Matematik Kejuruteraan: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 20 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Had

Penggantian terus
cuba x = a dahulu; 0/0 bermaksud permudahkan
Faktorkan dan batalkan
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Konjugat
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Had pada infiniti
bahagi dengan kuasa x tertinggi; darjah yang sama memberikan nisbah pekali pendahulu
Had khas
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Petua L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Terbitan

Petua kuasa
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Petua hasil darab
(uv)′ = u′v + uv′
Petua hasil bahagi
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Petua rantai
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Terbitan lazim
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Kaedah

  1. Kenal pasti strukturnya: hasil tambah, hasil darab, hasil bahagi atau gubahan.
  2. Gunakan petua kuasa pada setiap kuasa x.
  3. Gunakan petua hasil darab, hasil bahagi atau rantai di mana perlu.
  4. Permudahkan, dan nilaikan pada titik itu jika diminta.

Kamiran

Petua kuasa
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Kamiran tentu
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Kamiran lazim
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Luas antara lengkung
∫ab (f − g) dx

Kaedah

  1. Tulis semula kamiran sebagai hasil tambah sebutan ringkas jika boleh.
  2. Gunakan petua kuasa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), dan kamiran piawai untuk ex, 1/x, sin dan cos.
  3. Gunakan penggantian apabila anda melihat satu fungsi dan terbitannya bersama.
  4. Untuk kamiran tentu, nilaikan F(b) − F(a).

Nombor kompleks

Bentuk Cartes
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Modulus dan argumen
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Bentuk kutub dan eksponen
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Pembahagian
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Hasil darab dan hasil bahagi
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Punca ke-n
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Kuadratik dengan p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Kaedah

  1. Tentukan bentuk yang sesuai dengan operasi: bentuk Cartes a + jb untuk menambah dan menolak, bentuk kutub r∠θ untuk mendarab, membahagi, kuasa dan punca.
  2. Kembangkan dengan j² = −1; bahagi dengan mendarab pengangka dan penyebut dengan konjugat penyebut.
  3. Tukar dengan r = √(a² + b²) dan θ daripada lakaran titik itu (semak kuadran), dan kembali dengan a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. 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

  1. Tulis setiap vektor dalam komponen; bagi daya yang diberikan oleh magnitud dan sudut, gunakan F·cos θ dan F·sin θ.
  2. Untuk panjang dan arah gunakan magnitud √(x² + y² + z²) dan vektor unit a/|a|.
  3. Gunakan hasil darab titik untuk sudut, unjuran, keserenjangan dan kerja: a·b = |a||b|cos θ.
  4. 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

  1. Tukar nilai kepada skor-z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
  3. Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk satu selang tolak dua luas sebelah kiri.
  4. Untuk persentil, bekerja ke belakang: cari z untuk luas itu, kemudian x = μ + z·σ.

2Soalan latihan

1.HadSederhana
xyy = L

Cari had L = limx→∞ (1 + 2/x)2x. Berikan nilai perpuluhan.

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

Cari had L = limx→0 (e−2x − 1 + 2x)/x².

f(x) = (e−2x − 1 + 2x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
xyx = 0.5

Biar f(x) = x2·e0.5x. Cari f′(0.5).

f(x) = x2·e0.5xx = 0.5
f′(0.5) =
4.TerbitanSukar
xyx = −1

Garis tangen kepada f(x) = 0.5x2 − 3x + 1 pada x = −1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.

f(x) = 0.5x2 − 3x + 1x = −1
b =
5.KamiranSederhana
xy3y = 2x

Rantau di bawah y = 2x dari x = 0 ke x = 3 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (kon).

y = 2x0 ≤ x ≤ 3
V =
6.KamiranSukar
xy−22

Cari luas A kawasan antara parabola y = 4 − x² dan paksi-x.

y = 4 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
ReIm11−1−122−2−2θz

Nombor z = 2.5·ej0.6 mempunyai sudutnya dalam radian. Cari bahagian nyatanya a.

r = 2.5θ = 0.6 rad
a =
8.Nombor kompleksSukar
ReIm11−1−122−2−233−3−3ABCD

Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z⁴ = 16∠−90°. Klik titik itu.

w = 16∠−90°n = 4
  1. 1A (2∠112.5°)
  2. 2B (2∠67.5°)
  3. 3C (3.6∠67.5°)
  4. 4D (2∠−67.5°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
tyy(0) = 5y(2) = ?

