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→∞ (−4x2 + x + 3)/(x2 + 5x + 2).
f(x) = (−4x2 + x + 3)/(x2 + 5x + 2)x → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 2x)/(3x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(3x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (3x + 3)3. Cari f′(1).
f(x) = (3x + 3)3x = 1
f′(1) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = −x2 − 5x + 4 pada x = −1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = −x2 − 5x + 4x = −1
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫26 4/x dx.
f(x) = 4/x[2, 6]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = x2 dan y = 4x.
y = x2y = 4x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 2∠110° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian nyata a.
r = 2θ = 110°
a =
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z⁴ = 81∠90°. Klik titik itu.
w = 81∠90°n = 4
1A (3∠−22.5°)
2B (3∠22.5°)
3C (3∠90°)
4D (1.5∠22.5°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 8y′ + 16y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = -2. Cari y(2).
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 3y′(0) = -2
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y′ + 0.5y = 7e−2t dengan y(0) = 3. Cari y(1.5).
y′ + 0.5y = 7e−2ty(0) = 3
y(1.5) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−1 1 −2; 5 3 −5; 2 1 5]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −x + 4y = 9 dan −4x − 5y = 10. Cari x.
−x + 4y = 9−4x − 5y = 10
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (−30, 25, 15) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(1, −3, 0) ke titik B(−2, 3, 4). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (−30, 25, 15) NA(1, −3, 0) mB(−2, 3, 4) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Bagi a = (6, 0, 2) dan b = (5, −1, 0), cari komponen-x (a × b)x hasil darab silang a × b.
a = (6, 0, 2)b = (5, −1, 0)
(a × b)x =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 5 orang boleh dipilih daripada kumpulan 14? Susunan tidak penting.
n = 14k = 5
N =
16.KebarangkalianSukar
10 komponen diuji, dan setiap satu gagal dengan kebarangkalian 0.25, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P paling banyak satu gagal?
n = 10p = 0.25
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 34, 42, 10, 39, 10, 48, 12.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 100 dan sisihan piawai 15. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 92.5?
μ = 100σ = 15x = 92.5
P =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.5285. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.5285
z =
20.Taburan normalSukar
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Seret titik pemotong supaya 10% terbawah yang berlorek berada di sebelah kirinya. Cari titik pemotong x.
μ = 500 hσ = 40 h10%
x = h
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).
Bahagikan dengan kuasa tertinggi
(−4 + 1/x + 3/x2)/(1 + 5/x + 2/x2)
Biarkan x → ∞
L = −4/1 = −4
Jawapan
L = −4
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
2.Had
Jawapan: L = 0.6667
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
2·sin 2x/(6x) → 0/0
Penggunaan kedua
4·cos 2x/6
Gantikan x = 0
L = 4/6 = 0.6667
Jawapan
L = 0.6667
3.Terbitan
Jawapan: f′(1) = 324
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) = 3·(3x + 3)2·3
Gantikan
f′(1) = 3·62·3 = 324
Jawapan
f′(1) = 324
4.Terbitan
Jawapan: b = 5
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(−1) = 8
f′(x) = −2x − 5 → f′(−1) = −3
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 8 − (−3)·(−1) = 5
Jawapan
b = 5
5.Kamiran
Jawapan: I = 4.394
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) = 4·ln x
Nilaikan pada had
I = 4·(ln 6 − ln 2) = 4·ln 3 = 4.394
Jawapan
I = 4.394
6.Kamiran
Jawapan: A = 10.67
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.
Titik persilangan
x2 = 4x → x = 0, x = 4
Kamirkan atas tolak bawah
A = [2x2 − 0.3333x3]04 = 10.67
Jawapan
A = 10.67
7.Nombor kompleks
Jawapan: a = −0.684
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 = 2·cos(110°) = −0.684
b = 2·sin(110°) = 1.879
Bentuk Cartes
z = −0.684 + j1.879
a = −0.684
Jawapan
a = −0.684
8.Nombor kompleks
Jawapan: B (3∠22.5°)
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 dan argumen punca-punca
|z| = 3
θ = 22.5°, 112.5°, −157.5°, −67.5°
Titik itu
B = 3∠22.5°
Jawapan
B (3∠22.5°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 0.007716
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 + 4)² = 0 → r = −4
Pemalar
A = y(0) = 3
y′(0) = B − 4A → B = -2 + 12 = 10
Nilaikan
y(2) = (3 + 10·2)·e−8 = 0.007716
Jawapan
y(2) = 0.007716
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1.5) = 3.389
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 = e0.5t
(e0.5ty)′ = 7e−1.5t
Penyelesaian am
y = 7/(−1.5)·e−2t + C·e−0.5t = −4.667·e−2t + C·e−0.5t
Syarat awal
3 = −4.667 + C → C = 7.667
Nilaikan
y(1.5) = −4.667·0.04979 + 7.667·0.4724 = 3.389
Jawapan
y(1.5) = 3.389
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −53
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 = 20, M₁₂ = 35, M₁₃ = −1
Pengembangan kofaktor
det A = (−1)·20 − 1·35 + (−2)·(−1) = −53
Jawapan
det A = −53
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −4.048
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)·(−5) − 4·(−4) = 21
Gantikan lajur x
det Aₓ = 9·(−5) − 4·10 = −85
x = −85/21 = −4.048
Jawapan
x = −4.048
y = 1.238
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = 300 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 = (−2, 3, 4) − (1, −3, 0) = (−3, 6, 4) m
Kerja
W = F·d = (−30)·(−3) + 25·6 + 15·4 = 300 J
Jawapan
W = 300 J
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: (a × b)x = 2
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, komponen demi komponen
(a × b)x = aybz − azby = 0·0 − 2·(−1) = 2
(a × b)y = azbx − axbz = 2·5 − 6·0 = 10
(a × b)z = axby − aybx = 6·(−1) − 0·5 = −6
Komponen yang diminta
(a × b)x = 2
Jawapan
(a × b)x = 2
Semak: a × b berserenjang dengan kedua-dua vektor, maka hasil darab titiknya dengan a dan dengan b ialah sifar.
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 2002
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.
Gabungan
C(14, 5) = (14·13·12·11·10)/(5·4·3·2·1) = 2002
Jawapan
N = 2002
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.244
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) = 0.7510 = 0.05631
P(X = 1) = 10·0.25·0.759 = 0.1877
Tambahkannya
P = 0.05631 + 0.1877 = 0.244
Jawapan
P = 0.244
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 16.62
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 = −0.5
Jadual normal piawai
Φ(−0.5) = 0.3085
P = 1 − 0.3085 = 0.6915
Jawapan
P = 0.6915
19.Taburan normal
Jawapan: z = 0.72
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.
Luas di sebelah kiri z
Φ(z) = (1 + 0.5285)/2 = 0.7642
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.7642 di dalam jadual dan baca z.
z = 0.72
Jawapan
z = 0.72
20.Taburan normal
Jawapan: x = 449 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.