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→∞ (−x3 + 2x − 4)/(5x3 + 6x + 7).
f(x) = (−x3 + 2x − 4)/(5x3 + 6x + 7)x → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (1 − cos 3x)/(4x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 3x)/(4x²)x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x2·e−x. Tentukan f′(0,5).
f(x) = x2·e−xx = 0,5
f′(0.5) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = −x2 − 5x − 6 di x = 1 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = −x2 − 5x − 6x = 1
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫₁1,5 x·ln x dx.
∫₁1,5 x ln x dx
I =
6.IntegralSulit
Hitung I = ∫₀3 x²·eˣ dx.
∫₀3 x²eˣ dx
I =
7.Bilangan kompleksSedang
Bilangan z = 4·ej2,8 memiliki sudut dalam radian. Carilah bagian realnya a.
r = 4θ = 2,8 rad
a =
8.Bilangan kompleksSulit
Salah satu akar z³ − 7z² + 20z − 24 = 0 adalah z₁ = 2 + j2. Koefisiennya real. Carilah akar real r.
z₁ = 2 + j2
r =
9.Persamaan diferensialSedang
Sebuah komponen baja tempa bersuhu 360 °C dibiarkan mendingin di bengkel bersuhu 29 °C. Setelah 12 menit suhunya 211 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari konstanta k dalam min⁻¹.
T0 = 360 °CTa = 29 °CT(12) = 211 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan diferensialSulit
Sebuah tangki berisi 400 L air murni. Air garam dengan 0,25 kg garam per liter mengalir masuk dengan laju 10 L/menit, dan larutan yang tercampur rata mengalir keluar dengan laju yang sama. Berapa banyak garam m di dalam tangki setelah 80 menit?
V = 400 Lm0 = 0 kgc = 0,25 kg/Lr = 10 L/min
m = kg
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c21 (baris 2, kolom 1).
A = [1 6; 2 6]B = [−4 −3; −2 −3]
c21 =
12.Matriks & determinanSulit
Selesaikan sistem 2x + 4y = −8 dan 6x − y = −5. Tentukan x.
2x + 4y = −86x − y = −5
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan sudut θ antara vektor a = (2, −3, 0) dan b = (−5, 2, 4), dalam derajat.
a = (2, −3, 0)b = (−5, 2, 4)
θ = °
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Vektor satuan n̂ tegak lurus terhadap a = (−1, −4, 2) dan b = (5, 1, −2) serta memiliki komponen z positif. Tentukan komponen x n̂x.
a = (−1, −4, 2)b = (5, 1, −2)n̂z > 0
n̂x =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,35, 0,25, 0,3, 0,1
Var(X) =
16.PeluangSulit
X memiliki distribusi yang ditunjukkan, dan Y = 2X + 4. Cari simpangan baku σY dari Y.
x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,2, 0,35, 0,15, 0,3Y = 2X + 4
σY =
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 46, 38, 35, 53, 41.
n = 5
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 60 dan simpangan baku 20. Tentukan skor z z untuk nilai 72.
μ = 60σ = 20x = 72
z =
19.Distribusi normalSedang
Massa penumpang dengan bagasi saling bebas dan normal dengan rata-rata 85 kg dan simpangan baku 12 kg. Cari peluang P bahwa massa total 5 di antaranya melebihi 478,7 kg. Bulatkan z ke dua desimal.
μ = 85 kgσ = 12 kgn = 5> 478,7 kg
P =
20.Distribusi normalSulit
Data berat kantong berdistribusi normal dengan rata-rata 250 g dan simpangan baku 5 g. Tentukan nilai x yang di bawahnya terdapat 80% data (persentil ke-80).
μ = 250σ = 5P = 80%
x = g
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = −0,2
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).
Bagi dengan pangkat tertinggi
(−1 + 2/x2 + (−4)/x3)/(5 + 6/x2 + 7/x3)
Biarkan x → ∞
L = −1/5 = −0,2
Jawaban
L = −0,2
Untuk derajat yang sama, limitnya adalah rasio koefisien utama.
2.Limit
Jawaban: L = 1,125
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/(8x) → 0/0
Penerapan kedua
9·cos 3x/8
Substitusikan x = 0
L = 9/8 = 1,125
Jawaban
L = 1,125
3.Turunan
Jawaban: f′(0.5) = 0,4549
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−x·(2x + (−1)·x2)
Substitusikan
f′(0,5) = 0,6065·(1 + (−0,25)) = 0,4549
Jawaban
f′(0,5) = 0,4549
4.Turunan
Jawaban: b = −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.
Titik dan kemiringan
f(1) = −12
f′(x) = −2x − 5 → f′(1) = −7
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −12 − (−7)·1 = −5
Jawaban
b = −5
5.Integral
Jawaban: I = 0,1436
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
(1,125·ln 1,5 − 0,5625) − (0 − 0,25) = 0,1436
Jawaban
I = 0,1436
6.Integral
Jawaban: I = 98,43
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
20,09·(5) − 1·2 = 98,43
Jawaban
I = 98,43
7.Bilangan kompleks
Jawaban: a = −3,769
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.
Rumus Euler
z = 4·(cos 2,8 + j sin 2,8)
Komponen (radian)
a = 4·cos 2,8 = −3,769
b = 4·sin 2,8 = 1,34
a = −3,769
Jawaban
a = −3,769
8.Bilangan kompleks
Jawaban: r = 3
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 = 4 + 3 = 7 = −(−7).
9.Persamaan diferensial
Jawaban: k = 0,04984 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−12k = 182/331
Selesaikan untuk k
k = ln(331/182)/12 = 0,04984 min⁻¹
Jawaban
k = 0,04984 min⁻¹
10.Persamaan diferensial
Jawaban: m = 86,47 kg
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.
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 = 2·(−4) + 6·(−2) = −20
Jawaban
c21 = −20
12.Matriks & determinan
Jawaban: x = −1,077
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·(−1) − 4·6 = −26
Ganti kolom x
det Aₓ = (−8)·(−1) − 4·(−5) = 28
x = 28/(−26) = −1,077
Jawaban
x = −1,077
y = −1,462
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: θ = 131,4 °
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 = 2·(−5) + (−3)·2 + 0·4 = −16
Besar vektor
|a| = √(2² + (−3)² + 0²) = 3,606
|b| = √((−5)² + 2² + 4²) = 6,708
Sudut
cos θ = −16/(3,606·6,708) = −0,6615
θ = arccos(−0,6615) = 131,4°
Jawaban
θ = 131,4°
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: n̂x = 0,2794
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 = (−4)·(−2) − 2·1 = 6
(a × b)y = azbx − axbz = 2·5 − (−1)·(−2) = 8
(a × b)z = axby − aybx = (−1)·1 − (−4)·5 = 19
Normalkan
Komponen z dari a × b sudah positif.
|a × b| = √(6² + 8² + 19²) = 21,47
n̂ = (6, 8, 19)/21,47 = (0,2794, 0,3726, 0,8849)
n̂x = 0,2794
Jawaban
n̂x = 0,2794
15.Peluang
Jawaban: Var(X) = 1,028
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 = 1·0,35 + 2·0,25 + 3·0,3 + 4·0,1 = 2,15
Rata-rata kuadrat
E(X²) = 1·0,35 + 4·0,25 + 9·0,3 + 16·0,1 = 5,65
Variansi
Var(X) = 5,65 − 2,15² = 1,028
Jawaban
Var(X) = 1,028
16.Peluang
Jawaban: σY = 4,468
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 = 3,1, Var(X) = 4,99, σX = 2,234
Perubahan linear
σY = |2|·2,234 = 4,468
Jawaban
σY = 4,468
Rata-ratanya memang bergeser: E(Y) = 2·3,1 + 4 = 10,2.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 7,092
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 = (72 − 60)/20 = 0,6
Jawaban
z = 0,6
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,02275
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 = 425 kg, σT = 12·√5 = 26,83 kg
Standarkan
z = (478,7 − 425)/26,83 = 2
Peluang
P = 1 − Φ(2) = 0,02275
Jawaban
P = 0,02275
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 254,2 g
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.