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)2x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 − 1/x)2xx → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (1 − cos 3x)/(x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 3x)/(x²)x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Tentukan f′(2).
f(x) = x·sin(3x)x = 2 rad
f′(2) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = x2 − 3x − 6 di x = 3 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = x2 − 3x − 6x = 3
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫210 4/x dx.
f(x) = 4/x[2, 10]
I =
6.IntegralSulit
Hitung I = ∫₀1 x²·eˣ dx.
∫₀1 x²eˣ dx
I =
7.Bilangan kompleksSedang
Carilah argumen θ dari z = −6 + j9 dalam derajat, sebagai nilai pokok di antara −180° dan 180°.
z = −6 + j9
θ = °
8.Bilangan kompleksSulit
Akar-akar zⁿ = w dengan n = 4 dan w = 16∠−60° adalah zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, 2, 3. Carilah bagian imajiner dari z₃.
w = 16∠−60°n = 4k = 3
Im(z₃) =
9.Persamaan diferensialSedang
Sekaleng minuman soda bersuhu 3 °C dikeluarkan dari lemari es ke ruangan bersuhu 26 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0,03 min⁻¹, cari suhunya T setelah 22 menit.
T0 = 3 °CTa = 26 °Ck = 0,03 min⁻¹t = 22 min
T = °C
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y′ + 3y = 7e−t dengan y(0) = 3. Cari y(1).
y′ + 3y = 7e−ty(0) = 3
y(1) =
11.Matriks & determinanSedang
Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−3 0 1; 1 5 −1; −2 4 1]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [4 6; −5 −7]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan nilai k agar vektor a = (−4, 5, 4) dan b = (2, 4, k) saling tegak lurus.
a = (−4, 5, 4)b = (2, 4, k)
k =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Tentukan luas A segitiga dengan titik sudut A(4, 3, 1), B(4, 1, 3), dan C(4, −2, −1). Koordinat dalam meter.
A(4, 3, 1)B(4, 1, 3)C(4, −2, −1)
A = m²
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.
x: 0, 1, 2p(x): 0,35, 0,3, 0,35
Var(X) =
16.PeluangSulit
X memiliki distribusi yang ditunjukkan, dan Y = 5X − 3. Cari simpangan baku σY dari Y.
x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,1, 0,35, 0,3, 0,25Y = 5X − 3
σY =
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 57, 60, 31, 34, 28, 51, 43.
n = 7
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 60 dan simpangan baku 15. Tentukan skor z z untuk nilai 82,5.
μ = 60σ = 15x = 82,5
z =
19.Distribusi normalSedang
Data waktu pengiriman berdistribusi normal dengan rata-rata 32 min dan simpangan baku 6 min. Berapa proporsi yang berada di antara 32,3 dan 33,2 min? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 32σ = 6x1 = 32,3x2 = 33,2
P =
20.Distribusi normalSulit
nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 65 poin dan simpangan baku 10 poin. Seret batas sehingga 85% terbawah yang diarsir berada di sebelah kirinya. Cari batas x.
μ = 65 poinσ = 10 poin85%
x = poin
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 0,1353
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→∞ 2·x·ln(1 − 1/x)
Hitung nilainya
ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·(−1) = −2
Batalkan logaritmanya
L = e−2 = 0,1353
Jawaban
L = 0,1353
2.Limit
Jawaban: L = 4,5
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).
Penerapan pertama
3·sin 3x/(2x) → 0/0
Penerapan kedua
9·cos 3x/2
Substitusikan x = 0
L = 9/2 = 4,5
Jawaban
L = 4,5
3.Turunan
Jawaban: f′(2) = 5,482
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′(2) = −0,2794 + 6·0,9602 = 5,482
Jawaban
f′(2) = 5,482
4.Turunan
Jawaban: b = −15
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(3) = −6
f′(x) = 2x − 3 → f′(3) = 3
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −6 − 3·3 = −15
Jawaban
b = −15
5.Integral
Jawaban: I = 6,438
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.
Antiturunan
F(x) = 4·ln x
Substitusikan batasnya
I = 4·(ln 10 − ln 2) = 4·ln 5 = 6,438
Jawaban
I = 6,438
6.Integral
Jawaban: I = 0,7183
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
2,718·(1) − 1·2 = 0,7183
Jawaban
I = 0,7183
7.Bilangan kompleks
Jawaban: θ = 123,7 °
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 = 9 → II
Sudut acuan
α = atan(9/6) = 56,31°
Argumen
θ = 180° − α = 123,7°
Jawaban
θ = 123,7°
Dalam bentuk kutub z = 10,82∠123,7°.
8.Bilangan kompleks
Jawaban: Im(z₃) = −1,932
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.
4 akar itu terletak pada lingkaran berjari-jari 2, dengan jarak sudut 90°.
9.Persamaan diferensial
Jawaban: T = 14,11 °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) = 26 + (−23)·e−0,03t
Substitusikan t
T(22) = 26 + (−23)·0,5169 = 14,11 °C
Jawaban
T = 14,11 °C
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1) = 1,263
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 = e3t
(e3ty)′ = 7e2t
Penyelesaian umum
y = 7/2·e−t + C·e−3t = 3,5·e−t + C·e−3t
Kondisi awal
3 = 3,5 + C → C = −0,5
Hitung nilainya
y(1) = 3,5·0,3679 + (−0,5)·0,04979 = 1,263
Jawaban
y(1) = 1,263
11.Matriks & determinan
Jawaban: det A = −13
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 = 9, M₁₂ = −1, M₁₃ = 14
Ekspansi kofaktor
det A = (−3)·9 − 0·(−1) + 1·14 = −13
Jawaban
det A = −13
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 − (−3)λ + (2) = 0
Selesaikan
λ = (−3 ± √(1))/2 → λ = −2, −1
λ = −1
Jawaban
λ = −1
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: k = −3
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.
Hasil kali titik sama dengan nol
a·b = (−4)·2 + 5·4 + 4·k = 0
12 + 4·k = 0
Selesaikan untuk k
k = −12/4 = −3
Jawaban
k = −3
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: A = 7 m²
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.
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 = 0·0,35 + 1·0,3 + 2·0,35 = 1
Rata-rata kuadrat
E(X²) = 0·0,35 + 1·0,3 + 4·0,35 = 1,7
Variansi
Var(X) = 1,7 − 1² = 0,7
Jawaban
Var(X) = 0,7
16.Peluang
Jawaban: σY = 9,539
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 = 3,4, Var(X) = 3,64, σX = 1,908
Perubahan linear
σY = |5|·1,908 = 9,539
Jawaban
σY = 9,539
Rata-ratanya memang bergeser: E(Y) = 5·3,4 − 3 = 14.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 12,9
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 = (82,5 − 60)/15 = 1,5
Jawaban
z = 1,5
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,05932
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 = (32,3 − 32)/6 = 0,05
z₂ = (33,2 − 32)/6 = 0,2
Luas di antara
P = Φ(0,2) − Φ(0,05) = 0,5793 − 0,5199 = 0,05932
Jawaban
P = 0,05932
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 75,4 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.