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→∞ (−x3 − 6x + 7)/(x3 + 2x + 6).
f(x) = (−x3 − 6x + 7)/(x3 + 2x + 6)x → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 5x)/(2x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 5x)/(2x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·e−0.5x. Cari f′(1.5).
f(x) = x·e−0.5xx = 1.5
f′(1.5) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = x2 − x + 1 pada x = −2 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = x2 − x + 1x = −2
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₀π x·sin x dx (x dalam radian).
∫₀π x·sin x dx
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 1 − x² dan paksi-x.
y = 1 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Rajah menunjukkan z = −4 + j2. Dengan w = 2∠180°, klik titik yang mewakili z·w.
z = −4 + j2w = 2∠180°
1A (8 − j4)
2B (−8 + j4)
3C (2 − j)
4D (4 − j2)
8.Nombor kompleksSukar
Selesaikan z² − 3z + 27.25 = 0. Puncanya ialah a ± jb; cari bahagian nyata a.
p = −3q = 27.25
a =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 6y′ + 9y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 1. Cari y(0.5).
y″ + 6y′ + 9y = 0y(0) = 5y′(0) = 1
y(0.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + y′ + 16.25y = 16.25 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.
y″ + y′ + 16.25y = 16.25y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c21 (baris 2, lajur 1).
A = [−6 −6; −5 −5]B = [−2 −3; −3 −6]
c21 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 5x + 3y = 2 dan −4x + 3y = 5. Cari x.
5x + 3y = 2−4x + 3y = 5
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (30, 5, −5) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(−5, −4, −4) ke titik B(0, 0, 1). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (30, 5, −5) NA(−5, −4, −4) mB(0, 0, 1) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Vektor unit n̂ berserenjang dengan kedua-dua a = (2, −4, −1) dan b = (4, 0, −2) dan mempunyai komponen-z positif. Cari komponen-xnya n̂x.
a = (2, −4, −1)b = (4, 0, −2)n̂z > 0
n̂x =
15.KebarangkalianSederhana
Satu dadu adil digolek 3 kali. Berapakah kebarangkalian P mendapat sekurang-kurangnya satu enam?
n = 3
P =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €2 untuk dimain. Anda menang €10 dengan kebarangkalian 0.3 dan €100 dengan kebarangkalian 0.02; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €2€10: p = 0.3€100: p = 0.02
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 33, 44, 38, 51, 50, 10, 40.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 100 dan sisihan piawai 20. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 130?
μ = 100σ = 20x = 130
P =
19.Taburan normalSederhana
ketinggian lelaki dewasa bertaburan normal dengan min 178 cm dan sisihan piawai 7 cm. Berapakah pecahan yang terletak antara 175.9 dan 183.6 cm? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 178σ = 7x1 = 175.9x2 = 183.6
P =
20.Taburan normalSukar
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Seret titik pemotong supaya 15% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 500 hσ = 40 h15%
x = h
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
(−1 + (−6)/x2 + 7/x3)/(1 + 2/x2 + 6/x3)
Biarkan x → ∞
L = −1/1 = −1
Jawapan
L = −1
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
2.Had
Jawapan: L = 6.25
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
5·sin 5x/(4x) → 0/0
Penggunaan kedua
25·cos 5x/4
Gantikan x = 0
L = 25/4 = 6.25
Jawapan
L = 6.25
3.Terbitan
Jawapan: f′(1.5) = 0.1181
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·(1 + (−0.5)·x)
Gantikan
f′(1.5) = 0.4724·(1 + (−0.75)) = 0.1181
Jawapan
f′(1.5) = 0.1181
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) = 7
f′(x) = 2x − 1 → f′(−2) = −5
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 7 − (−5)·(−2) = −3
Jawapan
b = −3
5.Kamiran
Jawapan: I = 3.142
Pengamiran bahagian demi bahagian: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, daripada petua hasil darab. Pilih u sebagai faktor yang menjadi lebih mudah apabila dibezakan (kuasa x, atau ln x), dan dv sebagai faktor yang boleh anda kamirkan (eˣ, sin x, cos x, atau x apabila u = ln x). Bagi kamiran tentu, nilaikan u·v pada kedua-dua had: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Faktor x² memerlukan dua pusingan.
Pilih u dan dv
u = x, du = dx; dv = sin x dx, v = −cos x
Antiterbitan
∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x
Had
(−π·cos π + sin π) − (0 + 0) = 3.142
Jawapan
I = 3.142
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: A (8 − j4)
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.
Kesan w
|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + 180°
Titik itu
z·w = 8 − j4 → A
Jawapan
A (8 − j4)
8.Nombor kompleks
Jawapan: a = 1.5
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.
Pembezalayan
p² − 4q = 9 − 109 = −100 < 0
Rumus kuadratik
z = (3 ± j√100)/2 = 1.5 + j5, 1.5 − j5
Jawapan
a = 1.5
Jawapan
a = 1.5
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = 2.901
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 berganda
(r + 3)² = 0 → r = −3
Pemalar
A = y(0) = 5
y′(0) = B − 3A → B = 1 + 15 = 16
Nilaikan
y(0.5) = (5 + 16·0.5)·e−1.5 = 2.901
Jawapan
y(0.5) = 2.901
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: ymax = 1.675
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 = −0.5 ± 4j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 1 + A = 0 → A = −1
y′(0) = −0.5A + 4B = 0 → B = −0.125
Puncak
t = π/4 = 0.7854
ymax = 1·(1 + e−0.5·π/4) = 1.675
Jawapan
ymax = 1.675
11.Matriks & penentu
Jawapan: c21 = 25
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
c21 = (−5)·(−2) + (−5)·(−3) = 25
Jawapan
c21 = 25
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −0.3333
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 − 3·(−4) = 27
Gantikan lajur x
det Aₓ = 2·3 − 3·5 = −9
x = −9/27 = −0.3333
Jawapan
x = −0.3333
y = 1.222
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = 145 J
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.
Sesaran
d = B − A = (0, 0, 1) − (−5, −4, −4) = (5, 4, 5) m
Kerja
W = F·d = 30·5 + 5·4 + (−5)·5 = 145 J
Jawapan
W = 145 J
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: n̂x = 0.4472
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 = (−4)·(−2) − (−1)·0 = 8
(a × b)y = azbx − axbz = (−1)·4 − 2·(−2) = 0
(a × b)z = axby − aybx = 2·0 − (−4)·4 = 16
Normalkan
Komponen-z bagi a × b sudah positif.
|a × b| = √(8² + 0² + 16²) = 17.89
n̂ = (8, 0, 16)/17.89 = (0.4472, 0, 0.8944)
n̂x = 0.4472
Jawapan
n̂x = 0.4472
15.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.4213
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)3 = 0.5787
P = 1 − 0.5787 = 0.4213
Jawapan
P = 0.4213
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = 3 €
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: 8 (p = 0.3), 98 (p = 0.02), −2 (p = 0.68)
Nilai jangkaan
E(G) = 8·0.3 + 98·0.02 − 2·0.68 = 3 €
Jawapan
E(G) = 3 €
Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 13.92
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 = 1.5
Jadual normal piawai
Φ(1.5) = 0.9332
P = 0.9332
Jawapan
P = 0.9332
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.4061
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 = (175.9 − 178)/7 = −0.3
z₂ = (183.6 − 178)/7 = 0.8
Luas antara
P = Φ(0.8) − Φ(−0.3) = 0.7881 − 0.3821 = 0.4061
Jawapan
P = 0.4061
20.Taburan normal
Jawapan: x = 542 h
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.