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→∞ (1 − 2/x)3x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 − 2/x)3xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 2x)/(3x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(3x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (−2x + 5)4. Cari f′(−1).
f(x) = (−2x + 5)4x = −1
f′(−1) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 + 4.5x2 + 6x − 6. Cari koordinat-x x bagi minimum setempat.
f(x) = x3 + 4.5x2 + 6x − 6
x =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫02 e2x dx.
f(x) = e2x[0, 2]
I =
6.KamiranSukar
Rantau antara garis y = x dan parabola y = x² diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu.
y = xy = x²
V =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 10∠−115° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian khayalan b.
r = 10θ = −115°
b =
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z⁶ = 729∠180°. Klik titik itu.
w = 729∠180°n = 6
1A (3∠0°)
2B (1.5∠−30°)
3C (3∠180°)
4D (3∠−30°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 7y′ + 12y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 1. Cari y(0.5).
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 3y′(0) = 1
y(0.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + 3y′ + 11.25y = 22.5 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.
y″ + 3y′ + 11.25y = 22.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c21 (baris 2, lajur 1).
A = [−6 3; −2 −1]B = [2 −3; −2 −6]
c21 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 2x − 5y = −7 dan −2x − 6y = −5. Cari x.
2x − 5y = −7−2x − 6y = −5
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari sudut θ antara vektor a = (−4, −6, 4) dan b = (1, −5, 6), dalam darjah.
a = (−4, −6, 4)b = (1, −5, 6)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi empat selari yang direntangi oleh a = (3, 2, −5) dan b = (−3, 4, −2).
a = (3, 2, −5)b = (−3, 4, −2)
A =
15.KebarangkalianSederhana
Bagi taburan yang ditunjukkan, cari sisihan piawai σ bagi X.
x: 10, 20, 30, 40p(x): 0.25, 0.3, 0.15, 0.3
σ =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 6 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.1, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 2 jawapan betul?
n = 6p = 0.1k = 2
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 32, 53, 34, 23, 10.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 170 dan sisihan piawai 8. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 178?
μ = 170σ = 8x = 178
P =
19.Taburan normalSederhana
berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Berapakah pecahan yang terletak antara 244.25 dan 255 g? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 250σ = 5x1 = 244.25x2 = 255
P =
20.Taburan normalSukar
ketinggian lelaki dewasa bertaburan normal dengan min 178 cm dan sisihan piawai 7 cm. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 20% daripadanya (persentil ke-20).
μ = 178σ = 7P = 20%
x = cm
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 0.002479
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).
Ambil logaritma
ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 − 2/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·(−2) = −6
Buat songsangan logaritma
L = e−6 = 0.002479
Jawapan
L = 0.002479
2.Had
Jawapan: L = 0.6667
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
2·sin 2x/(6x) → 0/0
Penggunaan kedua
4·cos 2x/6
Gantikan x = 0
L = 4/6 = 0.6667
Jawapan
L = 0.6667
3.Terbitan
Jawapan: f′(−1) = −2744
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 rantai
f′(x) = 4·(−2x + 5)3·(−2)
Gantikan
f′(−1) = 4·73·(−2) = −2744
Jawapan
f′(−1) = −2744
4.Terbitan
Jawapan: x = −1
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.
Terbitan
f′(x) = 3x2 + 9x + 6 = 3·(x2 + 3x + 2)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −2 atau x = −1
Yang mana satu
f″(x) = 6x + 9: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(−2) = −3, f″(−1) = 3
x = −1
Jawapan
x = −1
5.Kamiran
Jawapan: I = 26.8
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.
Antiterbitan
F(x) = e2x/2
Nilaikan pada had
I = (e4 − 1)/2 = (54.6 − 1)/2 = 26.8
Jawapan
I = 26.8
6.Kamiran
Jawapan: V = 0.4189
Isi padu kisaran: memutarkan rantau di bawah y = f(x) dari x = a ke x = b pada paksi-x menghasilkan pepejal yang keratan rentasnya pada x ialah cakera berjejari f(x). Menjumlahkan cakera itu memberikan V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Apabila rantau terletak antara lengkung luar R(x) dan lengkung dalam r(x), setiap hirisan ialah sesendal: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Kuasa duakan jejari sebelum anda menolaknya.
Titik persilangan
1x = 1x² → x = 0, x = 1
Kaedah sesendal
V = π∫₀1 ((1x)² − (1x²)²) dx
Kamirkan
V = π(1·1³/3 − 1·1⁵/5) = π·0.1333 = 0.4189
Jawapan
V = 0.4189
7.Nombor kompleks
Jawapan: b = −9.063
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.
Komponen
a = 10·cos(−115°) = −4.226
b = 10·sin(−115°) = −9.063
Bentuk Cartes
z = −4.226 − j9.063
b = −9.063
Jawapan
b = −9.063
8.Nombor kompleks
Jawapan: D (3∠−30°)
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.
Modulus dan argumen punca-punca
|z| = 3
θ = 30°, 90°, 150°, −150°, −90°, −30°
Titik itu
D = 3∠−30°
Jawapan
D (3∠−30°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = 1.547
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 + 3)(r + 4) = 0 → r = −3, −4
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 3, −3A − 4B = 1
A = 13, B = −10
Nilaikan
y(0.5) = 13·e−1.5 + (−10)·e−2 = 1.547
Jawapan
y(0.5) = 1.547
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: ymax = 2.416
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.
Nilai mantap dan punca
yss = 2, r = −1.5 ± 3j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −1.5A + 3B = 0 → B = −1
Puncak
t = π/3 = 1.047
ymax = 2·(1 + e−1.5·π/3) = 2.416
Jawapan
ymax = 2.416
11.Matriks & penentu
Jawapan: c21 = −2
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.
Baris darab lajur
c21 = (−2)·2 + (−1)·(−2) = −2
Jawapan
c21 = −2
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −0.7727
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 = 2·(−6) − (−5)·(−2) = −22
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−7)·(−6) − (−5)·(−5) = 17
x = 17/(−22) = −0.7727
Jawapan
x = −0.7727
y = 1.091
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: θ = 39.64 °
Hasil darab titik:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, satu skalar. Ia memberikan sudut antara dua vektor, cos θ = a·b/(|a|·|b|), dan ia sifar apabila kedua-duanya berserenjang. Unjuran skalar a pada b ialah a·b/|b|, dan daya malar F yang bergerak melalui sesaran d melakukan kerja W = F·d.
Hasil darab titik
a·b = (−4)·1 + (−6)·(−5) + 4·6 = 50
Magnitud
|a| = √((−4)² + (−6)² + 4²) = 8.246
|b| = √(1² + (−5)² + 6²) = 7.874
Sudut
cos θ = 50/(8.246·7.874) = 0.7701
θ = arccos(0.7701) = 39.64°
Jawapan
θ = 39.64°
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 31.95
Hasil darab silang:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) berserenjang dengan kedua-dua vektor, dan |a × b| = |a|·|b|·sin θ ialah luas segi empat selari yang direntanginya (segi tiga mempunyai separuhnya). Susunan penting: b × a = −(a × b). Momen daya F yang dikenakan pada titik A terhadap titik O ialah MO = r × F, dengan r = A − O.
Hasil darab silang
(a × b)x = aybz − azby = 2·(−2) − (−5)·4 = 16
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·(−3) − 3·(−2) = 21
(a × b)z = axby − aybx = 3·4 − 2·(−3) = 18
Luas
A = |a × b| = √(16² + 21² + 18²) = 31.95
Jawapan
A = 31.95
15.Kebarangkalian
Jawapan: σ = 11.62
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.
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.
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
Jadual normal piawai
Φ(1) = 0.8413
P = 1 − 0.8413 = 0.1587
Jawapan
P = 0.1587
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.7163
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.
Skor-z
z₁ = (244.25 − 250)/5 = −1.15
z₂ = (255 − 250)/5 = 1
Luas antara
P = Φ(1) − Φ(−1.15) = 0.8413 − 0.1251 = 0.7163
Jawapan
P = 0.7163
20.Taburan normal
Jawapan: x = 172.1 cm
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.