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 + 2/x)3x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 + 2/x)3xx → ∞
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) = x3·e−0.5x. Cari f′(2).
f(x) = x3·e−0.5xx = 2
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 − 10.5x2 + 30x + 5. Cari koordinat-x x bagi maksimum setempat.
f(x) = x3 − 10.5x2 + 30x + 5
x =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫03 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 3]
I =
6.KamiranSukar
Rantau antara garis y = 3x dan parabola y = 3x² diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu.
y = 3xy = 3x²
V =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 5∠110° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian khayalan b.
r = 5θ = 110°
b =
8.Nombor kompleksSukar
Persamaan z² − 8z + 20 = 0 mempunyai dua punca kompleks. Cari modulusnya |z|.
p = −8q = 20
|z| =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 7y′ + 10y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 6. Cari y(1.5).
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 2y′(0) = 6
y(1.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Sebuah tangki mengandungi 500 L air tulen. Air garam dengan 0.1 kg garam setiap liter mengalir masuk pada 10 L/min, dan larutan yang bercampur sekata mengalir keluar pada kadar yang sama. Selepas berapa minit t tangki mengandungi 40 kg garam?
V = 500 Lm0 = 0 kgc = 0.1 kg/Lr = 10 L/min
t = min
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c22 (baris 2, lajur 2).
A = [−3 4; 3 0]B = [−6 −5; −2 5]
c22 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −2x + 5y = −2 dan 2x + 3y = 7. Cari x.
−2x + 5y = −22x + 3y = 7
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (−3, 2, −5) pada b = (−2, 2, 6), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (−3, 2, −5)b = (−2, 2, 6)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi empat selari yang direntangi oleh a = (0, 6, 2) dan b = (−5, −2, −6).
a = (0, 6, 2)b = (−5, −2, −6)
A =
15.KebarangkalianSederhana
Sebuah beg mengandungi 4 bebola merah dan 5 biru. Anda mengambil dua bebola tanpa memulangkan yang pertama. Berapakah kebarangkalian P kedua-duanya merah?
4 / 5
P =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 6 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.1, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 1 jawapan betul?
n = 6p = 0.1k = 1
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 49, 54, 50, 58, 41, 58.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 8. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 52?
μ = 60σ = 8x = 52
P =
19.Taburan normalSederhana
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 53.5 dan 75 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 65σ = 10x1 = 53.5x2 = 75
P =
20.Taburan normalSukar
ketinggian lelaki dewasa bertaburan normal dengan min 178 cm dan sisihan piawai 7 cm. Seret titik pemotong supaya 75% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 178 cmσ = 7 cm75%
x = cm
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 403.4
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).
Ambil logaritma
ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 + 2/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·2 = 6
Buat songsangan logaritma
L = e6 = 403.4
Jawapan
L = 403.4
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) = 2.943
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′ = e−0.5x·(3x2 + (−0.5)·x3)
Gantikan
f′(2) = 0.3679·(12 + (−4)) = 2.943
Jawapan
f′(2) = 2.943
4.Terbitan
Jawapan: x = 2
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 − 21x + 30 = 3·(x2 − 7x + 10)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 2 atau x = 5
Yang mana satu
f″(x) = 6x − 21: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(2) = −9, f″(5) = 9
x = 2
Jawapan
x = 2
5.Kamiran
Jawapan: I = 0.9502
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) = e−x/(−1)
Nilaikan pada had
I = (e−3 − 1)/(−1) = (0.04979 − 1)/(−1) = 0.9502
Jawapan
I = 0.9502
6.Kamiran
Jawapan: V = 3.77
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 = 3x² → x = 0, x = 1
Kaedah sesendal
V = π∫₀1 ((3x)² − (3x²)²) dx
Kamirkan
V = π(9·1³/3 − 9·1⁵/5) = π·1.2 = 3.77
Jawapan
V = 3.77
7.Nombor kompleks
Jawapan: b = 4.698
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(110°) = −1.71
b = 5·sin(110°) = 4.698
Bentuk Cartes
z = −1.71 + j4.698
b = 4.698
Jawapan
b = 4.698
8.Nombor kompleks
Jawapan: |z| = 4.472
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 = 64 − 80 = −16 < 0
Rumus kuadratik
z = (8 ± j√16)/2 = 4 + j2, 4 − j2
Jawapan
|z| = √(4² + 2²) = √20 = 4.472
Jawapan
|z| = 4.472
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1.5) = 0.2637
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 + 2)(r + 5) = 0 → r = −2, −5
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 2, −2A − 5B = 6
A = 5.333, B = −3.333
Nilaikan
y(1.5) = 5.333·e−3 + (−3.333)·e−7.5 = 0.2637
Jawapan
y(1.5) = 0.2637
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: t = 80.47 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.
Keputusan
m(t) = 50 + (−50)·e−t/50
Selesaikan untuk t
e−t/50 = (50 − 40)/(50 − 0) = 0.2
t = 50·ln(5) = 80.47 min
Jawapan
t = 80.47 min
11.Matriks & penentu
Jawapan: c22 = −15
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 = 3·(−5) + 0·5 = −15
Jawapan
c22 = −15
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = 2.563
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 − 5·2 = −16
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−2)·3 − 5·7 = −41
x = −41/(−16) = 2.563
Jawapan
x = 2.563
y = 0.625
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = −3.015
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.
Hasil darab titik
a·b = (−3)·(−2) + 2·2 + (−5)·6 = −20
Panjang b
|b| = √((−2)² + 2² + 6²) = 6.633
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = −20/6.633 = −3.015
Jawapan
compb a = −3.015
Negatif: a mempunyai komponen yang menghala melawan b.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 44.99
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
(a × b)x = aybz − azby = 6·(−6) − 2·(−2) = −32
(a × b)y = azbx − axbz = 2·(−5) − 0·(−6) = −10
(a × b)z = axby − aybx = 0·(−2) − 6·(−5) = 30
Luas
A = |a × b| = √((−32)² + (−10)² + 30²) = 44.99
Jawapan
A = 44.99
15.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.1667
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 = 4/9 · 3/8 = 12/72 = 0.1667
Jawapan
P = 0.1667
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.3543
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 = 1) = 6·0.11·0.95 = 6·0.1·0.5905 = 0.3543
Jawapan
P = 0.3543
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 6.47
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) = 0.1587
P = 1 − 0.1587 = 0.8413
Jawapan
P = 0.8413
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.7163
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 = (53.5 − 65)/10 = −1.15
z₂ = (75 − 65)/10 = 1
Luas antara
P = Φ(1) − Φ(−1.15) = 0.8413 − 0.1251 = 0.7163
Jawapan
P = 0.7163
20.Taburan normal
Jawapan: x = 173.3 cm
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.