어떤 양은 평균 100, 표준편차 15인 정규분포를 따릅니다. 92.5보다 큰 값의 비율 P는 얼마일까요?
μ = 100σ = 15x = 92.5
P =
19.정규분포보통
X는 평균 60 s, 표준편차 5 s인 정규분포를 따르고, Y는 독립이며 평균 45 s, 표준편차 4 s인 정규분포를 따릅니다. X + Y가 114.6 s보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.
μX = 60, σX = 5μY = 45, σY = 4X + Y > 114.6 s
P =
20.정규분포어려움
시험 점수은(는) 평균 65 점, 표준편차 10 점인 정규분포를 따릅니다. 색칠한 상위 25%가 오른쪽에 오도록 기준값을 끌어 놓으세요. 기준값 x을 구하세요.
μ = 65 점σ = 10 점25%
x = 점
3용액
1.극한
답: L = 0.3333
극한: 먼저 직접 대입해 보세요. 0/0이 나오면 먼저 식을 간단히 하세요: 인수분해해서 공통인수를 약분하거나, 켤레식을 곱합니다. x → ∞일 때는 분자와 분모를 x의 최고차항으로 나눕니다. 로피탈 정리: f/g가 0/0 또는 ∞/∞ 꼴이면 lim f/g = lim f′/g′이며, 분자와 분모를 (몫의 미분법이 아니라) 각각 따로 미분합니다.
켤레식 곱하기
f(x) = 2x/(√(9x2 + 2x) + 3x)
x로 나누기
f(x) = 2/(√(9 + 2/x) + 3)
x → ∞
L = 2/(3 + 3) = 0.3333
답
L = 0.3333
2.극한
답: L = 0.6667
극한: 먼저 직접 대입해 보세요. 0/0이 나오면 먼저 식을 간단히 하세요: 인수분해해서 공통인수를 약분하거나, 켤레식을 곱합니다. x → ∞일 때는 분자와 분모를 x의 최고차항으로 나눕니다. 로피탈 정리: f/g가 0/0 또는 ∞/∞ 꼴이면 lim f/g = lim f′/g′이며, 분자와 분모를 (몫의 미분법이 아니라) 각각 따로 미분합니다.
부분적분: ∫u·dv = u·v − ∫v·du이며, 곱의 미분법에서 나옵니다. u는 미분하면 더 간단해지는 인수(x의 거듭제곱 또는 ln x)로, dv는 적분할 수 있는 인수(eˣ, sin x, cos x, 또는 u = ln x일 때의 x)로 고르세요. 정적분에서는 u·v를 양 끝에서 계산합니다: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. x² 인수는 두 번 적용해야 합니다.
u와 dv 고르기
u = x, du = dx; dv = cos x dx, v = sin x
원시함수
∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x
극한
(1·sin 1 + cos 1) − (0 + 1) = 0.3818
답
I = 0.3818
6.적분
답: A = 10.67
정적분: ∫ₐᵇ f(x) dx는 a부터 b까지 그래프와 x축 사이의 부호 있는 넓이입니다. 원시함수 F(F′ = f)를 구하고 F(b) − F(a)를 계산합니다. 거듭제곱 법칙: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). 두 곡선 사이의 넓이는 ∫(위 − 아래) dx입니다.
교점
x2 = 4x → x = 0, x = 4
위에서 아래를 빼서 적분하기
A = [2x2 − 0.3333x3]04 = 10.67
답
A = 10.67
7.복소수
답: a = −1.69
극형식: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ이며 r = |z|, θ = arg z입니다. 직각 형식으로 되돌리면 a = r cos θ, b = r sin θ입니다. 편각은 사분면을 따져야 합니다. θ = atan(b/a)는 a > 0일 때만 맞고, a < 0이면 180°를 더하거나 뺍니다. 극형식에서는 곱셈이 쉽습니다. 절댓값을 곱하고 편각을 더하며, 나눗셈은 절댓값을 나누고 편각을 뺍니다.
