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→∞ (√(x2 − 8x) − x).
f(x) = √(x2 − 8x) − xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 ln(1 + x)/sin(2x), dengan x dalam radian.
f(x) = ln(1 + x)/sin(2x)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (3x + 1)4. Cari f′(2).
f(x) = (3x + 1)4x = 2
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 − 12x2 + 36x + 1. Cari koordinat-x x bagi maksimum setempat.
f(x) = x3 − 12x2 + 36x + 1
x =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫02 ex dx.
f(x) = ex[0, 2]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 1 − x² dan paksi-x.
y = 1 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 3∠110° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian khayalan b.
r = 3θ = 110°
b =
8.Nombor kompleksSukar
Selesaikan z² − 8z + 17 = 0. Puncanya ialah a ± jb; cari bahagian nyata a.
p = −8q = 17
a =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 8y′ + 15y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 0. Cari y(1).
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(1) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + 4y′ + 8y = 8 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.
y″ + 4y′ + 8y = 8y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [5 3 −3; 5 2 5; −3 −2 −3]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem x − 2y = −1 dan −4x − y = −4. Cari x.
x − 2y = −1−4x − y = −4
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (20, 15, −30) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(0, −1, −5) ke titik B(3, −1, −4). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (20, 15, −30) NA(0, −1, −5) mB(3, −1, −4) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (2, −4, −5), b = (−3, −2, −3) dan c = (3, −2, 4).
a = (2, −4, −5)b = (−3, −2, −3)c = (3, −2, 4)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Bagi taburan yang ditunjukkan, cari varians Var(X) bagi X.
x: 10, 20, 30, 40p(x): 0.3, 0.2, 0.2, 0.3
Var(X) =
16.KebarangkalianSukar
6 komponen diuji, dan setiap satu gagal dengan kebarangkalian 0.3, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P paling banyak satu gagal?
n = 6p = 0.3
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 55, 54, 50, 21, 30, 26.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 500 dan sisihan piawai 60. Cari skor-z z bagi skor 428.
μ = 500σ = 60x = 428
z =
19.Taburan normalSederhana
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 96.25 dan 107.5 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 100σ = 15x1 = 96.25x2 = 107.5
P =
20.Taburan normalSukar
Masa pusingan pelari A X dan masa pusingan pelari B Y adalah tak bersandar dan normal: X mempunyai min 52 s dan sisihan piawai 4 s, Y mempunyai min 48 s dan sisihan piawai 3 s. Cari kebarangkalian P bahawa X lebih besar daripada Y. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −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).
Darabkan dengan konjugat
f(x) = −8x/(√(x2 − 8x) + x)
Bahagikan dengan x
f(x) = −8/(√(1 + (−8)/x) + 1)
Biarkan x → ∞
L = −8/(1 + 1) = −4
Jawapan
L = −4
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).
Petua L'Hôpital
L = limx→0 [1/(1 + x)]/[2·cos 2x]
Gantikan x = 0
L = 1/2 = 0.5
Jawapan
L = 0.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(2) = 4116
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) = 4·(3x + 1)3·3
Gantikan
f′(2) = 4·73·3 = 4116
Jawapan
f′(2) = 4116
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 − 24x + 36 = 3·(x2 − 8x + 12)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 2 atau x = 6
Yang mana satu
f″(x) = 6x − 24: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(2) = −12, f″(6) = 12
x = 2
Jawapan
x = 2
5.Kamiran
Jawapan: I = 6.389
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 = (e2 − 1)/1 = (7.389 − 1)/1 = 6.389
Jawapan
I = 6.389
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: b = 2.819
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 = 3·cos(110°) = −1.026
b = 3·sin(110°) = 2.819
Bentuk Cartes
z = −1.026 + j2.819
b = 2.819
Jawapan
b = 2.819
8.Nombor kompleks
Jawapan: a = 4
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 − 68 = −4 < 0
Rumus kuadratik
z = (8 ± j√4)/2 = 4 + j, 4 − j
Jawapan
a = 4
Jawapan
a = 4
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 0.2287
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 + 3)(r + 5) = 0 → r = −3, −5
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 2, −3A − 5B = 0
A = 5, B = −3
Nilaikan
y(1) = 5·e−3 + (−3)·e−5 = 0.2287
Jawapan
y(1) = 0.2287
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: ymax = 1.043
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 = 1, r = −2 ± 2j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 1 + A = 0 → A = −1
y′(0) = −2A + 2B = 0 → B = −1
Puncak
t = π/2 = 1.571
ymax = 1·(1 + e−2·π/2) = 1.043
Jawapan
ymax = 1.043
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = 32
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 = 4, M₁₂ = 0, M₁₃ = −4
Pengembangan kofaktor
det A = 5·4 − 3·0 + (−3)·(−4) = 32
Jawapan
det A = 32
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = 0.7778
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 = 1·(−1) − (−2)·(−4) = −9
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−1)·(−1) − (−2)·(−4) = −7
x = −7/(−9) = 0.7778
Jawapan
x = 0.7778
y = 0.8889
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = 30 J
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.
Sesaran
d = B − A = (3, −1, −4) − (0, −1, −5) = (3, 0, 1) m
Kerja
W = F·d = 20·3 + 15·0 + (−30)·1 = 30 J
Jawapan
W = 30 J
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: V = 100
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 b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = (−2)·4 − (−3)·(−2) = −14
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−3)·3 − (−3)·4 = 3
(b × c)z = bxcy − bycx = (−3)·(−2) − (−2)·3 = 12
Hasil darab titik dengan a
a·(b × c) = 2·(−14) + (−4)·3 + (−5)·12 = −100
V = |−100| = 100
Jawapan
V = 100
15.Kebarangkalian
Jawapan: Var(X) = 145
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.
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.
Sifar dan satu kegagalan
P(X = 0) = 0.76 = 0.1176
P(X = 1) = 6·0.3·0.75 = 0.3025
Tambahkannya
P = 0.1176 + 0.3025 = 0.4202
Jawapan
P = 0.4202
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 15.33
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 = (428 − 500)/60 = −1.2
Jawapan
z = −1.2
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.2902
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 = (96.25 − 100)/15 = −0.25
z₂ = (107.5 − 100)/15 = 0.5
Luas antara
P = Φ(0.5) − Φ(−0.25) = 0.6915 − 0.4013 = 0.2902
Jawapan
P = 0.2902
20.Taburan normal
Jawapan: P = 0.7881
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).