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→∞ (−3x3 + x + 2)/(2x3 + 4x + 6).
f(x) = (−3x3 + x + 2)/(2x3 + 4x + 6)x → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (e3x − 1 − 3x)/x².
f(x) = (e3x − 1 − 3x)/x²x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = ln(3x2 + 4). Tentukan f′(3).
f(x) = ln(3x2 + 4)x = 3
f′(3) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 − 6x2 + 9x − 1. Tentukan koordinat x x dari maksimum lokal.
f(x) = x3 − 6x2 + 9x − 1
x =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫12 3/x dx.
f(x) = 3/x[1, 2]
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 1 − x² dan sumbu x.
y = 1 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Diagram menunjukkan z = 4 + j4. Dengan w = 0,5∠90°, klik titik yang menyatakan z/w.
z = 4 + j4w = 0,5∠90°
1A (4 − j4)
2B (2 − j2)
3C (8 − j8)
4D (−8 + j8)
8.Bilangan kompleksSulit
Akar-akar zⁿ = w dengan n = 5 dan w = 243∠60° adalah zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, …, 4. Carilah bagian imajiner dari z₂.
w = 243∠60°n = 5k = 2
Im(z₂) =
9.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 7y′ + 10y = 0 dengan y(0) = 4 dan y′(0) = 6. Cari y(1).
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 4y′(0) = 6
y(1) =
10.Persamaan diferensialSulit
Sebuah tangki berisi 100 L air murni. Air garam dengan 0,25 kg garam per liter mengalir masuk dengan laju 5 L/menit, dan larutan yang tercampur rata mengalir keluar dengan laju yang sama. Setelah berapa menit t tangki berisi 13 kg garam?
V = 100 Lm0 = 0 kgc = 0,25 kg/Lr = 5 L/min
t = min
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c11 (baris 1, kolom 1).
A = [−5 1; 0 2]B = [0 −4; 1 −2]
c11 =
12.Matriks & determinanSulit
Selesaikan sistem 2x − y = −9 dan 2x − 3y = 8. Tentukan x.
2x − y = −92x − 3y = 8
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan proyeksi skalar compb a dari a = (−3, −5, 3) pada b = (−5, 3, −4), yaitu komponen a searah b.
a = (−3, −5, 3)b = (−5, 3, −4)
compb a =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Sebuah gaya F = (−40, 10, −20) N bekerja di titik A(−4, 2, −3). Koordinat dalam meter. Tentukan besar |M| momen gaya terhadap titik O(−3, −3, −2).
F = (−40, 10, −20) NA(−4, 2, −3) mO(−3, −3, −2) m
|M| = N·m
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.
x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,05, 0,15, 0,1, 0,35, 0,35
Var(X) =
16.PeluangSulit
8 komponen diuji, dan masing-masing gagal secara saling bebas dengan peluang 0,5. Berapa peluang P paling banyak satu yang gagal?
n = 8p = 0,5
P =
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 47, 58, 49, 29, 24.
n = 5
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Suatu besaran berdistribusi normal dengan rata-rata 50 dan simpangan baku 10. Berapa proporsi P nilai di bawah 54?
μ = 50σ = 10x = 54
P =
19.Distribusi normalSedang
Massa kotak saling bebas dan normal dengan rata-rata 12 kg dan simpangan baku 0,8 kg. Cari peluang P bahwa massa total 16 di antaranya di bawah 193,6 kg. Bulatkan z ke dua desimal.
μ = 12 kgσ = 0,8 kgn = 16< 193.6 kg
P =
20.Distribusi normalSulit
Data skor IQ berdistribusi normal dengan rata-rata 100 poin dan simpangan baku 15 poin. Tentukan nilai x yang di bawahnya terdapat 95% data (persentil ke-95).
μ = 100σ = 15P = 95%
x = poin
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = −1,5
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).
Bagi dengan pangkat tertinggi
(−3 + 1/x2 + 2/x3)/(2 + 4/x2 + 6/x3)
Biarkan x → ∞
L = −3/2 = −1,5
Jawaban
L = −1,5
Untuk derajat yang sama, limitnya adalah rasio koefisien utama.
