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→∞ (−2x2 + 3x − 1)/(5x2 + x + 3).
f(x) = (−2x2 + 3x − 1)/(5x2 + x + 3)x → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (e−x − 1 + x)/x².
f(x) = (e−x − 1 + x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Cari f′(1.5).
f(x) = x·sin(3x)x = 1.5 rad
f′(1.5) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = −x2 + 5x − 2 pada x = 1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = −x2 + 5x − 2x = 1
b =
5.KamiranSederhana
Rantau di bawah y = √(2x) dari x = 0 ke x = 2 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (paraboloid).
y = √(2x)0 ≤ x ≤ 2
V =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 4 − x² dan paksi-x.
y = 4 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 6∠65° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian nyata a.
r = 6θ = 65°
a =
8.Nombor kompleksSukar
Persamaan z² − 5z + 31.25 = 0 mempunyai dua punca kompleks. Cari modulusnya |z|.
p = −5q = 31.25
|z| =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Secawan kopi pada 91 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 24 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0.06 min⁻¹, cari suhunya T selepas 14 min.
T0 = 91 °CTa = 24 °Ck = 0.06 min⁻¹t = 14 min
T = °C
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan masalah nilai awal y′ + 2y/x = 5x2 bagi x > 0, dengan y(1) = 4. Cari y(2).
y′ + 2y/x = 5x2y(1) = 4
y(2) =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c22 (baris 2, lajur 2).
A = [−4 4; 0 −1]B = [2 3; −4 −4]
c22 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 4x + y = 9 dan −5x − 2y = 6. Cari x.
4x + y = 9−5x − 2y = 6
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari sudut θ antara vektor a = (−5, 3, 0) dan b = (5, 6, −5), dalam darjah.
a = (−5, 3, 0)b = (5, 6, −5)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Daya F = (0, 20, −60) N bertindak pada titik A(−2, −1, −4). Koordinat dalam meter. Cari komponen-y My momen daya terhadap asalan O(0, 0, 0).
F = (0, 20, −60) NA(−2, −1, −4) mO(0, 0, 0) m
My = N·m
15.KebarangkalianSederhana
Satu dadu adil digolek 4 kali. Berapakah kebarangkalian P mendapat sekurang-kurangnya satu enam?
n = 4
P =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 10 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.6, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 2 jawapan betul?
n = 10p = 0.6k = 2
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 35, 34, 55, 39, 34.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 170 dan sisihan piawai 15. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 162.5?
μ = 170σ = 15x = 162.5
P =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek di bawah lengkung normal piawai, di sebelah kanan z, ialah 0.8159. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.8159
z =
20.Taburan normalSukar
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 5% daripadanya (persentil ke-5).
μ = 100σ = 15P = 5%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −0.4
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).
Bahagikan dengan kuasa tertinggi
(−2 + 3/x + (−1)/x2)/(5 + 1/x + 3/x2)
Biarkan x → ∞
L = −2/5 = −0.4
Jawapan
L = −0.4
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
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).
Penggunaan pertama
(−1·e−x + 1)/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
1·e−x/2
Gantikan x = 0
L = 1·1/2 = 0.5
Jawapan
L = 0.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(1.5) = −1.926
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 dan rantai
f′(x) = sin(3x) + 3x·cos(3x)
Gantikan
f′(1.5) = −0.9775 + 4.5·(−0.2108) = −1.926
Jawapan
f′(1.5) = −1.926
4.Terbitan
Jawapan: b = −1
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) = 2
f′(x) = −2x + 5 → f′(1) = 3
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 2 − 3·1 = −1
Jawapan
b = −1
5.Kamiran
Jawapan: V = 12.57
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∫₀2 2x dx
Kamirkan
V = π·2·2²/2 = 12.57
Jawapan
V = 12.57
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 = 2.536
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 = 6·cos(65°) = 2.536
b = 6·sin(65°) = 5.438
Bentuk Cartes
z = 2.536 + j5.438
a = 2.536
Jawapan
a = 2.536
8.Nombor kompleks
Jawapan: |z| = 5.59
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 = 25 − 125 = −100 < 0
Rumus kuadratik
z = (5 ± j√100)/2 = 2.5 + j5, 2.5 − j5
Jawapan
|z| = √(2.5² + 5²) = √31.25 = 5.59
Jawapan
|z| = 5.59
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: T = 52.92 °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) = 24 + 67·e−0.06t
Gantikan t
T(14) = 24 + 67·0.4317 = 52.92 °C
Jawapan
T = 52.92 °C
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 8.75
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∫2/x dx = x2
Kamirkan
(x2y)′ = 5x4 → x2y = 5x5/5 + C
Syarat awal
4 = 5/5 + C → C = 3
Nilaikan
y(2) = (5·25/5 + 3)/22 = 8.75
Jawapan
y(2) = 8.75
11.Matriks & penentu
Jawapan: c22 = 4
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
c22 = 0·3 + (−1)·(−4) = 4
Jawapan
c22 = 4
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = 8
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 = 4·(−2) − 1·(−5) = −3
Gantikan lajur x
det Aₓ = 9·(−2) − 1·6 = −24
x = −24/(−3) = 8
Jawapan
x = 8
y = −23
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: θ = 97.44 °
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 = (−5)·5 + 3·6 + 0·(−5) = −7
Magnitud
|a| = √((−5)² + 3² + 0²) = 5.831
|b| = √(5² + 6² + (−5)²) = 9.274
Sudut
cos θ = −7/(5.831·9.274) = −0.1295
θ = arccos(−0.1295) = 97.44°
Jawapan
θ = 97.44°
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: My = −120 N·m
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 kedudukan dari O ke A
r = A − O = (−2, −1, −4) − (0, 0, 0) = (−2, −1, −4) m
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)4 = 0.4823
P = 1 − 0.4823 = 0.5177
Jawapan
P = 0.5177
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.01062
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 = −0.5
Jadual normal piawai
Φ(−0.5) = 0.3085
P = 1 − 0.3085 = 0.6915
Jawapan
P = 0.6915
19.Taburan normal
Jawapan: z = −0.9
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 − 0.8159 = 0.1841
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.1841 di dalam jadual dan baca z.
z = −0.90
Jawapan
z = −0.90
20.Taburan normal
Jawapan: x = 75.33 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.