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 + x + 8)/(4x3 + x + 3).
f(x) = (−5x3 + x + 8)/(4x3 + x + 3)x → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 4x)/(x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 4x)/(x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x3·e2x. Cari f′(1.5).
f(x) = x3·e2xx = 1.5
f′(1.5) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 3x2 + 2x − 4 pada x = 3 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 3x2 + 2x − 4x = 3
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫02 2x·(x² + 1)1 dx.
f(x) = 2x·(x² + 1)1[0, 2]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = 2x2 dan y = 4x.
y = 2x2y = 4x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = 8 + j8 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = 8 + j8
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Satu punca bagi z³ − 5z² + 9z − 5 = 0 ialah z₁ = 2 + j. Pekalinya nyata. Cari punca nyata r.
z₁ = 2 + j
r =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Secawan kopi pada 94 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 19 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0.12 min⁻¹, cari suhunya T selepas 29 min.
T0 = 94 °CTa = 19 °Ck = 0.12 min⁻¹t = 29 min
T = °C
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan masalah nilai awal y′ + y/x = x2 bagi x > 0, dengan y(1) = 2. Cari y(3).
y′ + y/x = x2y(1) = 2
y(3) =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c11 (baris 1, lajur 1).
A = [−3 −6; −6 6]B = [3 −6; −3 −4]
c11 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −3x + 3y = 8 dan −4x + 5y = 5. Cari x.
−3x + 3y = 8−4x + 5y = 5
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari sudut θ antara vektor a = (−6, 4, 6) dan b = (6, 6, −6), dalam darjah.
a = (−6, 4, 6)b = (6, 6, −6)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Daya F = (40, −10, 30) N bertindak pada titik A(−3, 2, −1). Koordinat dalam meter. Cari komponen-z Mz momen daya terhadap titik O(−3, 1, −2).
F = (40, −10, 30) NA(−3, 2, −1) mO(−3, 1, −2) m
Mz = N·m
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 3 orang boleh dipilih daripada kumpulan 6? Susunan tidak penting.
n = 6k = 3
N =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €2 untuk dimain. Anda menang €6 dengan kebarangkalian 0.2 dan €40 dengan kebarangkalian 0.01; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €2€6: p = 0.2€40: p = 0.01
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 23, 50, 42, 48, 17, 12, 36.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 500 dan sisihan piawai 40. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 452?
μ = 500σ = 40x = 452
P =
19.Taburan normalSederhana
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Berapakah pecahan yang terletak antara 438 dan 510 h? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 500σ = 40x1 = 438x2 = 510
P =
20.Taburan normalSukar
ketinggian lelaki dewasa bertaburan normal dengan min 178 cm dan sisihan piawai 7 cm. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 97.5% daripadanya (persentil ke-97.5).
μ = 178σ = 7P = 97.5%
x = cm
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −1.25
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).
Bahagikan dengan kuasa tertinggi
(−5 + 1/x2 + 8/x3)/(4 + 1/x2 + 3/x3)
Biarkan x → ∞
L = −5/4 = −1.25
Jawapan
L = −1.25
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
2.Had
Jawapan: L = 8
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
4·sin 4x/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
16·cos 4x/2
Gantikan x = 0
L = 16/2 = 8
Jawapan
L = 8
3.Terbitan
Jawapan: f′(1.5) = 271.2
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.
Petua hasil darab
f′(x) = u′v + uv′ = e2x·(3x2 + 2·x3)
Gantikan
f′(1.5) = 20.09·(6.75 + 6.75) = 271.2
Jawapan
f′(1.5) = 271.2
4.Terbitan
Jawapan: b = −31
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(3) = 29
f′(x) = 6x + 2 → f′(3) = 20
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 29 − 20·3 = −31
Jawapan
b = −31
5.Kamiran
Jawapan: I = 12
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.
Penggantian
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u1 du
Kamirkan dan nilaikan
I = [u2/2]15 = (25 − 1)/2 = 12
Jawapan
I = 12
6.Kamiran
Jawapan: A = 2.667
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
2x2 = 4x → x = 0, x = 2
Kamirkan atas tolak bawah
A = [2x2 − 0.6667x3]02 = 2.667
Jawapan
A = 2.667
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 45 °
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 = 8, b = 8 → I
Sudut rujukan
α = atan(8/8) = 45°
Argumen
θ = α = 45°
Jawapan
θ = 45°
Dalam bentuk kutub z = 11.31∠45°.
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.
Semak dengan hasil tambah punca: z₁ + z₂ + r = 4 + 1 = 5 = −(−5).
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: T = 21.31 °C
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.
Penyelesaian hukum penyejukan
T(t) = 19 + 75·e−0.12t
Gantikan t
T(29) = 19 + 75·0.03081 = 21.31 °C
Jawapan
T = 21.31 °C
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(3) = 7.333
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 = e∫1/x dx = x1
Kamirkan
(x1y)′ = x3 → x1y = 1x4/4 + C
Syarat awal
2 = 1/4 + C → C = 1.75
Nilaikan
y(3) = (1·34/4 + 1.75)/31 = 7.333
Jawapan
y(3) = 7.333
11.Matriks & penentu
Jawapan: c11 = 9
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
c11 = (−3)·3 + (−6)·(−3) = 9
Jawapan
c11 = 9
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −8.333
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 − 3·(−4) = −3
Gantikan lajur x
det Aₓ = 8·5 − 3·5 = 25
x = 25/(−3) = −8.333
Jawapan
x = −8.333
y = −5.667
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: θ = 119.5 °
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.
Hasil darab titik
a·b = (−6)·6 + 4·6 + 6·(−6) = −48
Magnitud
|a| = √((−6)² + 4² + 6²) = 9.381
|b| = √(6² + 6² + (−6)²) = 10.39
Sudut
cos θ = −48/(9.381·10.39) = −0.4924
θ = arccos(−0.4924) = 119.5°
Jawapan
θ = 119.5°
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: Mz = −40 N·m
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.
Vektor kedudukan dari O ke A
r = A − O = (−3, 2, −1) − (−3, 1, −2) = (0, 1, 1) m
Momen M = r × F
(r × F)x = ryFz − rzFy = 1·30 − 1·(−10) = 40 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = 1·40 − 0·30 = 40 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = 0·(−10) − 1·40 = −40 N·m
Komponen yang diminta
Mz = −40 N·m
Jawapan
Mz = −40 N·m
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 20
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(6, 3) = (6·5·4)/(3·2·1) = 20
Jawapan
N = 20
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = −0.4 €
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: 4 (p = 0.2), 38 (p = 0.01), −2 (p = 0.79)
Nilai jangkaan
E(G) = 4·0.2 + 38·0.01 − 2·0.79 = −0.4 €
Jawapan
E(G) = −0.4 €
Nilai negatif bermaksud anda kehilangan wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 15.27
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 = −1.2
Jadual normal piawai
Φ(−1.2) = 0.1151
P = 1 − 0.1151 = 0.8849
Jawapan
P = 0.8849
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.5381
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.
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.