Raskite ribą L = limx→0 (1 − cos 2x)/(x²), kai x radianais.
f(x) = (1 − cos 2x)/(x²)x → 0
L =
3.IšvestinėsVidutinis
Tegu f(x) = ln(2x2 + 5). Raskite f′(1).
f(x) = ln(2x2 + 5)x = 1
f′(1) =
4.IšvestinėsSunkus
Funkcijos f(x) = 0,5x2 − 4x − 3 liestinė taške x = 1 kerta y ašį taške y = b. Raskite b.
f(x) = 0,5x2 − 4x − 3x = 1
b =
5.IntegralaiVidutinis
Apskaičiuokite I = ∫14 5/x dx.
f(x) = 5/x[1, 4]
I =
6.IntegralaiSunkus
Apskaičiuokite I = ∫₀1,5 x²·eˣ dx.
∫₀1,5 x²eˣ dx
I =
7.Kompleksiniai skaičiaiVidutinis
Diagramoje pavaizduota z = −4 − j. Kai w = 0,5∠−90°, spustelėkite tašką, vaizduojantį z/w.
z = −4 − jw = 0,5∠−90°
1A (1 − j4)
2B (−2 + j8)
3C (−8 − j2)
4D (2 − j8)
8.Kompleksiniai skaičiaiSunkus
Naudodami Muavro teoremą, raskite z⁴ realiąją dalį, kai z = 1 + j.
z = 1 + jn = 4
Re(z⁴) =
9.Diferencialinės lygtysVidutinis
4 °C gaiviojo gėrimo skardinė išimama iš šaldytuvo į 30 °C kambarį. Po 16 min temperatūra yra 14 °C. Ji kinta pagal Niutono aušimo dėsnį dT/dt = −k·(T − Tₐ). Kiek laiko nuo pradžios, t, reikia, kad temperatūra pasiektų 24 °C?
T0 = 4 °CTa = 30 °CT(16) = 14 °CT = 24 °C
t = min
10.Diferencialinės lygtysSunkus
Talpoje yra 100 L gryno vandens. Sūrymas, kurio litre yra 0,25 kg druskos, įteka 4 L/min greičiu, o gerai išmaišytas tirpalas tokiu pat greičiu išteka. Kiek druskos m bus talpoje po 30 min?
V = 100 Lm0 = 0 kgc = 0,25 kg/Lr = 4 L/min
m = kg
11.Matricos ir determinantaiVidutinis
Raskite pateiktos 3×3 matricos A determinantą det A.
A = [2 −5 2; 0 −2 −4; −1 −1 −3]
det A =
12.Matricos ir determinantaiSunkus
Išspręskite sistemą 6x − 2y = 12 ir 6x + 6y = −3. Raskite x.
6x − 2y = 126x + 6y = −3
x =
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaVidutinis
Raskite kampą θ tarp vektorių a = (3, 1, 6) ir b = (−3, 1, −4) laipsniais.
a = (3, 1, 6)b = (−3, 1, −4)
θ = °
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaSunkus
Kai a = (−5, −2, 1) ir b = (5, 1, 5), raskite vektorinės sandaugos a × b y komponentę (a × b)y.
a = (−5, −2, 1)b = (5, 1, 5)
(a × b)y =
15.TikimybėVidutinis
Parodytam skirstiniui raskite X standartinį nuokrypį σ.
x: 0, 1, 2p(x): 0,3, 0,35, 0,35
σ =
16.TikimybėSunkus
Žaidimo kaina yra €10. Laimite €50 su tikimybe 0,3 ir €200 su tikimybe 0,01; kitu atveju nelaimite nieko. Statymas negrąžinamas. Raskite laukiamą grynąjį laimėjimą E(G) per žaidimą.
Egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 50, standartinis nuokrypis 10. Raskite rezultato 42 z įvertį z.
μ = 50σ = 10x = 42
z =
19.Normalusis skirstinysVidutinis
Nuvilkite z, kad nuspalvintas plotas po standartine normaliąja kreive, dešinėje nuo z, būtų 0,9633. Raskite z dviejų ženklų po kablelio tikslumu.
A = 0,9633
z =
20.Normalusis skirstinysSunkus
Tarkime, kad egzamino rezultatai pasiskirstę normaliai, vidurkis 65 tšk., standartinis nuokrypis 10 tšk.. Raskite reikšmę x, už kurią mažesnės yra 97,5 % reikšmių (97,5-asis procentilis).
μ = 65σ = 10P = 97,5%
x = tšk.
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→∞ x·ln(1 − 2/x)
Apskaičiuokite
ln(1 + u)/u → 1, kai u → 0, todėl x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 1·(−2) = −2
Grįžkite nuo logaritmo
L = e−2 = 0,1353
Atsakymas
L = 0,1353
2.Ribos
Atsakymas: L = 2
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
2·sin 2x/(2x) → 0/0
Antrasis taikymas
4·cos 2x/2
Įstatykite x = 0
L = 4/2 = 2
Atsakymas
L = 2
3.Išvestinės
Atsakymas: f′(1) = 0,5714
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 logaritmui
f′(x) = 4x/(2x2 + 5)
Įstatykite
f′(1) = 4/7 = 0,5714
Atsakymas
f′(1) = 0,5714
4.Išvestinės
Atsakymas: b = −3,5
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(1) = −6,5
f′(x) = x − 4 → f′(1) = −3
Liestinė, kai x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −6,5 − (−3)·1 = −3,5
Atsakymas
b = −3,5
5.Integralai
Atsakymas: I = 6,931
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) = 5·ln x
Įstatykite rėžius
I = 5·(ln 4 − ln 1) = 5·ln 4 = 6,931
Atsakymas
I = 6,931
6.Integralai
Atsakymas: I = 3,602
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
4,482·(1,25) − 1·2 = 3,602
Atsakymas
I = 3,602
7.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: D (2 − j8)
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.
w poveikis
|z/w| = |z|/0,5, arg(z/w) = arg z − (−90)°
Taškas
z/w = 2 − j8 → D
Atsakymas
D (2 − j8)
8.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: Re(z⁴) = −4
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.
Polinė forma
z = 1 + j = √2∠45°
Muavras
z⁴ = (√2)⁴∠180° = 4∠180°
Algebrinė forma
z⁴ = 4·(cos 180° + j sin 180°) = −4
Re(z⁴) = −4
Atsakymas
Re(z⁴) = −4
9.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: t = 48,32 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.
Aušimo konstanta
k = ln(-26/-16)/16 = 0,03034 min⁻¹
Laikas iki tikslinės temperatūros
t = ln(-26/(−6))/0,03034 = 48,32 min
Atsakymas
t = 48,32 min
10.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: m = 17,47 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 = 4·0,25 − (4/100)·m = 1 − 0,04·m
Išspręskite
Integruojantysis daugiklis yra ert/V; sprendinys artėja prie pusiausvyrinės reikšmės c·V.
m(t) = 25 + (−25)·e−t/25
Įstatykite t
m(30) = 25 + (−25)·0,3012 = 17,47 kg
Atsakymas
m = 17,47 kg
11.Matricos ir determinantai
Atsakymas: det A = −20
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.
Pirmosios eilutės 2×2 minorai
M₁₁ = 2, M₁₂ = −4, M₁₃ = −2
Skleidinys pagal eilutę
det A = 2·2 − (−5)·(−4) + 2·(−2) = −20
Atsakymas
det A = −20
12.Matricos ir determinantai
Atsakymas: x = 1,375
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 = 6·6 − (−2)·6 = 48
Pakeiskite x stulpelį
det Aₓ = 12·6 − (−2)·(−3) = 66
x = 66/48 = 1,375
Atsakymas
x = 1,375
y = −1,875
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga
Atsakymas: θ = 157,7 °
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·(−3) + 1·1 + 6·(−4) = −32
Moduliai
|a| = √(3² + 1² + 6²) = 6,782
|b| = √((−3)² + 1² + (−4)²) = 5,099
Kampas
cos θ = −32/(6,782·5,099) = −0,9253
θ = arccos(−0,9253) = 157,7°
Atsakymas
θ = 157,7°
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga
Atsakymas: (a × b)y = 30
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 komponentėmis
(a × b)x = aybz − azby = (−2)·5 − 1·1 = −11
(a × b)y = azbx − axbz = 1·5 − (−5)·5 = 30
(a × b)z = axby − aybx = (−5)·1 − (−2)·5 = 5
Prašoma komponentė
(a × b)y = 30
Atsakymas
(a × b)y = 30
Patikra: a × b yra statmena abiem vektoriams, todėl jos skaliarinė sandauga su a ir su b lygi nuliui.
15.Tikimybė
Atsakymas: σ = 0,8047
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 = 0·0,3 + 1·0,35 + 2·0,35 = 1,05
Kvadratų vidurkis
E(X²) = 0·0,3 + 1·0,35 + 4·0,35 = 1,75
Dispersija
Var(X) = 1,75 − 1,05² = 0,6475
σ = √0,6475 = 0,8047
Atsakymas
σ = 0,8047
16.Tikimybė
Atsakymas: E(G) = 7 €
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 = 0,3), 190 (p = 0,01), −10 (p = 0,69)
Laukiamoji vertė
E(G) = 40·0,3 + 190·0,01 − 10·0,69 = 7 €
Atsakymas
E(G) = 7 €
Teigiama vertė reiškia, kad vidutiniškai laimite pinigų.
17.Aprašomoji statistika
Atsakymas: s = 18,99
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 = (42 − 50)/10 = −0,8
Atsakymas
z = −0,8
19.Normalusis skirstinys
Atsakymas: z = −1,79
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.
Plotas kairėje nuo z
Φ(z) = 1 − 0,9633 = 0,0367
Skaitykite z lentelę atvirkščiai
Lentelėje suraskite 0,0367 ir nuskaitykite z.
z = −1,79
Atsakymas
z = −1,79
20.Normalusis skirstinys
Atsakymas: x = 84,6 tšk.
Normalusis skirstinys: reikšmę x paverskite z įverčiu z = (x − μ)/σ, kuris parodo, per kiek standartinių nuokrypių reikšmė nutolusi nuo vidurkio. z lentelė (arba Φ(z)) duoda plotą į kairę nuo z, t. y. P(X < x). Plotas į dešinę lygus 1 − Φ(z), o plotas tarp dviejų reikšmių – jų plotų skirtumui.