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 + 5x − 8)/(3x3 + 2x + 1).
f(x) = (−3x3 + 5x − 8)/(3x3 + 2x + 1)x → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (1 − cos 2x)/(x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(x²)x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Tentukan f′(0,5).
f(x) = x·sin(3x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = 2x2 − 5x di x = −1 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = 2x2 − 5xx = −1
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫₀π/2 x·sin x dx (x dalam radian).
∫₀π/2 x·sin x dx
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 1 − x² dan sumbu x.
y = 1 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Tuliskan z = −6 + j dalam bentuk eksponensial r·ejθ. Berikan θ dalam radian, di antara −π dan π.
z = −6 + j
θ = rad
8.Bilangan kompleksSulit
Tepat satu dari titik A–D adalah akar z⁶ = 729∠90°. Klik titik itu.
w = 729∠90°n = 6
1A (1,5∠135°)
2B (3∠135°)
3C (3∠165°)
4D (3∠90°)
9.Persamaan diferensialSedang
Sebuah komponen baja tempa bersuhu 360 °C dibiarkan mendingin di bengkel bersuhu 23 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0,04 min⁻¹, cari suhunya T setelah 10 menit.
T0 = 360 °CTa = 23 °Ck = 0,04 min⁻¹t = 10 min
T = °C
10.Persamaan diferensialSulit
Sebuah sistem memenuhi y″ + y′ + 4,25y = 42,5 untuk t ≥ 0, dimulai dari keadaan diam: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax dari respons langkahnya.
y″ + y′ + 4,25y = 42,5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c22 (baris 2, kolom 2).
A = [0 −4; −2 −5]B = [6 −4; −2 −2]
c22 =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [4 1; −5 −2]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Gaya konstan F = (−30, 15, 20) N bekerja pada sebuah benda yang bergerak lurus dari titik A(3, −1, −5) ke titik B(−4, 2, 5). Koordinat dalam meter. Tentukan usaha W yang dilakukan gaya itu.
F = (−30, 15, 20) NA(3, −1, −5) mB(−4, 2, 5) m
W = J
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Tentukan volume V paralelepipedum yang rusuk-rusuknya dari satu titik sudut adalah a = (0, −3, −4), b = (−4, −3, −4), dan c = (−1, 2, 0).
a = (0, −3, −4)b = (−4, −3, −4)c = (−1, 2, 0)
V =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.
x: 10, 20, 30, 40p(x): 0,35, 0,05, 0,25, 0,35
Var(X) =
16.PeluangSulit
X memiliki distribusi yang ditunjukkan, dan Y = −2X + 5. Cari simpangan baku σY dari Y.
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 57, 45, 36, 29, 40.
n = 5
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 100 dan simpangan baku 8. Tentukan skor z z untuk nilai 96.
μ = 100σ = 8x = 96
z =
19.Distribusi normalSedang
Seret z sehingga luas berarsir di bawah kurva normal baku, di sebelah kanan z, adalah 0,9732. Cari z sampai dua desimal.
A = 0,9732
z =
20.Distribusi normalSulit
skor IQ berdistribusi normal dengan rata-rata 100 poin dan simpangan baku 15 poin. Seret batas sehingga 20% terbawah yang diarsir berada di sebelah kirinya. Cari batas x.
μ = 100 poinσ = 15 poin20%
x = poin
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = −1
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 + 5/x2 + (−8)/x3)/(3 + 2/x2 + 1/x3)
Biarkan x → ∞
L = −3/3 = −1
Jawaban
L = −1
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·sin 2x/(2x) → 0/0
Penerapan kedua
4·cos 2x/2
Substitusikan x = 0
L = 4/2 = 2
Jawaban
L = 2
3.Turunan
Jawaban: f′(0.5) = 1,104
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′(0,5) = 0,9975 + 1,5·0,07074 = 1,104
Jawaban
f′(0,5) = 1,104
4.Turunan
Jawaban: b = −2
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(−1) = 7
f′(x) = 4x − 5 → f′(−1) = −9
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 7 − (−9)·(−1) = −2
Jawaban
b = −2
5.Integral
Jawaban: I = 1
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/2·cos π/2 + sin π/2) − (0 + 0) = 1
Jawaban
I = 1
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: θ = 2,976 rad
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
r = √(36 + 1) = 6,083
Argumen dalam radian
θ = 170,5° = 170,5·π/180 = 2,976 rad
Bentuk eksponensial
z = 6,083·ej2,976
Jawaban
θ = 2,976 rad
8.Bilangan kompleks
Jawaban: B (3∠135°)
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 dan argumen akar-akar
|z| = 3
θ = 15°, 75°, 135°, −165°, −105°, −45°
Titiknya
B = 3∠135°
Jawaban
B (3∠135°)
9.Persamaan diferensial
Jawaban: T = 248,9 °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) = 23 + 337·e−0,04t
Substitusikan t
T(10) = 23 + 337·0,6703 = 248,9 °C
Jawaban
T = 248,9 °C
10.Persamaan diferensial
Jawaban: ymax = 14,56
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.
Nilai tunak dan akar-akar
yss = 10, r = −0,5 ± 2j
Konstanta dari nilai awal
y(0) = 10 + A = 0 → A = −10
y′(0) = −0,5A + 2B = 0 → B = −2,5
Puncak
t = π/2 = 1,571
ymax = 10·(1 + e−0,5·π/2) = 14,56
Jawaban
ymax = 14,56
11.Matriks & determinan
Jawaban: c22 = 18
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
c22 = (−2)·(−4) + (−5)·(−2) = 18
Jawaban
c22 = 18
12.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 3
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 − (2)λ + (−3) = 0
Selesaikan
λ = (2 ± √(16))/2 → λ = −1, 3
λ = 3
Jawaban
λ = 3
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: W = 455 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, 5) − (3, −1, −5) = (−7, 3, 10) m
Usaha
W = F·d = (−30)·(−7) + 15·3 + 20·10 = 455 J
Jawaban
W = 455 J
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: V = 32
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 = (−3)·0 − (−4)·2 = 8
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−4)·(−1) − (−4)·0 = 4
(b × c)z = bxcy − bycx = (−4)·2 − (−3)·(−1) = −11
Hasil kali titik dengan a
a·(b × c) = 0·8 + (−3)·4 + (−4)·(−11) = 32
V = |32| = 32
Jawaban
V = 32
15.Peluang
Jawaban: Var(X) = 164
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.
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 = 3,15, Var(X) = 2,527, σX = 1,59
Perubahan linear
σY = |−2|·1,59 = 3,18
Jawaban
σY = 3,18
Rata-ratanya memang bergeser: E(Y) = −2·3,15 + 5 = −1,3.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 10,5
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 = (96 − 100)/8 = −0,5
Jawaban
z = −0,5
19.Distribusi normal
Jawaban: z = −1,93
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 − 0,9732 = 0,0268
Baca tabel z secara terbalik
Cari 0,0268 di dalam tabel dan baca z.
z = −1,93
Jawaban
z = −1,93
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 87,4 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.