성분
a = 4·cos(−115°) = −1.69
b = 4·sin(−115°) = −3.625
직각 형식
z = −1.69 − j3.625
a = −1.69
답
a = −1.69
8.복소수
답: Re(z⁵) = 972
드무아브르와 거듭제곱근: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. 방정식 zⁿ = R∠φ는 정확히 n개의 근을 가지며, 모두 절댓값이 R1/n이고 편각은 k = 0, 1, …, n − 1에 대해 (φ + 360°·k)/n입니다. 근들은 원 위에 360°/n 간격으로 고르게 놓입니다. p² < 4q인 이차방정식 z² + pz + q = 0은 복소수 근 z = −p/2 ± j√(q − p²/4)를 가지며, 실수 계수 다항식의 복소수 근은 항상 켤레 쌍 a ± jb로 나타납니다.
단계별 거듭제곱
z² = (−3 − j3)(−3 − j3) = j18
z³ = (j18)(−3 − j3) = 54 − j54
z⁴ = (54 − j54)(−3 − j3) = −324
z⁵ = (−324)(−3 − j3) = 972 + j972
드무아브르로 검산
z = 4.243∠−135° → z⁵ = 1375∠45°
Re(z⁵) = 972
답
Re(z⁵) = 972
9.미분방정식
답: k = 0.05885 min⁻¹
1계 미분방정식: dy/dt = k·y의 해는 y = y₀·ekt입니다(k > 0이면 성장, k < 0이면 감소). 반감기가 T이면 k = ln 2/T입니다. 뉴턴의 냉각 법칙 dT/dt = −k·(T − Tₐ)의 해는 T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt입니다. 선형 방정식 y′ + p(x)·y = q(x)는 적분 인자 μ = e∫p dx로 풉니다: (μy)′ = μq이므로 μy = ∫μq dx + C.
온도 차의 비
e−22k = 20/73
k 구하기
k = ln(73/20)/22 = 0.05885 min⁻¹
답
k = 0.05885 min⁻¹
10.미분방정식
답: y(3) = 28.33
1계 미분방정식: dy/dt = k·y의 해는 y = y₀·ekt입니다(k > 0이면 성장, k < 0이면 감소). 반감기가 T이면 k = ln 2/T입니다. 뉴턴의 냉각 법칙 dT/dt = −k·(T − Tₐ)의 해는 T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt입니다. 선형 방정식 y′ + p(x)·y = q(x)는 적분 인자 μ = e∫p dx로 풉니다: (μy)′ = μq이므로 μy = ∫μq dx + C.
적분 인자
μ = e∫1/x dx = x1
적분하기
(x1y)′ = 4x3 → x1y = 4x4/4 + C
초기 조건
5 = 4/4 + C → C = 4
계산하기
y(3) = (4·34/4 + 4)/31 = 28.33
답
y(3) = 28.33
11.행렬과 행렬식
답: det A = 26
행렬: 2×2 행렬의 행렬식은 ad − bc입니다. 3×3은 한 행을 따라 전개합니다: 각 성분에 그 행과 열을 지우고 남은 2×2 행렬의 행렬식을 곱하고, 부호는 + − +로 번갈아 붙입니다. 고윳값 λ는 det(A − λI) = 0을 만족하며, 2×2에서는 λ² − (대각합)·λ + det = 0입니다.
첫째 행의 2×2 소행렬식
M₁₁ = 14, M₁₂ = 12, M₁₃ = −2
여인수 전개
det A = 5·14 − 3·12 + 4·(−2) = 26
답
det A = 26
12.행렬과 행렬식
답: x = −13
행렬: 2×2 행렬의 행렬식은 ad − bc입니다. 3×3은 한 행을 따라 전개합니다: 각 성분에 그 행과 열을 지우고 남은 2×2 행렬의 행렬식을 곱하고, 부호는 + − +로 번갈아 붙입니다. 고윳값 λ는 det(A − λI) = 0을 만족하며, 2×2에서는 λ² − (대각합)·λ + det = 0입니다.
계수 행렬의 행렬식
det A = 1·(−6) − (−6)·2 = 6
x 열 바꾸기
det Aₓ = 7·(−6) − (−6)·(−6) = −78
x = −78/6 = −13
답
x = −13
y = −3.333
13.벡터: 내적과 외적
답: compb a = −0.2649
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.
내적
a·b = (−1)·(−4) + (−4)·4 + (−2)·(−5) = −2
b의 길이
|b| = √((−4)² + 4² + (−5)²) = 7.55
스칼라 투영
compb a = a·b/|b| = −2/7.55 = −0.2649
답
compb a = −0.2649
음수: a는 b와 반대 방향의 성분을 가집니다.
14.벡터: 내적과 외적
답: V = 29
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.
외적 b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = 5·(−4) − (−3)·1 = −17
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−3)·3 − 2·(−4) = −1
(b × c)z = bxcy − bycx = 2·1 − 5·3 = −13
a와의 내적
a·(b × c) = (−3)·(−17) + (−4)·(−1) + 2·(−13) = 29
V = |29| = 29
답
V = 29
15.확률
답: Var(X) = 1.11
이산 확률변수: 확률분포는 변수가 가질 수 있는 모든 값 x와 그 확률 p(x)를 나열합니다. 확률은 0과 1 사이이며 합이 1입니다. 기댓값(평균)은 E(X) = Σx·p(x)로, 장기적인 평균입니다. 분산은 Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²이고, 표준편차는 σ = √Var(X)입니다. 일차 변환 Y = aX + b에서는 E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X), σY = |a|·σX입니다. 상수를 더해도 퍼짐은 변하지 않습니다.
평균
μ = 0·0.3 + 1·0.25 + 2·0.3 + 3·0.15 = 1.3
제곱의 평균
E(X²) = 0·0.3 + 1·0.25 + 4·0.3 + 9·0.15 = 2.8
분산
Var(X) = 2.8 − 1.3² = 1.11
답
Var(X) = 1.11
16.확률
답: σY = 10.43
이산 확률변수: 확률분포는 변수가 가질 수 있는 모든 값 x와 그 확률 p(x)를 나열합니다. 확률은 0과 1 사이이며 합이 1입니다. 기댓값(평균)은 E(X) = Σx·p(x)로, 장기적인 평균입니다. 분산은 Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²이고, 표준편차는 σ = √Var(X)입니다. 일차 변환 Y = aX + b에서는 E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X), σY = |a|·σX입니다. 상수를 더해도 퍼짐은 변하지 않습니다.
X의 퍼짐
μ = 1.25, Var(X) = 1.087, σX = 1.043
일차 변환
σY = |10|·1.043 = 10.43
답
σY = 10.43
평균은 실제로 이동합니다: E(Y) = 10·1.25 − 3 = 9.5.
17.기술통계
답: s = 17.2
기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.
기술통계: 평균은 합을 n으로 나눈 값이고, 중앙값은 정렬된 자료의 가운데 값입니다(n이 짝수면 가운데 두 값의 평균). 표본 표준편차는 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z점수 z = (x − μ)/σ는 어떤 값이 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지를 나타냅니다.
표준화하기
z = −0.5
표준정규분포표
Φ(−0.5) = 0.3085
P = 1 − 0.3085 = 0.6915
답
P = 0.6915
19.정규분포
답: P = 0.06681
정규 변수의 합과 차: X와 Y가 독립이고 정규분포를 따르면 X + Y와 X − Y도 정규분포를 따릅니다. 평균은 더하거나 뺍니다: E(X ± Y) = μX ± μY. 분산은 차일 때도 항상 더합니다: Var(X ± Y) = σX² + σY²이므로 σ = √(σX² + σY²)입니다. 표준편차를 직접 더해서는 안 됩니다. 같은 분포를 따르는 독립인 n개 항목의 합은 평균 n·μ, 표준편차 σ·√n입니다. 그다음 평소처럼 표준화하여 z = (x − 평균)/σ를 구하고 Φ(z)를 읽습니다.
합의 분포
μ = 105 s, σ = √(5² + 4²) = 6.403 s
표준화하기
z = (114.6 − 105)/6.403 = 1.5
위쪽 꼬리
P = 1 − Φ(1.5) = 1 − 0.9332 = 0.06681
답
P = 0.06681
20.정규분포
답: x = 71.7 점
넓이에서 z로 되돌아가기: Φ(z)는 z의 왼쪽 넓이입니다. 왼쪽 꼬리 넓이 A이면 표에서 Φ(z) = A인 z를 찾습니다. 오른쪽 꼬리 넓이 A이면 Φ(z) = 1 − A입니다. −z와 z 사이의 가운데 넓이 A이면 양쪽 꼬리에 (1 − A)/2씩 남으므로 Φ(z) = (1 + A)/2입니다. 값 x에는 x = μ + zσ를 쓰세요.