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→∞ (1 + 3/x)2x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 + 3/x)2xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 ln(1 + x)/sin(4x), dengan x dalam radian.
f(x) = ln(1 + x)/sin(4x)x → 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 + 4x + 6 pada x = 2 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = x2 + 4x + 6x = 2
b =
5.KamiranSederhana
Rantau di bawah y = √(4x) dari x = 0 ke x = 1 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (paraboloid).
y = √(4x)0 ≤ x ≤ 1
V =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = 0.5x2 dan y = 2x.
y = 0.5x2y = 2x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = 2 + j4 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = 2 + j4
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z⁴ = 81∠120°. Klik titik itu.
w = 81∠120°n = 4
1A (3∠150°)
2B (3∠−105°)
3C (5.4∠−150°)
4D (3∠−150°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 5y′ + 6y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 0. Cari y(1).
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(1) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Sebuah tangki mengandungi 200 L air yang di dalamnya terlarut 20 kg garam. Air garam dengan 0.25 kg garam setiap liter mengalir masuk pada 10 L/min, dan larutan yang bercampur sekata mengalir keluar pada kadar yang sama. Berapakah jumlah garam m dalam tangki selepas 5 min?
V = 200 Lm0 = 20 kgc = 0.25 kg/Lr = 10 L/min
m = kg
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c12 (baris 1, lajur 2).
A = [6 6; −6 −4]B = [−2 −3; 4 −2]
c12 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −6x + 5y = −12 dan −6x + y = 3. Cari x.
−6x + 5y = −12−6x + y = 3
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (−10, 15, 0) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(0, 3, 3) ke titik B(−5, −2, 0). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (−10, 15, 0) NA(0, 3, 3) mB(−5, −2, 0) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (−5, −3, 0), b = (−4, −2, 0) dan c = (3, −2, −3).
a = (−5, −3, 0)b = (−4, −2, 0)c = (3, −2, −3)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Bagi taburan yang ditunjukkan, cari sisihan piawai σ bagi X.
x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.3, 0.05, 0.3, 0.35
σ =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 9 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.7, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 1 jawapan betul?
n = 9p = 0.7k = 1
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 48, 26, 40, 22, 42.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 500 dan sisihan piawai 100. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 380?
μ = 500σ = 100x = 380
P =
19.Taburan normalSederhana
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Berapakah pecahan yang terletak antara 482 dan 580 h? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 500σ = 40x1 = 482x2 = 580
P =
20.Taburan normalSukar
berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 99% daripadanya (persentil ke-99).
μ = 250σ = 5P = 99%
x = g
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 403.4
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).
Ambil logaritma
ln L = limx→∞ 2·x·ln(1 + 3/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·3 = 6
Buat songsangan logaritma
L = e6 = 403.4
Jawapan
L = 403.4
2.Had
Jawapan: L = 0.25
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).
Petua L'Hôpital
L = limx→0 [1/(1 + x)]/[4·cos 4x]
Gantikan x = 0
L = 1/4 = 0.25
Jawapan
L = 0.25
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 = 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.
Titik dan kecerunan
f(2) = 18
f′(x) = 2x + 4 → f′(2) = 8
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 18 − 8·2 = 2
Jawapan
b = 2
5.Kamiran
Jawapan: V = 6.283
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∫₀1 4x dx
Kamirkan
V = π·4·1²/2 = 6.283
Jawapan
V = 6.283
6.Kamiran
Jawapan: A = 5.333
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.
Titik persilangan
0.5x2 = 2x → x = 0, x = 4
Kamirkan atas tolak bawah
A = [x2 − 0.1667x3]04 = 5.333
Jawapan
A = 5.333
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 63.43 °
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 = 2, b = 4 → I
Sudut rujukan
α = atan(4/2) = 63.43°
Argumen
θ = α = 63.43°
Jawapan
θ = 63.43°
Dalam bentuk kutub z = 4.472∠63.43°.
8.Nombor kompleks
Jawapan: D (3∠−150°)
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.
Modulus dan argumen punca-punca
|z| = 3
θ = 30°, 120°, −150°, −60°
Titik itu
D = 3∠−150°
Jawapan
D (3∠−150°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 0.6129
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 ciri
(r + 2)(r + 3) = 0 → r = −2, −3
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 2, −2A − 3B = 0
A = 6, B = −4
Nilaikan
y(1) = 6·e−2 + (−4)·e−3 = 0.6129
Jawapan
y(1) = 0.6129
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: m = 26.64 kg
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.
Sediakan persamaan
dm/dt = 10·0.25 − (10/200)·m = 2.5 − 0.05·m
Selesaikan
Faktor pengamiran ialah ert/V; penyelesaiannya menghampiri keseimbangan c·V.
m(t) = 50 + (−30)·e−t/20
Gantikan t
m(5) = 50 + (−30)·0.7788 = 26.64 kg
Jawapan
m = 26.64 kg
11.Matriks & penentu
Jawapan: c12 = −30
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
c12 = 6·(−3) + 6·(−2) = −30
Jawapan
c12 = −30
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −1.125
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)·1 − 5·(−6) = 24
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−12)·1 − 5·3 = −27
x = −27/24 = −1.125
Jawapan
x = −1.125
y = −3.75
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = −25 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 = (−5, −2, 0) − (0, 3, 3) = (−5, −5, −3) m
Kerja
W = F·d = (−10)·(−5) + 15·(−5) + 0·(−3) = −25 J
Jawapan
W = −25 J
Kerja negatif: daya bertindak kebanyakannya melawan gerakan.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: V = 6
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 = (−2)·(−3) − 0·(−2) = 6
(b × c)y = bzcx − bxcz = 0·3 − (−4)·(−3) = −12
(b × c)z = bxcy − bycx = (−4)·(−2) − (−2)·3 = 14
Hasil darab titik dengan a
a·(b × c) = (−5)·6 + (−3)·(−12) + 0·14 = 6
V = |6| = 6
Jawapan
V = 6
15.Kebarangkalian
Jawapan: σ = 1.229
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 + 2·0.05 + 3·0.3 + 4·0.35 = 2.7
Min bagi kuasa dua
E(X²) = 1·0.3 + 4·0.05 + 9·0.3 + 16·0.35 = 8.8
Varians
Var(X) = 8.8 − 2.7² = 1.51
σ = √1.51 = 1.229
Jawapan
σ = 1.229
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.0004133
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.
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 = 0.1151
Jawapan
P = 0.1151
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.6509
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.
Skor-z
z₁ = (482 − 500)/40 = −0.45
z₂ = (580 − 500)/40 = 2
Luas antara
P = Φ(2) − Φ(−0.45) = 0.9772 − 0.3264 = 0.6509
Jawapan
P = 0.6509
20.Taburan normal
Jawapan: x = 261.6 g
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.