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)2x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 + 0,5/x)2xx → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (e0,5x − 1 − 0,5x)/x².
f(x) = (e0,5x − 1 − 0,5x)/x²x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = x3·e2x. Tentukan f′(0,5).
f(x) = x3·e2xx = 0,5
f′(0.5) =
4.TurunanSulit
Misalkan f(x) = x3 + 10,5x2 + 36x + 5. Tentukan koordinat x x dari minimum lokal.
f(x) = x3 + 10,5x2 + 36x + 5
x =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫02 e2x dx.
f(x) = e2x[0, 2]
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 1 − x² dan sumbu x.
y = 1 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Tuliskan z = 3∠65° dalam bentuk kartesius a + jb dan berikan bagian real a.
r = 3θ = 65°
a =
8.Bilangan kompleksSulit
Salah satu akar z³ + 6z − 20 = 0 adalah z₁ = −1 + j3. Koefisiennya real. Carilah akar real r.
z₁ = −1 + j3
r =
9.Persamaan diferensialSedang
Selesaikan y″ + 5y′ + 6y = 0 dengan y(0) = 1 dan y′(0) = 1. Cari y(2).
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 1y′(0) = 1
y(2) =
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y′ + 2y = 5e−0,5t dengan y(0) = 2. Cari y(2).
y′ + 2y = 5e−0,5ty(0) = 2
y(2) =
11.Matriks & determinanSedang
Tentukan determinan det A dari matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−3 −4 −4; −1 1 2; 5 3 −4]
det A =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [4 1; 6 3]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan hasil kali titik a·b dari a = (4, −6, −1) dan b = (4, 1, 7).
a = (4, −6, −1)b = (4, 1, 7)
a·b =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Tentukan luas A jajar genjang yang direntang oleh a = (0, −6, 5) dan b = (−5, 4, −1).
a = (0, −6, 5)b = (−5, 4, −1)
A =
15.PeluangSedang
Sebuah dadu adil dilempar 5 kali. Berapa peluang P mendapatkan setidaknya satu angka enam?
n = 5
P =
16.PeluangSulit
10 komponen diuji, dan masing-masing gagal secara saling bebas dengan peluang 0,4. Berapa peluang P paling banyak satu yang gagal?
n = 10p = 0,4
P =
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 44, 23, 50, 43, 19, 56, 10.
n = 7
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 100 dan simpangan baku 12. Tentukan skor z z untuk nilai 90,4.
μ = 100σ = 12x = 90,4
z =
19.Distribusi normalSedang
Data nilai ujian berdistribusi normal dengan rata-rata 65 poin dan simpangan baku 10 poin. Berapa proporsi yang berada di antara 57,5 dan 83,5 poin? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 65σ = 10x1 = 57,5x2 = 83,5
P =
20.Distribusi normalSulit
tinggi badan pria dewasa berdistribusi normal dengan rata-rata 178 cm dan simpangan baku 7 cm. Seret batas sehingga 85% teratas yang diarsir berada di sebelah kanannya. Cari batas x.
μ = 178 cmσ = 7 cm85%
x = cm
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 2,718
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 + 0,5/x)
Hitung nilainya
ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·0,5 = 1
Batalkan logaritmanya
L = e1 = 2,718
Jawaban
L = 2,718
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·e0,5x − 0,5)/(2x) → 0/0
Penerapan kedua
0,25·e0,5x/2
Substitusikan x = 0
L = 0,25·1/2 = 0,125
Jawaban
L = 0,125
3.Turunan
Jawaban: f′(0.5) = 2,718
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·(3x2 + 2·x3)
Substitusikan
f′(0,5) = 2,718·(0,75 + 0,25) = 2,718
Jawaban
f′(0,5) = 2,718
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 + 21x + 36 = 3·(x2 + 7x + 12)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −4 atau x = −3
Mana yang mana
f″(x) = 6x + 21: negatif di maksimum, positif di minimum.
f″(−4) = −3, f″(−3) = 3
x = −3
Jawaban
x = −3
5.Integral
Jawaban: I = 26,8
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) = e2x/2
Substitusikan batasnya
I = (e4 − 1)/2 = (54,6 − 1)/2 = 26,8
Jawaban
I = 26,8
6.Integral
Jawaban: A = 1,333
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.
Pembuat nol
1 − x² = 0 → x = ±1
Integralkan
A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333
Jawaban
A = 1,333
7.Bilangan kompleks
Jawaban: a = 1,268
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 = 3·cos(65°) = 1,268
b = 3·sin(65°) = 2,719
Bentuk kartesius
z = 1,268 + j2,719
a = 1,268
Jawaban
a = 1,268
8.Bilangan kompleks
Jawaban: r = 2
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 = −2 + 2 = 0 = −(0).
9.Persamaan diferensial
Jawaban: y(2) = 0,06583
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 = 1, −2A − 3B = 1
A = 4, B = −3
Hitung nilainya
y(2) = 4·e−4 + (−3)·e−6 = 0,06583
Jawaban
y(2) = 0,06583
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(2) = 1,202
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 = e2t
(e2ty)′ = 5e1,5t
Penyelesaian umum
y = 5/1,5·e−0,5t + C·e−2t = 3,333·e−0,5t + C·e−2t
Kondisi awal
2 = 3,333 + C → C = −1,333
Hitung nilainya
y(2) = 3,333·0,3679 + (−1,333)·0,01832 = 1,202
Jawaban
y(2) = 1,202
11.Matriks & determinan
Jawaban: det A = 38
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 = −10, M₁₂ = −6, M₁₃ = −8
Ekspansi kofaktor
det A = (−3)·(−10) − (−4)·(−6) + (−4)·(−8) = 38
Jawaban
det A = 38
12.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 6
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 − (7)λ + (6) = 0
Selesaikan
λ = (7 ± √(25))/2 → λ = 1, 6
λ = 6
Jawaban
λ = 6
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: a·b = 3
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.
Positif: sudut di antara kedua vektor kurang dari 90°.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: A = 41,48
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 = (−6)·(−1) − 5·4 = −14
(a × b)y = azbx − axbz = 5·(−5) − 0·(−1) = −25
(a × b)z = axby − aybx = 0·4 − (−6)·(−5) = −30
Luas
A = |a × b| = √((−14)² + (−25)² + (−30)²) = 41,48
Jawaban
A = 41,48
15.Peluang
Jawaban: P = 0,5981
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)5 = 0,4019
P = 1 − 0,4019 = 0,5981
Jawaban
P = 0,5981
16.Peluang
Jawaban: P = 0,04636
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.
Nol dan satu kegagalan
P(X = 0) = 0,610 = 0,006047
P(X = 1) = 10·0,4·0,69 = 0,04031
Jumlahkan
P = 0,006047 + 0,04031 = 0,04636
Jawaban
P = 0,04636
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 17,49
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 = (90,4 − 100)/12 = −0,8
Jawaban
z = −0,8
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,7412
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 = (57,5 − 65)/10 = −0,75
z₂ = (83,5 − 65)/10 = 1,85
Luas di antara
P = Φ(1,85) − Φ(−0,75) = 0,9678 − 0,2266 = 0,7412
Jawaban
P = 0,7412
20.Distribusi normal
Jawaban: x = 170,7 cm
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.