Raskite ribą L = limx→0 ln(1 + 5x)/sin(3x), kai x radianais.
f(x) = ln(1 + 5x)/sin(3x)x → 0
L =
3.IšvestinėsVidutinis
Tegu f(x) = (4x + 3)3. Raskite f′(2).
f(x) = (4x + 3)3x = 2
f′(2) =
4.IšvestinėsSunkus
Tegu f(x) = x3 + 9x2 + 24x + 6. Raskite lokaliojo maksimumo x koordinatę x.
f(x) = x3 + 9x2 + 24x + 6
x =
5.IntegralaiVidutinis
Apskaičiuokite I = ∫03 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 3]
I =
6.IntegralaiSunkus
Apskaičiuokite I = ∫₀0,5 x²·eˣ dx.
∫₀0,5 x²eˣ dx
I =
7.Kompleksiniai skaičiaiVidutinis
Užrašykite z = 3∠110° algebrine forma a + jb ir nurodykite realiąją dalį a.
r = 3θ = 110°
a =
8.Kompleksiniai skaičiaiSunkus
Raskite (3 + j3)⁴ realiąją dalį.
z = 3 + j3n = 4
Re(z⁴) =
9.Diferencialinės lygtysVidutinis
Išspręskite y″ + 4y′ + 3y = 0, kai y(0) = 1 ir y′(0) = -4. Raskite y(1,5).
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 1y′(0) = -4
y(1.5) =
10.Diferencialinės lygtysSunkus
Talpoje yra 500 L gryno vandens. Sūrymas, kurio litre yra 0,05 kg druskos, įteka 4 L/min greičiu, o gerai išmaišytas tirpalas tokiu pat greičiu išteka. Po kiek minučių t talpoje bus 15 kg druskos?
V = 500 Lm0 = 0 kgc = 0,05 kg/Lr = 4 L/min
t = min
11.Matricos ir determinantaiVidutinis
Tegu C = AB pateiktoms matricoms. Raskite elementą c21 (eilutė 2, stulpelis 1).
A = [−1 3; 1 6]B = [6 0; 4 6]
c21 =
12.Matricos ir determinantaiSunkus
Išspręskite sistemą −2x − 5y = −1 ir 2x + y = −7. Raskite x.
−2x − 5y = −12x + y = −7
x =
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaVidutinis
Raskite k reikšmę, su kuria vektoriai a = (−2, 0, −6) ir b = (k, 2, 3) yra statmeni.
a = (−2, 0, −6)b = (k, 2, 3)
k =
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaSunkus
Raskite gretasienio, kurio briaunos iš vienos viršūnės yra a = (3, −2, 2), b = (−4, −4, −5) ir c = (−5, 1, 5), tūrį V.
a = (3, −2, 2)b = (−4, −4, −5)c = (−5, 1, 5)
V =
15.TikimybėVidutinis
Parodytam skirstiniui raskite X dispersiją Var(X).
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,05, 0,25, 0,35, 0,35
Var(X) =
16.TikimybėSunkus
Žaidimo kaina yra €10. Laimite €50 su tikimybe 0,2 ir €500 su tikimybe 0,05; kitu atveju nelaimite nieko. Statymas negrąžinamas. Raskite laukiamą grynąjį laimėjimą E(G) per žaidimą.
Egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 500, standartinis nuokrypis 75. Raskite rezultato 462,5 z įvertį z.
μ = 500σ = 75x = 462,5
z =
19.Normalusis skirstinysVidutinis
varžtai masės yra nepriklausomos ir normaliosios, jų vidurkis 40 g, standartinis nuokrypis 1,2 g. Raskite tikimybę P, kad 9 iš jų bendra masė yra mažesnė nei 354,6 g. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.
μ = 40 gσ = 1,2 gn = 9< 354.6 g
P =
20.Normalusis skirstinysSunkus
IQ testų rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 100 tšk., standartinis nuokrypis 15 tšk.. Nuvilkite ribą taip, kad nuspalvinti viršutiniai 30 % būtų dešinėje nuo jos. Raskite ribą x.
μ = 100 tšk.σ = 15 tšk.30%
x = tšk.
3Tirpalai
1.Ribos
Atsakymas: L = −1
Ribos: pirmiausia pabandykite tiesiogiai įstatyti. Jei gaunate 0/0, pirmiausia suprastinkite: išskaidykite dauginamaisiais ir suprastinkite bendrą daugiklį arba padauginkite iš jungtinio reiškinio. Kai x → ∞, skaitiklį ir vardiklį padalykite iš aukščiausio x laipsnio. Lopitalio taisyklė: jei f/g duoda 0/0 arba ∞/∞, tai lim f/g = lim f′/g′, skaitiklį ir vardiklį diferencijuojant atskirai (ne pagal dalmens išvestinės taisyklę).
