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→∞ (√(9x2 + 5x) − 3x).
f(x) = √(9x2 + 5x) − 3xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 5x)/(x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 5x)/(x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = ln(x2 + 2). Cari f′(−1).
f(x) = ln(x2 + 2)x = −1
f′(−1) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 − 6x2 + 9x − 5. Cari koordinat-x x bagi minimum setempat.
f(x) = x3 − 6x2 + 9x − 5
x =
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 = 3x dan parabola y = x² diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu.
y = 3xy = x²
V =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 2∠125° dan z₂ = 4∠45°, cari bahagian khayalan w = z₁·z₂.
z₁ = 2∠125°z₂ = 4∠45°
Im(w) =
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z³ = 8∠60°. Klik titik itu.
w = 8∠60°n = 3
1A (2∠−40°)
2B (2∠170°)
3C (2∠140°)
4D (1∠140°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Secawan kopi pada 92 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 24 °C. Selepas 29 min suhunya ialah 33 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari pemalar k dalam min⁻¹.
T0 = 92 °CTa = 24 °CT(29) = 33 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + y′ + 4.25y = 8.5 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.
y″ + y′ + 4.25y = 8.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [5 −1 −1; −4 −3 0; −5 1 4]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.
A = [6 1; −5 0]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari sudut θ antara vektor a = (−4, 3, −5) dan b = (−3, 2, 2), dalam darjah.
a = (−4, 3, −5)b = (−3, 2, 2)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi tiga dengan bucu A(−3, 1, −3), B(1, 1, −4) dan C(0, 2, −2). Koordinat dalam meter.
A(−3, 1, −3)B(1, 1, −4)C(0, 2, −2)
A = m²
15.KebarangkalianSederhana
Satu dadu adil digolek 5 kali. Berapakah kebarangkalian P mendapat sekurang-kurangnya satu enam?
n = 5
P =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €10 untuk dimain. Anda menang €50 dengan kebarangkalian 0.15 dan €200 dengan kebarangkalian 0.02; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €10€50: p = 0.15€200: p = 0.02
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 10, 39, 23, 29, 38, 23, 17.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 50 dan sisihan piawai 20. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 70?
μ = 50σ = 20x = 70
P =
19.Taburan normalSederhana
Jisim penumpang dengan bagasi adalah tak bersandar dan normal dengan min 85 kg dan sisihan piawai 12 kg. Cari kebarangkalian P bahawa jumlah jisim 12 daripadanya di bawah 1103 kg. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μ = 85 kgσ = 12 kgn = 12< 1103 kg
P =
20.Taburan normalSukar
masa penghantaran bertaburan normal dengan min 32 min dan sisihan piawai 6 min. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 20% daripadanya (persentil ke-20).
μ = 32σ = 6P = 20%
x = min
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 0.8333
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/(√(9x2 + 5x) + 3x)
Bahagikan dengan x
f(x) = 5/(√(9 + 5/x) + 3)
Biarkan x → ∞
L = 5/(3 + 3) = 0.8333
Jawapan
L = 0.8333
2.Had
Jawapan: L = 12.5
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).
Penggunaan pertama
5·sin 5x/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
25·cos 5x/2
Gantikan x = 0
L = 25/2 = 12.5
Jawapan
L = 12.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(−1) = −0.6667
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 + 2)
Gantikan
f′(−1) = −2/3 = −0.6667
Jawapan
f′(−1) = −0.6667
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 − 12x + 9 = 3·(x2 − 4x + 3)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 1 atau x = 3
Yang mana satu
f″(x) = 6x − 12: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(1) = −6, f″(3) = 6
x = 3
Jawapan
x = 3
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 = 101.8
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
3x = 1x² → x = 0, x = 3
Kaedah sesendal
V = π∫₀3 ((3x)² − (1x²)²) dx
Kamirkan
V = π(9·3³/3 − 1·3⁵/5) = π·32.4 = 101.8
Jawapan
V = 101.8
7.Nombor kompleks
Jawapan: Im(w) = 1.389
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.
Modulus dan argumen w
|w| = 2 · 4 = 8
θ = 125° + 45° = 170°
Bentuk Cartes
Re(w) = 8·cos(170°) = −7.878
Im(w) = 8·sin(170°) = 1.389
Im(w) = 1.389
Jawapan
Im(w) = 1.389
8.Nombor kompleks
Jawapan: C (2∠140°)
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 = 20°, 140°, −100°
Titik itu
C = 2∠140°
Jawapan
C (2∠140°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: k = 0.06973 min⁻¹
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.
Nisbah beza suhu
e−29k = 9/68
Selesaikan untuk k
k = ln(68/9)/29 = 0.06973 min⁻¹
Jawapan
k = 0.06973 min⁻¹
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: ymax = 2.912
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 = −0.5 ± 2j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −0.5A + 2B = 0 → B = −0.5
Puncak
t = π/2 = 1.571
ymax = 2·(1 + e−0.5·π/2) = 2.912
Jawapan
ymax = 2.912
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −57
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 = −16, M₁₃ = −19
Pengembangan kofaktor
det A = 5·(−12) − (−1)·(−16) + (−1)·(−19) = −57
Jawapan
det A = −57
12.Matriks & penentu
Jawapan: λ = 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.
Persamaan cirian
λ² − (6)λ + (5) = 0
Selesaikan
λ = (6 ± √(16))/2 → λ = 1, 5
λ = 5
Jawapan
λ = 5
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: θ = 74.07 °
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.
Hasil darab titik
a·b = (−4)·(−3) + 3·2 + (−5)·2 = 8
Magnitud
|a| = √((−4)² + 3² + (−5)²) = 7.071
|b| = √((−3)² + 2² + 2²) = 4.123
Sudut
cos θ = 8/(7.071·4.123) = 0.2744
θ = arccos(0.2744) = 74.07°
Jawapan
θ = 74.07°
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 4.062 m²
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.
Vektor sisi
AB = B − A = (4, 0, −1)
AC = C − A = (3, 1, 1)
Hasil darab silang
(AB × AC)x = AByACz − ABzACy = 0·1 − (−1)·1 = 1
(AB × AC)y = ABzACx − ABxACz = (−1)·3 − 4·1 = −7
(AB × AC)z = ABxACy − AByACx = 4·1 − 0·3 = 4
|AB × AC| = √(1² + (−7)² + 4²) = 8.124
Luas segi tiga
A = ½·8.124 = 4.062 m²
Jawapan
A = 4.062 m²
15.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.5981
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.
Pelengkap
P(tiada enam) = (5/6)5 = 0.4019
P = 1 − 0.4019 = 0.5981
Jawapan
P = 0.5981
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = 1.5 €
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.
Hasil bersih
G: 40 (p = 0.15), 190 (p = 0.02), −10 (p = 0.83)
Nilai jangkaan
E(G) = 40·0.15 + 190·0.02 − 10·0.83 = 1.5 €
Jawapan
E(G) = 1.5 €
Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 10.61
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 = 0.8413
Jawapan
P = 0.8413
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.9772
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 jumlah
μT = 1020 kg, σT = 12·√12 = 41.57 kg
Piawaikan
z = (1103 − 1020)/41.57 = 2
Kebarangkalian
P = Φ(2) = 0.9772
Jawapan
P = 0.9772
20.Taburan normal
Jawapan: x = 26.95 min
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.