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 − 2/x)2x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 − 2/x)2xx → ∞
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) = x·sin(x), dengan x dalam radian. Tentukan f′(0,5).
f(x) = x·sin(x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = 0,5x2 + 3x + 5 di x = −2 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = 0,5x2 + 3x + 5x = −2
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫₀π/2 x·cos x dx (x dalam radian).
∫₀π/2 x·cos x dx
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 4 − x² dan sumbu x.
y = 4 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Carilah argumen θ dari z = −4 + j7 dalam derajat, sebagai nilai pokok di antara −180° dan 180°.
z = −4 + j7
θ = °
8.Bilangan kompleksSulit
Pakai teorema De Moivre untuk mencari bagian imajiner dari z⁵ untuk z = −2 − j2.
z = −2 − j2n = 5
Im(z⁵) =
9.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 7y′ + 10y = 0 dengan y(0) = 4 dan y′(0) = 4. Cari y(0,5).
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 4y′(0) = 4
y(0.5) =
10.Persamaan diferensialSulit
Sebuah sistem memenuhi y″ + 3y′ + 18,25y = 91,25 untuk t ≥ 0, dimulai dari keadaan diam: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari y(0,75); sudut dalam radian.
y″ + 3y′ + 18,25y = 91,25y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.75) =
11.Matriks & determinanSedang
Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−3 −1 3; −2 3 5; 4 4 0]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [−1 2; 9 2]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan sudut θ antara vektor a = (2, 5, 0) dan b = (1, −6, 0), dalam derajat.
a = (2, 5, 0)b = (1, −6, 0)
θ = °
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Vektor satuan n̂ tegak lurus terhadap a = (4, 4, −2) dan b = (1, 0, −1) serta memiliki komponen z positif. Tentukan komponen x n̂x.
a = (4, 4, −2)b = (1, 0, −1)n̂z > 0
n̂x =
15.PeluangSedang
Sebuah dadu adil dilempar 6 kali. Berapa peluang P mendapatkan setidaknya satu angka enam?
n = 6
P =
16.PeluangSulit
Sebuah tes memiliki 6 soal pilihan ganda. Seorang mahasiswi yang menebak menjawab benar setiap soal dengan peluang 0,5, secara saling bebas. Berapa peluang P tepat 4 jawaban benar?
n = 6p = 0,5k = 4
P =
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 32, 31, 42, 47, 38.
n = 5
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 60 dan simpangan baku 10. Tentukan skor z z untuk nilai 50.
μ = 60σ = 10x = 50
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 462 dan 550 h? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 500σ = 40x1 = 462x2 = 550
P =
20.Distribusi normalSulit
berat kantong berdistribusi normal dengan rata-rata 250 g dan simpangan baku 5 g. Seret batas sehingga 20% teratas yang diarsir berada di sebelah kanannya. Cari batas x.
μ = 250 gσ = 5 g20%
x = g
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 0,01832
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→∞ 2·x·ln(1 − 2/x)
Hitung nilainya
ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·(−2) = −4
Batalkan logaritmanya
L = e−4 = 0,01832
Jawaban
L = 0,01832
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) = 0,9182
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′(0,5) = 0,4794 + 0,5·0,8776 = 0,9182
Jawaban
f′(0,5) = 0,9182
4.Turunan
Jawaban: b = 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.
Titik dan kemiringan
f(−2) = 1
f′(x) = x + 3 → f′(−2) = 1
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 1 − 1·(−2) = 3
Jawaban
b = 3
5.Integral
Jawaban: I = 0,5708
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
(π/2·sin π/2 + cos π/2) − (0 + 1) = 0,5708
Jawaban
I = 0,5708
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: θ = 119,7 °
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.
Kuadran
a = −4, b = 7 → II
Sudut acuan
α = atan(7/4) = 60,26°
Argumen
θ = 180° − α = 119,7°
Jawaban
θ = 119,7°
Dalam bentuk kutub z = 8,062∠119,7°.
8.Bilangan kompleks
Jawaban: Im(z⁵) = 128
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.
Bentuk kutub
z = −2 − j2 = 2√2∠−135°
De Moivre
z⁵ = (2√2)⁵∠−675° = 181∠45°
Bentuk kartesius
z⁵ = 181·(cos 45° + j sin 45°) = 128 + j128
Im(z⁵) = 128
Jawaban
Im(z⁵) = 128
9.Persamaan diferensial
Jawaban: y(0.5) = 2,615
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 + 5) = 0 → r = −2, −5
Konstanta dari nilai awal
A + B = 4, −2A − 5B = 4
A = 8, B = −4
Hitung nilainya
y(0,5) = 8·e−1 + (−4)·e−2,5 = 2,615
Jawaban
y(0,5) = 2,615
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(0.75) = 6,521
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.
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 = −20, M₁₂ = −20, M₁₃ = −20
Ekspansi kofaktor
det A = (−3)·(−20) − (−1)·(−20) + 3·(−20) = −20
Jawaban
det A = −20
12.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 5
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 − (1)λ + (−20) = 0
Selesaikan
λ = (1 ± √(81))/2 → λ = −4, 5
λ = 5
Jawaban
λ = 5
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: θ = 148,7 °
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 + 5·(−6) + 0·0 = −28
Besar vektor
|a| = √(2² + 5² + 0²) = 5,385
|b| = √(1² + (−6)² + 0²) = 6,083
Sudut
cos θ = −28/(5,385·6,083) = −0,8548
θ = arccos(−0,8548) = 148,7°
Jawaban
θ = 148,7°
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: n̂x = 0,6667
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
(a × b)x = aybz − azby = 4·(−1) − (−2)·0 = −4
(a × b)y = azbx − axbz = (−2)·1 − 4·(−1) = 2
(a × b)z = axby − aybx = 4·0 − 4·1 = −4
Normalkan
Komponen z dari a × b negatif, jadi gunakan −(a × b).
|a × b| = √((−4)² + 2² + (−4)²) = 6
n̂ = −(−4, 2, −4)/6 = (0,6667, −0,3333, 0,6667)
n̂x = 0,6667
Jawaban
n̂x = 0,6667
15.Peluang
Jawaban: P = 0,6651
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.
Komplemen
P(tidak ada enam) = (5/6)6 = 0,3349
P = 1 − 0,3349 = 0,6651
Jawaban
P = 0,6651
16.Peluang
Jawaban: P = 0,2344
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 = 4) = 15·0,54·0,52 = 15·0,0625·0,25 = 0,2344
Jawaban
P = 0,2344
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 6,745
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.
Rata-rata
x̄ = 190/5 = 38
Kuadrat simpangan
Σ(x − x̄)² = (−6)² + (−7)² + 4² + 9² + 0² = 182
Simpangan baku
s = √(182/4) = 6,745
Jawaban
s = 6,745
18.Statistika deskriptif
Jawaban: z = −1
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 = (50 − 60)/10 = −1
Jawaban
z = −1
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,7233
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 = (462 − 500)/40 = −0,95
z₂ = (550 − 500)/40 = 1,25
Luas di antara
P = Φ(1,25) − Φ(−0,95) = 0,8944 − 0,1711 = 0,7233
Jawaban
P = 0,7233
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 254,2 g
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.