y(0) = 5, y′(0) = 2일 때 y″ + 4y′ + 4y = 0을(를) 푸시오. y(1.5)을(를) 구하시오.
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 5y′(0) = 2
y(1.5) =
10.미분방정식어려움
탱크에 순수한 물 400 L가 들어 있습니다. 리터당 소금 0.2 kg이 든 소금물이 20 L/min으로 들어오고, 잘 섞인 용액이 같은 속도로 흘러 나갑니다. 몇 분 t 후에 탱크에 소금이 48 kg 들어 있게 되나요?
V = 400 Lm0 = 0 kgc = 0.2 kg/Lr = 20 L/min
t = min
11.행렬과 행렬식보통
주어진 행렬에 대해 C = AB라 합시다. 성분 c11(1행 1열)를 구하세요.
A = [−1 −5; −5 6]B = [−6 4; 1 1]
c11 =
12.행렬과 행렬식어려움
연립방정식 4x + y = −2, 2x − 6y = −11을 푸세요. x를 구하세요.
4x + y = −22x − 6y = −11
x =
13.벡터: 내적과 외적보통
a = (7, 1, −1)와 b = (6, −6, 2)의 내적 a·b을(를) 구하시오.
a = (7, 1, −1)b = (6, −6, 2)
a·b =
14.벡터: 내적과 외적어려움
한 꼭짓점에서 나오는 모서리가 a = (5, 1, 1), b = (−1, 1, −1), c = (−5, 3, 3)인 평행육면체의 부피 V을(를) 구하시오.
a = (5, 1, 1)b = (−1, 1, −1)c = (−5, 3, 3)
V =
15.확률보통
주머니에 빨간 공 3개와 파란 공 7개가 있습니다. 첫 공을 다시 넣지 않고 두 개를 꺼냅니다. 두 공이 모두 빨간 공일 확률 P는 얼마일까요?
3 / 7
P =
16.확률어려움
부품 9개를 시험하며, 각 부품은 독립적으로 확률 0.3로 고장 납니다. 고장이 많아야 하나일 확률 P는 얼마일까요?
n = 9p = 0.3
P =
17.기술통계보통
자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 58, 58, 31, 35, 29.
n = 5
s =
18.기술통계어려움
시험 점수는 평균 70, 표준편차 20인 정규분포를 따릅니다. 78점의 z점수 z를 구하세요.
μ = 70σ = 20x = 78
z =
19.정규분포보통
표준 정규 곡선 아래에서 z의 오른쪽 색칠한 넓이가 0.2912이 되도록 z를 끌어 놓으세요. z을 소수 둘째 자리까지 구하세요.
A = 0.2912
z =
20.정규분포어려움
1번 라인 제품의 질량 X와 2번 라인 제품의 질량 Y은(는) 독립이며 정규분포를 따릅니다. X는 평균 500 g, 표준편차 8 g이고 Y는 평균 490 g, 표준편차 6 g입니다. X가 Y보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.
μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =
3용액
1.극한
답: L = 54.6
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.
로그 취하기
ln L = limx→∞ 2·x·ln(1 + 2/x)
계산하기
u → 0일 때 ln(1 + u)/u → 1이므로 x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·2 = 4
로그 되돌리기
L = e4 = 54.6
답
L = 54.6
2.극한
답: L = 4.5
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.
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.
치환적분
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u3 du
적분하고 대입하기
I = [u4/4]15 = (625 − 1)/4 = 156
답
I = 156
6.적분
답: I = 0.0609
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.
첫 번째 단계
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
두 번째 단계
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
극한
1.649·(1.25) − 1·2 = 0.0609
답
I = 0.0609
7.복소수
답: a = 4.952
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.
오일러 공식
z = 6·(cos 0.6 + j sin 0.6)
성분(라디안)
a = 6·cos 0.6 = 4.952
b = 6·sin 0.6 = 3.388
a = 4.952
답
a = 4.952
8.복소수
답: r = −5
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.
