Raskite ribą L = limx→0 (1 − cos 3x)/(x²), kai x radianais.
f(x) = (1 − cos 3x)/(x²)x → 0
L =
3.IšvestinėsVidutinis
Tegu f(x) = (4x + 3)4. Raskite f′(1).
f(x) = (4x + 3)4x = 1
f′(1) =
4.IšvestinėsSunkus
Funkcijos f(x) = 0,5x2 − x + 3 liestinė taške x = 2 kerta y ašį taške y = b. Raskite b.
f(x) = 0,5x2 − x + 3x = 2
b =
5.IntegralaiVidutinis
Apskaičiuokite I = ∫₀π/2 x·sin x dx (x radianais).
∫₀π/2 x·sin x dx
I =
6.IntegralaiSunkus
Sritis tarp tiesės y = 5x ir parabolės y = 2x² sukama apie x ašį. Raskite kūno tūrį V.
y = 5xy = 2x²
V =
7.Kompleksiniai skaičiaiVidutinis
Užrašykite z = 12∠35° algebrine forma a + jb ir nurodykite menamąją dalį b.
r = 12θ = 35°
b =
8.Kompleksiniai skaičiaiSunkus
Lygties zⁿ = w su n = 6 ir w = 64∠−60° šaknys yra zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, …, 5. Raskite z₂ menamąją dalį.
w = 64∠−60°n = 6k = 2
Im(z₂) =
9.Diferencialinės lygtysVidutinis
380 °C kalta plieno detalė paliekama aušti 21 °C dirbtuvėje. Ji kinta pagal Niutono aušimo dėsnį dT/dt = −k·(T − Tₐ). Kai k = 0,05 min⁻¹, raskite temperatūrą T po 50 min.
T0 = 380 °CTa = 21 °Ck = 0,05 min⁻¹t = 50 min
T = °C
10.Diferencialinės lygtysSunkus
Talpoje yra 1000 L vandens, kuriame ištirpinta 20 kg druskos. Sūrymas, kurio litre yra 0,05 kg druskos, įteka 20 L/min greičiu, o gerai išmaišytas tirpalas tokiu pat greičiu išteka. Kiek druskos m bus talpoje po 40 min?
V = 1000 Lm0 = 20 kgc = 0,05 kg/Lr = 20 L/min
m = kg
11.Matricos ir determinantaiVidutinis
Tegu C = AB pateiktoms matricoms. Raskite elementą c11 (eilutė 1, stulpelis 1).
A = [1 2; 3 −5]B = [2 6; −4 0]
c11 =
12.Matricos ir determinantaiSunkus
Išspręskite sistemą −4x − 4y = 12 ir −5x + 2y = 7. Raskite x.
−4x − 4y = 12−5x + 2y = 7
x =
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaVidutinis
Raskite vektoriaus a = (3, −5, −2) skaliarinę projekciją compb a į b = (−1, −3, −5), t. y. a komponentę b kryptimi.
a = (3, −5, −2)b = (−1, −3, −5)
compb a =
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaSunkus
Raskite gretasienio, kurio briaunos iš vienos viršūnės yra a = (5, −1, −3), b = (4, 2, 3) ir c = (2, 5, 4), tūrį V.
a = (5, −1, −3)b = (4, 2, 3)c = (2, 5, 4)
V =
15.TikimybėVidutinis
Parodytam skirstiniui raskite X dispersiją Var(X).
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,1, 0,3, 0,35, 0,25
Var(X) =
16.TikimybėSunkus
Žaidimo kaina yra €10. Laimite €30 su tikimybe 0,25 ir €500 su tikimybe 0,02; kitu atveju nelaimite nieko. Statymas negrąžinamas. Raskite laukiamą grynąjį laimėjimą E(G) per žaidimą.
Dydis pasiskirstęs normaliai, vidurkis 50, standartinis nuokrypis 12. Kokia reikšmių dalis P yra didesnė už 40,4?
μ = 50σ = 12x = 40,4
P =
19.Normalusis skirstinysVidutinis
X yra normalusis dydis, kurio vidurkis 60 s ir standartinis nuokrypis 5 s; Y yra nepriklausomas normalusis dydis, kurio vidurkis 45 s ir standartinis nuokrypis 4 s. Raskite tikimybę P, kad X + Y yra didesnė nei 111,4 s. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.
μX = 60, σX = 5μY = 45, σY = 4X + Y > 111,4 s
P =
20.Normalusis skirstinysSunkus
Vyrų ūgis X ir moterų ūgis Y grupėje yra nepriklausomi ir normalieji: X vidurkis 180 cm ir standartinis nuokrypis 10 cm, Y vidurkis 170 cm ir standartinis nuokrypis 12 cm. Raskite tikimybę P, kad X yra didesnis už Y. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.
μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =
3Tirpalai
1.Ribos
Atsakymas: L = 0,1353
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).
Logaritmuokite
ln L = limx→∞ 2·x·ln(1 − 1/x)
Apskaičiuokite
ln(1 + u)/u → 1, kai u → 0, todėl x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·(−1) = −2
Grįžkite nuo logaritmo
L = e−2 = 0,1353
Atsakymas
L = 0,1353
2.Ribos
Atsakymas: L = 4,5
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).
Pirmasis taikymas
3·sin 3x/(2x) → 0/0
Antrasis taikymas
9·cos 3x/2
Įstatykite x = 0
L = 9/2 = 4,5
Atsakymas
L = 4,5
3.Išvestinės
Atsakymas: f′(1) = 5488
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) = 4·(4x + 3)3·4
Įstatykite
f′(1) = 4·73·4 = 5488
Atsakymas
f′(1) = 5488
4.Išvestinės
Atsakymas: b = 1
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.
Taškas ir krypties koeficientas
f(2) = 3
f′(x) = x − 1 → f′(2) = 1
Liestinė, kai x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 3 − 1·2 = 1
Atsakymas
b = 1
5.Integralai
Atsakymas: I = 1
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.
Pasirinkite u ir dv
u = x, du = dx; dv = sin x dx, v = −cos x
Pirmykštė funkcija
∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x
Ribos
(−π/2·cos π/2 + sin π/2) − (0 + 0) = 1
Atsakymas
I = 1
6.Integralai
Atsakymas: V = 163,6
Sukimosi kūnų tūriai: sritį po kreive y = f(x) nuo x = a iki x = b sukant apie x ašį, gaunamas kūnas, kurio pjūvis ties x yra skritulys, kurio spindulys f(x). Sudėjus skritulius, gaunama V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Kai sritis yra tarp išorinės kreivės R(x) ir vidinės kreivės r(x), kiekvienas sluoksnis yra žiedas: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Spindulius pakelkite kvadratu prieš atimdami.
Susikirtimo taškai
5x = 2x² → x = 0, x = 2,5
Žiedų metodas
V = π∫₀2,5 ((5x)² − (2x²)²) dx
Integruokite
V = π(25·2,5³/3 − 4·2,5⁵/5) = π·52,08 = 163,6
Atsakymas
V = 163,6
7.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: b = 6,883
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 = 12·cos(35°) = 9,83
b = 12·sin(35°) = 6,883
Algebrinė forma
z = 9,83 + j6,883
b = 6,883
Atsakymas
b = 6,883
8.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: Im(z₂) = 1,879
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.
Šaknų modulis
641/6 = 2
Šaknies argumentas
θ₂ = (−60° + 360°·2)/6 = 110°
Algebrinė forma
z₂ = 2·(cos 110° + j sin 110°) = −0,684 + j1,879
Im(z₂) = 1,879
Atsakymas
Im(z₂) = 1,879
6 šaknys išsidėsčiusios 2 spindulio apskritime, 60° atstumu viena nuo kitos.
9.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: T = 50,47 °C
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.
Aušimo dėsnio sprendinys
T(t) = 21 + 359·e−0,05t
Įstatykite t
T(50) = 21 + 359·0,08208 = 50,47 °C
Atsakymas
T = 50,47 °C
10.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: m = 36,52 kg
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.
Sudarykite lygtį
dm/dt = 20·0,05 − (20/1000)·m = 1 − 0,02·m
Išspręskite
Integruojantysis daugiklis yra ert/V; sprendinys artėja prie pusiausvyrinės reikšmės c·V.
m(t) = 50 + (−30)·e−t/50
Įstatykite t
m(40) = 50 + (−30)·0,4493 = 36,52 kg
Atsakymas
m = 36,52 kg
11.Matricos ir determinantai
Atsakymas: c11 = −6
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
c11 = 1·2 + 2·(−4) = −6
Atsakymas
c11 = −6
12.Matricos ir determinantai
Atsakymas: x = −1,857
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 = (−4)·2 − (−4)·(−5) = −28
Pakeiskite x stulpelį
det Aₓ = 12·2 − (−4)·7 = 52
x = 52/(−28) = −1,857
Atsakymas
x = −1,857
y = −1,143
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga
Atsakymas: compb a = 3,719
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
a·b = 3·(−1) + (−5)·(−3) + (−2)·(−5) = 22
b ilgis
|b| = √((−1)² + (−3)² + (−5)²) = 5,916
Skaliarinė projekcija
compb a = a·b/|b| = 22/5,916 = 3,719
Atsakymas
compb a = 3,719
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga
Atsakymas: V = 73
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 = 2·4 − 3·5 = −7
(b × c)y = bzcx − bxcz = 3·2 − 4·4 = −10
(b × c)z = bxcy − bycx = 4·5 − 2·2 = 16
Skaliarinė sandauga su a
a·(b × c) = 5·(−7) + (−1)·(−10) + (−3)·16 = −73
V = |−73| = 73
Atsakymas
V = 73
15.Tikimybė
Atsakymas: Var(X) = 0,8875
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 = 1·0,1 + 2·0,3 + 3·0,35 + 4·0,25 = 2,75
Kvadratų vidurkis
E(X²) = 1·0,1 + 4·0,3 + 9·0,35 + 16·0,25 = 8,45
Dispersija
Var(X) = 8,45 − 2,75² = 0,8875
Atsakymas
Var(X) = 0,8875
16.Tikimybė
Atsakymas: E(G) = 7,5 €
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: 20 (p = 0,25), 490 (p = 0,02), −10 (p = 0,73)
Laukiamoji vertė
E(G) = 20·0,25 + 490·0,02 − 10·0,73 = 7,5 €
Atsakymas
E(G) = 7,5 €
Teigiama vertė reiškia, kad vidutiniškai laimite pinigų.
17.Aprašomoji statistika
Atsakymas: s = 7,653
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 = −0,8
Standartinio normaliojo skirstinio lentelė
Φ(−0,8) = 0,2119
P = 1 − 0,2119 = 0,7881
Atsakymas
P = 0,7881
19.Normalusis skirstinys
Atsakymas: P = 0,1587
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
μ = 105 s, σ = √(5² + 4²) = 6,403 s
Standartizuokite
z = (111,4 − 105)/6,403 = 1
Viršutinė uodega
P = 1 − Φ(1) = 1 − 0,8413 = 0,1587
Atsakymas
P = 0,1587
20.Normalusis skirstinys
Atsakymas: P = 0,7389
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).