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 + 3/x)x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 + 3/x)xx → ∞
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) = x2·e2x. Tentukan f′(1).
f(x) = x2·e2xx = 1
f′(1) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = 2x2 − 1 di x = −2 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = 2x2 − 1x = −2
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫₁5 x·ln x dx.
∫₁5 x ln x dx
I =
6.IntegralSulit
Hitung I = ∫₀2 x²·eˣ dx.
∫₀2 x²eˣ dx
I =
7.Bilangan kompleksSedang
Tuliskan z = 5∠25° dalam bentuk kartesius a + jb dan berikan bagian imajiner b.
r = 5θ = 25°
b =
8.Bilangan kompleksSulit
Salah satu akar z³ + 6z² + z − 34 = 0 adalah z₁ = −4 + j. Koefisiennya real. Carilah akar real r.
z₁ = −4 + j
r =
9.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 4y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = -1. Cari y(1).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = -1
y(1) =
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y″ + y′ + 4,25y = 0 dengan y(0) = 1 dan y′(0) = 0 (dilepas dari keadaan diam). Cari y(1,5); sudut dalam radian.
y″ + y′ + 4,25y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(1.5) =
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c11 (baris 1, kolom 1).
A = [1 2; −5 4]B = [−3 4; −5 −3]
c11 =
12.Matriks & determinanSulit
Selesaikan sistem −x + 5y = 5 dan 5x + 6y = −9. Tentukan x.
−x + 5y = 55x + 6y = −9
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan proyeksi skalar compb a dari a = (3, −4, 5) pada b = (−3, 1, 2), yaitu komponen a searah b.
a = (3, −4, 5)b = (−3, 1, 2)
compb a =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Tentukan volume V paralelepipedum yang rusuk-rusuknya dari satu titik sudut adalah a = (3, 5, 0), b = (3, 5, −2), dan c = (−4, 1, 4).
a = (3, 5, 0)b = (3, 5, −2)c = (−4, 1, 4)
V =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.
x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,05, 0,15, 0,2, 0,25, 0,35
Var(X) =
16.PeluangSulit
Sebuah permainan berbiaya €10 untuk dimainkan. Anda memenangkan €20 dengan peluang 0,15 dan €100 dengan peluang 0,02; selain itu Anda tidak memperoleh apa-apa. Taruhan tidak dikembalikan. Cari keuntungan bersih yang diharapkan E(G) per permainan.
taruhan = €10€20: p = 0,15€100: p = 0,02
E(G) = €
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 10, 22, 48, 12, 17, 53, 44.
n = 7
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Suatu besaran berdistribusi normal dengan rata-rata 60 dan simpangan baku 8. Berapa proporsi P nilai di atas 63,2?
μ = 60σ = 8x = 63,2
P =
19.Distribusi normalSedang
X normal dengan rata-rata 60 s dan simpangan baku 5 s; Y saling bebas dan normal dengan rata-rata 45 s dan simpangan baku 4 s. Cari peluang P bahwa X + Y lebih dari 95,4 s. Bulatkan z ke dua desimal.
μX = 60, σX = 5μY = 45, σY = 4X + Y > 95,4 s
P =
20.Distribusi normalSulit
nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 65 poin dan simpangan baku 10 poin. Seret batas sehingga 60% teratas yang diarsir berada di sebelah kanannya. Cari batas x.
μ = 65 poinσ = 10 poin60%
x = poin
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 20,09
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 + 3/x)
Hitung nilainya
ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 1·3 = 3
Batalkan logaritmanya
L = e3 = 20,09
Jawaban
L = 20,09
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′(1) = 29,56
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
f′(x) = u′v + uv′ = e2x·(2x + 2·x2)
Substitusikan
f′(1) = 7,389·(2 + 2) = 29,56
Jawaban
f′(1) = 29,56
4.Turunan
Jawaban: b = −9
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(−2) = 7
f′(x) = 4x → f′(−2) = −8
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 7 − (−8)·(−2) = −9
Jawaban
b = −9
5.Integral
Jawaban: I = 14,12
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 = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2
Antiturunan
∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4
Limit
(12,5·ln 5 − 6,25) − (0 − 0,25) = 14,12
Jawaban
I = 14,12
6.Integral
Jawaban: I = 12,78
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
7,389·(2) − 1·2 = 12,78
Jawaban
I = 12,78
7.Bilangan kompleks
Jawaban: b = 2,113
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.
Komponen
a = 5·cos(25°) = 4,532
b = 5·sin(25°) = 2,113
Bentuk kartesius
z = 4,532 + j2,113
b = 2,113
Jawaban
b = 2,113
8.Bilangan kompleks
Jawaban: r = 2
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.
Periksa dengan jumlah akar: z₁ + z₂ + r = −8 + 2 = −6 = −(6).
9.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1) = 0,6767
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 ganda
(r + 2)² = 0 → r = −2
Konstanta
A = y(0) = 2
y′(0) = B − 2A → B = -1 + 4 = 3
Hitung nilainya
y(1) = (2 + 3·1)·e−2 = 0,6767
Jawaban
y(1) = 0,6767
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1.5) = −0,451
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 = 1, B = 0,5·1/2 = 0,25
Hitung nilainya
y(1,5) = e−0,75(1·cos 3 + 0,25·sin 3) = −0,451
Jawaban
y(1,5) = −0,451
11.Matriks & determinan
Jawaban: c11 = −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.
Baris kali kolom
c11 = 1·(−3) + 2·(−5) = −13
Jawaban
c11 = −13
12.Matriks & determinan
Jawaban: x = −2,419
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 = (−1)·6 − 5·5 = −31
Ganti kolom x
det Aₓ = 5·6 − 5·(−9) = 75
x = 75/(−31) = −2,419
Jawaban
x = −2,419
y = 0,5161
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: compb a = −0,8018
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
a·b = 3·(−3) + (−4)·1 + 5·2 = −3
Panjang b
|b| = √((−3)² + 1² + 2²) = 3,742
Proyeksi skalar
compb a = a·b/|b| = −3/3,742 = −0,8018
Jawaban
compb a = −0,8018
Negatif: a memiliki komponen yang berlawanan arah dengan b.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: V = 46
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 = 5·4 − (−2)·1 = 22
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−2)·(−4) − 3·4 = −4
(b × c)z = bxcy − bycx = 3·1 − 5·(−4) = 23
Hasil kali titik dengan a
a·(b × c) = 3·22 + 5·(−4) + 0·23 = 46
V = |46| = 46
Jawaban
V = 46
15.Peluang
Jawaban: Var(X) = 1,51
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.
Hasil bersih
G: 10 (p = 0,15), 90 (p = 0,02), −10 (p = 0,83)
Nilai harapan
E(G) = 10·0,15 + 90·0,02 − 10·0,83 = −5 €
Jawaban
E(G) = −5 €
Nilai negatif berarti rata-rata Anda kehilangan uang.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 18,27
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 = 1 − 0,6554 = 0,3446
Jawaban
P = 0,3446
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,9332
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 jumlah
μ = 105 s, σ = √(5² + 4²) = 6,403 s
Standarkan
z = (95,4 − 105)/6,403 = −1,5
Ekor atas
P = 1 − Φ(−1,5) = 1 − 0,06681 = 0,9332
Jawaban
P = 0,9332
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 62,5 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.