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→∞ (√(x2 − 9x) − x).
f(x) = √(x2 − 9x) − 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·e2x. Tentukan f′(2).
f(x) = x·e2xx = 2
f′(2) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = x2 − 5x + 6 di x = −2 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = x2 − 5x + 6x = −2
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫₀1 x·cos x dx (x dalam radian).
∫₀1 x·cos x dx
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 9 − x² dan sumbu x.
y = 9 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Tuliskan z = 8∠−75° dalam bentuk kartesius a + jb dan berikan bagian real a.
r = 8θ = −75°
a =
8.Bilangan kompleksSulit
Persamaan z² + 4z + 20 = 0 memiliki dua akar kompleks. Carilah modulusnya |z|.
p = 4q = 20
|z| =
9.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 8y′ + 15y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = -2. Cari y(0,5).
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 3y′(0) = -2
y(0.5) =
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan masalah nilai awal y′ + 3y/x = 1 untuk x > 0, dengan y(1) = −3. Cari y(3).
y′ + 3y/x = 1y(1) = −3
y(3) =
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c11 (baris 1, kolom 1).
A = [−5 0; 2 −3]B = [2 4; −4 −1]
c11 =
12.Matriks & determinanSulit
Selesaikan sistem −5x − 6y = −8 dan 4x − 6y = 11. Tentukan x.
−5x − 6y = −84x − 6y = 11
x =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan proyeksi skalar compb a dari a = (2, 6, −2) pada b = (1, 1, 2), yaitu komponen a searah b.
a = (2, 6, −2)b = (1, 1, 2)
compb a =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Sebuah gaya F = (−30, −50, −40) N bekerja di titik A(−1, −4, 4). Koordinat dalam meter. Tentukan komponen x Mx dari momen gaya terhadap titik asal O(0, 0, 0).
F = (−30, −50, −40) NA(−1, −4, 4) mO(0, 0, 0) m
Mx = N·m
15.PeluangSedang
Dengan berapa cara N sebuah panitia berisi 5 orang dapat dipilih dari kelompok 7 orang? Urutan tidak penting.
n = 7k = 5
N =
16.PeluangSulit
X memiliki distribusi yang ditunjukkan, dan Y = 10X + 10. Cari simpangan baku σY dari Y.
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 18, 17, 56, 15, 37.
n = 5
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 170 dan simpangan baku 10. Tentukan skor z z untuk nilai 176.
μ = 170σ = 10x = 176
z =
19.Distribusi normalSedang
Seret z sehingga luas berarsir di antara −z dan z di bawah kurva normal baku adalah 0,9109. Cari z sampai dua desimal.
A = 0,9109
z =
20.Distribusi normalSulit
skor IQ berdistribusi normal dengan rata-rata 100 poin dan simpangan baku 15 poin. Seret batas sehingga 75% teratas yang diarsir berada di sebelah kanannya. Cari batas x.
μ = 100 poinσ = 15 poin75%
x = poin
3Larutan
1.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).
Kalikan dengan bentuk sekawan
f(x) = −9x/(√(x2 − 9x) + x)
Bagi dengan x
f(x) = −9/(√(1 + (−9)/x) + 1)
Biarkan x → ∞
L = −9/(1 + 1) = −4,5
Jawaban
L = −4,5
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′(2) = 273
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·(1 + 2·x)
Substitusikan
f′(2) = 54,6·(1 + 4) = 273
Jawaban
f′(2) = 273
4.Turunan
Jawaban: b = 2
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) = 20
f′(x) = 2x − 5 → f′(−2) = −9
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 20 − (−9)·(−2) = 2
Jawaban
b = 2
5.Integral
Jawaban: I = 0,3818
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 = x, du = dx; dv = cos x dx, v = sin x
Antiturunan
∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x
Limit
(1·sin 1 + cos 1) − (0 + 1) = 0,3818
Jawaban
I = 0,3818
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 = 2,071
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 = 8·cos(−75°) = 2,071
b = 8·sin(−75°) = −7,727
Bentuk kartesius
z = 2,071 − j7,727
a = 2,071
Jawaban
a = 2,071
8.Bilangan kompleks
Jawaban: |z| = 4,472
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 = 16 − 80 = −64 < 0
Rumus kuadrat
z = (−4 ± j√64)/2 = −2 + j4, −2 − j4
Jawaban
|z| = √((−2)² + 4²) = √20 = 4,472
Jawaban
|z| = 4,472
9.Persamaan diferensial
Jawaban: y(0.5) = 1,163
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 + 3)(r + 5) = 0 → r = −3, −5
Konstanta dari nilai awal
A + B = 3, −3A − 5B = -2
A = 6,5, B = −3,5
Hitung nilainya
y(0,5) = 6,5·e−1,5 + (−3,5)·e−2,5 = 1,163
Jawaban
y(0,5) = 1,163
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(3) = 0,6296
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∫3/x dx = x3
Integralkan
(x3y)′ = x3 → x3y = 1x4/4 + C
Kondisi awal
−3 = 1/4 + C → C = −3,25
Hitung nilainya
y(3) = (1·34/4 + (−3,25))/33 = 0,6296
Jawaban
y(3) = 0,6296
11.Matriks & determinan
Jawaban: c11 = −10
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 = (−5)·2 + 0·(−4) = −10
Jawaban
c11 = −10
12.Matriks & determinan
Jawaban: x = 2,111
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 = (−5)·(−6) − (−6)·4 = 54
Ganti kolom x
det Aₓ = (−8)·(−6) − (−6)·11 = 114
x = 114/54 = 2,111
Jawaban
x = 2,111
y = −0,4259
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: compb a = 1,633
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 = 2·1 + 6·1 + (−2)·2 = 4
Panjang b
|b| = √(1² + 1² + 2²) = 2,449
Proyeksi skalar
compb a = a·b/|b| = 4/2,449 = 1,633
Jawaban
compb a = 1,633
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: Mx = 360 N·m
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.
Vektor posisi dari O ke A
r = A − O = (−1, −4, 4) − (0, 0, 0) = (−1, −4, 4) m
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.
Kombinasi
C(7, 5) = (7·6·5·4·3)/(5·4·3·2·1) = 21
Jawaban
N = 21
16.Peluang
Jawaban: σY = 13,93
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 = 3,4, Var(X) = 1,94, σX = 1,393
Perubahan linear
σY = |10|·1,393 = 13,93
Jawaban
σY = 13,93
Rata-ratanya memang bergeser: E(Y) = 10·3,4 + 10 = 44.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 17,7
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 = (176 − 170)/10 = 0,6
Jawaban
z = 0,6
19.Distribusi normal
Jawaban: z = 1,7
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 + 0,9109)/2 = 0,9554
Baca tabel z secara terbalik
Cari 0,9554 di dalam tabel dan baca z.
z = 1,70
Jawaban
z = 1,70
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 90 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.