Raskite ribą L = limx→0 ln(1 + 2x)/sin(4x), kai x radianais.
f(x) = ln(1 + 2x)/sin(4x)x → 0
L =
3.IšvestinėsVidutinis
Tegu f(x) = (3x + 1)3. Raskite f′(1).
f(x) = (3x + 1)3x = 1
f′(1) =
4.IšvestinėsSunkus
Funkcijos f(x) = 0,5x2 + 5x + 3 liestinė taške x = 3 kerta y ašį taške y = b. Raskite b.
f(x) = 0,5x2 + 5x + 3x = 3
b =
5.IntegralaiVidutinis
Apskaičiuokite I = ∫₁2 x·ln x dx.
∫₁2 x ln x dx
I =
6.IntegralaiSunkus
Raskite srities tarp parabolės y = 4 − x² ir x ašies plotą A.
y = 4 − x²
A =
7.Kompleksiniai skaičiaiVidutinis
Kai z₁ = 2∠70° ir z₂ = 3∠110°, raskite w = z₁·z₂ realiąją dalį.
z₁ = 2∠70°z₂ = 3∠110°
Re(w) =
8.Kompleksiniai skaičiaiSunkus
Išspręskite z² + 6z + 15,25 = 0. Šaknys yra a ± jb; raskite b > 0.
p = 6q = 15,25
b =
9.Diferencialinės lygtysVidutinis
480 °C kalta plieno detalė paliekama aušti 24 °C dirbtuvėje. Ji kinta pagal Niutono aušimo dėsnį dT/dt = −k·(T − Tₐ). Kai k = 0,01 min⁻¹, raskite temperatūrą T po 57 min.
T0 = 480 °CTa = 24 °Ck = 0,01 min⁻¹t = 57 min
T = °C
10.Diferencialinės lygtysSunkus
Išspręskite y″ + 4y′ + 29y = 0, kai y(0) = 10 ir y′(0) = 0 (paleista iš rimties). Raskite y(1,5); kampai radianais.
y″ + 4y′ + 29y = 0y(0) = 10y′(0) = 0
y(1.5) =
11.Matricos ir determinantaiVidutinis
Tegu C = AB pateiktoms matricoms. Raskite elementą c22 (eilutė 2, stulpelis 2).
A = [1 0; −6 1]B = [−2 −6; 1 4]
c22 =
12.Matricos ir determinantaiSunkus
Raskite pateiktos matricos A didesnę tikrinę reikšmę λ.
A = [1 −2; −5 4]
λ =
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaVidutinis
Raskite vektorių a = (0, −2, −7) ir b = (−5, −2, 6) skaliarinę sandaugą a·b.
a = (0, −2, −7)b = (−5, −2, 6)
a·b =
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaSunkus
Raskite lygiagretainio, sudaryto vektorių a = (2, 2, 2) ir b = (0, −4, −2), plotą A.
a = (2, 2, 2)b = (0, −4, −2)
A =
15.TikimybėVidutinis
Maišelyje yra 7 raudoni ir 4 mėlyni rutuliai. Ištraukiate du rutulius, pirmojo negrąžindami. Kokia tikimybė P, kad abu raudoni?
7 / 4
P =
16.TikimybėSunkus
X turi parodytą skirstinį, o Y = 10X + 10. Raskite Y standartinį nuokrypį σY.
Dydis pasiskirstęs normaliai, vidurkis 50, standartinis nuokrypis 20. Kokia reikšmių dalis P yra didesnė už 26?
μ = 50σ = 20x = 26
P =
19.Normalusis skirstinysVidutinis
X yra normalusis dydis, kurio vidurkis 120 mm ir standartinis nuokrypis 0,3 mm; Y yra nepriklausomas normalusis dydis, kurio vidurkis 80 mm ir standartinis nuokrypis 0,4 mm. Raskite tikimybę P, kad X + Y yra didesnė nei 199,8 mm. Suapvalinkite z iki dviejų skaitmenų po kablelio.
μX = 120, σX = 0,3μY = 80, σY = 0,4X + Y > 199,8 mm
P =
20.Normalusis skirstinysSunkus
baterijų veikimo trukmės pasiskirstę normaliai, vidurkis 500 h, standartinis nuokrypis 40 h. Nuvilkite ribą taip, kad nuspalvinti viršutiniai 95 % būtų dešinėje nuo jos. Raskite ribą x.
μ = 500 hσ = 40 h95%
x = h
3Tirpalai
1.Ribos
Atsakymas: L = 0,8
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 + 5/x2 + 3/x3)/(5 + 5/x2 + 2/x3)
Tegu x → ∞
L = 4/5 = 0,8
Atsakymas
L = 0,8
Kai laipsniai lygūs, riba lygi vyriausiųjų koeficientų santykiui.
2.Ribos
Atsakymas: L = 0,5
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).
