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→∞ (√(9x2 − 6x) − 3x).
f(x) = √(9x2 − 6x) − 3xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 4x)/(3x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 4x)/(3x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (2x − 1)4. Cari f′(2).
f(x) = (2x − 1)4x = 2
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 − 12x − 3. Cari koordinat-x x bagi maksimum setempat.
f(x) = x3 − 12x − 3
x =
5.KamiranSederhana
Rantau di bawah y = √(2x) dari x = 0 ke x = 4 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (paraboloid).
y = √(2x)0 ≤ x ≤ 4
V =
6.KamiranSukar
Nilaikan I = ∫₀1 x²·eˣ dx.
∫₀1 x²eˣ dx
I =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 1.5∠125° dan z₂ = 3∠−95°, cari argumen θ bagi w = z₁/z₂ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.
z₁ = 1.5∠125°z₂ = 3∠−95°
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Selesaikan z² + 8z + 32 = 0. Puncanya ialah a ± jb; cari b > 0.
p = 8q = 32
b =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 4y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 1. Cari y(1.5).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 5y′(0) = 1
y(1.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + 4y′ + 29y = 145 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari y(1); sudut dalam radian.
y″ + 4y′ + 29y = 145y(0) = 0y′(0) = 0
y(1) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [1 −1 2; 3 1 −5; −5 0 0]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 5x + 6y = −10 dan x − 6y = 1. Cari x.
5x + 6y = −10x − 6y = 1
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (−2, 4, −4) pada b = (6, 5, −1), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (−2, 4, −4)b = (6, 5, −1)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (4, 2, 0), b = (−5, 0, 3) dan c = (2, 4, 0).
a = (4, 2, 0)b = (−5, 0, 3)c = (2, 4, 0)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 4 orang boleh dipilih daripada kumpulan 12? Susunan tidak penting.
n = 12k = 4
N =
16.KebarangkalianSukar
11 komponen diuji, dan setiap satu gagal dengan kebarangkalian 0.7, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P paling banyak satu gagal?
n = 11p = 0.7
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 26, 36, 37, 53, 33, 29, 59.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 170 dan sisihan piawai 10. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 158?
μ = 170σ = 10x = 158
P =
19.Taburan normalSederhana
X normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 4 g; Y tak bersandar dan normal dengan min 500 g dan sisihan piawai 9 g. Cari kebarangkalian P bahawa X + Y melebihi 742.1 g. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μX = 250, σX = 4μY = 500, σY = 9X + Y > 742.1 g
P =
20.Taburan normalSukar
berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Seret titik pemotong supaya 90% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 250 gσ = 5 g90%
x = g
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −1
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) = −6x/(√(9x2 − 6x) + 3x)
Bahagikan dengan x
f(x) = −6/(√(9 + (−6)/x) + 3)
Biarkan x → ∞
L = −6/(3 + 3) = −1
Jawapan
L = −1
2.Had
Jawapan: L = 2.667
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/(6x) → 0/0
Penggunaan kedua
16·cos 4x/6
Gantikan x = 0
L = 16/6 = 2.667
Jawapan
L = 2.667
3.Terbitan
Jawapan: f′(2) = 216
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·(2x − 1)3·2
Gantikan
f′(2) = 4·33·2 = 216
Jawapan
f′(2) = 216
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 − 12 = 3·(x2 − 4)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −2 atau x = 2
Yang mana satu
f″(x) = 6x: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(−2) = −12, f″(2) = 12
x = −2
Jawapan
x = −2
5.Kamiran
Jawapan: V = 50.27
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∫₀4 2x dx
Kamirkan
V = π·2·4²/2 = 50.27
Jawapan
V = 50.27
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 = −140 °
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| = 1.5 / 3 = 0.5
θ = 125° − (−95)° = 220° → −140°
Argumen
θ = −140°
Jawapan
θ = −140°
8.Nombor kompleks
Jawapan: b = 4
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.
Pembezalayan
p² − 4q = 64 − 128 = −64 < 0
Rumus kuadratik
z = (−8 ± j√64)/2 = −4 + j4, −4 − j4
Jawapan
b = 4
Jawapan
b = 4
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1.5) = 1.07
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) = 5
y′(0) = B − 2A → B = 1 + 10 = 11
Nilaikan
y(1.5) = (5 + 11·1.5)·e−3 = 1.07
Jawapan
y(1.5) = 1.07
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 5.068
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 = 5, r = −2 ± 5j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 5 + A = 0 → A = −5
y′(0) = −2A + 5B = 0 → B = −2
Nilaikan
y(1) = 5·(1 − e−2(cos 5 + 0.4·sin 5)) = 5.068
Jawapan
y(1) = 5.068
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −15
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 = −25, M₁₃ = 5
Pengembangan kofaktor
det A = 1·0 − (−1)·(−25) + 2·5 = −15
Jawapan
det A = −15
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −1.5
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 = 5·(−6) − 6·1 = −36
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−10)·(−6) − 6·1 = 54
x = 54/(−36) = −1.5
Jawapan
x = −1.5
y = −0.4167
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = 1.524
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 = (−2)·6 + 4·5 + (−4)·(−1) = 12
Panjang b
|b| = √(6² + 5² + (−1)²) = 7.874
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = 12/7.874 = 1.524
Jawapan
compb a = 1.524
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: V = 36
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 b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = 0·0 − 3·4 = −12
(b × c)y = bzcx − bxcz = 3·2 − (−5)·0 = 6
(b × c)z = bxcy − bycx = (−5)·4 − 0·2 = −20
Hasil darab titik dengan a
a·(b × c) = 4·(−12) + 2·6 + 0·(−20) = −36
V = |−36| = 36
Jawapan
V = 36
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 495
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(12, 4) = (12·11·10·9)/(4·3·2·1) = 495
Jawapan
N = 495
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 4.724 × 10⁻⁵
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) = 0.311 = 1.771 × 10⁻⁶
P(X = 1) = 11·0.7·0.310 = 4.547 × 10⁻⁵
Tambahkannya
P = 1.771 × 10⁻⁶ + 4.547 × 10⁻⁵ = 4.724 × 10⁻⁵
Jawapan
P = 4.724 × 10⁻⁵
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 12.34
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 = 0.7881
Hasil tambah dan beza pemboleh ubah normal: jika X dan Y tak bersandar dan normal, X + Y dan X − Y juga normal. Min ditambah atau ditolak: E(X ± Y) = μX ± μY. Varians sentiasa ditambah, juga untuk beza: Var(X ± Y) = σX² + σY², jadi σ = √(σX² + σY²). Sisihan piawai tidak pernah ditambah secara langsung. Jumlah n item tak bersandar dengan taburan yang sama mempunyai min n·μ dan sisihan piawai σ·√n. Kemudian piawaikan seperti biasa: z = (x − min)/σ dan baca Φ(z).
Taburan hasil tambah
μ = 750 g, σ = √(4² + 9²) = 9.849 g
Piawaikan
z = (742.1 − 750)/9.849 = −0.8
Ekor atas
P = 1 − Φ(−0.8) = 1 − 0.2119 = 0.7881
Jawapan
P = 0.7881
20.Taburan normal
Jawapan: x = 243.6 g
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.