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→∞ (√(x2 + 5x) − x).
f(x) = √(x2 + 5x) − xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (e−0.5x − 1 + 0.5x)/x².
f(x) = (e−0.5x − 1 + 0.5x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = ln(x2 + 1). Cari f′(−2).
f(x) = ln(x2 + 1)x = −2
f′(−2) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 3x2 + 4 pada x = 2 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 3x2 + 4x = 2
b =
5.KamiranSederhana
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
Rantau antara garis y = 5x dan parabola y = 3x² diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu.
y = 5xy = 3x²
V =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 5∠50° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian nyata a.
r = 5θ = 50°
a =
8.Nombor kompleksSukar
Punca bagi zⁿ = w dengan n = 2 dan w = 16∠45° ialah zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1. Cari argumen z₀ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.
w = 16∠45°n = 2k = 0
θ₀ = °
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 4y′ + 3y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 4. Cari y(2).
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 3y′(0) = 4
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan masalah nilai awal y′ + 3y/x = 2x bagi x > 0, dengan y(1) = 3. Cari y(3).
y′ + 3y/x = 2xy(1) = 3
y(3) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [0 0 −5; 0 −1 −1; −5 3 4]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 2x + 3y = −8 dan −5x + 3y = −7. Cari x.
2x + 3y = −8−5x + 3y = −7
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (−25, 25, −20) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(0, 0, −5) ke titik B(5, 2, 0). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (−25, 25, −20) NA(0, 0, −5) mB(5, 2, 0) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (5, 4, 5), b = (3, 0, −2) dan c = (1, 2, 2).
a = (5, 4, 5)b = (3, 0, −2)c = (1, 2, 2)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 5 orang boleh dipilih daripada kumpulan 11? Susunan tidak penting.
n = 11k = 5
N =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 8 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.2, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 4 jawapan betul?
n = 8p = 0.2k = 4
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 46, 31, 57, 42, 58.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 5. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 54?
μ = 60σ = 5x = 54
P =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.7887. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.7887
z =
20.Taburan normalSukar
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Seret titik pemotong supaya 15% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 65 markahσ = 10 markah15%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 2.5
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).
Darabkan dengan konjugat
f(x) = 5x/(√(x2 + 5x) + x)
Bahagikan dengan x
f(x) = 5/(√(1 + 5/x) + 1)
Biarkan x → ∞
L = 5/(1 + 1) = 2.5
Jawapan
L = 2.5
2.Had
Jawapan: L = 0.125
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
(−0.5·e−0.5x + 0.5)/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
0.25·e−0.5x/2
Gantikan x = 0
L = 0.25·1/2 = 0.125
Jawapan
L = 0.125
3.Terbitan
Jawapan: f′(−2) = −0.8
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) = 2x/(x2 + 1)
Gantikan
f′(−2) = −4/5 = −0.8
Jawapan
f′(−2) = −0.8
4.Terbitan
Jawapan: b = −8
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(2) = 16
f′(x) = 6x → f′(2) = 12
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 16 − 12·2 = −8
Jawapan
b = −8
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: V = 48.48
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
5x = 3x² → x = 0, x = 1.667
Kaedah sesendal
V = π∫₀1.667 ((5x)² − (3x²)²) dx
Kamirkan
V = π(25·1.667³/3 − 9·1.667⁵/5) = π·15.43 = 48.48
Jawapan
V = 48.48
7.Nombor kompleks
Jawapan: a = 3.214
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(50°) = 3.214
b = 5·sin(50°) = 3.83
Bentuk Cartes
z = 3.214 + j3.83
a = 3.214
Jawapan
a = 3.214
8.Nombor kompleks
Jawapan: θ₀ = 22.5 °
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 punca-punca
161/2 = 4
Argumen punca
θ₀ = (45° + 360°·0)/2 = 22.5°
Argumen
θ₀ = 22.5°
Jawapan
θ₀ = 22.5°
2 punca terletak pada bulatan berjejari 4, berjarak 180°.
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 0.871
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 + 3) = 0 → r = −1, −3
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 3, −1A − 3B = 4
A = 6.5, B = −3.5
Nilaikan
y(2) = 6.5·e−2 + (−3.5)·e−6 = 0.871
Jawapan
y(2) = 0.871
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(3) = 3.696
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 = e∫3/x dx = x3
Kamirkan
(x3y)′ = 2x4 → x3y = 2x5/5 + C
Syarat awal
3 = 2/5 + C → C = 2.6
Nilaikan
y(3) = (2·35/5 + 2.6)/33 = 3.696
Jawapan
y(3) = 3.696
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = 25
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 = −1, M₁₂ = −5, M₁₃ = −5
Pengembangan kofaktor
det A = 0·(−1) − 0·(−5) + (−5)·(−5) = 25
Jawapan
det A = 25
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −0.1429
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 = 2·3 − 3·(−5) = 21
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−8)·3 − 3·(−7) = −3
x = −3/21 = −0.1429
Jawapan
x = −0.1429
y = −2.571
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = −175 J
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.
Sesaran
d = B − A = (5, 2, 0) − (0, 0, −5) = (5, 2, 5) m
Kerja
W = F·d = (−25)·5 + 25·2 + (−20)·5 = −175 J
Jawapan
W = −175 J
Kerja negatif: daya bertindak kebanyakannya melawan gerakan.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: V = 18
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 b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = 0·2 − (−2)·2 = 4
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−2)·1 − 3·2 = −8
(b × c)z = bxcy − bycx = 3·2 − 0·1 = 6
Hasil darab titik dengan a
a·(b × c) = 5·4 + 4·(−8) + 5·6 = 18
V = |18| = 18
Jawapan
V = 18
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 462
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(11, 5) = (11·10·9·8·7)/(5·4·3·2·1) = 462
Jawapan
N = 462
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.04588
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 = −1.2
Jadual normal piawai
Φ(−1.2) = 0.1151
P = 0.1151
Jawapan
P = 0.1151
19.Taburan normal
Jawapan: z = 1.25
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 + 0.7887)/2 = 0.8944
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.8944 di dalam jadual dan baca z.
z = 1.25
Jawapan
z = 1.25
20.Taburan normal
Jawapan: x = 75.4 markah
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.