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→∞ (−4x2 + 5x − 1)/(2x2 + 4x + 1).
f(x) = (−4x2 + 5x − 1)/(2x2 + 4x + 1)x → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (e−0,5x − 1 + 0,5x)/x².
f(x) = (e−0,5x − 1 + 0,5x)/x²x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Tentukan f′(1,5).
f(x) = x·sin(3x)x = 1,5 rad
f′(1.5) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 − 3x2 − 9x − 6. Tentukan koordinat x x dari minimum lokal.
f(x) = x3 − 3x2 − 9x − 6
x =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫01 2x·(x² + 1)2 dx.
f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 1]
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah yang dibatasi oleh y = 2x2 dan y = x.
y = 2x2y = x
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Diberikan z₁ = 3∠70° dan z₂ = 0,5∠45°, carilah bagian real dari w = z₁·z₂.
z₁ = 3∠70°z₂ = 0,5∠45°
Re(w) =
8.Bilangan kompleksSulit
Salah satu akar z³ − z² − 12z + 90 = 0 adalah z₁ = 3 + j3. Koefisiennya real. Carilah akar real r.
z₁ = 3 + j3
r =
9.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 5y′ + 6y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 0. Cari y(0,5).
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
10.Persamaan diferensialSulit
Sebuah sistem memenuhi y″ + 2y′ + 5y = 10 untuk t ≥ 0, dimulai dari keadaan diam: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax dari respons langkahnya.
y″ + 2y′ + 5y = 10y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & determinanSedang
Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [5 −5 1; −3 −2 0; 5 0 1]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
Selesaikan sistem −6x + 3y = −3 dan 4x + y = 7. Tentukan x.
−6x + 3y = −34x + y = 7
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan proyeksi skalar compb a dari a = (−2, 4, −5) pada b = (2, −3, 6), yaitu komponen a searah b.
a = (−2, 4, −5)b = (2, −3, 6)
compb a =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Untuk a = (−5, −6, −5) dan b = (3, 2, −2), tentukan komponen x (a × b)x dari hasil kali silang a × b.
a = (−5, −6, −5)b = (3, 2, −2)
(a × b)x =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari simpangan baku σ dari X.
x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,1, 0,3, 0,3, 0,3
σ =
16.PeluangSulit
Sebuah permainan berbiaya €1 untuk dimainkan. Anda memenangkan €4 dengan peluang 0,2 dan €20 dengan peluang 0,05; selain itu Anda tidak memperoleh apa-apa. Taruhan tidak dikembalikan. Cari keuntungan bersih yang diharapkan E(G) per permainan.
taruhan = €1€4: p = 0,2€20: p = 0,05
E(G) = €
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 55, 37, 40, 43, 22, 57, 16.
n = 7
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 170 dan simpangan baku 10. Tentukan skor z z untuk nilai 190.
μ = 170σ = 10x = 190
z =
19.Distribusi normalSedang
Data umur pakai baterai berdistribusi normal dengan rata-rata 500 h dan simpangan baku 40 h. Berapa proporsi yang berada di antara 500 dan 562 h? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 500σ = 40x1 = 500x2 = 562
P =
20.Distribusi normalSulit
Massa X produk dari lini 1 dan Y dari lini 2 saling bebas dan normal: X memiliki rata-rata 500 g dan simpangan baku 8 g, Y memiliki rata-rata 490 g dan simpangan baku 6 g. Cari peluang P bahwa X lebih besar dari Y. Bulatkan z ke dua desimal.
μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =
3Larutan
1.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).
Bagi dengan pangkat tertinggi
(−4 + 5/x + (−1)/x2)/(2 + 4/x + 1/x2)
Biarkan x → ∞
L = −4/2 = −2
Jawaban
L = −2
Untuk derajat yang sama, limitnya adalah rasio koefisien utama.
2.Limit
Jawaban: L = 0,125
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
(−0,5·e−0,5x + 0,5)/(2x) → 0/0
Penerapan kedua
0,25·e−0,5x/2
Substitusikan x = 0
L = 0,25·1/2 = 0,125
Jawaban
L = 0,125
3.Turunan
Jawaban: f′(1.5) = −1,926
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′(1,5) = −0,9775 + 4,5·(−0,2108) = −1,926
Jawaban
f′(1,5) = −1,926
4.Turunan
Jawaban: x = 3
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 − 6x − 9 = 3·(x2 − 2x − 3)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −1 atau x = 3
Mana yang mana
f″(x) = 6x − 6: negatif di maksimum, positif di minimum.
f″(−1) = −12, f″(3) = 12
x = 3
Jawaban
x = 3
5.Integral
Jawaban: I = 2,333
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.
Substitusi
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u2 du
Integralkan dan substitusikan batas
I = [u3/3]12 = (8 − 1)/3 = 2,333
Jawaban
I = 2,333
6.Integral
Jawaban: A = 0,04167
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.
Titik potong
2x2 = x → x = 0, x = 0,5
Integralkan atas dikurangi bawah
A = [0,5x2 − 0,6667x3]00,5 = 0,04167
Jawaban
A = 0,04167
7.Bilangan kompleks
Jawaban: Re(w) = −0,6339
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 dan argumen w
|w| = 3 · 0,5 = 1,5
θ = 70° + 45° = 115°
Bentuk kartesius
Re(w) = 1,5·cos(115°) = −0,6339
Im(w) = 1,5·sin(115°) = 1,359
Re(w) = −0,6339
Jawaban
Re(w) = −0,6339
8.Bilangan kompleks
Jawaban: r = −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.
Periksa dengan jumlah akar: z₁ + z₂ + r = 6 + (−5) = 1 = −(−1).
9.Persamaan diferensial
Jawaban: y(0.5) = 1,315
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 karakteristik
(r + 2)(r + 3) = 0 → r = −2, −3
Konstanta dari nilai awal
A + B = 2, −2A − 3B = 0
A = 6, B = −4
Hitung nilainya
y(0,5) = 6·e−1 + (−4)·e−1,5 = 1,315
Jawaban
y(0,5) = 1,315
10.Persamaan diferensial
Jawaban: ymax = 2,416
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 = 2, r = −1 ± 2j
Konstanta dari nilai awal
y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −1A + 2B = 0 → B = −1
Puncak
t = π/2 = 1,571
ymax = 2·(1 + e−1·π/2) = 2,416
Jawaban
ymax = 2,416
11.Matriks & determinan
Jawaban: det A = −15
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 = −2, M₁₂ = −3, M₁₃ = 10
Ekspansi kofaktor
det A = 5·(−2) − (−5)·(−3) + 1·10 = −15
Jawaban
det A = −15
12.Matriks & determinan
Jawaban: x = 1,333
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)·1 − 3·4 = −18
Ganti kolom x
det Aₓ = (−3)·1 − 3·7 = −24
x = −24/(−18) = 1,333
Jawaban
x = 1,333
y = 1,667
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: compb a = −6,571
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 = (−2)·2 + 4·(−3) + (−5)·6 = −46
Panjang b
|b| = √(2² + (−3)² + 6²) = 7
Proyeksi skalar
compb a = a·b/|b| = −46/7 = −6,571
Jawaban
compb a = −6,571
Negatif: a memiliki komponen yang berlawanan arah dengan b.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: (a × b)x = 22
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, komponen demi komponen
(a × b)x = aybz − azby = (−6)·(−2) − (−5)·2 = 22
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·3 − (−5)·(−2) = −25
(a × b)z = axby − aybx = (−5)·2 − (−6)·3 = 8
Komponen yang diminta
(a × b)x = 22
Jawaban
(a × b)x = 22
Periksa: a × b tegak lurus terhadap kedua vektor, jadi hasil kali titiknya dengan a dan dengan b adalah nol.
15.Peluang
Jawaban: σ = 1,96
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 = 0·0,1 + 2·0,3 + 4·0,3 + 6·0,3 = 3,6
Rata-rata kuadrat
E(X²) = 0·0,1 + 4·0,3 + 16·0,3 + 36·0,3 = 16,8
Variansi
Var(X) = 16,8 − 3,6² = 3,84
σ = √3,84 = 1,96
Jawaban
σ = 1,96
16.Peluang
Jawaban: E(G) = 0,8 €
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: 3 (p = 0,2), 19 (p = 0,05), −1 (p = 0,75)
Nilai harapan
E(G) = 3·0,2 + 19·0,05 − 1·0,75 = 0,8 €
Jawaban
E(G) = 0,8 €
Nilai positif berarti rata-rata Anda memperoleh uang.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 15,37
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 = (190 − 170)/10 = 2
Jawaban
z = 2
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,4394
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 = (500 − 500)/40 = 0
z₂ = (562 − 500)/40 = 1,55
Luas di antara
P = Φ(1,55) − Φ(0) = 0,9394 − 0,5 = 0,4394
Jawaban
P = 0,4394
20.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,8413
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).