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→∞ (1 + 0.5/x)2x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 + 0.5/x)2xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (e1.5x − 1 − 1.5x)/x².
f(x) = (e1.5x − 1 − 1.5x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·sin(2x), dengan x dalam radian. Cari f′(2).
f(x) = x·sin(2x)x = 2 rad
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 0.5x2 + 5x + 5 pada x = 2 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 0.5x2 + 5x + 5x = 2
b =
5.KamiranSederhana
Rantau di bawah y = 0.5x dari x = 0 ke x = 2 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (kon).
y = 0.5x0 ≤ x ≤ 2
V =
6.KamiranSukar
Rantau antara garis y = 4x dan parabola y = 2x² diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu.
y = 4xy = 2x²
V =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 2∠150° dan z₂ = 3∠−140°, cari argumen θ bagi w = z₁/z₂ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.
z₁ = 2∠150°z₂ = 3∠−140°
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Punca bagi zⁿ = w dengan n = 2 dan w = 25∠−60° ialah zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1. Cari bahagian khayalan z₁.
w = 25∠−60°n = 2k = 1
Im(z₁) =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Secawan kopi pada 92 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 22 °C. Selepas 23 min suhunya ialah 28 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Berapa lama selepas permulaan, t, untuk mencapai 26 °C?
T0 = 92 °CTa = 22 °CT(23) = 28 °CT = 26 °C
t = min
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y′ + 3y = 4e−0.5t dengan y(0) = 3. Cari y(1).
y′ + 3y = 4e−0.5ty(0) = 3
y(1) =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c12 (baris 1, lajur 2).
A = [1 −4; 0 4]B = [5 0; −5 −2]
c12 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 5x + 4y = 9 dan −4x − 3y = 12. Cari x.
5x + 4y = 9−4x − 3y = 12
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (4, 5, −2) pada b = (−5, 0, −1), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (4, 5, −2)b = (−5, 0, −1)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi empat selari yang direntangi oleh a = (2, −3, −4) dan b = (−1, 6, −5).
a = (2, −3, −4)b = (−1, 6, −5)
A =
15.KebarangkalianSederhana
Sebuah beg mengandungi 7 bebola merah dan 3 biru. Anda mengambil dua bebola tanpa memulangkan yang pertama. Berapakah kebarangkalian P kedua-duanya merah?
7 / 3
P =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 6 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.2, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 5 jawapan betul?
n = 6p = 0.2k = 5
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 32, 29, 31, 36, 37, 46, 49.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 50 dan sisihan piawai 10. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 42?
μ = 50σ = 10x = 42
P =
19.Taburan normalSederhana
masa penghantaran bertaburan normal dengan min 32 min dan sisihan piawai 6 min. Berapakah pecahan yang terletak antara 32.3 dan 42.8 min? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 32σ = 6x1 = 32.3x2 = 42.8
P =
20.Taburan normalSukar
berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Seret titik pemotong supaya 40% terbawah yang berlorek berada di sebelah kirinya. Cari titik pemotong x.
μ = 250 gσ = 5 g40%
x = g
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 2.718
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 + 0.5/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·0.5 = 1
Buat songsangan logaritma
L = e1 = 2.718
Jawapan
L = 2.718
2.Had
Jawapan: L = 1.125
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
(1.5·e1.5x − 1.5)/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
2.25·e1.5x/2
Gantikan x = 0
L = 2.25·1/2 = 1.125
Jawapan
L = 1.125
3.Terbitan
Jawapan: f′(2) = −3.371
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(2x) + 2x·cos(2x)
Gantikan
f′(2) = −0.7568 + 4·(−0.6536) = −3.371
Jawapan
f′(2) = −3.371
4.Terbitan
Jawapan: b = 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.
Titik dan kecerunan
f(2) = 17
f′(x) = x + 5 → f′(2) = 7
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 17 − 7·2 = 3
Jawapan
b = 3
5.Kamiran
Jawapan: V = 2.094
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 0.25x² dx
Kamirkan
V = π·0.25·2³/3 = 2.094
Jawapan
V = 2.094
Semakan: kon berjejari 1 dan tinggi 2 mempunyai (1/3)πr²h = 2.094.
6.Kamiran
Jawapan: V = 53.62
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
4x = 2x² → x = 0, x = 2
Kaedah sesendal
V = π∫₀2 ((4x)² − (2x²)²) dx
Kamirkan
V = π(16·2³/3 − 4·2⁵/5) = π·17.07 = 53.62
Jawapan
V = 53.62
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = −70 °
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 / 3 = 0.6667
θ = 150° − (−140)° = 290° → −70°
Argumen
θ = −70°
Jawapan
θ = −70°
8.Nombor kompleks
Jawapan: Im(z₁) = 2.5
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
251/2 = 5
Argumen punca
θ₁ = (−60° + 360°·1)/2 = 150°
Bentuk Cartes
z₁ = 5·(cos 150° + j sin 150°) = −4.33 + j2.5
Im(z₁) = 2.5
Jawapan
Im(z₁) = 2.5
2 punca terletak pada bulatan berjejari 5, berjarak 180°.
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: t = 26.8 min
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.
Pemalar penyejukan
k = ln(70/6)/23 = 0.1068 min⁻¹
Masa untuk mencapai sasaran
t = ln(70/4)/0.1068 = 26.8 min
Jawapan
t = 26.8 min
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 1.04
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 = e3t
(e3ty)′ = 4e2.5t
Penyelesaian am
y = 4/2.5·e−0.5t + C·e−3t = 1.6·e−0.5t + C·e−3t
Syarat awal
3 = 1.6 + C → C = 1.4
Nilaikan
y(1) = 1.6·0.6065 + 1.4·0.04979 = 1.04
Jawapan
y(1) = 1.04
11.Matriks & penentu
Jawapan: c12 = 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.
Baris darab lajur
c12 = 1·0 + (−4)·(−2) = 8
Jawapan
c12 = 8
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −75
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·(−3) − 4·(−4) = 1
Gantikan lajur x
det Aₓ = 9·(−3) − 4·12 = −75
x = −75/1 = −75
Jawapan
x = −75
y = 96
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = −3.53
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·(−5) + 5·0 + (−2)·(−1) = −18
Panjang b
|b| = √((−5)² + 0² + (−1)²) = 5.099
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = −18/5.099 = −3.53
Jawapan
compb a = −3.53
Negatif: a mempunyai komponen yang menghala melawan b.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 42.4
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 = (−3)·(−5) − (−4)·6 = 39
(a × b)y = azbx − axbz = (−4)·(−1) − 2·(−5) = 14
(a × b)z = axby − aybx = 2·6 − (−3)·(−1) = 9
Luas
A = |a × b| = √(39² + 14² + 9²) = 42.4
Jawapan
A = 42.4
15.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.4667
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.
Pengambilan pertama dan kedua
P = 7/10 · 6/9 = 42/90 = 0.4667
Jawapan
P = 0.4667
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.001536
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.
Formula binomial
P(X = 5) = 6·0.25·0.81 = 6·0.00032·0.8 = 0.001536
Jawapan
P = 0.001536
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 7.647
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 = −0.8
Jadual normal piawai
Φ(−0.8) = 0.2119
P = 0.2119
Jawapan
P = 0.2119
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.4441
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.
Skor-z
z₁ = (32.3 − 32)/6 = 0.05
z₂ = (42.8 − 32)/6 = 1.8
Luas antara
P = Φ(1.8) − Φ(0.05) = 0.9641 − 0.5199 = 0.4441
Jawapan
P = 0.4441
20.Taburan normal
Jawapan: x = 248.8 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.