Inžinerinė matematika: pasiruošimo paketas

Formulių lapai, pagrindiniai kiekvienos temos metodų žingsniai ir 20 uždavinių, o pilni sprendimai pateikti gale.

Nauji uždaviniaiAtgal į kursą

Spausdinimo lange pasirinkite „Išsaugoti kaip PDF“, kad nuosavą kopiją išsaugotumėte savo įrenginyje.

1Formulės ir metodai

Ribos

Tiesioginis įstatymas
pirmiausia įstatykite x = a; 0/0 reiškia, kad reikia suprastinti
Išskaidykite dauginamaisiais ir suprastinkite
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Jungtinis reiškinys
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Ribos begalybėje
dalykite iš aukščiausio x laipsnio; kai laipsniai lygūs, riba lygi vyriausiųjų koeficientų santykiui
Ypatingoji riba
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Lopitalio taisyklė
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Išvestinės

Laipsnio išvestinė
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Sandaugos taisyklė
(uv)′ = u′v + uv′
Dalmens išvestinė
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Grandinės taisyklė
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Pagrindinės išvestinės
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Metodas

  1. Nustatykite struktūrą: suma, sandauga, dalmuo ar sudėtinė funkcija.
  2. Kiekvienam x laipsniui taikykite laipsninės funkcijos išvestinės taisyklę.
  3. Kur reikia, taikykite sandaugos, dalmens arba sudėtinės funkcijos išvestinės taisyklę.
  4. Suprastinkite ir, jei prašoma, apskaičiuokite reikšmę taške.

Integralai

Laipsnio išvestinė
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Apibrėžtinis integralas
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Pagrindiniai integralai
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Plotas tarp kreivių
∫ab (f − g) dx

Metodas

  1. Kai įmanoma, pointegralinę funkciją perrašykite kaip paprastų narių sumą.
  2. Taikykite laipsninės funkcijos taisyklę: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), o ex, 1/x, sin ir cos – lentelinius integralus.
  3. Keitinį naudokite, kai matote funkciją kartu su jos išvestine.
  4. Apibrėžtiniam integralui apskaičiuokite F(b) − F(a).

Kompleksiniai skaičiai

Algebrinė forma
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Modulis ir argumentas
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Polinė ir rodiklinė forma
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Dalyba
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Sandauga ir dalmuo
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
Muavras
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
n-tojo laipsnio šaknys
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Kvadratinė lygtis, kai p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Metodas

  1. Nuspręskite, kokia forma tinka veiksmui: algebrinė a + jb sudėčiai ir atimčiai, polinė r∠θ daugybai, dalybai, laipsniams ir šaknims.
  2. Dauginkite išskleisdami su j² = −1; dalykite padaugindami skaitiklį ir vardiklį iš vardiklio jungtinio.
  3. Konvertuokite pagal r = √(a² + b²) ir θ iš taško (a, b) brėžinio (patikrinkite ketvirtį), o atgal – pagal a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Laipsniams naudokite Muavro formulę, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; zⁿ = R∠φ išvardykite visas n šaknų R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Diferencialinės lygtys

Eksponentinis augimas / mažėjimas
dy/dt = ky → y = y0ekt
Pusėjimo trukmė
k = ln 2 / t½
Niutono aušimo dėsnis
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Integruojantysis daugiklis
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Maišymo talpa
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Matricos ir determinantai

2×2 determinantas
det = ad − bc
2×2 atvirkštinė matrica
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Produktas
(AB)ij = Σk AikBkj
Tikrinės reikšmės
det(A − λI) = 0
Kramerio taisyklė
xi = det(Ai)/det(A)

Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga

Modulis
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vienetinis vektorius
û = a/|a|
Komponentės pagal kampą
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Skaliarinė sandauga
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
a skaliarinė projekcija į b
a·b/|b|
Darbas
W = F·d
Vektorinė sandauga
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Plotai
lygiagretainis |a × b|, trikampis ½|a × b|
Momentas taško O atžvilgiu
MO = r × F, r = A − O
Gretasienio tūris
V = |a·(b × c)|

Metodas

  1. Kiekvieną vektorių užrašykite komponentėmis; jėgai, pateiktai moduliu ir kampu, naudokite F·cos θ ir F·sin θ.
  2. Ilgiams ir kryptims naudokite modulį √(x² + y² + z²) ir vienetinį vektorių a/|a|.
  3. Skaliarinę sandaugą naudokite kampams, projekcijoms, statmenumui ir darbui: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Vektorinę sandaugą naudokite statmeniems vektoriams, plotams ir momentams: atidžiai užrašykite tris komponentes, išlaikydami tvarką a × b.