2계 선형 방정식: y″ + b·y′ + c·y = 0에서 y = ert를 시도하면 특성방정식 r² + b·r + c = 0을 얻습니다. 서로 다른 두 실근 r₁ ≠ r₂이면 y = A·er₁t + B·er₂t(과감쇠), 중근 r이면 y = (A + Bt)·ert(임계감쇠), 복소근 −α ± jω이면 y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt)(부족감쇠, 진동)입니다. 초기값 y(0)과 y′(0)이 A와 B를 정합니다. y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0으로 쓰면 ωn은 고유 진동수, ζ는 감쇠비이며, ζ < 1이면 진동합니다. 입력이 일정한 y″ + by′ + cy = c·K의 해는 정상값 K에 자유 응답을 더한 것입니다.
중근
(r + 2)² = 0 → r = −2
상수
A = y(0) = 5
y′(0) = B − 2A → B = 2 + 10 = 12
계산하기
y(1.5) = (5 + 12·1.5)·e−3 = 1.145
답
y(1.5) = 1.145
10.미분방정식
답: t = 18.33 min
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.
결과
m(t) = 80 + (−80)·e−t/20
t 구하기
e−t/20 = (80 − 48)/(80 − 0) = 0.4
t = 20·ln(2.5) = 18.33 min
답
t = 18.33 min
11.행렬과 행렬식
답: c11 = 1
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.
행 × 열
c11 = (−1)·(−6) + (−5)·1 = 1
답
c11 = 1
12.행렬과 행렬식
답: x = −0.8846
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 = 4·(−6) − 1·2 = −26
x 열 바꾸기
det Aₓ = (−2)·(−6) − 1·(−11) = 23
x = 23/(−26) = −0.8846
답
x = −0.8846
y = 1.538
13.벡터: 내적과 외적
답: a·b = 34
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.
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 = 1·3 − (−1)·3 = 6
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−1)·(−5) − (−1)·3 = 8
(b × c)z = bxcy − bycx = (−1)·3 − 1·(−5) = 2
a와의 내적
a·(b × c) = 5·6 + 1·8 + 1·2 = 40
V = |40| = 40
답
V = 40
15.확률
답: P = 0.06667
확률: 결과가 모두 같은 정도로 일어날 때 P(A) = 유리한 경우의 수/전체 경우의 수. 독립 사건은 곱합니다: P(A 그리고 B) = P(A)·P(B). 여사건이 자주 도움이 됩니다: P(적어도 하나) = 1 − P(하나도 없음). 이항분포: 성공 확률 p인 독립 시행 n번에서 P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
첫 번째와 두 번째 꺼내기
P = 3/10 · 2/9 = 6/90 = 0.06667
답
P = 0.06667
16.확률
답: P = 0.196
확률: 결과가 모두 같은 정도로 일어날 때 P(A) = 유리한 경우의 수/전체 경우의 수. 독립 사건은 곱합니다: P(A 그리고 B) = P(A)·P(B). 여사건이 자주 도움이 됩니다: P(적어도 하나) = 1 − P(하나도 없음). 이항분포: 성공 확률 p인 독립 시행 n번에서 P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
고장 0개와 1개
P(X = 0) = 0.79 = 0.04035
P(X = 1) = 9·0.3·0.78 = 0.1556
더하기
P = 0.04035 + 0.1556 = 0.196
답
P = 0.196
17.기술통계
답: s = 14.58
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 = (78 − 70)/20 = 0.4
답
z = 0.4
19.정규분포
답: z = 0.55
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.
z의 왼쪽 넓이
Φ(z) = 1 − 0.2912 = 0.7088
z-표를 거꾸로 읽기
표 안에서 0.7088을 찾아 z를 읽으세요.
z = 0.55
답
z = 0.55
20.정규분포
답: P = 0.8413
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.