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 + 1/x)x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 + 1/x)xx → ∞
L =
2.LimitSulit
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
Misalkan f(x) = ln(2x2 + 5). Tentukan f′(1).
f(x) = ln(2x2 + 5)x = 1
f′(1) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x. Tentukan koordinat x x dari maksimum lokal.
f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x
x =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫₀π/3 x·sin x dx (x dalam radian).
∫₀π/3 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
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
Pakai teorema De Moivre untuk mencari bagian imajiner dari z⁷ untuk z = √3 + j.
z = √3 + jn = 7
Im(z⁷) =
9.Persamaan diferensialSedang
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
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
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
Selesaikan sistem 2x + 4y = −6 dan −x + y = −12. Tentukan x.
2x + 4y = −6−x + y = −12
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
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
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
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
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
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 60, 28, 46, 20, 58.
n = 5
s =
18.Statistika deskriptifSulit
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
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
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.
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.
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.
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).