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→∞ (−6x2 + 5x − 3)/(2x2 + x + 8).
f(x) = (−6x2 + 5x − 3)/(2x2 + x + 8)x → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (e3x − 1 − 3x)/x².
f(x) = (e3x − 1 − 3x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·sin(x), dengan x dalam radian. Cari f′(2).
f(x) = x·sin(x)x = 2 rad
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = −x2 + 2x − 1 pada x = −2 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = −x2 + 2x − 1x = −2
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫15 2/x dx.
f(x) = 2/x[1, 5]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 9 − x² dan paksi-x.
y = 9 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = −6 + j4 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = −6 + j4
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Selesaikan z² + 5z + 8.5 = 0. Puncanya ialah a ± jb; cari b > 0.
p = 5q = 8.5
b =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Sebuah bahagian keluli tempaan pada 500 °C dibiarkan sejuk di dalam bengkel pada 24 °C. Selepas 16 min suhunya ialah 275 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari pemalar k dalam min⁻¹.
T0 = 500 °CTa = 24 °CT(16) = 275 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan masalah nilai awal y′ + y/x = 6x2 bagi x > 0, dengan y(1) = −1. Cari y(3).
y′ + y/x = 6x2y(1) = −1
y(3) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [4 1 4; −5 5 3; 4 1 1]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −5x − 3y = 10 dan 5x − 5y = −5. Cari x.
−5x − 3y = 105x − 5y = −5
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (1, 6, −4) pada b = (4, 3, −4), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (1, 6, −4)b = (4, 3, −4)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Daya F = (20, 10, 10) N bertindak pada titik A(−2, 3, 0). Koordinat dalam meter. Cari komponen-x Mx momen daya terhadap titik O(2, 1, 3).
F = (20, 10, 10) NA(−2, 3, 0) mO(2, 1, 3) m
Mx = N·m
15.KebarangkalianSederhana
Bagi taburan yang ditunjukkan, cari varians Var(X) bagi X.
x: 0, 2, 4, 6p(x): 0.35, 0.15, 0.3, 0.2
Var(X) =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €10 untuk dimain. Anda menang €50 dengan kebarangkalian 0.25 dan €200 dengan kebarangkalian 0.02; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €10€50: p = 0.25€200: p = 0.02
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 31, 34, 33, 23, 14, 20, 12.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 50 dan sisihan piawai 15. Cari skor-z z bagi skor 42.5.
μ = 50σ = 15x = 42.5
z =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.4039. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.4039
z =
20.Taburan normalSukar
masa penghantaran bertaburan normal dengan min 32 min dan sisihan piawai 6 min. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 95% daripadanya (persentil ke-95).
μ = 32σ = 6P = 95%
x = min
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −3
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 + 5/x + (−3)/x2)/(2 + 1/x + 8/x2)
Biarkan x → ∞
L = −6/2 = −3
Jawapan
L = −3
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
2.Had
Jawapan: L = 4.5
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
(3·e3x − 3)/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
9·e3x/2
Gantikan x = 0
L = 9·1/2 = 4.5
Jawapan
L = 4.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(2) = 0.077
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 dan rantai
f′(x) = sin(x) + x·cos(x)
Gantikan
f′(2) = 0.9093 + 2·(−0.4161) = 0.077
Jawapan
f′(2) = 0.077
4.Terbitan
Jawapan: b = 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.
Titik dan kecerunan
f(−2) = −9
f′(x) = −2x + 2 → f′(−2) = 6
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −9 − 6·(−2) = 3
Jawapan
b = 3
5.Kamiran
Jawapan: I = 3.219
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.
Antiterbitan
F(x) = 2·ln x
Nilaikan pada had
I = 2·(ln 5 − ln 1) = 2·ln 5 = 3.219
Jawapan
I = 3.219
6.Kamiran
Jawapan: A = 36
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
9 − x² = 0 → x = ±3
Kamirkan
A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36
Jawapan
A = 36
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 146.3 °
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 = −6, b = 4 → II
Sudut rujukan
α = atan(4/6) = 33.69°
Argumen
θ = 180° − α = 146.3°
Jawapan
θ = 146.3°
Dalam bentuk kutub z = 7.211∠146.3°.
8.Nombor kompleks
Jawapan: b = 1.5
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 = 25 − 34 = −9 < 0
Rumus kuadratik
z = (−5 ± j√9)/2 = −2.5 + j1.5, −2.5 − j1.5
Jawapan
b = 1.5
Jawapan
b = 1.5
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: k = 0.04 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−16k = 251/476
Selesaikan untuk k
k = ln(476/251)/16 = 0.04 min⁻¹
Jawapan
k = 0.04 min⁻¹
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(3) = 39.67
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)′ = 6x3 → x1y = 6x4/4 + C
Syarat awal
−1 = 6/4 + C → C = −2.5
Nilaikan
y(3) = (6·34/4 + (−2.5))/31 = 39.67
Jawapan
y(3) = 39.67
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −75
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 = 2, M₁₂ = −17, M₁₃ = −25
Pengembangan kofaktor
det A = 4·2 − 1·(−17) + 4·(−25) = −75
Jawapan
det A = −75
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −1.625
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)·(−5) − (−3)·5 = 40
Gantikan lajur x
det Aₓ = 10·(−5) − (−3)·(−5) = −65
x = −65/40 = −1.625
Jawapan
x = −1.625
y = −0.625
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = 5.935
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 = 1·4 + 6·3 + (−4)·(−4) = 38
Panjang b
|b| = √(4² + 3² + (−4)²) = 6.403
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = 38/6.403 = 5.935
Jawapan
compb a = 5.935
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: Mx = 50 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 = (−2, 3, 0) − (2, 1, 3) = (−4, 2, −3) m
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 + 2·0.15 + 4·0.3 + 6·0.2 = 2.7
Min bagi kuasa dua
E(X²) = 0·0.35 + 4·0.15 + 16·0.3 + 36·0.2 = 12.6
Varians
Var(X) = 12.6 − 2.7² = 5.31
Jawapan
Var(X) = 5.31
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = 6.5 €
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: 40 (p = 0.25), 190 (p = 0.02), −10 (p = 0.73)
Nilai jangkaan
E(G) = 40·0.25 + 190·0.02 − 10·0.73 = 6.5 €
Jawapan
E(G) = 6.5 €
Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 9.045
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 = (42.5 − 50)/15 = −0.5
Jawapan
z = −0.5
19.Taburan normal
Jawapan: z = 0.53
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 + 0.4039)/2 = 0.7019
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.7019 di dalam jadual dan baca z.
z = 0.53
Jawapan
z = 0.53
20.Taburan normal
Jawapan: x = 41.87 min
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.