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 + 0,5/x)x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 + 0,5/x)xx → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 ln(1 + x)/sin(3x), dengan x dalam radian.
f(x) = ln(1 + x)/sin(3x)x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x·sin(x), dengan x dalam radian. Tentukan f′(1).
f(x) = x·sin(x)x = 1 rad
f′(1) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 − 12x2 + 36x − 4. Tentukan koordinat x x dari minimum lokal.
f(x) = x3 − 12x2 + 36x − 4
x =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫24 5/x dx.
f(x) = 5/x[2, 4]
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 4 − x² dan sumbu x.
y = 4 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Tuliskan z = 10∠160° dalam bentuk kartesius a + jb dan berikan bagian imajiner b.
r = 10θ = 160°
b =
8.Bilangan kompleksSulit
Selesaikan z² − 6z + 34 = 0. Akar-akarnya a ± jb; carilah b > 0.
p = −6q = 34
b =
9.Persamaan diferensialSedang
Secangkir kopi bersuhu 94 °C dibiarkan di ruangan bersuhu 21 °C. Setelah 18 menit suhunya 46 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Berapa lama setelah awal, t, yang diperlukan untuk mencapai 34 °C?
T0 = 94 °CTa = 21 °CT(18) = 46 °CT = 34 °C
t = min
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan masalah nilai awal y′ + 2y/x = 2 untuk x > 0, dengan y(1) = 0. Cari y(2).
y′ + 2y/x = 2y(1) = 0
y(2) =
11.Matriks & determinanSedang
Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [3 3 1; 5 −2 1; 4 −4 4]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [−1 1; −5 5]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Gaya konstan F = (20, 30, −30) N bekerja pada sebuah benda yang bergerak lurus dari titik A(5, −5, 3) ke titik B(1, −4, 4). Koordinat dalam meter. Tentukan usaha W yang dilakukan gaya itu.
F = (20, 30, −30) NA(5, −5, 3) mB(1, −4, 4) m
W = J
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Tentukan volume V paralelepipedum yang rusuk-rusuknya dari satu titik sudut adalah a = (4, −3, 1), b = (2, −1, 5), dan c = (4, 4, −2).
a = (4, −3, 1)b = (2, −1, 5)c = (4, 4, −2)
V =
15.PeluangSedang
Sebuah kantong berisi 5 bola merah dan 3 biru. Anda mengambil dua bola tanpa mengembalikan yang pertama. Berapa peluang P keduanya merah?
5 / 3
P =
16.PeluangSulit
Sebuah tes memiliki 5 soal pilihan ganda. Seorang mahasiswi yang menebak menjawab benar setiap soal dengan peluang 0,5, secara saling bebas. Berapa peluang P tepat 3 jawaban benar?
n = 5p = 0,5k = 3
P =
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 23, 12, 48, 58, 55, 34.
n = 6
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 100 dan simpangan baku 12. Tentukan skor z z untuk nilai 88.
μ = 100σ = 12x = 88
z =
19.Distribusi normalSedang
Seret z sehingga luas berarsir di bawah kurva normal baku, di sebelah kanan z, adalah 0,1814. Cari z sampai dua desimal.
A = 0,1814
z =
20.Distribusi normalSulit
umur pakai baterai berdistribusi normal dengan rata-rata 500 h dan simpangan baku 40 h. Seret batas sehingga 10% teratas yang diarsir berada di sebelah kanannya. Cari batas x.
μ = 500 hσ = 40 h10%
x = h
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 1,649
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 + 0,5/x)
Hitung nilainya
ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 1·0,5 = 0,5
Batalkan logaritmanya
L = e0,5 = 1,649
Jawaban
L = 1,649
2.Limit
Jawaban: L = 0,3333
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).
Aturan L'Hôpital
L = limx→0 [1/(1 + x)]/[3·cos 3x]
Substitusikan x = 0
L = 1/3 = 0,3333
Jawaban
L = 0,3333
3.Turunan
Jawaban: f′(1) = 1,382
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(x) + x·cos(x)
Substitusikan
f′(1) = 0,8415 + 1·0,5403 = 1,382
Jawaban
f′(1) = 1,382
4.Turunan
Jawaban: x = 6
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 + 36 = 3·(x2 − 8x + 12)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 2 atau x = 6
Mana yang mana
f″(x) = 6x − 24: negatif di maksimum, positif di minimum.
f″(2) = −12, f″(6) = 12
x = 6
Jawaban
x = 6
5.Integral
Jawaban: I = 3,466
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) = 5·ln x
Substitusikan batasnya
I = 5·(ln 4 − ln 2) = 5·ln 2 = 3,466
Jawaban
I = 3,466
6.Integral
Jawaban: A = 10,67
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
4 − x² = 0 → x = ±2
Integralkan
A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67
Jawaban
A = 10,67
7.Bilangan kompleks
Jawaban: b = 3,42
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 = 10·cos(160°) = −9,397
b = 10·sin(160°) = 3,42
Bentuk kartesius
z = −9,397 + j3,42
b = 3,42
Jawaban
b = 3,42
8.Bilangan kompleks
Jawaban: b = 5
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.
Diskriminan
p² − 4q = 36 − 136 = −100 < 0
Rumus kuadrat
z = (6 ± j√100)/2 = 3 + j5, 3 − j5
Jawaban
b = 5
Jawaban
b = 5
9.Persamaan diferensial
Jawaban: t = 28,98 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.
Konstanta pendinginan
k = ln(73/25)/18 = 0,05953 min⁻¹
Waktu untuk mencapai target
t = ln(73/13)/0,05953 = 28,98 min
Jawaban
t = 28,98 min
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(2) = 1,167
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 = e∫2/x dx = x2
Integralkan
(x2y)′ = 2x2 → x2y = 2x3/3 + C
Kondisi awal
0 = 2/3 + C → C = −0,6667
Hitung nilainya
y(2) = (2·23/3 + (−0,6667))/22 = 1,167
Jawaban
y(2) = 1,167
11.Matriks & determinan
Jawaban: det A = −72
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.
Minor 2×2 baris pertama
M₁₁ = −4, M₁₂ = 16, M₁₃ = −12
Ekspansi kofaktor
det A = 3·(−4) − 3·16 + 1·(−12) = −72
Jawaban
det A = −72
12.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 4
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 − (4)λ + (0) = 0
Selesaikan
λ = (4 ± √(16))/2 → λ = 0, 4
λ = 4
Jawaban
λ = 4
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: W = −80 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 = (1, −4, 4) − (5, −5, 3) = (−4, 1, 1) m
Usaha
W = F·d = 20·(−4) + 30·1 + (−30)·1 = −80 J
Jawaban
W = −80 J
Usaha negatif: gaya sebagian besar bekerja melawan gerakan.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: V = 132
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 = (−1)·(−2) − 5·4 = −18
(b × c)y = bzcx − bxcz = 5·4 − 2·(−2) = 24
(b × c)z = bxcy − bycx = 2·4 − (−1)·4 = 12
Hasil kali titik dengan a
a·(b × c) = 4·(−18) + (−3)·24 + 1·12 = −132
V = |−132| = 132
Jawaban
V = 132
15.Peluang
Jawaban: P = 0,3571
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.
Pengambilan pertama dan kedua
P = 5/8 · 4/7 = 20/56 = 0,3571
Jawaban
P = 0,3571
16.Peluang
Jawaban: P = 0,3125
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.
Rumus binomial
P(X = 3) = 10·0,53·0,52 = 10·0,125·0,25 = 0,3125
Jawaban
P = 0,3125
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 18,47
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 = (88 − 100)/12 = −1
Jawaban
z = −1
19.Distribusi normal
Jawaban: z = 0,91
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 − 0,1814 = 0,8186
Baca tabel z secara terbalik
Cari 0,8186 di dalam tabel dan baca z.
z = 0,91
Jawaban
z = 0,91
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 551 h
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.