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→∞ (−5x3 + 4x + 2)/(x3 + x + 2).
f(x) = (−5x3 + 4x + 2)/(x3 + x + 2)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) = (4x − 3)4. Cari f′(2).
f(x) = (4x − 3)4x = 2
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 + 10.5x2 + 36x − 3. Cari koordinat-x x bagi minimum setempat.
f(x) = x3 + 10.5x2 + 36x − 3
x =
5.KamiranSederhana
Rantau di bawah y = x dari x = 0 ke x = 3 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (kon).
y = x0 ≤ x ≤ 3
V =
6.KamiranSukar
Rantau antara garis y = 6x dan parabola y = 3x² diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu.
y = 6xy = 3x²
V =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 4∠−40° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian khayalan b.
r = 4θ = −40°
b =
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z³ = 27∠60°. Klik titik itu.
w = 27∠60°n = 3
1A (3∠80°)
2B (3∠20°)
3C (5.4∠80°)
4D (3∠−10°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Sekaleng minuman bergas pada 5 °C dikeluarkan daripada peti sejuk ke dalam bilik pada 24 °C. Selepas 18 min suhunya ialah 19 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari pemalar k dalam min⁻¹.
T0 = 5 °CTa = 24 °CT(18) = 19 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y″ + 2y′ + 17y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(0.25); sudut dalam radian.
y″ + 2y′ + 17y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(0.25) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [5 4 2; −3 −2 −3; −4 −3 −4]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.
A = [1 4; −5 −8]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (−7, −5, −1) pada b = (−2, −5, −2), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (−7, −5, −1)b = (−2, −5, −2)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Bagi a = (6, 2, 5) dan b = (−3, 6, 4), cari komponen-z (a × b)z hasil darab silang a × b.
a = (6, 2, 5)b = (−3, 6, 4)
(a × b)z =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 4 orang boleh dipilih daripada kumpulan 11? Susunan tidak penting.
n = 11k = 4
N =
16.KebarangkalianSukar
8 komponen diuji, dan setiap satu gagal dengan kebarangkalian 0.1, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P paling banyak satu gagal?
n = 8p = 0.1
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 30, 52, 52, 60, 55, 11, 37.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 100 dan sisihan piawai 5. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 106.3?
μ = 100σ = 5x = 106.3
P =
19.Taburan normalSederhana
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 49 dan 85 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 65σ = 10x1 = 49x2 = 85
P =
20.Taburan normalSukar
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Seret titik pemotong supaya 25% terbawah yang berlorek berada di sebelah kirinya. Cari titik pemotong x.
μ = 100 markahσ = 15 markah25%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −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).
Bahagikan dengan kuasa tertinggi
(−5 + 4/x2 + 2/x3)/(1 + 1/x2 + 2/x3)
Biarkan x → ∞
L = −5/1 = −5
Jawapan
L = −5
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′(2) = 2000
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·(4x − 3)3·4
Gantikan
f′(2) = 4·53·4 = 2000
Jawapan
f′(2) = 2000
4.Terbitan
Jawapan: x = −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.
Terbitan
f′(x) = 3x2 + 21x + 36 = 3·(x2 + 7x + 12)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −4 atau x = −3
Yang mana satu
f″(x) = 6x + 21: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(−4) = −3, f″(−3) = 3
x = −3
Jawapan
x = −3
5.Kamiran
Jawapan: V = 28.27
Isi padu kisaran: memutarkan rantau di bawah y = f(x) dari x = a ke x = b pada paksi-x menghasilkan pepejal yang keratan rentasnya pada x ialah cakera berjejari f(x). Menjumlahkan cakera itu memberikan V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Apabila rantau terletak antara lengkung luar R(x) dan lengkung dalam r(x), setiap hirisan ialah sesendal: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Kuasa duakan jejari sebelum anda menolaknya.
Kaedah cakera
V = π∫₀3 1x² dx
Kamirkan
V = π·1·3³/3 = 28.27
Jawapan
V = 28.27
Semakan: kon berjejari 3 dan tinggi 3 mempunyai (1/3)πr²h = 28.27.
6.Kamiran
Jawapan: V = 120.6
Isi padu kisaran: memutarkan rantau di bawah y = f(x) dari x = a ke x = b pada paksi-x menghasilkan pepejal yang keratan rentasnya pada x ialah cakera berjejari f(x). Menjumlahkan cakera itu memberikan V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Apabila rantau terletak antara lengkung luar R(x) dan lengkung dalam r(x), setiap hirisan ialah sesendal: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Kuasa duakan jejari sebelum anda menolaknya.
Titik persilangan
6x = 3x² → x = 0, x = 2
Kaedah sesendal
V = π∫₀2 ((6x)² − (3x²)²) dx
Kamirkan
V = π(36·2³/3 − 9·2⁵/5) = π·38.4 = 120.6
Jawapan
V = 120.6
7.Nombor kompleks
Jawapan: b = −2.571
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 = 4·cos(−40°) = 3.064
b = 4·sin(−40°) = −2.571
Bentuk Cartes
z = 3.064 − j2.571
b = −2.571
Jawapan
b = −2.571
8.Nombor kompleks
Jawapan: B (3∠20°)
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 = 20°, 140°, −100°
Titik itu
B = 3∠20°
Jawapan
B (3∠20°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: k = 0.07417 min⁻¹
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.
Nisbah beza suhu
e−18k = -5/-19
Selesaikan untuk k
k = ln(-19/-5)/18 = 0.07417 min⁻¹
Jawapan
k = 0.07417 min⁻¹
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.25) = 1.754
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 = −1 ± 4j
Pemalar
A = 3, B = 1·3/4 = 0.75
Nilaikan
y(0.25) = e−0.25(3·cos 1 + 0.75·sin 1) = 1.754
Jawapan
y(0.25) = 1.754
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −3
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 = −1, M₁₂ = 0, M₁₃ = 1
Pengembangan kofaktor
det A = 5·(−1) − 4·0 + 2·1 = −3
Jawapan
det A = −3
12.Matriks & penentu
Jawapan: λ = −3
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 − (−7)λ + (12) = 0
Selesaikan
λ = (−7 ± √(1))/2 → λ = −4, −3
λ = −3
Jawapan
λ = −3
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = 7.137
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 = (−7)·(−2) + (−5)·(−5) + (−1)·(−2) = 41
Panjang b
|b| = √((−2)² + (−5)² + (−2)²) = 5.745
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = 41/5.745 = 7.137
Jawapan
compb a = 7.137
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: (a × b)z = 42
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, komponen demi komponen
(a × b)x = aybz − azby = 2·4 − 5·6 = −22
(a × b)y = azbx − axbz = 5·(−3) − 6·4 = −39
(a × b)z = axby − aybx = 6·6 − 2·(−3) = 42
Komponen yang diminta
(a × b)z = 42
Jawapan
(a × b)z = 42
Semak: a × b berserenjang dengan kedua-dua vektor, maka hasil darab titiknya dengan a dan dengan b ialah sifar.
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 330
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(11, 4) = (11·10·9·8)/(4·3·2·1) = 330
Jawapan
N = 330
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.8131
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) = 0.98 = 0.4305
P(X = 1) = 8·0.1·0.97 = 0.3826
Tambahkannya
P = 0.4305 + 0.3826 = 0.8131
Jawapan
P = 0.8131
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 17.42
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 = 1.25
Jadual normal piawai
Φ(1.25) = 0.8944
P = 1 − 0.8944 = 0.1056
Jawapan
P = 0.1056
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.9225
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 = (49 − 65)/10 = −1.6
z₂ = (85 − 65)/10 = 2
Luas antara
P = Φ(2) − Φ(−1.6) = 0.9772 − 0.0548 = 0.9225
Jawapan
P = 0.9225
20.Taburan normal
Jawapan: x = 90 markah
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.