Tikimybė

Priešingas įvykis
P(not A) = 1 − P(A)
Sudėties taisyklė
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Nepriklausomi įvykiai
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Sąlyginė tikimybė
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binominis skirstinys
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Aprašomoji statistika

Vidurkis
x̄ = Σx/n
Imties standartinis nuokrypis
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
vidurinė surikiuotų duomenų reikšmė
z įvertis
z = (x − μ)/σ
Normalusis skirstinys
68% intervale ±1σ, 95% intervale ±2σ

Normalusis skirstinys

z įvertis
z = (x − μ)/σ
Mažiau nei x
P(X < x) = Φ(z)
Daugiau nei x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Tarp
Φ(z2) − Φ(z1)
Procentilis
x = μ + z·σ

Metodas

  1. Reikšmę paverskite z įverčiu: z = (x − μ)/σ.
  2. Lentelėje raskite Φ(z) – plotą į kairę nuo z.
  3. Plotui į dešinę naudokite 1 − Φ(z); intervalui atimkite du plotus į kairę.
  4. Procentiliui spręskite atvirkščiai: raskite plotą atitinkantį z, tada x = μ + z·σ.

2Uždaviniai

1.RibosVidutinis
xyy = L

Raskite ribą L = limx→∞ (1 + 1/x)x. Pateikite dešimtainę reikšmę.

f(x) = (1 + 1/x)xx → ∞
L =
2.RibosSunkus
xyx = 0

Raskite ribą L = limx→0 ln(1 + x)/sin(4x), kai x radianais.

f(x) = ln(1 + x)/sin(4x)x → 0
L =
3.IšvestinėsVidutinis
xyx = 1,5

Tegu f(x) = x·sin(2x), x radianais. Raskite f′(1,5).

f(x) = x·sin(2x)x = 1,5 rad
f′(1.5) =
4.IšvestinėsSunkus
xy

Tegu f(x) = x3 + 3x2 − 9x + 3. Raskite lokaliojo maksimumo x koordinatę x.

f(x) = x3 + 3x2 − 9x + 3
x =
5.IntegralaiVidutinis
xy01

Apskaičiuokite I = ∫01 e−0,5x dx.

f(x) = e−0,5x[0, 1]
I =
6.IntegralaiSunkus
xy−11

Raskite srities tarp parabolės y = 1 − x² ir x ašies plotą A.

y = 1 − x²
A =
7.Kompleksiniai skaičiaiVidutinis
ReIm55−5−51010−10−10θz

Raskite z = −9 − j5 argumentą θ laipsniais, kaip pagrindinę reikšmę tarp −180° ir 180°.

z = −9 − j5
θ = °
8.Kompleksiniai skaičiaiSunkus
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

Viena lygties z³ + 3z² + 7z + 85 = 0 šaknis yra z₁ = 1 + j4. Koeficientai realieji. Raskite realiąją šaknį r.

z₁ = 1 + j4
r =
9.Diferencialinės lygtysVidutinis
tyy(0) = 3y(2) = ?

Išspręskite y″ + 8y′ + 16y = 0, kai y(0) = 3 ir y′(0) = -2. Raskite y(2).

y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 3y′(0) = -2
y(2) =
10.Diferencialinės lygtysSunkus
tyy(0) = 2y(0,75) = ?

Išspręskite y″ + 4y′ + 20y = 0, kai y(0) = 2 ir y′(0) = 0 (paleista iš rimties). Raskite y(0,75); kampai radianais.

y″ + 4y′ + 20y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.75) =
11.Matricos ir determinantaiVidutinis
A =14−5141−1−30

Raskite pateiktos 3×3 matricos A determinantą det A.

A = [1 4 −5; 1 4 1; −1 −3 0]
det A =
12.Matricos ir determinantaiSunkus
A =1353

Raskite pateiktos matricos A didesnę tikrinę reikšmę λ.

