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 + 9x) − 2x).
f(x) = √(4x2 + 9x) − 2xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 2x)/(4x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(4x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (−2x + 5)5. Cari f′(−1).
f(x) = (−2x + 5)5x = −1
f′(−1) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = x2 + x + 5 pada x = −1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = x2 + x + 5x = −1
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₁6 x·ln x dx.
∫₁6 x ln x dx
I =
6.KamiranSukar
Nilaikan I = ∫₀1 x²·eˣ dx.
∫₀1 x²eˣ dx
I =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = −4 − j5 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = −4 − j5
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Gunakan teorem De Moivre untuk mencari bahagian nyata z⁸ bagi z = 1 − j.
z = 1 − jn = 8
Re(z⁸) =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 4y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 1. Cari y(2).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 3y′(0) = 1
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + 4y′ + 29y = 29 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari y(1); sudut dalam radian.
y″ + 4y′ + 29y = 29y(0) = 0y′(0) = 0
y(1) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−1 0 −1; 4 −1 −3; −4 0 0]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 3x + 6y = −4 dan 6x − 5y = −2. Cari x.
3x + 6y = −46x − 5y = −2
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (−10, −15, 10) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(5, −4, 4) ke titik B(4, 5, 0). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (−10, −15, 10) NA(5, −4, 4) mB(4, 5, 0) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi empat selari yang direntangi oleh a = (4, 2, −5) dan b = (−6, 4, 2).
a = (4, 2, −5)b = (−6, 4, 2)
A =
15.KebarangkalianSederhana
Bagi taburan yang ditunjukkan, cari sisihan piawai σ bagi X.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.3, 0.3, 0.35, 0.05
σ =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €3 untuk dimain. Anda menang €15 dengan kebarangkalian 0.1 dan €150 dengan kebarangkalian 0.05; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €3€15: p = 0.1€150: p = 0.05
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 20, 33, 33, 17, 32, 31, 60.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 500 dan sisihan piawai 60. Cari skor-z z bagi skor 590.
μ = 500σ = 60x = 590
z =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.9606. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.9606
z =
20.Taburan normalSukar
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Seret titik pemotong supaya 25% terbawah yang berlorek berada di sebelah kirinya. Cari titik pemotong x.
μ = 500 hσ = 40 h25%
x = h
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 2.25
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).
Darabkan dengan konjugat
f(x) = 9x/(√(4x2 + 9x) + 2x)
Bahagikan dengan x
f(x) = 9/(√(4 + 9/x) + 2)
Biarkan x → ∞
L = 9/(2 + 2) = 2.25
Jawapan
L = 2.25
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) = −24010
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) = 5·(−2x + 5)4·(−2)
Gantikan
f′(−1) = 5·74·(−2) = −24010
Jawapan
f′(−1) = −24010
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) = 5
f′(x) = 2x + 1 → f′(−1) = −1
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 5 − (−1)·(−1) = 4
Jawapan
b = 4
5.Kamiran
Jawapan: I = 23.5
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
(18·ln 6 − 9) − (0 − 0.25) = 23.5
Jawapan
I = 23.5
6.Kamiran
Jawapan: I = 0.7183
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.
Pusingan pertama
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Pusingan kedua
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Had
2.718·(1) − 1·2 = 0.7183
Jawapan
I = 0.7183
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = −128.7 °
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.
Kuadran
a = −4, b = −5 → III
Sudut rujukan
α = atan(5/4) = 51.34°
Argumen
θ = −(180° − α) = −128.7°
Jawapan
θ = −128.7°
Dalam bentuk kutub z = 6.403∠−128.7°.
8.Nombor kompleks
Jawapan: Re(z⁸) = 16
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.
Bentuk kutub
z = 1 − j = √2∠−45°
De Moivre
z⁸ = (√2)⁸∠−360° = 16∠0°
Bentuk Cartes
z⁸ = 16·(cos 0° + j sin 0°) = 16
Re(z⁸) = 16
Jawapan
Re(z⁸) = 16
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 0.3114
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) = 3
y′(0) = B − 2A → B = 1 + 6 = 7
Nilaikan
y(2) = (3 + 7·2)·e−4 = 0.3114
Jawapan
y(2) = 0.3114
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 1.014
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 = −2 ± 5j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 1 + A = 0 → A = −1
y′(0) = −2A + 5B = 0 → B = −0.4
Nilaikan
y(1) = 1·(1 − e−2(cos 5 + 0.4·sin 5)) = 1.014
Jawapan
y(1) = 1.014
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = 4
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 = 0, M₁₂ = −12, M₁₃ = −4
Pengembangan kofaktor
det A = (−1)·0 − 0·(−12) + (−1)·(−4) = 4
Jawapan
det A = 4
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −0.6275
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 = 3·(−5) − 6·6 = −51
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−4)·(−5) − 6·(−2) = 32
x = 32/(−51) = −0.6275
Jawapan
x = −0.6275
y = −0.3529
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = −165 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 = (4, 5, 0) − (5, −4, 4) = (−1, 9, −4) m
Kerja
W = F·d = (−10)·(−1) + (−15)·9 + 10·(−4) = −165 J
Jawapan
W = −165 J
Kerja negatif: daya bertindak kebanyakannya melawan gerakan.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 42.94
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 = 2·2 − (−5)·4 = 24
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·(−6) − 4·2 = 22
(a × b)z = axby − aybx = 4·4 − 2·(−6) = 28
Luas
A = |a × b| = √(24² + 22² + 28²) = 42.94
Jawapan
A = 42.94
15.Kebarangkalian
Jawapan: σ = 0.9097
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 = 1·0.3 + 2·0.3 + 3·0.35 + 4·0.05 = 2.15
Min bagi kuasa dua
E(X²) = 1·0.3 + 4·0.3 + 9·0.35 + 16·0.05 = 5.45
Varians
Var(X) = 5.45 − 2.15² = 0.8275
σ = √0.8275 = 0.9097
Jawapan
σ = 0.9097
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = 6 €
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: 12 (p = 0.1), 147 (p = 0.05), −3 (p = 0.85)
Nilai jangkaan
E(G) = 12·0.1 + 147·0.05 − 3·0.85 = 6 €
Jawapan
E(G) = 6 €
Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 13.88
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 = (590 − 500)/60 = 1.5
Jawapan
z = 1.5
19.Taburan normal
Jawapan: z = 2.06
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 + 0.9606)/2 = 0.9803
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.9803 di dalam jadual dan baca z.
z = 2.06
Jawapan
z = 2.06
20.Taburan normal
Jawapan: x = 473 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.