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→∞ (−5x2 + 5x + 8)/(5x2 + 4x + 5).

f(x) = (−5x2 + 5x + 8)/(5x2 + 4x + 5)x → ∞
L =
2.HadSukar
xyx = 0

Cari had L = limx→0 (1 − cos 4x)/(x²), dengan x dalam radian.

f(x) = (1 − cos 4x)/(x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
xyx = 0

Biar f(x) = (3x + 1)5. Cari f′(0).

f(x) = (3x + 1)5x = 0
f′(0) =
4.TerbitanSukar
xy

Biar f(x) = x3 + 9x2 + 24x + 1. Cari koordinat-x x bagi minimum setempat.

f(x) = x3 + 9x2 + 24x + 1
x =
5.KamiranSederhana
xy03

Nilaikan I = ∫03 ex dx.

f(x) = ex[0, 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
ReIm55−5−51010−10−10θz

Cari argumen θ bagi z = −1 − j9 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.

z = −1 − j9
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

Satu punca bagi z³ + 3z² + 16z − 20 = 0 ialah z₁ = −2 + j4. Pekalinya nyata. Cari punca nyata r.

z₁ = −2 + j4
r =
9.Persamaan pembezaanSederhana
tyy(0) = 5y(2) = ?

Selesaikan y″ + 3y′ + 2y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 0. Cari y(2).

y″ + 3y′ + 2y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
tyK = 10ymax​ = ?

Satu sistem mematuhi y″ + y′ + 16.25y = 162.5 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.

y″ + y′ + 16.25y = 162.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & penentuSederhana
A =12−102−40−1−1

Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.

A = [1 2 −1; 0 2 −4; 0 −1 −1]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
A =−4−15−4b =−78

Selesaikan sistem −4x − y = −7 dan 5x − 4y = 8. Cari x.

−4x − y = −75x − 4y = 8
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
xyzab

Cari hasil darab titik a·b bagi a = (−7, −4, −5) dan b = (−6, −5, −2).

a = (−7, −4, −5)b = (−6, −5, −2)
a·b =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
xyzrFOA

Daya F = (40, 0, 20) N bertindak pada titik A(0, 2, −4). Koordinat dalam meter. Cari komponen-z Mz momen daya terhadap titik O(2, −3, 3).

F = (40, 0, 20) NA(0, 2, −4) mO(2, −3, 3) m
Mz = N·m
15.KebarangkalianSederhana
xp(x)10.320.0530.2540.350.1μ = 2.85

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

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0.3, 0.05, 0.25, 0.3, 0.1
Var(X) =
16.KebarangkalianSukar
€p(x)−10.6530.390.05

Satu permainan berharga €1 untuk dimain. Anda menang €4 dengan kebarangkalian 0.3 dan €10 dengan kebarangkalian 0.05; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.

pertaruhan = €1€4: p = 0.3€10: p = 0.05
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
1520253035404550

Cari sisihan piawai sampel s data: 11, 19, 52, 31, 38, 24, 22.

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

Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 20. Cari skor-z z bagi skor 90.

μ = 60σ = 20x = 90
z =
19.Taburan normalSederhana
425 kg411.6 kgT = X₁ + … + X₅?

Jisim penumpang dengan bagasi adalah tak bersandar dan normal dengan min 85 kg dan sisihan piawai 12 kg. Cari kebarangkalian P bahawa jumlah jisim 5 daripadanya melebihi 411.6 kg. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.

μ = 85 kgσ = 12 kgn = 5> 411.6 kg
P =
20.Taburan normalSukar
μ = 32x = ?75%

masa penghantaran bertaburan normal dengan min 32 min dan sisihan piawai 6 min. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 75% daripadanya (persentil ke-75).

μ = 32σ = 6P = 75%
x = min

3Larutan

1.Had

Jawapan: L = −1

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

(−5 + 5/x + 8/x2)/(5 + 4/x + 5/x2)

Biarkan x → ∞

L = −5/5 = −1

Jawapan

L = −1

Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.

2.Had

Jawapan: L = 8

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

4·sin 4x/(2x) → 0/0

Penggunaan kedua

16·cos 4x/2

Gantikan x = 0

L = 16/2 = 8

Jawapan

L = 8
3.Terbitan

Jawapan: f′(0) = 15

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

f′(x) = 5·(3x + 1)4·3

Gantikan

f′(0) = 5·14·3 = 15

Jawapan

f′(0) = 15
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 + 18x + 24 = 3·(x2 + 6x + 8)

Selesaikan f′(x) = 0

x = −4 atau x = −2

Yang mana satu

f″(x) = 6x + 18: negatif pada maksimum, positif pada minimum.

f″(−4) = −6, f″(−2) = 6
x = −2

Jawapan

x = −2
5.Kamiran

Jawapan: I = 19.09

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) = ex/1

Nilaikan pada had

I = (e3 − 1)/1 = (20.09 − 1)/1 = 19.09

Jawapan

I = 19.09
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: θ = −96.34 °

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.

Kuadran

a = −1, b = −9 → III

Sudut rujukan

α = atan(9/1) = 83.66°

Argumen

θ = −(180° − α) = −96.34°

Jawapan

θ = −96.34°

Dalam bentuk kutub z = 9.055∠−96.34°.

8.Nombor kompleks

Jawapan: r = 1

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 + ((−2)² + 4²) = z² + 4z + 20

Faktorkan kuadratik itu

z³ + 3z² + 16z − 20 = (z² + 4z + 20)(z − 1)

Punca nyata

r = 1

Jawapan

r = 1

Semak dengan hasil tambah punca: z₁ + z₂ + r = −4 + 1 = −3 = −(3).

9.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(2) = 1.262

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 + 1)(r + 2) = 0 → r = −1, −2

Pemalar daripada nilai awal

A + B = 5, −1A − 2B = 0
A = 10, B = −5

Nilaikan

y(2) = 10·e−2 + (−5)·e−4 = 1.262

Jawapan

y(2) = 1.262
10.Persamaan pembezaan

Jawapan: ymax = 16.75

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 = 10, r = −0.5 ± 4j

Pemalar daripada nilai awal

y(0) = 10 + A = 0 → A = −10
y′(0) = −0.5A + 4B = 0 → B = −1.25

Puncak

t = π/4 = 0.7854
ymax = 10·(1 + e−0.5·π/4) = 16.75

Jawapan

ymax = 16.75
11.Matriks & penentu

Jawapan: det A = −6

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 = −6, M₁₂ = 0, M₁₃ = 0

Pengembangan kofaktor

det A = 1·(−6) − 2·0 + (−1)·0 = −6

Jawapan

det A = −6
12.Matriks & penentu

Jawapan: x = 1.714

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)·(−4) − (−1)·5 = 21

Gantikan lajur x

det Aₓ = (−7)·(−4) − (−1)·8 = 36
x = 36/21 = 1.714

Jawapan

x = 1.714
y = 0.1429
13.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: a·b = 72

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.

Darabkan komponen yang sepadan dan tambah

a·b = (−7)·(−6) + (−4)·(−5) + (−5)·(−2) = 42 + 20 + 10 = 72

Jawapan

a·b = 72

Positif: sudut antara vektor kurang daripada 90°.

14.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: Mz = −200 N·m

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.

Vektor kedudukan dari O ke A

r = A − O = (0, 2, −4) − (2, −3, 3) = (−2, 5, −7) m

Momen M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = 5·20 − (−7)·0 = 100 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = (−7)·40 − (−2)·20 = −240 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = (−2)·0 − 5·40 = −200 N·m

Komponen yang diminta

Mz = −200 N·m

Jawapan

Mz = −200 N·m
15.Kebarangkalian

Jawapan: Var(X) = 1.928

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 = 1·0.3 + 2·0.05 + 3·0.25 + 4·0.3 + 5·0.1 = 2.85

Min bagi kuasa dua

E(X²) = 1·0.3 + 4·0.05 + 9·0.25 + 16·0.3 + 25·0.1 = 10.05

Varians

Var(X) = 10.05 − 2.85² = 1.928

Jawapan

Var(X) = 1.928
16.Kebarangkalian

Jawapan: E(G) = 0.7 €

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: 3 (p = 0.3), 9 (p = 0.05), −1 (p = 0.65)

Nilai jangkaan

E(G) = 3·0.3 + 9·0.05 − 1·0.65 = 0.7 €

Jawapan

E(G) = 0.7 €

Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.

17.Statistik perihalan

Jawapan: s = 13.58

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 = 197/7 = 28.14

Sisihan kuasa dua

Σ(x − x̄)² = (−17.14)² + (−9.143)² + 23.86² + 2.857² + 9.857² + (−4.143)² + (−6.143)² = 1107

Sisihan piawai

s = √(1107/6) = 13.58

Jawapan

s = 13.58
18.Statistik perihalan

Jawapan: z = 1.5

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 = (90 − 60)/20 = 1.5

Jawapan

z = 1.5
19.Taburan normal

Jawapan: P = 0.6915

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 = 425 kg, σT = 12·√5 = 26.83 kg

Piawaikan

z = (411.6 − 425)/26.83 = −0.5

Kebarangkalian

P = 1 − Φ(−0.5) = 0.6915

Jawapan

P = 0.6915
20.Taburan normal

Jawapan: x = 36.05 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.

z untuk persentil

Φ(z) = 0.75 → z = 0.6745

Kembali kepada x

x = 32 + 0.6745·6 = 36.05 min

Jawapan

x = 36.05 min

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics