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→∞ (−5x3 + 2x + 8)/(5x3 + 5x + 4).
f(x) = (−5x3 + 2x + 8)/(5x3 + 5x + 4)x → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (1 − cos 2x)/(3x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(3x²)x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x2·e−0,5x. Tentukan f′(1,5).
f(x) = x2·e−0,5xx = 1,5
f′(1.5) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 − 12x2 + 45x. Tentukan koordinat x x dari minimum lokal.
f(x) = x3 − 12x2 + 45x
x =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫03 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 3]
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 9 − x² dan sumbu x.
y = 9 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Tuliskan z = 2,5∠110° dalam bentuk kartesius a + jb dan berikan bagian real a.
r = 2,5θ = 110°
a =
8.Bilangan kompleksSulit
Akar-akar zⁿ = w dengan n = 5 dan w = 32∠−60° adalah zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, …, 4. Carilah argumen z₃ dalam derajat, di antara −180° dan 180°.
w = 32∠−60°n = 5k = 3
θ₃ = °
9.Persamaan diferensialSedang
Sekaleng minuman soda bersuhu 6 °C dikeluarkan dari lemari es ke ruangan bersuhu 25 °C. Setelah 11 menit suhunya 17 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari konstanta k dalam min⁻¹.
T0 = 6 °CTa = 25 °CT(11) = 17 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y′ + y = 7e−3t dengan y(0) = 2. Cari y(1,5).
y′ + y = 7e−3ty(0) = 2
y(1.5) =
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c21 (baris 2, kolom 1).
A = [4 3; −3 −2]B = [5 3; 1 −2]
c21 =
12.Matriks & determinanSulit
Selesaikan sistem −6x − 6y = 10 dan −2x + 3y = −6. Tentukan x.
−6x − 6y = 10−2x + 3y = −6
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan sudut θ antara vektor a = (0, 3, −6) dan b = (−5, 3, −1), dalam derajat.
a = (0, 3, −6)b = (−5, 3, −1)
θ = °
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Vektor satuan n̂ tegak lurus terhadap a = (5, −3, −1) dan b = (−5, 2, 4) serta memiliki komponen z positif. Tentukan komponen y n̂y.
a = (5, −3, −1)b = (−5, 2, 4)n̂z > 0
n̂y =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari simpangan baku σ dari X.
x: 0, 1, 2p(x): 0,3, 0,35, 0,35
σ =
16.PeluangSulit
Sebuah permainan berbiaya €10 untuk dimainkan. Anda memenangkan €30 dengan peluang 0,2 dan €500 dengan peluang 0,05; selain itu Anda tidak memperoleh apa-apa. Taruhan tidak dikembalikan. Cari keuntungan bersih yang diharapkan E(G) per permainan.
taruhan = €10€30: p = 0,2€500: p = 0,05
E(G) = €
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 46, 14, 35, 31, 39, 56, 55.
n = 7
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 50 dan simpangan baku 20. Tentukan skor z z untuk nilai 75.
μ = 50σ = 20x = 75
z =
19.Distribusi normalSedang
Data tinggi badan pria dewasa berdistribusi normal dengan rata-rata 178 cm dan simpangan baku 7 cm. Berapa proporsi yang berada di antara 172,4 dan 183,95 cm? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 178σ = 7x1 = 172,4x2 = 183,95
P =
20.Distribusi normalSulit
Tinggi badan X pria dan Y wanita dalam suatu kelompok saling bebas dan normal: X memiliki rata-rata 180 cm dan simpangan baku 10 cm, Y memiliki rata-rata 170 cm dan simpangan baku 12 cm. Cari peluang P bahwa X lebih besar dari Y. Bulatkan z ke dua desimal.
μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =
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
(−5 + 2/x2 + 8/x3)/(5 + 5/x2 + 4/x3)
Biarkan x → ∞
L = −5/5 = −1
Jawaban
L = −1
Untuk derajat yang sama, limitnya adalah rasio koefisien utama.
2.Limit
Jawaban: L = 0,6667
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/(6x) → 0/0
Penerapan kedua
4·cos 2x/6
Substitusikan x = 0
L = 4/6 = 0,6667
Jawaban
L = 0,6667
3.Turunan
Jawaban: f′(1.5) = 0,8857
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′ = e−0,5x·(2x + (−0,5)·x2)
Substitusikan
f′(1,5) = 0,4724·(3 + (−1,125)) = 0,8857
Jawaban
f′(1,5) = 0,8857
4.Turunan
Jawaban: x = 5
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 − 24x + 45 = 3·(x2 − 8x + 15)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 3 atau x = 5
Mana yang mana
f″(x) = 6x − 24: negatif di maksimum, positif di minimum.
f″(3) = −6, f″(5) = 6
x = 5
Jawaban
x = 5
5.Integral
Jawaban: I = 0,9502
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) = e−x/(−1)
Substitusikan batasnya
I = (e−3 − 1)/(−1) = (0,04979 − 1)/(−1) = 0,9502
Jawaban
I = 0,9502
6.Integral
Jawaban: A = 36
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
9 − x² = 0 → x = ±3
Integralkan
A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36
Jawaban
A = 36
7.Bilangan kompleks
Jawaban: a = −0,8551
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 = 2,5·cos(110°) = −0,8551
b = 2,5·sin(110°) = 2,349
Bentuk kartesius
z = −0,8551 + j2,349
a = −0,8551
Jawaban
a = −0,8551
8.Bilangan kompleks
Jawaban: θ₃ = −156 °
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
321/5 = 2
Argumen akar
θ₃ = (−60° + 360°·3)/5 = 204° → −156°
Argumen
θ₃ = −156°
Jawaban
θ₃ = −156°
5 akar itu terletak pada lingkaran berjari-jari 2, dengan jarak sudut 72°.
9.Persamaan diferensial
Jawaban: k = 0,07864 min⁻¹
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.
Rasio selisih suhu
e−11k = -8/-19
Selesaikan untuk k
k = ln(-19/-8)/11 = 0,07864 min⁻¹
Jawaban
k = 0,07864 min⁻¹
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(1.5) = 1,188
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 = et
(ety)′ = 7e−2t
Penyelesaian umum
y = 7/(−2)·e−3t + C·e−t = −3,5·e−3t + C·e−t
Kondisi awal
2 = −3,5 + C → C = 5,5
Hitung nilainya
y(1,5) = −3,5·0,01111 + 5,5·0,2231 = 1,188
Jawaban
y(1,5) = 1,188
11.Matriks & determinan
Jawaban: c21 = −17
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
c21 = (−3)·5 + (−2)·1 = −17
Jawaban
c21 = −17
12.Matriks & determinan
Jawaban: x = 0,2
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 = (−6)·3 − (−6)·(−2) = −30
Ganti kolom x
det Aₓ = 10·3 − (−6)·(−6) = −6
x = −6/(−30) = 0,2
Jawaban
x = 0,2
y = −1,867
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: θ = 67,79 °
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 = 0·(−5) + 3·3 + (−6)·(−1) = 15
Besar vektor
|a| = √(0² + 3² + (−6)²) = 6,708
|b| = √((−5)² + 3² + (−1)²) = 5,916
Sudut
cos θ = 15/(6,708·5,916) = 0,378
θ = arccos(0,378) = 67,79°
Jawaban
θ = 67,79°
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: n̂y = 0,8018
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.
Hasil kali silang
(a × b)x = aybz − azby = (−3)·4 − (−1)·2 = −10
(a × b)y = azbx − axbz = (−1)·(−5) − 5·4 = −15
(a × b)z = axby − aybx = 5·2 − (−3)·(−5) = −5
Normalkan
Komponen z dari a × b negatif, jadi gunakan −(a × b).
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 + 1·0,35 + 2·0,35 = 1,05
Rata-rata kuadrat
E(X²) = 0·0,3 + 1·0,35 + 4·0,35 = 1,75
Variansi
Var(X) = 1,75 − 1,05² = 0,6475
σ = √0,6475 = 0,8047
Jawaban
σ = 0,8047
16.Peluang
Jawaban: E(G) = 21 €
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: 20 (p = 0,2), 490 (p = 0,05), −10 (p = 0,75)
Nilai harapan
E(G) = 20·0,2 + 490·0,05 − 10·0,75 = 21 €
Jawaban
E(G) = 21 €
Nilai positif berarti rata-rata Anda memperoleh uang.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 14,71
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 = (75 − 50)/20 = 1,25
Jawaban
z = 1,25
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,5905
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 = (172,4 − 178)/7 = −0,8
z₂ = (183,95 − 178)/7 = 0,85
Luas di antara
P = Φ(0,85) − Φ(−0,8) = 0,8023 − 0,2119 = 0,5905
Jawaban
P = 0,5905
20.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,7389
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).