Tentukan bentuk yang sesuai dengan operasi: bentuk Cartes a + jb untuk menambah dan menolak, bentuk kutub r∠θ untuk mendarab, membahagi, kuasa dan punca.
Kembangkan dengan j² = −1; bahagi dengan mendarab pengangka dan penyebut dengan konjugat penyebut.
Tukar dengan r = √(a² + b²) dan θ daripada lakaran titik itu (semak kuadran), dan kembali dengan a = r cos θ, b = r sin θ.
Untuk kuasa gunakan De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; untuk zⁿ = R∠φ senaraikan semua n punca R1/n∠((φ + 360°k)/n).
Persamaan pembezaan
Pertumbuhan/pereputan eksponen
dy/dt = ky → y = y0ekt
Separuh hayat
k = ln 2 / t½
Hukum penyejukan Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Faktor pengamiran
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Tangki pencampuran
dm/dt = r·c − (r/V)·m
Matriks & penentu
penentu 2×2
det = ad − bc
Songsangan 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Produk
(AB)ij = Σk AikBkj
Nilai eigen
det(A − λI) = 0
Petua Cramer
xi = det(Ai)/det(A)
Vektor: hasil darab titik & silang
Magnitud
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vektor unit
û = a/|a|
Komponen daripada sudut
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Hasil darab titik
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Unjuran skalar a pada b
a·b/|b|
Kerja
W = F·d
Hasil darab silang
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Luas
segi empat selari |a × b|, segi tiga ½|a × b|
Momen pada O
MO = r × F, r = A − O
Isi padu parallelepiped
V = |a·(b × c)|
Kaedah
Tulis setiap vektor dalam komponen; bagi daya yang diberikan oleh magnitud dan sudut, gunakan F·cos θ dan F·sin θ.
Untuk panjang dan arah gunakan magnitud √(x² + y² + z²) dan vektor unit a/|a|.
Gunakan hasil darab titik untuk sudut, unjuran, keserenjangan dan kerja: a·b = |a||b|cos θ.
Gunakan hasil darab silang untuk vektor berserenjang, luas dan momen: tulis ketiga-tiga komponen dengan teliti, dan kekalkan susunan a × b.
Kebarangkalian
Pelengkap
P(not A) = 1 − P(A)
Petua penambahan
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Peristiwa tak bersandar
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Kebarangkalian bersyarat
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binomial
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k
Statistik perihalan
Min
x̄ = Σx/n
Sisihan piawai sampel
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Median
nilai tengah data yang tersusun
Skor-z
z = (x − μ)/σ
Taburan normal
68% dalam ±1σ, 95% dalam ±2σ
Taburan normal
Skor-z
z = (x − μ)/σ
Di bawah x
P(X < x) = Φ(z)
Di atas x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Antara
Φ(z2) − Φ(z1)
Persentil
x = μ + z·σ
Kaedah
Tukar nilai kepada skor-z: z = (x − μ)/σ.
Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk satu selang tolak dua luas sebelah kiri.
Untuk persentil, bekerja ke belakang: cari z untuk luas itu, kemudian x = μ + z·σ.
2Soalan latihan
1.HadSederhana
Cari had L = limx→∞ (5x3 − 2x + 7)/(4x3 + 5x + 9).
f(x) = (5x3 − 2x + 7)/(4x3 + 5x + 9)x → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 3x)/(4x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 3x)/(4x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Cari f′(1).
f(x) = x·sin(3x)x = 1 rad
f′(1) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 3x2 + x + 5 pada x = 1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 3x2 + x + 5x = 1
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫02 2x·(x² + 1)3 dx.
f(x) = 2x·(x² + 1)3[0, 2]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 4 − x² dan paksi-x.
y = 4 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = −9 − j9 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = −9 − j9
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Cari bahagian nyata (−1 − j)⁴.
z = −1 − jn = 4
Re(z⁴) =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 6y′ + 5y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 6. Cari y(2).
y″ + 6y′ + 5y = 0y(0) = 3y′(0) = 6
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y″ + 3y′ + 11.25y = 0 dengan y(0) = 10 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(0.5); sudut dalam radian.
y″ + 3y′ + 11.25y = 0y(0) = 10y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [0 −1 3; 0 −4 5; −5 −2 −3]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 6x + y = −8 dan −3x − y = −6. Cari x.
6x + y = −8−3x − y = −6
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari sudut θ antara vektor a = (−4, −5, −2) dan b = (−3, −3, −6), dalam darjah.
a = (−4, −5, −2)b = (−3, −3, −6)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Daya F = (20, −40, 50) N bertindak pada titik A(3, 1, −1). Koordinat dalam meter. Cari komponen-y My momen daya terhadap titik O(2, 3, 3).