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·e3x − 3)/(2x) → 0/0
Penerapan kedua
9·e3x/2
Substitusikan x = 0
L = 9·1/2 = 4,5
Jawaban
L = 4,5
3.Turunan
Jawaban: f′(3) = 0,5806
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 + 4)
Substitusikan
f′(3) = 18/31 = 0,5806
Jawaban
f′(3) = 0,5806
4.Turunan
Jawaban: x = 1
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 + 9 = 3·(x2 − 4x + 3)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 1 atau x = 3
Mana yang mana
f″(x) = 6x − 12: negatif di maksimum, positif di minimum.
f″(1) = −6, f″(3) = 6
x = 1
Jawaban
x = 1
5.Integral
Jawaban: I = 2,079
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) = 3·ln x
Substitusikan batasnya
I = 3·(ln 2 − ln 1) = 3·ln 2 = 2,079
Jawaban
I = 2,079
6.Integral
Jawaban: A = 1,333
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
1 − x² = 0 → x = ±1
Integralkan
A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333
Jawaban
A = 1,333
7.Bilangan kompleks
Jawaban: C (8 − j8)
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.
Pengaruh w
|z/w| = |z|/0,5, arg(z/w) = arg z − 90°
Titiknya
z/w = 8 − j8 → C
Jawaban
C (8 − j8)
8.Bilangan kompleks
Jawaban: Im(z₂) = 1,22
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.
Modulus akar-akar
2431/5 = 3
Argumen akar
θ₂ = (60° + 360°·2)/5 = 156°
Bentuk kartesius
z₂ = 3·(cos 156° + j sin 156°) = −2,741 + j1,22
Im(z₂) = 1,22
Jawaban
Im(z₂) = 1,22
5 akar itu terletak pada lingkaran berjari-jari 3, dengan jarak sudut 72°.
9.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1) = 1,141
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(1) = 8,667·e−2 + (−4,667)·e−5 = 1,141
Jawaban
y(1) = 1,141
10.Persamaan diferensial
Jawaban: t = 14,68 min
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.
Hasil
m(t) = 25 + (−25)·e−t/20
Selesaikan untuk t
e−t/20 = (25 − 13)/(25 − 0) = 0,48
t = 20·ln(2,083) = 14,68 min
Jawaban
t = 14,68 min
11.Matriks & determinan
Jawaban: c11 = 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.
Baris kali kolom
c11 = (−5)·0 + 1·1 = 1
Jawaban
c11 = 1
12.Matriks & determinan
Jawaban: x = −8,75
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·(−3) − (−1)·2 = −4
Ganti kolom x
det Aₓ = (−9)·(−3) − (−1)·8 = 35
x = 35/(−4) = −8,75
Jawaban
x = −8,75
y = −8,5
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: compb a = −1,697
Perkalian titik:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, sebuah skalar. Perkalian ini memberi sudut antara dua vektor, cos θ = a·b/(|a|·|b|), dan bernilai nol jika keduanya tegak lurus. Proyeksi skalar a pada b adalah a·b/|b|, dan gaya konstan F yang bergerak sejauh perpindahan d melakukan usaha W = F·d.
Hasil kali titik
a·b = (−3)·(−5) + (−5)·3 + 3·(−4) = −12
Panjang b
|b| = √((−5)² + 3² + (−4)²) = 7,071
Proyeksi skalar
compb a = a·b/|b| = −12/7,071 = −1,697
Jawaban
compb a = −1,697
Negatif: a memiliki komponen yang berlawanan arah dengan b.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: |M| = 211,2 N·m
Perkalian silang:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) tegak lurus terhadap kedua vektor, dan |a × b| = |a|·|b|·sin θ adalah luas jajar genjang yang direntang keduanya (segitiganya setengah dari itu). Urutan berpengaruh: b × a = −(a × b). Momen gaya F yang bekerja di titik A terhadap titik O adalah MO = r × F, dengan r = A − O.
Vektor posisi dari O ke A
r = A − O = (−4, 2, −3) − (−3, −3, −2) = (−1, 5, −1) m
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.
Peluang: dengan hasil yang sama mungkin, P(A) = yang diinginkan/total. Untuk kejadian saling bebas, kalikan: P(A dan B) = P(A)·P(B). Komplemen sering membantu: P(setidaknya satu) = 1 − P(tidak ada). Binomial: dalam n percobaan saling bebas dengan peluang sukses p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Nol dan satu kegagalan
P(X = 0) = 0,58 = 0,003906
P(X = 1) = 8·0,5·0,57 = 0,03125
Jumlahkan
P = 0,003906 + 0,03125 = 0,03516
Jawaban
P = 0,03516
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 14,33
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 = 0,4
Tabel normal baku
Φ(0,4) = 0,6554
P = 0,6554
Jawaban
P = 0,6554
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,6915
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 total
μT = 192 kg, σT = 0,8·√16 = 3,2 kg
Standarkan
z = (193,6 − 192)/3,2 = 0,5
Peluang
P = Φ(0,5) = 0,6915
Jawaban
P = 0,6915
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 124,7 poin
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.