Selesaikan y″ + 4y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 0. Cari y(2).

y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
ty1.5y(1.5) = ?

Selesaikan y′ + 0.5y = 6e−3t dengan y(0) = 0. Cari y(1.5).

y′ + 0.5y = 6e−3ty(0) = 0
y(1.5) =
11.Matriks & penentuSederhana
A =−5451−1−4−3−5−3

Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.

A = [−5 4 5; 1 −1 −4; −3 −5 −3]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
A =−54−36b =−3−11

Selesaikan sistem −5x + 4y = −3 dan −3x + 6y = −11. Cari x.

−5x + 4y = −3−3x + 6y = −11
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
xyzab

Cari hasil darab titik a·b bagi a = (7, 2, −6) dan b = (4, 3, −2).

a = (7, 2, −6)b = (4, 3, −2)
a·b =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
xyzrFOA

Daya F = (−20, 50, −40) N bertindak pada titik A(−3, 3, 3). Koordinat dalam meter. Cari komponen-z Mz momen daya terhadap titik O(−3, 0, 0).

F = (−20, 50, −40) NA(−3, 3, 3) mO(−3, 0, 0) m
Mz = N·m
15.KebarangkalianSederhana
xp(x)100.2200.15300.3400.35μ = 28

Bagi taburan yang ditunjukkan, cari sisihan piawai σ bagi X.

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0.2, 0.15, 0.3, 0.35
σ =
16.KebarangkalianSukar
xp(x)00.0510.220.3530.0540.35μ

X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = 10X + 4. Cari sisihan piawai σY bagi Y.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0.05, 0.2, 0.35, 0.05, 0.35Y = 10X + 4
σY =
17.Statistik perihalanSederhana
20253035404550

Cari sisihan piawai sampel s data: 43, 26, 17, 40, 50, 16.

n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
z −2−1012

Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 70 dan sisihan piawai 12. Cari skor-z z bagi skor 88.

μ = 70σ = 12x = 88
z =
19.Taburan normalSederhana
−3−2−10123zluas berlorek di sebelah kanan z = 0.9616

Seret z supaya luas berlorek di bawah lengkung normal piawai, di sebelah kanan z, ialah 0.9616. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.

A = 0.9616
z =
20.Taburan normalSukar
235240245250255260265gatas 10%

berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Seret titik pemotong supaya 10% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.

μ = 250 gσ = 5 g10%
x = g

3Larutan

1.Had

Jawapan: L = 54.6

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→∞ 2·x·ln(1 + 2/x)

Nilaikan

ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 2·2 = 4

Buat songsangan logaritma

L = e4 = 54.6

Jawapan

L = 54.6
2.Had

Jawapan: L = 2

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·e−2x + 2)/(2x) → 0/0

Penggunaan kedua

4·e−2x/2

Gantikan x = 0

L = 4·1/2 = 2

Jawapan

L = 2
3.Terbitan

Jawapan: f′(0.5) = 1.445

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

f′(x) = u′v + uv′ = e0.5x·(2x + 0.5·x2)

Gantikan

f′(0.5) = 1.284·(1 + 0.125) = 1.445

Jawapan

f′(0.5) = 1.445
4.Terbitan

Jawapan: b = 0.5

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) = 4.5
f′(x) = x − 3 → f′(−1) = −4

Garis tangen pada x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 4.5 − (−4)·(−1) = 0.5

Jawapan

b = 0.5
5.Kamiran

Jawapan: V = 113.1

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.

Kaedah cakera

V = π∫₀3 4x² dx

Kamirkan

V = π·4·3³/3 = 113.1

Jawapan

V = 113.1

Semakan: kon berjejari 6 dan tinggi 3 mempunyai (1/3)πr²h = 113.1.

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: a = 2.063

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.

Rumus Euler

z = 2.5·(cos 0.6 + j sin 0.6)

Komponen (radian)

a = 2.5·cos 0.6 = 2.063
b = 2.5·sin 0.6 = 1.412
a = 2.063

Jawapan

a = 2.063
8.Nombor kompleks

Jawapan: B (2∠67.5°)

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.

Modulus dan argumen punca-punca

|z| = 2
θ = −22.5°, 67.5°, 157.5°, −112.5°

Titik itu

B = 2∠67.5°

Jawapan

B (2∠67.5°)
9.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(2) = 0.4579

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 berganda

(r + 2)² = 0 → r = −2

Pemalar

A = y(0) = 5
y′(0) = B − 2A → B = 0 + 10 = 10

Nilaikan

y(2) = (5 + 10·2)·e−4 = 0.4579

Jawapan

y(2) = 0.4579
10.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(1.5) = 1.107

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 = e0.5t
(e0.5ty)′ = 6e−2.5t

Penyelesaian am

y = 6/(−2.5)·e−3t + C·e−0.5t = −2.4·e−3t + C·e−0.5t

Syarat awal

0 = −2.4 + C → C = 2.4

Nilaikan

y(1.5) = −2.4·0.01111 + 2.4·0.4724 = 1.107

Jawapan

y(1.5) = 1.107
11.Matriks & penentu

Jawapan: det A = 105

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 = −17, M₁₂ = −15, M₁₃ = −8

Pengembangan kofaktor

det A = (−5)·(−17) − 4·(−15) + 5·(−8) = 105

Jawapan

det A = 105
12.Matriks & penentu

Jawapan: x = −1.444

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 = (−5)·6 − 4·(−3) = −18

Gantikan lajur x

det Aₓ = (−3)·6 − 4·(−11) = 26
x = 26/(−18) = −1.444

Jawapan

x = −1.444
y = −2.556
13.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: a·b = 46

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.

Darabkan komponen yang sepadan dan tambah

a·b = 7·4 + 2·3 + (−6)·(−2) = 28 + 6 + 12 = 46

Jawapan

a·b = 46

Positif: sudut antara vektor kurang daripada 90°.

14.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: Mz = 60 N·m

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.

Vektor kedudukan dari O ke A

r = A − O = (−3, 3, 3) − (−3, 0, 0) = (0, 3, 3) m

Momen M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = 3·(−40) − 3·50 = −270 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = 3·(−20) − 0·(−40) = −60 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = 0·50 − 3·(−20) = 60 N·m

Komponen yang diminta

Mz = 60 N·m

Jawapan

Mz = 60 N·m
15.Kebarangkalian

Jawapan: σ = 11.22

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.

Min

μ = 10·0.2 + 20·0.15 + 30·0.3 + 40·0.35 = 28

Min bagi kuasa dua

E(X²) = 100·0.2 + 400·0.15 + 900·0.3 + 1600·0.35 = 910

Varians

Var(X) = 910 − 28² = 126
σ = √126 = 11.22

Jawapan

σ = 11.22
16.Kebarangkalian

Jawapan: σY = 12.84

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 = 2.45, Var(X) = 1.648, σX = 1.284

Perubahan linear

σY = |10|·1.284 = 12.84

Jawapan

σY = 12.84

Min memang berubah: E(Y) = 10·2.45 + 4 = 28.5.

17.Statistik perihalan

Jawapan: s = 14.32

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.

Min

x̄ = 192/6 = 32

Sisihan kuasa dua

Σ(x − x̄)² = 11² + (−6)² + (−15)² + 8² + 18² + (−16)² = 1026

Sisihan piawai

s = √(1026/5) = 14.32

Jawapan

s = 14.32
18.Statistik perihalan

Jawapan: z = 1.5

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 = (88 − 70)/12 = 1.5

Jawapan

z = 1.5
19.Taburan normal

Jawapan: z = −1.77

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 − 0.9616 = 0.0384

Baca jadual-z secara terbalik

Cari 0.0384 di dalam jadual dan baca z.

z = −1.77

Jawapan

z = −1.77
20.Taburan normal

Jawapan: x = 256.4 g

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

Φ(z) = 0.9

z daripada jadual

z ≈ 1.28

Kembali kepada unit asal

x = 250 + 1.28·5 = 256.4 g

Jawapan

x = 256.4 g

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics