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 − 1/x)3x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 − 1/x)3xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 4x)/(x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 4x)/(x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = ln(2x2 + 1). Cari f′(−1).
f(x) = ln(2x2 + 1)x = −1
f′(−1) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 + 7.5x2 + 18x − 4. Cari koordinat-x x bagi minimum setempat.
f(x) = x3 + 7.5x2 + 18x − 4
x =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₁5 x·ln x dx.
∫₁5 x ln x dx
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = x2 dan y = 4x.
y = x2y = 4x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 5∠35° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian nyata a.
r = 5θ = 35°
a =
8.Nombor kompleksSukar
Selesaikan z² + 3z + 4.5 = 0. Puncanya ialah a ± jb; cari b > 0.
p = 3q = 4.5
b =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 3y′ + 2y = 0 dengan y(0) = 4 dan y′(0) = 0. Cari y(2).
y″ + 3y′ + 2y = 0y(0) = 4y′(0) = 0
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y′ + 3y = 7e−t dengan y(0) = 4. Cari y(1).
y′ + 3y = 7e−ty(0) = 4
y(1) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [1 5 4; 5 4 2; −1 −4 1]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 3x − 3y = −5 dan −3x − 4y = −4. Cari x.
3x − 3y = −5−3x − 4y = −4
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (−30, 10, 20) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(−5, −3, 1) ke titik B(−5, 5, 2). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (−30, 10, 20) NA(−5, −3, 1) mB(−5, 5, 2) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (4, −4, −4), b = (4, 5, 4) dan c = (5, 3, −5).
a = (4, −4, −4)b = (4, 5, 4)c = (5, 3, −5)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 5 orang boleh dipilih daripada kumpulan 9? Susunan tidak penting.
n = 9k = 5
N =
16.KebarangkalianSukar
5 komponen diuji, dan setiap satu gagal dengan kebarangkalian 0.4, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P paling banyak satu gagal?
n = 5p = 0.4
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 32, 26, 60, 13, 30, 33, 24.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 170 dan sisihan piawai 20. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 178?
μ = 170σ = 20x = 178
P =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek di bawah lengkung normal piawai, di sebelah kanan z, ialah 0.7324. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.7324
z =
20.Taburan normalSukar
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 80% daripadanya (persentil ke-80).
μ = 65σ = 10P = 80%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 0.04979
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 − 1/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·(−1) = −3
Buat songsangan logaritma
L = e−3 = 0.04979
Jawapan
L = 0.04979
2.Had
Jawapan: L = 8
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
4·sin 4x/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
16·cos 4x/2
Gantikan x = 0
L = 16/2 = 8
Jawapan
L = 8
3.Terbitan
Jawapan: f′(−1) = −1.333
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 untuk logaritma
f′(x) = 4x/(2x2 + 1)
Gantikan
f′(−1) = −4/3 = −1.333
Jawapan
f′(−1) = −1.333
4.Terbitan
Jawapan: x = −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.
Terbitan
f′(x) = 3x2 + 15x + 18 = 3·(x2 + 5x + 6)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −3 atau x = −2
Yang mana satu
f″(x) = 6x + 15: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(−3) = −3, f″(−2) = 3
x = −2
Jawapan
x = −2
5.Kamiran
Jawapan: I = 14.12
Pengamiran bahagian demi bahagian: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, daripada petua hasil darab. Pilih u sebagai faktor yang menjadi lebih mudah apabila dibezakan (kuasa x, atau ln x), dan dv sebagai faktor yang boleh anda kamirkan (eˣ, sin x, cos x, atau x apabila u = ln x). Bagi kamiran tentu, nilaikan u·v pada kedua-dua had: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Faktor x² memerlukan dua pusingan.
Pilih u dan dv
u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2
Antiterbitan
∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4
Had
(12.5·ln 5 − 6.25) − (0 − 0.25) = 14.12
Jawapan
I = 14.12
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.
Titik persilangan
x2 = 4x → x = 0, x = 4
Kamirkan atas tolak bawah
A = [2x2 − 0.3333x3]04 = 10.67
Jawapan
A = 10.67
7.Nombor kompleks
Jawapan: a = 4.096
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 = 5·cos(35°) = 4.096
b = 5·sin(35°) = 2.868
Bentuk Cartes
z = 4.096 + j2.868
a = 4.096
Jawapan
a = 4.096
8.Nombor kompleks
Jawapan: b = 1.5
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.
Pembezalayan
p² − 4q = 9 − 18 = −9 < 0
Rumus kuadratik
z = (−3 ± j√9)/2 = −1.5 + j1.5, −1.5 − j1.5
Jawapan
b = 1.5
Jawapan
b = 1.5
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 1.009
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 + 2) = 0 → r = −1, −2
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 4, −1A − 2B = 0
A = 8, B = −4
Nilaikan
y(2) = 8·e−2 + (−4)·e−4 = 1.009
Jawapan
y(2) = 1.009
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 1.312
Persamaan pembezaan peringkat pertama: dy/dt = k·y mempunyai penyelesaian y = y₀·ekt (pertumbuhan bagi k > 0, pereputan bagi k < 0); separuh hayat T memberikan k = ln 2/T. Hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), memberikan T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Persamaan linear y′ + p(x)·y = q(x) diselesaikan dengan faktor pengamiran μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, maka μy = ∫μq dx + C.
Faktor pengamiran
μ = e3t
(e3ty)′ = 7e2t
Penyelesaian am
y = 7/2·e−t + C·e−3t = 3.5·e−t + C·e−3t
Syarat awal
4 = 3.5 + C → C = 0.5
Nilaikan
y(1) = 3.5·0.3679 + 0.5·0.04979 = 1.312
Jawapan
y(1) = 1.312
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −87
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 = 12, M₁₂ = 7, M₁₃ = −16
Pengembangan kofaktor
det A = 1·12 − 5·7 + 4·(−16) = −87
Jawapan
det A = −87
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −0.381
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 = 3·(−4) − (−3)·(−3) = −21
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−5)·(−4) − (−3)·(−4) = 8
x = 8/(−21) = −0.381
Jawapan
x = −0.381
y = 1.286
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = 100 J
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.
Sesaran
d = B − A = (−5, 5, 2) − (−5, −3, 1) = (0, 8, 1) m
Kerja
W = F·d = (−30)·0 + 10·8 + 20·1 = 100 J
Jawapan
W = 100 J
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: V = 256
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.
Hasil darab silang b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = 5·(−5) − 4·3 = −37
(b × c)y = bzcx − bxcz = 4·5 − 4·(−5) = 40
(b × c)z = bxcy − bycx = 4·3 − 5·5 = −13
Hasil darab titik dengan a
a·(b × c) = 4·(−37) + (−4)·40 + (−4)·(−13) = −256
V = |−256| = 256
Jawapan
V = 256
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 126
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.
Gabungan
C(9, 5) = (9·8·7·6·5)/(5·4·3·2·1) = 126
Jawapan
N = 126
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.337
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.
Sifar dan satu kegagalan
P(X = 0) = 0.65 = 0.07776
P(X = 1) = 5·0.4·0.64 = 0.2592
Tambahkannya
P = 0.07776 + 0.2592 = 0.337
Jawapan
P = 0.337
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 14.4
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 = 0.4
Jadual normal piawai
Φ(0.4) = 0.6554
P = 1 − 0.6554 = 0.3446
Jawapan
P = 0.3446
19.Taburan normal
Jawapan: z = −0.62
Daripada luas kembali kepada z: Φ(z) ialah luas di sebelah kiri z. Untuk luas ekor kiri A, cari z dengan Φ(z) = A dalam jadual. Luas ekor kanan A bermaksud Φ(z) = 1 − A. Luas tengah A antara −z dan z meninggalkan (1 − A)/2 dalam setiap ekor, jadi Φ(z) = (1 + A)/2. Untuk nilai x, gunakan x = μ + zσ.
Luas di sebelah kiri z
Φ(z) = 1 − 0.7324 = 0.2676
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.2676 di dalam jadual dan baca z.
z = −0.62
Jawapan
z = −0.62
20.Taburan normal
Jawapan: x = 73.42 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.