A = [1 3; 5 3]
λ =
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaVidutinis
xyzab

Raskite vektoriaus a = (0, −1, −5) skaliarinę projekciją compb a į b = (4, 2, −1), t. y. a komponentę b kryptimi.

a = (0, −1, −5)b = (4, 2, −1)
compb a =
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandaugaSunkus
xyzabc

Raskite gretasienio, kurio briaunos iš vienos viršūnės yra a = (−5, 0, 4), b = (−3, 1, 3) ir c = (3, 1, 2), tūrį V.

a = (−5, 0, 4)b = (−3, 1, 3)c = (3, 1, 2)
V =
15.TikimybėVidutinis
xp(x)00,120,240,3560,35μ = 3,9

Parodytam skirstiniui raskite X standartinį nuokrypį σ.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,1, 0,2, 0,35, 0,35
σ =
16.TikimybėSunkus
€p(x)−100,79400,2900,01

Žaidimo kaina yra €10. Laimite €50 su tikimybe 0,2 ir €100 su tikimybe 0,01; kitu atveju nelaimite nieko. Statymas negrąžinamas. Raskite laukiamą grynąjį laimėjimą E(G) per žaidimą.

statymas = €10€50: p = 0,2€100: p = 0,01
E(G) = €
17.Aprašomoji statistikaVidutinis
1520253035404550

Raskite duomenų imties standartinį nuokrypį s: 15, 40, 41, 25, 52, 27.

n = 6
s =
18.Aprašomoji statistikaSunkus
z −2−1012

Dydis pasiskirstęs normaliai, vidurkis 60, standartinis nuokrypis 12. Kokia reikšmių dalis P yra mažesnė už 50,4?

μ = 60σ = 12x = 50,4
P =
19.Normalusis skirstinysVidutinis
−3−2−10123znuspalvintas plotas dešinėje nuo z = 0,3336

Nuvilkite z, kad nuspalvintas plotas po standartine normaliąja kreive, dešinėje nuo z, būtų 0,3336. Raskite z dviejų ženklų po kablelio tikslumu.

A = 0,3336
z =
20.Normalusis skirstinysSunkus
235240245250255260265gapačia 30%

maišų masės pasiskirstę normaliai, vidurkis 250 g, standartinis nuokrypis 5 g. Nuvilkite ribą taip, kad nuspalvinti apatiniai 30 % būtų kairėje nuo jos. Raskite ribą x.

μ = 250 gσ = 5 g30%
x = g

3Tirpalai

1.Ribos

Atsakymas: L = 2,718

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 + 1/x)

Apskaičiuokite

ln(1 + u)/u → 1, kai u → 0, todėl x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 1·1 = 1

Grįžkite nuo logaritmo

L = e1 = 2,718

Atsakymas

L = 2,718
2.Ribos

Atsakymas: L = 0,25

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 [1/(1 + x)]/[4·cos 4x]

Įstatykite x = 0

L = 1/4 = 0,25

Atsakymas

L = 0,25
3.Išvestinės

Atsakymas: f′(1.5) = −2,829

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.

Sandaugos ir grandinės taisyklės

f′(x) = sin(2x) + 2x·cos(2x)

Įstatykite

f′(1,5) = 0,1411 + 3·(−0,99) = −2,829

Atsakymas

f′(1,5) = −2,829
4.Išvestinės

Atsakymas: x = −3

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.

Išvestinė

f′(x) = 3x2 + 6x − 9 = 3·(x2 + 2x − 3)

Išspręskite f′(x) = 0

x = −3 arba x = 1

Kuris yra kuris

f″(x) = 6x + 6: neigiama maksimume, teigiama minimume.

f″(−3) = −12, f″(1) = 12
x = −3

Atsakymas

x = −3
5.Integralai

Atsakymas: I = 0,7869

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−0,5x/(−0,5)

Įstatykite rėžius

I = (e−0,5 − 1)/(−0,5) = (0,6065 − 1)/(−0,5) = 0,7869

Atsakymas

I = 0,7869
6.Integralai

Atsakymas: A = 1,333

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

1 − x² = 0 → x = ±1

Integruokite

A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333

Atsakymas

A = 1,333
7.Kompleksiniai skaičiai

Atsakymas: θ = −150,9 °

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.

Ketvirtis

a = −9, b = −5 → III

Atskaitos kampas

α = atan(5/9) = 29,05°

Argumentas

θ = −(180° − α) = −150,9°

Atsakymas

θ = −150,9°

Polinė forma z = 10,3∠−150,9°.

8.Kompleksiniai skaičiai

Atsakymas: r = −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.

Jungtinė pora

z₂ = 1 − j4
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·1·z + (1² + 4²) = z² − 2z + 17

Išskirkite kvadratinį dauginamąjį

z³ + 3z² + 7z + 85 = (z² − 2z + 17)(z + 5)

Realioji šaknis

r = −5

Atsakymas

r = −5

Patikrinkite pagal šaknų sumą: z₁ + z₂ + r = 2 + (−5) = −3 = −(3).

9.Diferencialinės lygtys

Atsakymas: y(2) = 0,007716

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.

Dviguba šaknis

(r + 4)² = 0 → r = −4

Konstantos

A = y(0) = 3
y′(0) = B − 4A → B = -2 + 12 = 10

Apskaičiuokite

y(2) = (3 + 10·2)·e−8 = 0,007716

Atsakymas

y(2) = 0,007716
10.Diferencialinės lygtys

Atsakymas: y(0.75) = −0,4103

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 ± 4j

Konstantos

A = 2, B = 2·2/4 = 1

Apskaičiuokite

y(0,75) = e−1,5(2·cos 3 + 1·sin 3) = −0,4103

Atsakymas

y(0,75) = −0,4103
11.Matricos ir determinantai

Atsakymas: det A = −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.

Pirmosios eilutės 2×2 minorai

M₁₁ = 3, M₁₂ = 1, M₁₃ = 1

Skleidinys pagal eilutę

det A = 1·3 − 4·1 + (−5)·1 = −6

Atsakymas

det A = −6
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 − (4)λ + (−12) = 0

Išspręskite

λ = (4 ± √(64))/2 → λ = −2, 6
λ = 6

Atsakymas

λ = 6
13.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga

Atsakymas: compb a = 0,6547

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 = 0·4 + (−1)·2 + (−5)·(−1) = 3

b ilgis

|b| = √(4² + 2² + (−1)²) = 4,583

Skaliarinė projekcija

compb a = a·b/|b| = 3/4,583 = 0,6547

Atsakymas

compb a = 0,6547
14.Vektoriai: skaliarinė ir vektorinė sandauga

Atsakymas: V = 19

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 = 1·2 − 3·1 = −1
(b × c)y = bzcx − bxcz = 3·3 − (−3)·2 = 15
(b × c)z = bxcy − bycx = (−3)·1 − 1·3 = −6

Skaliarinė sandauga su a

a·(b × c) = (−5)·(−1) + 0·15 + 4·(−6) = −19
V = |−19| = 19

Atsakymas

V = 19
15.Tikimybė

Atsakymas: σ = 1,947

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 = 0·0,1 + 2·0,2 + 4·0,35 + 6·0,35 = 3,9

Kvadratų vidurkis

E(X²) = 0·0,1 + 4·0,2 + 16·0,35 + 36·0,35 = 19

Dispersija

Var(X) = 19 − 3,9² = 3,79
σ = √3,79 = 1,947

Atsakymas

σ = 1,947
16.Tikimybė

Atsakymas: E(G) = 1 €

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), 90 (p = 0,01), −10 (p = 0,79)

Laukiamoji vertė

E(G) = 40·0,2 + 90·0,01 − 10·0,79 = 1 €

Atsakymas

E(G) = 1 €

Teigiama vertė reiškia, kad vidutiniškai laimite pinigų.

17.Aprašomoji statistika

Atsakymas: s = 13,4

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.

Vidurkis

x̄ = 200/6 = 33,33

Nuokrypių kvadratai

Σ(x − x̄)² = (−18,33)² + 6,667² + 7,667² + (−8,333)² + 18,67² + (−6,333)² = 897,3

Standartinis nuokrypis

s = √(897,3/5) = 13,4

Atsakymas

s = 13,4
18.Aprašomoji statistika

Atsakymas: P = 0,2119

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 = 0,2119

Atsakymas

P = 0,2119
19.Normalusis skirstinys

Atsakymas: z = 0,43

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 − 0,3336 = 0,6664

Skaitykite z lentelę atvirkščiai

Lentelėje suraskite 0,6664 ir nuskaitykite z.

z = 0,43

Atsakymas

z = 0,43
20.Normalusis skirstinys

Atsakymas: x = 247,4 g

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

Φ(z) = 0,3

z iš lentelės

z ≈ −0,52

Atgal į pradinius vienetus

x = 250 − 0,52·5 = 247,4 g

Atsakymas

x = 247,4 g

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics