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)3x. Berikan nilai desimal.
f(x) = (1 − 2/x)3xx → ∞
L =
2.LimitSulit
Cari limit L = limx→0 (e−2x − 1 + 2x)/x².
f(x) = (e−2x − 1 + 2x)/x²x → 0
L =
3.TurunanSedang
Misalkan f(x) = ln(2x2 + 4). Tentukan f′(−2).
f(x) = ln(2x2 + 4)x = −2
f′(−2) =
4.TurunanSulit
Garis singgung f(x) = 3x2 + x − 6 di x = 1 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.
f(x) = 3x2 + x − 6x = 1
b =
5.IntegralSedang
Hitung I = ∫03 e−0,5x dx.
f(x) = e−0,5x[0, 3]
I =
6.IntegralSulit
Tentukan luas A daerah antara parabola y = 9 − x² dan sumbu x.
y = 9 − x²
A =
7.Bilangan kompleksSedang
Carilah argumen θ dari z = −7 + j4 dalam derajat, sebagai nilai pokok di antara −180° dan 180°.
z = −7 + j4
θ = °
8.Bilangan kompleksSulit
Carilah bagian imajiner dari (−3 − j2)³.
z = −3 − j2n = 3
Im(z³) =
9.Persamaan diferensialSedang
Sekaleng minuman soda bersuhu 4 °C dikeluarkan dari lemari es ke ruangan bersuhu 23 °C. Benda tersebut mengikuti hukum pendinginan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0,03 min⁻¹, cari suhunya T setelah 12 menit.
T0 = 4 °CTa = 23 °Ck = 0,03 min⁻¹t = 12 min
T = °C
10.Persamaan diferensialSulit
Selesaikan y′ + 3y = 8e−t dengan y(0) = 4. Cari y(0,5).
y′ + 3y = 8e−ty(0) = 4
y(0.5) =
11.Matriks & determinanSedang
Misalkan C = AB untuk matriks yang ditunjukkan. Tentukan entri c11 (baris 1, kolom 1).
A = [−2 −2; 5 4]B = [4 −6; −2 3]
c11 =
12.Matriks & determinanSulit
Tentukan nilai eigen yang lebih besar λ dari matriks A yang ditunjukkan.
A = [6 −3; 8 −4]
λ =
13.Vektor: hasil kali titik & silangSedang
Tentukan proyeksi skalar compb a dari a = (0, −6, −7) pada b = (−5, 3, 3), yaitu komponen a searah b.
a = (0, −6, −7)b = (−5, 3, 3)
compb a =
14.Vektor: hasil kali titik & silangSulit
Tentukan volume V paralelepipedum yang rusuk-rusuknya dari satu titik sudut adalah a = (−3, 1, −4), b = (5, −3, 3), dan c = (−5, 5, −4).
a = (−3, 1, −4)b = (5, −3, 3)c = (−5, 5, −4)
V =
15.PeluangSedang
Untuk distribusi yang ditunjukkan, cari variansi Var(X) dari X.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,05, 0,3, 0,3, 0,35
Var(X) =
16.PeluangSulit
Sebuah permainan berbiaya €5 untuk dimainkan. Anda memenangkan €25 dengan peluang 0,2 dan €100 dengan peluang 0,05; selain itu Anda tidak memperoleh apa-apa. Taruhan tidak dikembalikan. Cari keuntungan bersih yang diharapkan E(G) per permainan.
taruhan = €5€25: p = 0,2€100: p = 0,05
E(G) = €
17.Statistika deskriptifSedang
Tentukan simpangan baku sampel s dari data: 40, 57, 31, 56, 41, 27, 56.
n = 7
s =
18.Statistika deskriptifSulit
Suatu besaran berdistribusi normal dengan rata-rata 500 dan simpangan baku 50. Berapa proporsi P nilai di bawah 425?
μ = 500σ = 50x = 425
P =
19.Distribusi normalSedang
Data tinggi badan pria dewasa berdistribusi normal dengan rata-rata 178 cm dan simpangan baku 7 cm. Berapa proporsi yang berada di antara 174,5 dan 190,6 cm? Nyatakan P dalam bentuk desimal.
μ = 178σ = 7x1 = 174,5x2 = 190,6
P =
20.Distribusi normalSulit
Diameter lubang D normal dengan rata-rata 25,04 mm dan simpangan baku 0,01 mm. Diameter poros d saling bebas dan normal dengan rata-rata 25 mm dan simpangan baku 0,015 mm. Sebuah poros yang dipilih acak pas bila D − d > 0. Cari peluang P bahwa poros itu pas. Bulatkan z ke dua desimal.
lubang: μ = 25,04 mm, σ = 0,01 mmporos: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
3Larutan
1.Limit
Jawaban: L = 0,002479
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→∞ 3·x·ln(1 − 2/x)
Hitung nilainya
ln(1 + u)/u → 1 saat u → 0, sehingga x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·(−2) = −6
Batalkan logaritmanya
L = e−6 = 0,002479
Jawaban
L = 0,002479
2.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).