Lopitalio taisyklė
L = limx→0 [2/(1 + 2x)]/[4·cos 4x]
Įstatykite x = 0
L = 2/4 = 0,5
Atsakymas
L = 0,5
3.Išvestinės
Atsakymas: f′(1) = 144
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·(3x + 1)2·3
Įstatykite
f′(1) = 3·42·3 = 144
Atsakymas
f′(1) = 144
4.Išvestinės
Atsakymas: b = −1,5
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(3) = 22,5
f′(x) = x + 5 → f′(3) = 8
Liestinė, kai x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 22,5 − 8·3 = −1,5
Atsakymas
b = −1,5
5.Integralai
Atsakymas: I = 0,6363
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 = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2
Pirmykštė funkcija
∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4
Ribos
(2·ln 2 − 1) − (0 − 0,25) = 0,6363
Atsakymas
I = 0,6363
6.Integralai
Atsakymas: A = 10,67
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.
Nuliai
4 − x² = 0 → x = ±2
Integruokite
A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67
Atsakymas
A = 10,67
7.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: Re(w) = −6
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 modulis ir argumentas
|w| = 2 · 3 = 6
θ = 70° + 110° = 180°
Algebrinė forma
Re(w) = 6·cos(180°) = −6
Im(w) = 6·sin(180°) = 0
Re(w) = −6
Atsakymas
Re(w) = −6
8.Kompleksiniai skaičiai
Atsakymas: b = 2,5
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.
Diskriminantas
p² − 4q = 36 − 61 = −25 < 0
Kvadratinių lygčių formulė
z = (−6 ± j√25)/2 = −3 + j2,5, −3 − j2,5
Atsakymas
b = 2,5
Atsakymas
b = 2,5
9.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: T = 281,9 °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) = 24 + 456·e−0,01t
Įstatykite t
T(57) = 24 + 456·0,5655 = 281,9 °C
Atsakymas
T = 281,9 °C
10.Diferencialinės lygtys
Atsakymas: y(1.5) = 0,3594
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.
Kompleksinės šaknys
r = −2 ± 5j
Konstantos
A = 10, B = 2·10/5 = 4
Apskaičiuokite
y(1,5) = e−3(10·cos 7,5 + 4·sin 7,5) = 0,3594
Atsakymas
y(1,5) = 0,3594
11.Matricos ir determinantai
Atsakymas: c22 = 40
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
c22 = (−6)·(−6) + 1·4 = 40
Atsakymas
c22 = 40
12.Matricos ir determinantai
Atsakymas: λ = 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.
Charakteringoji lygtis
λ² − (5)λ + (−6) = 0
Išspręskite
λ = (5 ± √(49))/2 → λ = −1, 6
λ = 6
Atsakymas
λ = 6
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga
Atsakymas: a·b = −38
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.
Vektorinė sandauga
(a × b)x = aybz − azby = 2·(−2) − 2·(−4) = 4
(a × b)y = azbx − axbz = 2·0 − 2·(−2) = 4
(a × b)z = axby − aybx = 2·(−4) − 2·0 = −8
Plotas
A = |a × b| = √(4² + 4² + (−8)²) = 9,798
Atsakymas
A = 9,798
15.Tikimybė
Atsakymas: P = 0,3818
Tikimybės: kai baigtys vienodai tikėtinos, P(A) = palankios/visos. Nepriklausomų įvykių tikimybės dauginamos: P(A ir B) = P(A)·P(B). Dažnai padeda priešingas įvykis: P(bent vienas) = 1 − P(nė vieno). Binominis skirstinys: n nepriklausomų bandymų su sėkmės tikimybe p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Pirmas ir antras traukimas
P = 7/11 · 6/10 = 42/110 = 0,3818
Atsakymas
P = 0,3818
16.Tikimybė
Atsakymas: σY = 11,95
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.
X sklaida
μ = 3,65, Var(X) = 1,428, σX = 1,195
Tiesinis pokytis
σY = |10|·1,195 = 11,95
Atsakymas
σY = 11,95
Vidurkis pasislenka: E(Y) = 10·3,65 + 10 = 46,5.
17.Aprašomoji statistika
Atsakymas: s = 16,16
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 = −1,2
Standartinio normaliojo skirstinio lentelė
Φ(−1,2) = 0,1151
P = 1 − 0,1151 = 0,8849
Atsakymas
P = 0,8849
19.Normalusis skirstinys
Atsakymas: P = 0,6554
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 = 200 mm, σ = √(0,3² + 0,4²) = 0,5 mm
Standartizuokite
z = (199,8 − 200)/0,5 = −0,4
Viršutinė uodega
P = 1 − Φ(−0,4) = 1 − 0,3446 = 0,6554
Atsakymas
P = 0,6554
20.Normalusis skirstinys
Atsakymas: x = 434 h
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.