Padalykite iš aukščiausio laipsnio
(−4 + 8/x2)/(4 + 5/x + 8/x2)
Tegu x → ∞
L = −4/4 = −1
Atsakymas
L = −1
Kai laipsniai lygūs, riba lygi vyriausiųjų koeficientų santykiui.
2.Ribos
Atsakymas: L = 1,667
Ribos: pirmiausia pabandykite tiesiogiai įstatyti. Jei gaunate 0/0, pirmiausia suprastinkite: išskaidykite dauginamaisiais ir suprastinkite bendrą daugiklį arba padauginkite iš jungtinio reiškinio. Kai x → ∞, skaitiklį ir vardiklį padalykite iš aukščiausio x laipsnio. Lopitalio taisyklė: jei f/g duoda 0/0 arba ∞/∞, tai lim f/g = lim f′/g′, skaitiklį ir vardiklį diferencijuojant atskirai (ne pagal dalmens išvestinės taisyklę).
Lopitalio taisyklė
L = limx→0 [5/(1 + 5x)]/[3·cos 3x]
Įstatykite x = 0
L = 5/3 = 1,667
Atsakymas
L = 1,667
3.Išvestinės
Atsakymas: f′(2) = 1452
Diferencijavimas: išvestinė f′(x) – tai grafiko krypties koeficientas taške x. Laipsnio taisyklė: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Sandaugos taisyklė: (uv)′ = u′v + uv′. Grandinės taisyklė: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Kur f′(x) = 0, grafikas turi horizontalią liestinę: maksimumą, minimumą arba balno tašką.
Grandinės taisyklė
f′(x) = 3·(4x + 3)2·4
Įstatykite
f′(2) = 3·112·4 = 1452
Atsakymas
f′(2) = 1452
4.Išvestinės
Atsakymas: x = −4
Diferencijavimas: išvestinė f′(x) – tai grafiko krypties koeficientas taške x. Laipsnio taisyklė: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Sandaugos taisyklė: (uv)′ = u′v + uv′. Grandinės taisyklė: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Kur f′(x) = 0, grafikas turi horizontalią liestinę: maksimumą, minimumą arba balno tašką.
Apibrėžtiniai integralai: ∫ₐᵇ f(x) dx – tai ženklą turintis plotas tarp grafiko ir x ašies nuo a iki b. Raskite pirmykštę funkciją F (F′ = f) ir apskaičiuokite F(b) − F(a). Laipsnio taisyklė: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Plotas tarp dviejų kreivių yra ∫(viršutinė − apatinė) dx.
Pirmykštė funkcija
F(x) = e−x/(−1)
Įstatykite rėžius
I = (e−3 − 1)/(−1) = (0,04979 − 1)/(−1) = 0,9502
Atsakymas
I = 0,9502
6.Integralai
Atsakymas: I = 0,0609
Integravimas dalimis: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, išplaukia iš sandaugos diferencijavimo taisyklės. Kaip u rinkitės dauginamąjį, kuris diferencijuojant tampa paprastesnis (x laipsnį ar ln x), o kaip dv – dauginamąjį, kurį galite suintegruoti (eˣ, sin x, cos x arba x, kai u = ln x). Apibrėžtiniam integralui u·v apskaičiuokite abiejose ribose: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Dauginamajam x² reikia dviejų ciklų.
Pirmasis ciklas
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Antrasis ciklas
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Ribos
1,649·(1,25) − 1·2 = 0,0609
Atsakymas
I = 0,0609
7.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: a = −1,026
Polinė forma: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, kur r = |z| ir θ = arg z. Atgal į algebrinę formą: a = r cos θ, b = r sin θ. Argumentui reikia ketvirčio: θ = atan(b/a) tik kai a > 0; kai a < 0, pridėkite arba atimkite 180°. Polinėje formoje daugyba paprasta: modulius sudauginkite ir argumentus sudėkite; dalydami modulius padalykite, o argumentus atimkite.
Dedamosios
a = 3·cos(110°) = −1,026
b = 3·sin(110°) = 2,819
Algebrinė forma
z = −1,026 + j2,819
a = −1,026
Atsakymas
a = −1,026
8.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: Re(z⁴) = −324
Muavro formulė ir šaknys: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. Lygtis zⁿ = R∠φ turi lygiai n šaknų, visų modulis R1/n, o argumentai (φ + 360°·k)/n, kai k = 0, 1, …, n − 1: jos tolygiai išsidėsčiusios apskritime, 360°/n atstumu viena nuo kitos. Kvadratinė lygtis z² + pz + q = 0, kai p² < 4q, turi kompleksines šaknis z = −p/2 ± j√(q − p²/4); daugianaris su realiais koeficientais kompleksines šaknis visada turi jungtinėmis poromis a ± jb.
Laipsniai žingsnis po žingsnio
z² = (3 + j3)(3 + j3) = j18
z³ = (j18)(3 + j3) = −54 + j54
z⁴ = (−54 + j54)(3 + j3) = −324
Patikrinkite Muavro formule
z = 4,243∠45° → z⁴ = 324∠180°
Re(z⁴) = −324
Atsakymas
Re(z⁴) = −324
9.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: y(1.5) = −0,0949
Antros eilės tiesinės lygtys: lygčiai y″ + b·y′ + c·y = 0 bandykite y = ert: gaunama charakteristinė lygtis r² + b·r + c = 0. Dvi skirtingos realiosios šaknys r₁ ≠ r₂ duoda y = A·er₁t + B·er₂t (viršslopinamas atvejis); dviguba šaknis r duoda y = (A + Bt)·ert (kritinis slopinimas); kompleksinės šaknys −α ± jω duoda y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (nepakankamas slopinimas, virpesiai). Pradinės vertės y(0) ir y′(0) nustato A ir B. Užrašius y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn yra savasis dažnis, o ζ – slopinimo santykis: kai ζ < 1, atsiranda virpesių. Esant pastoviam įėjimui, y″ + by′ + cy = c·K, sprendinys yra nusistovėjusi vertė K plius laisvoji dedamoji.
Charakteristinės šaknys
(r + 1)(r + 3) = 0 → r = −1, −3
Konstantos pagal pradines vertes
A + B = 1, −1A − 3B = -4
A = −0,5, B = 1,5
Apskaičiuokite
y(1,5) = −0,5·e−1,5 + 1,5·e−4,5 = −0,0949
Atsakymas
y(1,5) = −0,0949
10.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: t = 114,5 min
Pirmos eilės diferencialinės lygtys: lygties dy/dt = k·y sprendinys yra y = y₀·ekt (augimas, kai k > 0, mažėjimas, kai k < 0); pusėjimo trukmė T duoda k = ln 2/T. Niutono aušimo dėsnis dT/dt = −k·(T − Tₐ) duoda T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Tiesinė lygtis y′ + p(x)·y = q(x) sprendžiama su integruojančiuoju daugikliu μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, todėl μy = ∫μq dx + C.
Rezultatas
m(t) = 25 + (−25)·e−t/125
Išspręskite t atžvilgiu
e−t/125 = (25 − 15)/(25 − 0) = 0,4
t = 125·ln(2,5) = 114,5 min
Atsakymas
t = 114,5 min
11.Matricos ir determinantai
Atsakymas: c21 = 30
Matricos: 2×2 matricos determinantas yra ad − bc. 3×3 atveju skleiskite pagal eilutę: kiekvienas elementas dauginamas iš 2×2 matricos, likusios išbraukus jo eilutę ir stulpelį, determinanto, su besikeičiančiais ženklais + − +. Tikrinės reikšmės λ tenkina det(A − λI) = 0; 2×2 atveju tai λ² − (pėdsakas)·λ + det = 0.
Eilutė kart stulpelis
c21 = 1·6 + 6·4 = 30
Atsakymas
c21 = 30
12.Matricos ir determinantai
Atsakymas: x = −4,5
Matricos: 2×2 matricos determinantas yra ad − bc. 3×3 atveju skleiskite pagal eilutę: kiekvienas elementas dauginamas iš 2×2 matricos, likusios išbraukus jo eilutę ir stulpelį, determinanto, su besikeičiančiais ženklais + − +. Tikrinės reikšmės λ tenkina det(A − λI) = 0; 2×2 atveju tai λ² − (pėdsakas)·λ + det = 0.
Koeficientų matricos determinantas
det A = (−2)·1 − (−5)·2 = 8
Pakeiskite x stulpelį
det Aₓ = (−1)·1 − (−5)·(−7) = −36
x = −36/8 = −4,5
Atsakymas
x = −4,5
y = 2
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga
Atsakymas: k = −9
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.
Skaliarinė sandauga lygi nuliui
a·b = (−2)·k + 0·2 + (−6)·3 = 0
−18 + (−2)·k = 0
Išspręskite k atžvilgiu
k = −(−18)/(−2) = −9
Atsakymas
k = −9
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga
Atsakymas: V = 183
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.
Vektorinė sandauga b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = (−4)·5 − (−5)·1 = −15
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−5)·(−5) − (−4)·5 = 45
(b × c)z = bxcy − bycx = (−4)·1 − (−4)·(−5) = −24
Skaliarinė sandauga su a
a·(b × c) = 3·(−15) + (−2)·45 + 2·(−24) = −183
V = |−183| = 183
Atsakymas
V = 183
15.Tikimybė
Atsakymas: Var(X) = 0,8
Diskretieji atsitiktiniai dydžiai: tikimybių skirstinys išvardija kiekvieną reikšmę x, kurią dydis gali įgyti, su jos tikimybe p(x); tikimybės yra tarp 0 ir 1, o jų suma lygi 1. Laukiamoji vertė (vidurkis) yra E(X) = Σx·p(x), ilgalaikis vidurkis. Dispersija yra Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², o standartinis nuokrypis σ = √Var(X). Tiesiniam pokyčiui Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) ir σY = |a|·σX; konstantos pridėjimas sklaidos nekeičia.
Vidurkis
μ = 1·0,05 + 2·0,25 + 3·0,35 + 4·0,35 = 3
Kvadratų vidurkis
E(X²) = 1·0,05 + 4·0,25 + 9·0,35 + 16·0,35 = 9,8
Dispersija
Var(X) = 9,8 − 3² = 0,8
Atsakymas
Var(X) = 0,8
16.Tikimybė
Atsakymas: E(G) = 25 €
Diskretieji atsitiktiniai dydžiai: tikimybių skirstinys išvardija kiekvieną reikšmę x, kurią dydis gali įgyti, su jos tikimybe p(x); tikimybės yra tarp 0 ir 1, o jų suma lygi 1. Laukiamoji vertė (vidurkis) yra E(X) = Σx·p(x), ilgalaikis vidurkis. Dispersija yra Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², o standartinis nuokrypis σ = √Var(X). Tiesiniam pokyčiui Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) ir σY = |a|·σX; konstantos pridėjimas sklaidos nekeičia.
Grynosios baigtys
G: 40 (p = 0,2), 490 (p = 0,05), −10 (p = 0,75)
Laukiamoji vertė
E(G) = 40·0,2 + 490·0,05 − 10·0,75 = 25 €
Atsakymas
E(G) = 25 €
Teigiama vertė reiškia, kad vidutiniškai laimite pinigų.
17.Aprašomoji statistika
Atsakymas: s = 6,066
Aprašomoji statistika: vidurkis – suma, padalyta iš n; mediana – surikiuotų duomenų vidurinė reikšmė (kai n lyginis – dviejų vidurinių vidurkis). Imties standartinis nuokrypis s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z įvertis z = (x − μ)/σ parodo, per kiek standartinių nuokrypių reikšmė nutolusi nuo vidurkio.
Aprašomoji statistika: vidurkis – suma, padalyta iš n; mediana – surikiuotų duomenų vidurinė reikšmė (kai n lyginis – dviejų vidurinių vidurkis). Imties standartinis nuokrypis s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z įvertis z = (x − μ)/σ parodo, per kiek standartinių nuokrypių reikšmė nutolusi nuo vidurkio.
Standartizuokite
z = (462,5 − 500)/75 = −0,5
Atsakymas
z = −0,5
19.Normalusis skirstinys
Atsakymas: P = 0,06681
Normaliųjų dydžių sumos ir skirtumai: jei X ir Y yra nepriklausomi ir normalieji, tai X + Y ir X − Y taip pat normalieji. Vidurkiai sudedami arba atimami: E(X ± Y) = μX ± μY. Dispersijos visada sudedamos, net ir skirtumui: Var(X ± Y) = σX² + σY², todėl σ = √(σX² + σY²). Standartiniai nuokrypiai tiesiogiai niekada nesudedami. n nepriklausomų vienodai pasiskirsčiusių elementų sumos vidurkis yra n·μ, o standartinis nuokrypis σ·√n. Tada standartizuokite kaip įprasta: z = (x − vidurkis)/σ ir raskite Φ(z).
Sumos skirstinys
μT = 360 g, σT = 1,2·√9 = 3,6 g
Standartizuokite
z = (354,6 − 360)/3,6 = −1,5
Tikimybė
P = Φ(−1,5) = 0,06681
Atsakymas
P = 0,06681
20.Normalusis skirstinys
Atsakymas: x = 107,8 tšk.
Nuo ploto atgal prie z: Φ(z) yra plotas kairėje nuo z. Kairiosios uodegos plotui A lentelėje raskite z, kai Φ(z) = A. Dešiniosios uodegos plotas A reiškia Φ(z) = 1 − A. Centrinis plotas A tarp −z ir z palieka (1 − A)/2 kiekvienoje uodegoje, taigi Φ(z) = (1 + A)/2. Reikšmei x naudokite x = μ + zσ.