Penerapan pertama
(−2·e−2x + 2)/(2x) → 0/0
Penerapan kedua
4·e−2x/2
Substitusikan x = 0
L = 4·1/2 = 2
Jawaban
L = 2
3.Turunan
Jawaban: f′(−2) = −0,6667
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 rantai untuk logaritma
f′(x) = 4x/(2x2 + 4)
Substitusikan
f′(−2) = −8/12 = −0,6667
Jawaban
f′(−2) = −0,6667
4.Turunan
Jawaban: b = −9
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(1) = −2
f′(x) = 6x + 1 → f′(1) = 7
Garis singgung di x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −2 − 7·1 = −9
Jawaban
b = −9
5.Integral
Jawaban: I = 1,554
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.
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: θ = 150,3 °
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 = −7, b = 4 → II
Sudut acuan
α = atan(4/7) = 29,74°
Argumen
θ = 180° − α = 150,3°
Jawaban
θ = 150,3°
Dalam bentuk kutub z = 8,062∠150,3°.
8.Bilangan kompleks
Jawaban: Im(z³) = −46
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.
Pangkat langkah demi langkah
z² = (−3 − j2)(−3 − j2) = 5 + j12
z³ = (5 + j12)(−3 − j2) = 9 − j46
Periksa dengan De Moivre
z = 3,606∠−146,3° → z³ = 46,87∠−78,93°
Im(z³) = −46
Jawaban
Im(z³) = −46
9.Persamaan diferensial
Jawaban: T = 9,744 °C
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.
Penyelesaian hukum pendinginan
T(t) = 23 + (−19)·e−0,03t
Substitusikan t
T(12) = 23 + (−19)·0,6977 = 9,744 °C
Jawaban
T = 9,744 °C
10.Persamaan diferensial
Jawaban: y(0.5) = 2,426
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 = e3t
(e3ty)′ = 8e2t
Penyelesaian umum
y = 8/2·e−t + C·e−3t = 4·e−t + C·e−3t
Kondisi awal
4 = 4 + C → C = 0
Hitung nilainya
y(0,5) = 4·0,6065 + 0·0,2231 = 2,426
Jawaban
y(0,5) = 2,426
11.Matriks & determinan
Jawaban: c11 = −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.
Baris kali kolom
c11 = (−2)·4 + (−2)·(−2) = −4
Jawaban
c11 = −4
12.Matriks & determinan
Jawaban: λ = 2
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 − (2)λ + (0) = 0
Selesaikan
λ = (2 ± √(4))/2 → λ = 0, 2
λ = 2
Jawaban
λ = 2
13.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: compb a = −5,947
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 = 0·(−5) + (−6)·3 + (−7)·3 = −39
Panjang b
|b| = √((−5)² + 3² + 3²) = 6,557
Proyeksi skalar
compb a = a·b/|b| = −39/6,557 = −5,947
Jawaban
compb a = −5,947
Negatif: a memiliki komponen yang berlawanan arah dengan b.
14.Vektor: hasil kali titik & silang
Jawaban: V = 26
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 = (−3)·(−4) − 3·5 = −3
(b × c)y = bzcx − bxcz = 3·(−5) − 5·(−4) = 5
(b × c)z = bxcy − bycx = 5·5 − (−3)·(−5) = 10
Hasil kali titik dengan a
a·(b × c) = (−3)·(−3) + 1·5 + (−4)·10 = −26
V = |−26| = 26
Jawaban
V = 26
15.Peluang
Jawaban: Var(X) = 0,8475
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 = 1·0,05 + 2·0,3 + 3·0,3 + 4·0,35 = 2,95
Rata-rata kuadrat
E(X²) = 1·0,05 + 4·0,3 + 9·0,3 + 16·0,35 = 9,55
Variansi
Var(X) = 9,55 − 2,95² = 0,8475
Jawaban
Var(X) = 0,8475
16.Peluang
Jawaban: E(G) = 5 €
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: 20 (p = 0,2), 95 (p = 0,05), −5 (p = 0,75)
Nilai harapan
E(G) = 20·0,2 + 95·0,05 − 5·0,75 = 5 €
Jawaban
E(G) = 5 €
Nilai positif berarti rata-rata Anda memperoleh uang.
17.Statistika deskriptif
Jawaban: s = 12,52
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 = −1,5
Tabel normal baku
Φ(−1,5) = 0,06681
P = 0,06681
Jawaban
P = 0,06681
19.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,6555
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 = (174,5 − 178)/7 = −0,5
z₂ = (190,6 − 178)/7 = 1,8
Luas di antara
P = Φ(1,8) − Φ(−0,5) = 0,9641 − 0,3085 = 0,6555
Jawaban
P = 0,6555
20.Distribusi normal
Jawaban: P = 0,9868
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).