F = (20, −40, 50) NA(3, 1, −1) mO(2, 3, 3) m
My = N·m
15.KebarangkalianSederhana
Sebuah beg mengandungi 3 bebola merah dan 6 biru. Anda mengambil dua bebola tanpa memulangkan yang pertama. Berapakah kebarangkalian P kedua-duanya merah?
3 / 6
P =
16.KebarangkalianSukar
X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = 10X + 1. Cari sisihan piawai σY bagi Y.
Cari sisihan piawai sampel s data: 54, 25, 52, 53, 60.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 8. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 70?
μ = 60σ = 8x = 70
P =
19.Taburan normalSederhana
X normal dengan min 120 mm dan sisihan piawai 0.3 mm; Y tak bersandar dan normal dengan min 80 mm dan sisihan piawai 0.4 mm. Cari kebarangkalian P bahawa X + Y melebihi 201 mm. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μX = 120, σX = 0.3μY = 80, σY = 0.4X + Y > 201 mm
P =
20.Taburan normalSukar
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 10% daripadanya (persentil ke-10).
μ = 100σ = 15P = 10%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 1.25
Had: cuba penggantian terus dahulu. Jika ia memberikan 0/0, permudahkan dahulu: faktorkan dan batalkan faktor sepunya, atau darabkan dengan konjugat. Apabila x → ∞, bahagi pengangka dan penyebut dengan kuasa x tertinggi. Petua L'Hôpital: jika f/g memberikan 0/0 atau ∞/∞, maka lim f/g = lim f′/g′, dengan membezakan pengangka dan penyebut secara berasingan (bukan dengan petua hasil bahagi).
Bahagikan dengan kuasa tertinggi
(5 + (−2)/x2 + 7/x3)/(4 + 5/x2 + 9/x3)
Biarkan x → ∞
L = 5/4 = 1.25
Jawapan
L = 1.25
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
2.Had
Jawapan: L = 1.125
Had: cuba penggantian terus dahulu. Jika ia memberikan 0/0, permudahkan dahulu: faktorkan dan batalkan faktor sepunya, atau darabkan dengan konjugat. Apabila x → ∞, bahagi pengangka dan penyebut dengan kuasa x tertinggi. Petua L'Hôpital: jika f/g memberikan 0/0 atau ∞/∞, maka lim f/g = lim f′/g′, dengan membezakan pengangka dan penyebut secara berasingan (bukan dengan petua hasil bahagi).
Penggunaan pertama
3·sin 3x/(8x) → 0/0
Penggunaan kedua
9·cos 3x/8
Gantikan x = 0
L = 9/8 = 1.125
Jawapan
L = 1.125
3.Terbitan
Jawapan: f′(1) = −2.829
Pembezaan: terbitan f′(x) ialah kecerunan graf pada x. Petua kuasa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Petua hasil darab: (uv)′ = u′v + uv′. Petua rantai: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Di mana f′(x) = 0, graf mempunyai tangen mengufuk: maksimum, minimum atau titik pelana.
Petua hasil darab dan rantai
f′(x) = sin(3x) + 3x·cos(3x)
Gantikan
f′(1) = 0.1411 + 3·(−0.99) = −2.829
Jawapan
f′(1) = −2.829
4.Terbitan
Jawapan: b = 2
Pembezaan: terbitan f′(x) ialah kecerunan graf pada x. Petua kuasa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Petua hasil darab: (uv)′ = u′v + uv′. Petua rantai: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Di mana f′(x) = 0, graf mempunyai tangen mengufuk: maksimum, minimum atau titik pelana.
Titik dan kecerunan
f(1) = 9
f′(x) = 6x + 1 → f′(1) = 7
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 9 − 7·1 = 2
Jawapan
b = 2
5.Kamiran
Jawapan: I = 156
Kamiran tentu: ∫ₐᵇ f(x) dx ialah luas bertanda antara graf dan paksi-x dari a hingga b. Cari antiterbitan F (dengan F′ = f) dan nilaikan F(b) − F(a). Petua kuasa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Luas antara dua lengkung ialah ∫(atas − bawah) dx.
Penggantian
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u3 du
Kamirkan dan nilaikan
I = [u4/4]15 = (625 − 1)/4 = 156
Jawapan
I = 156
6.Kamiran
Jawapan: A = 10.67
Kamiran tentu: ∫ₐᵇ f(x) dx ialah luas bertanda antara graf dan paksi-x dari a hingga b. Cari antiterbitan F (dengan F′ = f) dan nilaikan F(b) − F(a). Petua kuasa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Luas antara dua lengkung ialah ∫(atas − bawah) dx.
Sifar
4 − x² = 0 → x = ±2
Kamirkan
A = [4x − x³/3]−22 = 5.333 − (−5.333) = 10.67
Jawapan
A = 10.67
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = −135 °
Bentuk kutub: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, dengan r = |z| dan θ = arg z. Kembali kepada bentuk Cartes: a = r cos θ, b = r sin θ. Argumen memerlukan kuadran: θ = atan(b/a) hanya apabila a > 0; untuk a < 0 tambah atau tolak 180°. Dalam bentuk kutub pendaraban mudah: darabkan modulus dan tambah argumen; untuk pembahagian bahagikan modulus dan tolak argumen.
Kuadran
a = −9, b = −9 → III
Sudut rujukan
α = atan(9/9) = 45°
Argumen
θ = −(180° − α) = −135°
Jawapan
θ = −135°
Dalam bentuk kutub z = 12.73∠−135°.
8.Nombor kompleks
Jawapan: Re(z⁴) = −4
De Moivre dan punca: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. Persamaan zⁿ = R∠φ mempunyai tepat n punca, semuanya dengan modulus R1/n, pada argumen (φ + 360°·k)/n untuk k = 0, 1, …, n − 1: ia terletak berjarak sama pada bulatan, 360°/n antara satu sama lain. Persamaan kuadratik z² + pz + q = 0 dengan p² < 4q mempunyai punca kompleks z = −p/2 ± j√(q − p²/4); polinomial dengan pekali nyata sentiasa mempunyai punca kompleksnya dalam pasangan konjugat a ± jb.
Kuasa langkah demi langkah
z² = (−1 − j)(−1 − j) = j2
z³ = (j2)(−1 − j) = 2 − j2
z⁴ = (2 − j2)(−1 − j) = −4
Semak dengan De Moivre
z = 1.414∠−135° → z⁴ = 4∠180°
Re(z⁴) = −4
Jawapan
Re(z⁴) = −4
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 0.7104
Persamaan linear tertib kedua: bagi y″ + b·y′ + c·y = 0 cuba y = ert: ini memberikan persamaan ciri r² + b·r + c = 0. Dua punca nyata r₁ ≠ r₂ memberikan y = A·er₁t + B·er₂t (redaman lampau); punca berganda r memberikan y = (A + Bt)·ert (redaman genting); punca kompleks −α ± jω memberikan y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (redaman kurang, berayun). Nilai awal y(0) dan y′(0) menetapkan A dan B. Ditulis sebagai y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn ialah frekuensi tabii dan ζ nisbah redaman: ζ < 1 berayun. Dengan input malar, y″ + by′ + cy = c·K, penyelesaiannya ialah nilai mantap K tambah sambutan bebas.
Punca ciri
(r + 1)(r + 5) = 0 → r = −1, −5
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 3, −1A − 5B = 6
A = 5.25, B = −2.25
Nilaikan
y(2) = 5.25·e−2 + (−2.25)·e−10 = 0.7104
Jawapan
y(2) = 0.7104
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = 2.69
Persamaan linear tertib kedua: bagi y″ + b·y′ + c·y = 0 cuba y = ert: ini memberikan persamaan ciri r² + b·r + c = 0. Dua punca nyata r₁ ≠ r₂ memberikan y = A·er₁t + B·er₂t (redaman lampau); punca berganda r memberikan y = (A + Bt)·ert (redaman genting); punca kompleks −α ± jω memberikan y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (redaman kurang, berayun). Nilai awal y(0) dan y′(0) menetapkan A dan B. Ditulis sebagai y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn ialah frekuensi tabii dan ζ nisbah redaman: ζ < 1 berayun. Dengan input malar, y″ + by′ + cy = c·K, penyelesaiannya ialah nilai mantap K tambah sambutan bebas.
Punca kompleks
r = −1.5 ± 3j
Pemalar
A = 10, B = 1.5·10/3 = 5
Nilaikan
y(0.5) = e−0.75(10·cos 1.5 + 5·sin 1.5) = 2.69
Jawapan
y(0.5) = 2.69
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −35
Matriks: penentu matriks 2×2 ialah ad − bc. Bagi 3×3, kembangkan sepanjang satu baris: setiap unsur didarab penentu matriks 2×2 yang tinggal selepas membuang baris dan lajurnya, dengan tanda berselang-seli + − +. Nilai eigen λ menyelesaikan det(A − λI) = 0; bagi 2×2 itu ialah λ² − (surih)·λ + det = 0.
Minor 2×2 baris pertama
M₁₁ = 22, M₁₂ = 25, M₁₃ = −20
Pengembangan kofaktor
det A = 0·22 − (−1)·25 + 3·(−20) = −35
Jawapan
det A = −35
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −4.667
Matriks: penentu matriks 2×2 ialah ad − bc. Bagi 3×3, kembangkan sepanjang satu baris: setiap unsur didarab penentu matriks 2×2 yang tinggal selepas membuang baris dan lajurnya, dengan tanda berselang-seli + − +. Nilai eigen λ menyelesaikan det(A − λI) = 0; bagi 2×2 itu ialah λ² − (surih)·λ + det = 0.
Penentu matriks pekali
det A = 6·(−1) − 1·(−3) = −3
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−8)·(−1) − 1·(−6) = 14
x = 14/(−3) = −4.667
Jawapan
x = −4.667
y = 20
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: θ = 37.71 °
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.
Hasil darab titik
a·b = (−4)·(−3) + (−5)·(−3) + (−2)·(−6) = 39
Magnitud
|a| = √((−4)² + (−5)² + (−2)²) = 6.708
|b| = √((−3)² + (−3)² + (−6)²) = 7.348
Sudut
cos θ = 39/(6.708·7.348) = 0.7912
θ = arccos(0.7912) = 37.71°
Jawapan
θ = 37.71°
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: My = −130 N·m
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.
Vektor kedudukan dari O ke A
r = A − O = (3, 1, −1) − (2, 3, 3) = (1, −2, −4) m
Kebarangkalian: dengan hasil yang sama mungkin, P(A) = baik/jumlah. Bagi peristiwa tak bersandar darabkan: P(A dan B) = P(A)·P(B). Pelengkap sering membantu: P(sekurang-kurangnya satu) = 1 − P(tiada). Binomial: dalam n percubaan tak bersandar dengan kebarangkalian kejayaan p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Pengambilan pertama dan kedua
P = 3/9 · 2/8 = 6/72 = 0.08333
Jawapan
P = 0.08333
16.Kebarangkalian
Jawapan: σY = 16.58
Pemboleh ubah rawak diskret: taburan kebarangkalian menyenaraikan setiap nilai x yang boleh diambil oleh pemboleh ubah dengan kebarangkaliannya p(x); kebarangkalian berada antara 0 dan 1 dan berjumlah 1. Nilai jangkaan (min) ialah E(X) = Σx·p(x), purata jangka panjang. Varians ialah Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², dan sisihan piawai σ = √Var(X). Bagi perubahan linear Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) dan σY = |a|·σX; menambah pemalar tidak mengubah serakan.
Serakan X
μ = 1.95, Var(X) = 2.748, σX = 1.658
Perubahan linear
σY = |10|·1.658 = 16.58
Jawapan
σY = 16.58
Min memang berubah: E(Y) = 10·1.95 + 1 = 20.5.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 13.66
Statistik perihalan: min ialah hasil tambah dibahagi n; median ialah nilai tengah data yang disusun (purata dua nilai tengah apabila n genap). Sisihan piawai sampel ialah s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Skor-z z = (x − μ)/σ menyatakan berapa sisihan piawai suatu nilai terletak daripada min.
Statistik perihalan: min ialah hasil tambah dibahagi n; median ialah nilai tengah data yang disusun (purata dua nilai tengah apabila n genap). Sisihan piawai sampel ialah s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Skor-z z = (x − μ)/σ menyatakan berapa sisihan piawai suatu nilai terletak daripada min.
Piawaikan
z = 1.25
Jadual normal piawai
Φ(1.25) = 0.8944
P = 1 − 0.8944 = 0.1056
Jawapan
P = 0.1056
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.02275
Hasil tambah dan beza pemboleh ubah normal: jika X dan Y tak bersandar dan normal, X + Y dan X − Y juga normal. Min ditambah atau ditolak: E(X ± Y) = μX ± μY. Varians sentiasa ditambah, juga untuk beza: Var(X ± Y) = σX² + σY², jadi σ = √(σX² + σY²). Sisihan piawai tidak pernah ditambah secara langsung. Jumlah n item tak bersandar dengan taburan yang sama mempunyai min n·μ dan sisihan piawai σ·√n. Kemudian piawaikan seperti biasa: z = (x − min)/σ dan baca Φ(z).
Taburan hasil tambah
μ = 200 mm, σ = √(0.3² + 0.4²) = 0.5 mm
Piawaikan
z = (201 − 200)/0.5 = 2
Ekor atas
P = 1 − Φ(2) = 1 − 0.9772 = 0.02275
Jawapan
P = 0.02275
20.Taburan normal
Jawapan: x = 80.78 markah
Taburan normal: tukar nilai x kepada skor-z, z = (x − μ)/σ, yang mengira sisihan piawai daripada min. Jadual-z (atau Φ(z)) memberikan luas di sebelah kiri z, iaitu P(X < x). Luas di sebelah kanan ialah 1 − Φ(z), dan luas antara dua nilai ialah beza antara dua luas tersebut.