Luas daerah antara kurva
∫ab (f − g) dx

Metode

  1. Tulis ulang integran sebagai jumlah suku-suku sederhana bila memungkinkan.
  2. Terapkan aturan pangkat: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), dan integral standar untuk ex, 1/x, sin, dan cos.
  3. Gunakan substitusi saat Anda melihat suatu fungsi bersama turunannya.
  4. Untuk integral tentu, hitung F(b) − F(a).

Bilangan kompleks

Bentuk kartesius
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Modulus dan argumen
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Bentuk kutub dan eksponensial
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Pembagian
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Hasil kali dan hasil bagi
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Akar ke-n
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Kuadratik dengan p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Metode

  1. Tentukan bentuk yang cocok untuk operasinya: kartesius a + jb untuk menjumlahkan dan mengurangkan, kutub r∠θ untuk mengalikan, membagi, pangkat, dan akar.
  2. Kalikan dengan j² = −1; bagi dengan mengalikan pembilang dan penyebut dengan konjugat penyebut.
  3. Ubah dengan r = √(a² + b²) dan θ dari sketsa titik (periksa kuadran), dan kembali dengan a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. 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

  1. Tulis setiap vektor dalam komponen; untuk gaya yang diberikan dengan besar dan sudut, gunakan F·cos θ dan F·sin θ.
  2. Untuk panjang dan arah gunakan besar √(x² + y² + z²) dan vektor satuan a/|a|.
  3. Gunakan hasil kali titik untuk sudut, proyeksi, ketegaklurusan, dan usaha: a·b = |a||b|cos θ.
  4. 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

  1. Ubah nilainya menjadi skor z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
  3. Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk suatu selang kurangkan kedua luas kiri.
  4. Untuk persentil, kerjakan mundur: cari z untuk luasnya, lalu x = μ + z·σ.

2Soal latihan

1.LimitSedang
xyy = L

Cari limit L = limx→∞ (1 + 1/x)x. Berikan nilai desimal.

f(x) = (1 + 1/x)xx → ∞
L =
2.LimitSulit
xyx = 0

Cari limit L = limx→0 (e−0,5x − 1 + 0,5x)/x².

f(x) = (e−0,5x − 1 + 0,5x)/x²x → 0
L =
3.TurunanSedang
xyx = 1

Misalkan f(x) = ln(2x2 + 5). Tentukan f′(1).

f(x) = ln(2x2 + 5)x = 1
f′(1) =
4.TurunanSulit
xy

Misalkan f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x. Tentukan koordinat x x dari maksimum lokal.

f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x
x =
5.IntegralSedang
xyπ/3y = x·sin x

Hitung I = ∫₀π/3 x·sin x dx (x dalam radian).

∫₀π/3 x·sin x dx
I =
6.IntegralSulit
xy−22

Tentukan luas A daerah antara parabola y = 4 − x² dan sumbu x.

y = 4 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂w

Diberikan z₁ = 1,5∠−35° dan z₂ = 4∠20°, carilah bagian imajiner dari w = z₁/z₂.

z₁ = 1,5∠−35°z₂ = 4∠20°
Im(w) =
8.Bilangan kompleksSulit
ReIm11−1−122−2−2θz

Pakai teorema De Moivre untuk mencari bagian imajiner dari z⁷ untuk z = √3 + j.

z = √3 + jn = 7
Im(z⁷) =
9.Persamaan diferensialSedang
tyy(0) = 4y(0,5) = ?

Selesaikan y″ + 7y′ + 10y = 0 dengan y(0) = 4 dan y′(0) = 6. Cari y(0,5).

y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 4y′(0) = 6
y(0.5) =
10.Persamaan diferensialSulit
tyy(0) = 5y(0,25) = ?

Selesaikan y″ + y′ + 4,25y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 0 (dilepas dari keadaan diam). Cari y(0,25); sudut dalam radian.

y″ + y′ + 4,25y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.25) =
11.Matriks & determinanSedang
A =5310−4−1−5−1−3

Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.

A = [5 3 1; 0 −4 −1; −5 −1 −3]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
A =24−11b =−6−12

Selesaikan sistem 2x + 4y = −6 dan −x + y = −12. Tentukan x.

2x + 4y = −6−x + y = −12
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
xyzab

Tentukan hasil kali titik a·b dari a = (5, −1, 2) dan b = (−5, 7, −6).

a = (5, −1, 2)b = (−5, 7, −6)
a·b =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
xyzabc

Tentukan volume V paralelepipedum yang rusuk-rusuknya dari satu titik sudut adalah a = (−4, −3, 3), b = (−3, 1, −4), dan c = (1, −3, −3).

a = (−4, −3, 3)b = (−3, 1, −4)c = (1, −3, −3)
V =
15.PeluangSedang
xp(x)00,310,2520,2530,2μ = 1,35

Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,3, 0,25, 0,25, 0,2
Var(X) =
16.PeluangSulit
€p(x)−20,7420,25380,01

Sebuah permainan berbiaya €2 untuk dimainkan. Anda memenangkan €4 dengan peluang 0,25 dan €40 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€4: p = 0,25€40: p = 0,01
E(G) = €
17.Statistika deskriptifSedang
202530354045505560

Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 60, 28, 46, 20, 58.

n = 5
s =
18.Statistika deskriptifSulit
z −2−1012

Suatu besaran berdistribusi normal dengan rata-rata 70 dan simpangan baku 10. Berapa proporsi P nilai di bawah 50?

μ = 70σ = 10x = 50
P =
19.Distribusi normalSedang
−3−2−10123zluas berarsir di sebelah kanan z = 0,0125

Seret z sehingga luas berarsir di bawah kurva normal baku, di sebelah kanan z, adalah 0,0125. Cari z sampai dua desimal.

A = 0,0125
z =
20.Distribusi normalSulit
0,04 mm0D − d?

Diameter lubang D normal dengan rata-rata 25,04 mm dan simpangan baku 0,01 mm. Diameter poros d saling bebas dan normal dengan rata-rata 25 mm dan simpangan baku 0,02 mm. Sebuah poros yang dipilih acak pas bila D − d > 0. Cari peluang P bahwa poros itu pas. Bulatkan z ke dua desimal.

lubang: μ = 25,04 mm, σ = 0,01 mmporos: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =

3Larutan

1.Limit

Jawaban: L = 2,718

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 + 1/x)

Hitung nilainya

ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 1·1 = 1

Batalkan logaritmanya

L = e1 = 2,718

Jawaban

L = 2,718
2.Limit

Jawaban: L = 0,125

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

(−0,5·e−0,5x + 0,5)/(2x) → 0/0

Penerapan kedua

0,25·e−0,5x/2

Substitusikan x = 0

L = 0,25·1/2 = 0,125

Jawaban

L = 0,125
3.Turunan

Jawaban: f′(1) = 0,5714

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) = 4x/(2x2 + 5)

Substitusikan

f′(1) = 4/7 = 0,5714

Jawaban

f′(1) = 0,5714
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 + 15x + 12 = 3·(x2 + 5x + 4)

Selesaikan f′(x) = 0

x = −4 atau x = −1

Mana yang mana

f″(x) = 6x + 15: negatif di maksimum, positif di minimum.

f″(−4) = −9, f″(−1) = 9
x = −4

Jawaban

x = −4
5.Integral

Jawaban: I = 0,3424

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/3·cos π/3 + sin π/3) − (0 + 0) = 0,3424

Jawaban

I = 0,3424
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: Im(w) = −0,3072

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.

Modulus dan argumen w

|w| = 1,5 / 4 = 0,375
θ = −35° − 20° = −55°

Bentuk kartesius

Re(w) = 0,375·cos(−55°) = 0,2151
Im(w) = 0,375·sin(−55°) = −0,3072
Im(w) = −0,3072

Jawaban

Im(w) = −0,3072
8.Bilangan kompleks

Jawaban: Im(z⁷) = −64

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.

Bentuk kutub

z = √3 + j = 2∠30°

De Moivre

z⁷ = (2)⁷∠210° = 128∠−150°

Bentuk kartesius

z⁷ = 128·(cos −150° + j sin −150°) = −110,9 − j64
Im(z⁷) = −64

Jawaban

Im(z⁷) = −64
9.Persamaan diferensial

Jawaban: y(0.5) = 2,805

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 + 2)(r + 5) = 0 → r = −2, −5

Konstanta dari nilai awal

A + B = 4, −2A − 5B = 6
A = 8,667, B = −4,667

Hitung nilainya

y(0,5) = 8,667·e−1 + (−4,667)·e−2,5 = 2,805

Jawaban

y(0,5) = 2,805
10.Persamaan diferensial

Jawaban: y(0.25) = 4,401

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 = −0,5 ± 2j

Konstanta

A = 5, B = 0,5·5/2 = 1,25

Hitung nilainya

y(0,25) = e−0,125(5·cos 0,5 + 1,25·sin 0,5) = 4,401

Jawaban

y(0,25) = 4,401
11.Matriks & determinan

Jawaban: det A = 50

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 = 11, M₁₂ = −5, M₁₃ = −20

Ekspansi kofaktor

det A = 5·11 − 3·(−5) + 1·(−20) = 50

Jawaban

det A = 50
12.Matriks & determinan

Jawaban: x = 7

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 = 2·1 − 4·(−1) = 6

Ganti kolom x

det Aₓ = (−6)·1 − 4·(−12) = 42
x = 42/6 = 7

Jawaban

x = 7
y = −5
13.Vektor: hasil kali titik & silang

Jawaban: a·b = −44

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 = 5·(−5) + (−1)·7 + 2·(−6) = (−25) + (−7) + (−12) = −44

Jawaban

a·b = −44

Negatif: sudut di antara kedua vektor lebih dari 90°.

14.Vektor: hasil kali titik & silang

Jawaban: V = 123

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 b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = 1·(−3) − (−4)·(−3) = −15
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−4)·1 − (−3)·(−3) = −13
(b × c)z = bxcy − bycx = (−3)·(−3) − 1·1 = 8

Hasil kali titik dengan a

a·(b × c) = (−4)·(−15) + (−3)·(−13) + 3·8 = 123
V = |123| = 123

Jawaban

V = 123
15.Peluang

Jawaban: Var(X) = 1,227

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 = 0·0,3 + 1·0,25 + 2·0,25 + 3·0,2 = 1,35

Rata-rata kuadrat

E(X²) = 0·0,3 + 1·0,25 + 4·0,25 + 9·0,2 = 3,05

Variansi

Var(X) = 3,05 − 1,35² = 1,227

Jawaban

Var(X) = 1,227
16.Peluang

Jawaban: E(G) = −0,6 €

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: 2 (p = 0,25), 38 (p = 0,01), −2 (p = 0,74)

Nilai harapan

E(G) = 2·0,25 + 38·0,01 − 2·0,74 = −0,6 €

Jawaban

E(G) = −0,6 €

Nilai negatif berarti rata-rata Anda kehilangan uang.

17.Statistika deskriptif

Jawaban: s = 17,85

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.

Rata-rata

x̄ = 212/5 = 42,4

Kuadrat simpangan

Σ(x − x̄)² = 17,6² + (−14,4)² + 3,6² + (−22,4)² + 15,6² = 1275

Simpangan baku

s = √(1275/4) = 17,85

Jawaban

s = 17,85
18.Statistika deskriptif

Jawaban: P = 0,02275

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 = −2

Tabel normal baku

Φ(−2) = 0,02275
P = 0,02275

Jawaban

P = 0,02275
19.Distribusi normal

Jawaban: z = 2,24

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.

Luas di sebelah kiri z

Φ(z) = 1 − 0,0125 = 0,9875

Baca tabel z secara terbalik

Cari 0,9875 di dalam tabel dan baca z.

z = 2,24

Jawaban

z = 2,24
20.Distribusi normal

Jawaban: P = 0,9633

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 selisih

μ = 25,04 − 25 = 0,04 mm, σ = 0,02236 mm

Standarkan

z = (0 − 0,04)/0,02236 = −1,79

Peluang

P = 1 − Φ(−1,79) = 0,9633

Jawaban

P = 0,9633

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics