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→∞ (1 + 1/x)x. Berikan nilai perpuluhan.

f(x) = (1 + 1/x)xx → ∞
L =
2.HadSukar
xyx = 0

Cari had L = limx→0 (1 − cos 2x)/(4x²), dengan x dalam radian.

f(x) = (1 − cos 2x)/(4x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
xyx = 1

Biar f(x) = x·sin(x), dengan x dalam radian. Cari f′(1).

f(x) = x·sin(x)x = 1 rad
f′(1) =
4.TerbitanSukar
xy

Biar f(x) = x3 + 7.5x2 + 18x. Cari koordinat-x x bagi minimum setempat.

f(x) = x3 + 7.5x2 + 18x
x =
5.KamiranSederhana
xyπy = x·cos x

Nilaikan I = ∫₀π x·cos x dx (x dalam radian).

∫₀π x·cos x dx
I =
6.KamiranSukar
xy−33

Cari luas A kawasan antara parabola y = 9 − x² dan paksi-x.

y = 9 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
ReIm22−2−244−4−466−6−6z₁z₂w

Diberi z₁ = 3∠−35° dan z₂ = 0.5∠−95°, cari argumen θ bagi w = z₁/z₂ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.

z₁ = 3∠−35°z₂ = 0.5∠−95°
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

Satu punca bagi z³ + z² + 15z − 17 = 0 ialah z₁ = −1 + j4. Pekalinya nyata. Cari punca nyata r.

z₁ = −1 + j4
r =
9.Persamaan pembezaanSederhana
tyy(0) = 2y(1.5) = ?

Selesaikan y″ + 4y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 1. Cari y(1.5).

y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = 1
y(1.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
tyy(0) = 10y(1.5) = ?

Selesaikan y″ + 4y′ + 8y = 0 dengan y(0) = 10 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(1.5); sudut dalam radian.

y″ + 4y′ + 8y = 0y(0) = 10y′(0) = 0
y(1.5) =
11.Matriks & penentuSederhana
A =−56−20B =4−1−41

Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c22 (baris 2, lajur 2).

A = [−5 6; −2 0]B = [4 −1; −4 1]
c22 =
12.Matriks & penentuSukar
A =−31−20

Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.

A = [−3 1; −2 0]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
xyzab

Cari unjuran skalar compb a bagi a = (−2, −6, 4) pada b = (−5, −1, 4), iaitu komponen a dalam arah b.

a = (−2, −6, 4)b = (−5, −1, 4)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
xyzrFOA

Daya F = (40, 60, −40) N bertindak pada titik A(−4, −1, −3). Koordinat dalam meter. Cari komponen-x Mx momen daya terhadap titik O(−2, 1, 0).

F = (40, 60, −40) NA(−4, −1, −3) mO(−2, 1, 0) m
Mx = N·m
15.KebarangkalianSederhana
xp(x)100.15200.35300.3400.2μ = 25.5

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

x: 10, 20, 30, 40p(x): 0.15, 0.35, 0.3, 0.2
Var(X) =
16.KebarangkalianSukar
n = 11, p = 0.4: P(X = 2) = ?k01234567891011

Satu ujian mempunyai 11 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.4, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 2 jawapan betul?

n = 11p = 0.4k = 2
P =
17.Statistik perihalanSederhana
303540455055

Cari sisihan piawai sampel s data: 55, 45, 59, 58, 29, 49, 45.

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

Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 500 dan sisihan piawai 75. Cari skor-z z bagi skor 462.5.

μ = 500σ = 75x = 462.5
z =
19.Taburan normalSederhana
−3−2−10123zluas berlorek antara −z dan z = 0.9500

Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.9500. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.

A = 0.9500
z =
20.Taburan normalSukar
157164171178185192199cmatas 60%

ketinggian lelaki dewasa bertaburan normal dengan min 178 cm dan sisihan piawai 7 cm. Seret titik pemotong supaya 60% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.

μ = 178 cmσ = 7 cm60%
x = cm

3Larutan

1.Had

Jawapan: L = 2.718

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→∞ x·ln(1 + 1/x)

Nilaikan

ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 1·1 = 1

Buat songsangan logaritma

L = e1 = 2.718

Jawapan

L = 2.718
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).

Penggunaan pertama

2·sin 2x/(8x) → 0/0

Penggunaan kedua

4·cos 2x/8

Gantikan x = 0

L = 4/8 = 0.5

Jawapan

L = 0.5
3.Terbitan

Jawapan: f′(1) = 1.382

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 dan rantai

f′(x) = sin(x) + x·cos(x)

Gantikan

f′(1) = 0.8415 + 1·0.5403 = 1.382

Jawapan

f′(1) = 1.382
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 + 15x + 18 = 3·(x2 + 5x + 6)

Selesaikan f′(x) = 0

x = −3 atau x = −2

Yang mana satu

f″(x) = 6x + 15: negatif pada maksimum, positif pada minimum.

f″(−3) = −3, f″(−2) = 3
x = −2

Jawapan

x = −2
5.Kamiran

Jawapan: I = −2

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 = cos x dx, v = sin x

Antiterbitan

∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x

Had

(π·sin π + cos π) − (0 + 1) = −2

Jawapan

I = −2
6.Kamiran

Jawapan: A = 36

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

9 − x² = 0 → x = ±3

Kamirkan

A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36

Jawapan

A = 36
7.Nombor kompleks

Jawapan: θ = 60 °

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.

Modulus dan argumen w

|w| = 3 / 0.5 = 6
θ = −35° − (−95)° = 60°

Argumen

θ = 60°

Jawapan

θ = 60°
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 = −1 − j4
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·(−1)·z + ((−1)² + 4²) = z² + 2z + 17

Faktorkan kuadratik itu

z³ + z² + 15z − 17 = (z² + 2z + 17)(z − 1)

Punca nyata

r = 1

Jawapan

r = 1

Semak dengan hasil tambah punca: z₁ + z₂ + r = −2 + 1 = −1 = −(1).

9.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(1.5) = 0.473

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 + 2)² = 0 → r = −2

Pemalar

A = y(0) = 2
y′(0) = B − 2A → B = 1 + 4 = 5

Nilaikan

y(1.5) = (2 + 5·1.5)·e−3 = 0.473

Jawapan

y(1.5) = 0.473
10.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(1.5) = −0.4226

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 kompleks

r = −2 ± 2j

Pemalar

A = 10, B = 2·10/2 = 10

Nilaikan

y(1.5) = e−3(10·cos 3 + 10·sin 3) = −0.4226

Jawapan

y(1.5) = −0.4226
11.Matriks & penentu

Jawapan: c22 = 2

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 = (−2)·(−1) + 0·1 = 2

Jawapan

c22 = 2
12.Matriks & penentu

Jawapan: λ = −1

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.

Persamaan cirian

λ² − (−3)λ + (2) = 0

Selesaikan

λ = (−3 ± √(1))/2 → λ = −2, −1
λ = −1

Jawapan

λ = −1
13.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: compb a = 4.938

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 = (−2)·(−5) + (−6)·(−1) + 4·4 = 32

Panjang b

|b| = √((−5)² + (−1)² + 4²) = 6.481

Unjuran skalar

compb a = a·b/|b| = 32/6.481 = 4.938

Jawapan

compb a = 4.938
14.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: Mx = 260 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 = (−4, −1, −3) − (−2, 1, 0) = (−2, −2, −3) m

Momen M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = (−2)·(−40) − (−3)·60 = 260 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = (−3)·40 − (−2)·(−40) = −200 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = (−2)·60 − (−2)·40 = −40 N·m

Komponen yang diminta

Mx = 260 N·m

Jawapan

Mx = 260 N·m
15.Kebarangkalian

Jawapan: Var(X) = 94.75

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 = 10·0.15 + 20·0.35 + 30·0.3 + 40·0.2 = 25.5

Min bagi kuasa dua

E(X²) = 100·0.15 + 400·0.35 + 900·0.3 + 1600·0.2 = 745

Varians

Var(X) = 745 − 25.5² = 94.75

Jawapan

Var(X) = 94.75
16.Kebarangkalian

Jawapan: P = 0.08868

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 = 2) = 55·0.42·0.69 = 55·0.16·0.01008 = 0.08868

Jawapan

P = 0.08868
17.Statistik perihalan

Jawapan: s = 10.39

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 = 340/7 = 48.57

Sisihan kuasa dua

Σ(x − x̄)² = 6.429² + (−3.571)² + 10.43² + 9.429² + (−19.57)² + 0.4286² + (−3.571)² = 647.7

Sisihan piawai

s = √(647.7/6) = 10.39

Jawapan

s = 10.39
18.Statistik perihalan

Jawapan: z = −0.5

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 = (462.5 − 500)/75 = −0.5

Jawapan

z = −0.5
19.Taburan normal

Jawapan: z = 1.96

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 + 0.9500)/2 = 0.9750

Baca jadual-z secara terbalik

Cari 0.9750 di dalam jadual dan baca z.

z = 1.96

Jawapan

z = 1.96
20.Taburan normal

Jawapan: x = 176.3 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.

Luas di sebelah kiri

Φ(z) = 0.4

z daripada jadual

z ≈ −0.25

Kembali kepada unit asal

x = 178 − 0.25·7 = 176.3 cm

Jawapan

x = 176.3 cm

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics