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→∞ (−6x3 + 4x + 8)/(4x3 + 5x + 4).

f(x) = (−6x3 + 4x + 8)/(4x3 + 5x + 4)x → ∞
L =
2.HadSukar
xyx = 0

Cari had L = limx→0 (e1.5x − 1 − 1.5x)/x².

f(x) = (e1.5x − 1 − 1.5x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
xyx = 2

Biar f(x) = x·e−x. Cari f′(2).

f(x) = x·e−xx = 2
f′(2) =
4.TerbitanSukar
xyx = −1

Garis tangen kepada f(x) = x2 − x − 3 pada x = −1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.

f(x) = x2 − x − 3x = −1
b =
5.KamiranSederhana
xy15y = x ln x

Nilaikan I = ∫₁5 x·ln x dx.

∫₁5 x ln x dx
I =
6.KamiranSukar
xy−11

Cari luas A kawasan antara parabola y = 1 − x² dan paksi-x.

y = 1 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
ReIm11−1−122−2−233−3−344−4−455−5−566−6−677−7−788−8−8zABCD

Rajah menunjukkan z = 3 − j2. Dengan w = 2∠90°, klik titik yang mewakili z·w.

z = 3 − j2w = 2∠90°
  1. 1A (2 + j3)
  2. 2B (6 − j4)
  3. 3C (−4 − j6)
  4. 4D (4 + j6)
8.Nombor kompleksSukar
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

Satu punca bagi z³ + 9z² + 28z + 20 = 0 ialah z₁ = −4 + j2. Pekalinya nyata. Cari punca nyata r.

z₁ = −4 + j2
r =
9.Persamaan pembezaanSederhana
t (min)T (°C)7Ta​67 °C

Secawan kopi pada 89 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 24 °C. Selepas 7 min suhunya ialah 67 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari pemalar k dalam min⁻¹.

T0 = 89 °CTa = 24 °CT(7) = 67 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan pembezaanSukar
tyK = 2ymax​ = ?

Satu sistem mematuhi y″ + y′ + 9.25y = 18.5 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.

y″ + y′ + 9.25y = 18.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & penentuSederhana
A =−4−23−404−352

Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.

A = [−4 −2 3; −4 0 4; −3 5 2]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
A =−6−55−6b =1−10

Selesaikan sistem −6x − 5y = 1 dan 5x − 6y = −10. Cari x.

−6x − 5y = 15x − 6y = −10
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
xyzab

Cari hasil darab titik a·b bagi a = (−7, −5, −6) dan b = (7, −1, 7).

a = (−7, −5, −6)b = (7, −1, 7)
a·b =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
xyzab

Bagi a = (1, 4, −2) dan b = (−2, −2, 2), cari komponen-x (a × b)x hasil darab silang a × b.

a = (1, 4, −2)b = (−2, −2, 2)
(a × b)x =
15.KebarangkalianSederhana
xp(x)00.3520.2540.1560.25μ = 2.6

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

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.35, 0.25, 0.15, 0.25
Var(X) =
16.KebarangkalianSukar
xp(x)00.3510.3520.3μ

X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = 10X − 3. Cari sisihan piawai σY bagi Y.

x: 0, 1, 2p(x): 0.35, 0.35, 0.3Y = 10X − 3
σY =
17.Statistik perihalanSederhana
20253035404550

Cari sisihan piawai sampel s data: 52, 35, 38, 17, 46, 31, 24.

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

Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 170 dan sisihan piawai 8. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 182?

μ = 170σ = 8x = 182
P =
19.Taburan normalSederhana
−3−2−10123zluas berlorek di sebelah kanan z = 0.6179

Seret z supaya luas berlorek di bawah lengkung normal piawai, di sebelah kanan z, ialah 0.6179. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.

A = 0.6179
z =
20.Taburan normalSukar
380420460500540580620hatas 30%

hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Seret titik pemotong supaya 30% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.

μ = 500 hσ = 40 h30%
x = h

3Larutan

1.Had

Jawapan: L = −1.5

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

(−6 + 4/x2 + 8/x3)/(4 + 5/x2 + 4/x3)

Biarkan x → ∞

L = −6/4 = −1.5

Jawapan

L = −1.5

Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.

2.Had

Jawapan: L = 1.125

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

(1.5·e1.5x − 1.5)/(2x) → 0/0

Penggunaan kedua

2.25·e1.5x/2

Gantikan x = 0

L = 2.25·1/2 = 1.125

Jawapan

L = 1.125
3.Terbitan

Jawapan: f′(2) = −0.1353

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−x·(1 + (−1)·x)

Gantikan

f′(2) = 0.1353·(1 + (−2)) = −0.1353

Jawapan

f′(2) = −0.1353
4.Terbitan

Jawapan: b = −4

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) = −1
f′(x) = 2x − 1 → f′(−1) = −3

Garis tangen pada x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −1 − (−3)·(−1) = −4

Jawapan

b = −4
5.Kamiran

Jawapan: I = 14.12

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 = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

Antiterbitan

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

Had

(12.5·ln 5 − 6.25) − (0 − 0.25) = 14.12

Jawapan

I = 14.12
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: D (4 + j6)

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 + 90°

Titik itu

z·w = 4 + j6 → D

Jawapan

D (4 + j6)
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 = −4 − j2
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·(−4)·z + ((−4)² + 2²) = z² + 8z + 20

Faktorkan kuadratik itu

z³ + 9z² + 28z + 20 = (z² + 8z + 20)(z + 1)

Punca nyata

r = −1

Jawapan

r = −1

Semak dengan hasil tambah punca: z₁ + z₂ + r = −8 + (−1) = −9 = −(9).

9.Persamaan pembezaan

Jawapan: k = 0.05903 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−7k = 43/65

Selesaikan untuk k

k = ln(65/43)/7 = 0.05903 min⁻¹

Jawapan

k = 0.05903 min⁻¹
10.Persamaan pembezaan

Jawapan: ymax = 3.185

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 = 2, r = −0.5 ± 3j

Pemalar daripada nilai awal

y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −0.5A + 3B = 0 → B = −0.3333

Puncak

t = π/3 = 1.047
ymax = 2·(1 + e−0.5·π/3) = 3.185

Jawapan

ymax = 3.185
11.Matriks & penentu

Jawapan: det A = 28

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 = 4, M₁₃ = −20

Pengembangan kofaktor

det A = (−4)·(−20) − (−2)·4 + 3·(−20) = 28

Jawapan

det A = 28
12.Matriks & penentu

Jawapan: x = −0.918

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 = (−6)·(−6) − (−5)·5 = 61

Gantikan lajur x

det Aₓ = 1·(−6) − (−5)·(−10) = −56
x = −56/61 = −0.918

Jawapan

x = −0.918
y = 0.9016
13.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: a·b = −86

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.

Darabkan komponen yang sepadan dan tambah

a·b = (−7)·7 + (−5)·(−1) + (−6)·7 = (−49) + 5 + (−42) = −86

Jawapan

a·b = −86

Negatif: sudut antara vektor lebih daripada 90°.

14.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: (a × b)x = 4

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 = 4·2 − (−2)·(−2) = 4
(a × b)y = azbx − axbz = (−2)·(−2) − 1·2 = 2
(a × b)z = axby − aybx = 1·(−2) − 4·(−2) = 6

Komponen yang diminta

(a × b)x = 4

Jawapan

(a × b)x = 4

Semak: a × b berserenjang dengan kedua-dua vektor, maka hasil darab titiknya dengan a dan dengan b ialah sifar.

15.Kebarangkalian

Jawapan: Var(X) = 5.64

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 = 0·0.35 + 2·0.25 + 4·0.15 + 6·0.25 = 2.6

Min bagi kuasa dua

E(X²) = 0·0.35 + 4·0.25 + 16·0.15 + 36·0.25 = 12.4

Varians

Var(X) = 12.4 − 2.6² = 5.64

Jawapan

Var(X) = 5.64
16.Kebarangkalian

Jawapan: σY = 8.047

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.

Serakan X

μ = 0.95, Var(X) = 0.6475, σX = 0.8047

Perubahan linear

σY = |10|·0.8047 = 8.047

Jawapan

σY = 8.047

Min memang berubah: E(Y) = 10·0.95 − 3 = 6.5.

17.Statistik perihalan

Jawapan: s = 12.11

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 = 243/7 = 34.71

Sisihan kuasa dua

Σ(x − x̄)² = 17.29² + 0.2857² + 3.286² + (−17.71)² + 11.29² + (−3.714)² + (−10.71)² = 879.4

Sisihan piawai

s = √(879.4/6) = 12.11

Jawapan

s = 12.11
18.Statistik perihalan

Jawapan: P = 0.06681

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 = 1 − 0.9332 = 0.06681

Jawapan

P = 0.06681
19.Taburan normal

Jawapan: z = −0.3

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 − 0.6179 = 0.3821

Baca jadual-z secara terbalik

Cari 0.3821 di dalam jadual dan baca z.

z = −0.30

Jawapan

z = −0.30
20.Taburan normal

Jawapan: x = 521 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.

Luas di sebelah kiri

Φ(z) = 0.7

z daripada jadual

z ≈ 0.52

Kembali kepada unit asal

x = 500 + 0.52·40 = 521 h

Jawapan

x = 521 h

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics