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→∞ (√(x2 − 8x) − x).

f(x) = √(x2 − 8x) − xx → ∞
L =
2.HadSukar
xyx = 0

Cari had L = limx→0 ln(1 + x)/sin(2x), dengan x dalam radian.

f(x) = ln(1 + x)/sin(2x)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
xyx = 1.5

Biar f(x) = x·e2x. Cari f′(1.5).

f(x) = x·e2xx = 1.5
f′(1.5) =
4.TerbitanSukar
xy

Biar f(x) = x3 + 4.5x2 + 5. Cari koordinat-x x bagi maksimum setempat.

f(x) = x3 + 4.5x2 + 5
x =
5.KamiranSederhana
xy13

Nilaikan I = ∫13 4/x dx.

f(x) = 4/x[1, 3]
I =
6.KamiranSukar
xy−11

Cari luas A kawasan antara parabola y = 1 − x² dan paksi-x.

y = 1 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
ReIm22−2−244−4−4θz

Tulis z = 4∠−20° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian khayalan b.

r = 4θ = −20°
b =
8.Nombor kompleksSukar
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

Satu punca bagi z³ − 9z² + 40z − 100 = 0 ialah z₁ = 2 + j4. Pekalinya nyata. Cari punca nyata r.

z₁ = 2 + j4
r =
9.Persamaan pembezaanSederhana
t (min)T (°C)17Ta​T = ?

Secawan kopi pada 88 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 22 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0.06 min⁻¹, cari suhunya T selepas 17 min.

T0 = 88 °CTa = 22 °Ck = 0.06 min⁻¹t = 17 min
T = °C
10.Persamaan pembezaanSukar
xy12(1, 2)y(2) = ?

Selesaikan masalah nilai awal y′ + 3y/x = 5x2 bagi x > 0, dengan y(1) = 2. Cari y(2).

y′ + 3y/x = 5x2y(1) = 2
y(2) =
11.Matriks & penentuSederhana
A =−5541B =−5−4−60

Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c11 (baris 1, lajur 1).

A = [−5 5; 4 1]B = [−5 −4; −6 0]
c11 =
12.Matriks & penentuSukar
A =0−1−10

Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.

A = [0 −1; −1 0]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
xyzdFAB

Daya malar F = (0, −20, −10) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(2, 0, 0) ke titik B(−3, 5, −3). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.

F = (0, −20, −10) NA(2, 0, 0) mB(−3, 5, −3) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
xyzab

Vektor unit n̂ berserenjang dengan kedua-dua a = (2, −4, 2) dan b = (−5, −2, 5) dan mempunyai komponen-z positif. Cari komponen-ynya n̂y.

a = (2, −4, 2)b = (−5, −2, 5)n̂z > 0
n̂y =
15.KebarangkalianSederhana
xp(x)00.310.1520.230.35μ = 1.6

Bagi taburan yang ditunjukkan, cari varians Var(X) bagi X.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0.3, 0.15, 0.2, 0.35
Var(X) =
16.KebarangkalianSukar
xp(x)00.3520.3540.260.1μ

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

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.35, 0.35, 0.2, 0.1Y = 10X + 10
σY =
17.Statistik perihalanSederhana
2025303540455055

Cari sisihan piawai sampel s data: 53, 34, 16, 57, 35, 31, 31.

n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
z −2−1012

Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 170 dan sisihan piawai 15. Cari skor-z z bagi skor 188.8.

μ = 170σ = 15x = 188.8
z =
19.Taburan normalSederhana
−3−2−10123zluas berlorek antara −z dan z = 0.6729

Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.6729. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.

A = 0.6729
z =
20.Taburan normalSukar
0.02 mm0D − d?

Diameter lubang D adalah normal dengan min 25.02 mm dan sisihan piawai 0.01 mm. Diameter aci d adalah tak bersandar dan normal dengan min 25 mm dan sisihan piawai 0.015 mm. Aci yang dipilih secara rawak muat apabila D − d > 0. Cari kebarangkalian P bahawa ia muat. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.

lubang: μ = 25.02 mm, σ = 0.01 mmaci: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =

3Larutan

1.Had

Jawapan: L = −4

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) = −8x/(√(x2 − 8x) + x)

Bahagikan dengan x

f(x) = −8/(√(1 + (−8)/x) + 1)

Biarkan x → ∞

L = −8/(1 + 1) = −4

Jawapan

L = −4
2.Had

Jawapan: L = 0.5

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).

Petua L'Hôpital

L = limx→0 [1/(1 + x)]/[2·cos 2x]

Gantikan x = 0

L = 1/2 = 0.5

Jawapan

L = 0.5
3.Terbitan

Jawapan: f′(1.5) = 80.34

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′ = e2x·(1 + 2·x)

Gantikan

f′(1.5) = 20.09·(1 + 3) = 80.34

Jawapan

f′(1.5) = 80.34
4.Terbitan

Jawapan: x = −3

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 = 3·(x2 + 3x)

Selesaikan f′(x) = 0

x = −3 atau x = 0

Yang mana satu

f″(x) = 6x + 9: negatif pada maksimum, positif pada minimum.

f″(−3) = −9, f″(0) = 9
x = −3

Jawapan

x = −3
5.Kamiran

Jawapan: I = 4.394

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) = 4·ln x

Nilaikan pada had

I = 4·(ln 3 − ln 1) = 4·ln 3 = 4.394

Jawapan

I = 4.394
6.Kamiran

Jawapan: A = 1.333

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

1 − x² = 0 → x = ±1

Kamirkan

A = [1x − x³/3]−11 = 0.6667 − (−0.6667) = 1.333

Jawapan

A = 1.333
7.Nombor kompleks

Jawapan: b = −1.368

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 = 4·cos(−20°) = 3.759
b = 4·sin(−20°) = −1.368

Bentuk Cartes

z = 3.759 − j1.368
b = −1.368

Jawapan

b = −1.368
8.Nombor kompleks

Jawapan: r = 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.

Pasangan konjugat

z₂ = 2 − j4
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·2·z + (2² + 4²) = z² − 4z + 20

Faktorkan kuadratik itu

z³ − 9z² + 40z − 100 = (z² − 4z + 20)(z − 5)

Punca nyata

r = 5

Jawapan

r = 5

Semak dengan hasil tambah punca: z₁ + z₂ + r = 4 + 5 = 9 = −(−9).

9.Persamaan pembezaan

Jawapan: T = 45.8 °C

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.

Penyelesaian hukum penyejukan

T(t) = 22 + 66·e−0.06t

Gantikan t

T(17) = 22 + 66·0.3606 = 45.8 °C

Jawapan

T = 45.8 °C
10.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(2) = 6.813

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)′ = 5x5 → x3y = 5x6/6 + C

Syarat awal

2 = 5/6 + C → C = 1.167

Nilaikan

y(2) = (5·26/6 + 1.167)/23 = 6.813

Jawapan

y(2) = 6.813
11.Matriks & penentu

Jawapan: c11 = −5

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

c11 = (−5)·(−5) + 5·(−6) = −5

Jawapan

c11 = −5
12.Matriks & penentu

Jawapan: λ = 1

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.

Persamaan cirian

λ² − (0)λ + (−1) = 0

Selesaikan

λ = (0 ± √(4))/2 → λ = −1, 1
λ = 1

Jawapan

λ = 1
13.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: W = −70 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 = (−3, 5, −3) − (2, 0, 0) = (−5, 5, −3) m

Kerja

W = F·d = 0·(−5) + (−20)·5 + (−10)·(−3) = −70 J

Jawapan

W = −70 J

Kerja negatif: daya bertindak kebanyakannya melawan gerakan.

14.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: n̂y = 0.5698

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

(a × b)x = aybz − azby = (−4)·5 − 2·(−2) = −16
(a × b)y = azbx − axbz = 2·(−5) − 2·5 = −20
(a × b)z = axby − aybx = 2·(−2) − (−4)·(−5) = −24

Normalkan

Komponen-z bagi a × b negatif, maka gunakan −(a × b).

|a × b| = √((−16)² + (−20)² + (−24)²) = 35.1
n̂ = −(−16, −20, −24)/35.1 = (0.4558, 0.5698, 0.6838)
n̂y = 0.5698

Jawapan

n̂y = 0.5698
15.Kebarangkalian

Jawapan: Var(X) = 1.54

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 = 0·0.3 + 1·0.15 + 2·0.2 + 3·0.35 = 1.6

Min bagi kuasa dua

E(X²) = 0·0.3 + 1·0.15 + 4·0.2 + 9·0.35 = 4.1

Varians

Var(X) = 4.1 − 1.6² = 1.54

Jawapan

Var(X) = 1.54
16.Kebarangkalian

Jawapan: σY = 19.47

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 = 2.1, Var(X) = 3.79, σX = 1.947

Perubahan linear

σY = |10|·1.947 = 19.47

Jawapan

σY = 19.47

Min memang berubah: E(Y) = 10·2.1 + 10 = 31.

17.Statistik perihalan

Jawapan: s = 14.03

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 = 257/7 = 36.71

Sisihan kuasa dua

Σ(x − x̄)² = 16.29² + (−2.714)² + (−20.71)² + 20.29² + (−1.714)² + (−5.714)² + (−5.714)² = 1181

Sisihan piawai

s = √(1181/6) = 14.03

Jawapan

s = 14.03
18.Statistik perihalan

Jawapan: z = 1.25

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 = (188.8 − 170)/15 = 1.25

Jawapan

z = 1.25
19.Taburan normal

Jawapan: z = 0.98

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 + 0.6729)/2 = 0.8365

Baca jadual-z secara terbalik

Cari 0.8365 di dalam jadual dan baca z.

z = 0.98

Jawapan

z = 0.98
20.Taburan normal

Jawapan: P = 0.8665

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 beza

μ = 25.02 − 25 = 0.02 mm, σ = 0.01803 mm

Piawaikan

z = (0 − 0.02)/0.01803 = −1.11

Kebarangkalian

P = 1 − Φ(−1.11) = 0.8665

Jawapan

P = 0.8665

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics