n = 3, w = 27∠90°일 때 zⁿ = w의 근은 zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, 2이다. z₀의 실수부를 구하시오.
w = 27∠90°n = 3k = 0
Re(z₀) =
9.미분방정식보통
440 °C의 단조 강철 부품을 28 °C인 작업장에서 식힙니다. 48분 후 온도는 126 °C입니다. 이것은 뉴턴의 냉각 법칙 dT/dt = −k·(T − Tₐ)를 따릅니다. 상수 k을(를) min⁻¹ 단위로 구하세요.
T0 = 440 °CTa = 28 °CT(48) = 126 °C
k = min⁻¹
10.미분방정식어려움
y(0) = 3일 때 y′ + 2y = 6e−0.5t을(를) 푸세요. y(1.5)을(를) 구하세요.
y′ + 2y = 6e−0.5ty(0) = 3
y(1.5) =
11.행렬과 행렬식보통
주어진 3×3 행렬 A의 행렬식 det A를 구하세요.
A = [4 −3 5; 3 0 1; −5 −1 0]
det A =
12.행렬과 행렬식어려움
주어진 행렬 A의 더 큰 고윳값 λ를 구하세요.
A = [0 6; −5 11]
λ =
13.벡터: 내적과 외적보통
a = (2, −1, 4)를 b = (5, 6, 5) 위에 투영한 스칼라 투영 compb a, 즉 a의 b 방향 성분을 구하시오.
a = (2, −1, 4)b = (5, 6, 5)
compb a =
14.벡터: 내적과 외적어려움
a = (2, −1, 4), b = (3, 4, −2)일 때 외적 a × b의 z성분 (a × b)z을(를) 구하시오.
a = (2, −1, 4)b = (3, 4, −2)
(a × b)z =
15.확률보통
공정한 주사위를 2번 던집니다. 6이 적어도 한 번 나올 확률 P는 얼마일까요?
n = 2
P =
16.확률어려움
어떤 시험에 객관식 문제가 6개 있습니다. 찍어서 푸는 학생은 각 문제를 독립적으로 확률 0.6로 맞힙니다. 정확히 5개를 맞힐 확률 P는 얼마일까요?
n = 6p = 0.6k = 5
P =
17.기술통계보통
자료의 표본 표준편차 s를 구하세요: 35, 28, 49, 45, 38, 38, 54.
n = 7
s =
18.기술통계어려움
어떤 양은 평균 60, 표준편차 10인 정규분포를 따릅니다. 55보다 큰 값의 비율 P는 얼마일까요?
μ = 60σ = 10x = 55
P =
19.정규분포보통
IQ 점수은(는) 평균 100 점, 표준편차 15 점인 정규분포를 따릅니다. 100에서 127 점 사이에 있는 비율은 얼마일까요? P을(를) 소수로 답하세요.
μ = 100σ = 15x1 = 100x2 = 127
P =
20.정규분포어려움
한 집단에서 남성의 키 X와 여성의 키 Y은(는) 독립이며 정규분포를 따릅니다. X는 평균 180 cm, 표준편차 10 cm이고 Y는 평균 170 cm, 표준편차 12 cm입니다. X가 Y보다 클 확률 P을(를) 구하시오. z는 소수 둘째 자리로 반올림하시오.
μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =
3용액
1.극한
답: L = −3
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.
최고차항으로 나누기
(−3 + 3/x2 + 2/x3)/(1 + 6/x2 + 2/x3)
x → ∞
L = −3/1 = −3
답
L = −3
차수가 같으면 극한은 최고차항 계수의 비입니다.
2.극한
답: L = 0.5
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.
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 = sin x dx, v = −cos x
원시함수
∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x
극한
(−2·cos 2 + sin 2) − (0 + 0) = 1.742
답
I = 1.742
6.적분
답: A = 2.667
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
2x2 = 4x → x = 0, x = 2
위에서 아래를 빼서 적분하기
A = [2x2 − 0.6667x3]02 = 2.667
답
A = 2.667
7.복소수
답: a = 7.518
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 = 8·cos(−20°) = 7.518
b = 8·sin(−20°) = −2.736
직각 형식
z = 7.518 − j2.736
a = 7.518
답
a = 7.518
8.복소수
답: Re(z₀) = 2.598
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.
근의 절댓값
271/3 = 3
근의 편각
θ₀ = (90° + 360°·0)/3 = 30°
직각 형식
z₀ = 3·(cos 30° + j sin 30°) = 2.598 + j1.5
Re(z₀) = 2.598
답
Re(z₀) = 2.598
3개의 근이 반지름 3인 원 위에 120° 간격으로 놓입니다.
9.미분방정식
답: k = 0.02992 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−48k = 98/412
k 구하기
k = ln(412/98)/48 = 0.02992 min⁻¹
답
k = 0.02992 min⁻¹
10.미분방정식
답: y(1.5) = 1.84
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 = e2t
(e2ty)′ = 6e1.5t
일반해
y = 6/1.5·e−0.5t + C·e−2t = 4·e−0.5t + C·e−2t
초기 조건
3 = 4 + C → C = −1
계산하기
y(1.5) = 4·0.4724 + (−1)·0.04979 = 1.84
답
y(1.5) = 1.84
11.행렬과 행렬식
답: det A = 4
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 = 1, M₁₂ = 5, M₁₃ = −3
여인수 전개
det A = 4·1 − (−3)·5 + 5·(−3) = 4
답
det A = 4
12.행렬과 행렬식
답: λ = 6
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.
특성방정식
λ² − (11)λ + (30) = 0
풀기
λ = (11 ± √(1))/2 → λ = 5, 6
λ = 6
답
λ = 6
13.벡터: 내적과 외적
답: compb a = 2.588
내적:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ는 스칼라입니다. 두 벡터 사이의 각도를 cos θ = a·b/(|a|·|b|)로 구할 수 있고, 두 벡터가 수직이면 0입니다. a를 b 위에 투영한 스칼라 투영은 a·b/|b|이며, 일정한 힘 F가 변위 d만큼 움직이는 동안 한 일은 W = F·d입니다.
내적
a·b = 2·5 + (−1)·6 + 4·5 = 24
b의 길이
|b| = √(5² + 6² + 5²) = 9.274
스칼라 투영
compb a = a·b/|b| = 24/9.274 = 2.588
답
compb a = 2.588
14.벡터: 내적과 외적
답: (a × b)z = 11
외적:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)는 두 벡터에 모두 수직이고, |a × b| = |a|·|b|·sin θ는 두 벡터가 만드는 평행사변형의 넓이입니다(삼각형은 그 절반). 순서가 중요합니다: b × a = −(a × b). 점 A에 작용하는 힘 F의 점 O에 대한 모멘트는 MO = r × F이며, r = A − O입니다.
성분별로 구하는 외적
(a × b)x = aybz − azby = (−1)·(−2) − 4·4 = −14
(a × b)y = azbx − axbz = 4·3 − 2·(−2) = 16
(a × b)z = axby − aybx = 2·4 − (−1)·3 = 11
요청된 성분
(a × b)z = 11
답
(a × b)z = 11
확인: a × b는 두 벡터에 모두 수직이므로, a 및 b와의 내적이 0입니다.
15.확률
답: P = 0.3056
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.
여사건
P(6이 안 나옴) = (5/6)2 = 0.6944
P = 1 − 0.6944 = 0.3056
답
P = 0.3056
16.확률
답: P = 0.1866
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.
이항분포 공식
P(X = 5) = 6·0.65·0.41 = 6·0.07776·0.4 = 0.1866
답
P = 0.1866
17.기술통계
답: s = 8.869
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 = 0.4641
정규분포: 값 x를 z점수 z = (x − μ)/σ로 바꾸면 평균에서 표준편차 몇 개만큼 떨어져 있는지 알 수 있습니다. z표(또는 Φ(z))는 z 왼쪽의 넓이, 즉 P(X < x)를 줍니다. 오른쪽 넓이는 1 − Φ(z)이고, 두 값 사이의 넓이는 두 넓이의 차입니다.
z점수
z₁ = (100 − 100)/15 = 0
z₂ = (127 − 100)/15 = 1.8
사이의 넓이
P = Φ(1.8) − Φ(0) = 0.9641 − 0.5 = 0.4641
답
P = 0.4641
20.정규분포
답: P = 0.7389
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.