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 + 1/x)2x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 + 1/x)2xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (e−x − 1 + x)/x².
f(x) = (e−x − 1 + x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = ln(x2 + 5). Cari f′(2).
f(x) = ln(x2 + 5)x = 2
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 − 10.5x2 + 36x − 4. Cari koordinat-x x bagi maksimum setempat.
f(x) = x3 − 10.5x2 + 36x − 4
x =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₁2.5 x·ln x dx.
∫₁2.5 x ln x dx
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = x2 dan y = 4x.
y = x2y = 4x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Rajah menunjukkan z = −4 − j2. Dengan w = 0.5∠90°, klik titik yang mewakili z/w.
z = −4 − j2w = 0.5∠90°
1A (−2 + j4)
2B (−1 + j2)
3C (4 − j8)
4D (−4 + j8)
8.Nombor kompleksSukar
Punca bagi zⁿ = w dengan n = 3 dan w = 27∠−120° ialah zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0, 1, 2. Cari argumen z₁ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.
w = 27∠−120°n = 3k = 1
θ₁ = °
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 2y′ + y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 1. Cari y(1).
y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 2y′(0) = 1
y(1) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Sebuah tangki mengandungi 500 L air tulen. 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 85 min?
V = 500 Lm0 = 0 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 = [2 5; 2 −1]B = [3 −2; 4 −1]
c12 =
12.Matriks & penentuSukar
Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.
A = [6 4; −5 −3]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari sudut θ antara vektor a = (3, 5, −3) dan b = (3, −6, −2), dalam darjah.
a = (3, 5, −3)b = (3, −6, −2)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Daya F = (40, −40, −40) N bertindak pada titik A(3, 0, 3). Koordinat dalam meter. Cari komponen-x Mx momen daya terhadap titik O(1, −1, −1).
F = (40, −40, −40) NA(3, 0, 3) mO(1, −1, −1) m
Mx = N·m
15.KebarangkalianSederhana
Bagi taburan yang ditunjukkan, cari sisihan piawai σ bagi X.
x: 10, 20, 30, 40p(x): 0.35, 0.25, 0.15, 0.25
σ =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €2 untuk dimain. Anda menang €8 dengan kebarangkalian 0.15 dan €40 dengan kebarangkalian 0.05; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €2€8: p = 0.15€40: p = 0.05
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 47, 43, 17, 22, 30, 54.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 15. Cari skor-z z bagi skor 30.
μ = 60σ = 15x = 30
z =
19.Taburan normalSederhana
berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Berapakah pecahan yang terletak antara 242.25 dan 260 g? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 250σ = 5x1 = 242.25x2 = 260
P =
20.Taburan normalSukar
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 80% daripadanya (persentil ke-80).
μ = 65σ = 10P = 80%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 7.389
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 + 1/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 2·1 = 2
Buat songsangan logaritma
L = e2 = 7.389
Jawapan
L = 7.389
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
(−1·e−x + 1)/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
1·e−x/2
Gantikan x = 0
L = 1·1/2 = 0.5
Jawapan
L = 0.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(2) = 0.4444
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 untuk logaritma
f′(x) = 2x/(x2 + 5)
Gantikan
f′(2) = 4/9 = 0.4444
Jawapan
f′(2) = 0.4444
4.Terbitan
Jawapan: x = 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.
Terbitan
f′(x) = 3x2 − 21x + 36 = 3·(x2 − 7x + 12)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 3 atau x = 4
Yang mana satu
f″(x) = 6x − 21: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(3) = −3, f″(4) = 3
x = 3
Jawapan
x = 3
5.Kamiran
Jawapan: I = 1.551
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
(3.125·ln 2.5 − 1.5625) − (0 − 0.25) = 1.551
Jawapan
I = 1.551
6.Kamiran
Jawapan: A = 10.67
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
x2 = 4x → x = 0, x = 4
Kamirkan atas tolak bawah
A = [2x2 − 0.3333x3]04 = 10.67
Jawapan
A = 10.67
7.Nombor kompleks
Jawapan: D (−4 + j8)
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.
Kesan w
|z/w| = |z|/0.5, arg(z/w) = arg z − 90°
Titik itu
z/w = −4 + j8 → D
Jawapan
D (−4 + j8)
8.Nombor kompleks
Jawapan: θ₁ = 80 °
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 punca-punca
271/3 = 3
Argumen punca
θ₁ = (−120° + 360°·1)/3 = 80°
Argumen
θ₁ = 80°
Jawapan
θ₁ = 80°
3 punca terletak pada bulatan berjejari 3, berjarak 120°.
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 1.839
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 + 1)² = 0 → r = −1
Pemalar
A = y(0) = 2
y′(0) = B − 1A → B = 1 + 2 = 3
Nilaikan
y(1) = (2 + 3·1)·e−1 = 1.839
Jawapan
y(1) = 1.839
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: m = 102.2 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 − (10/500)·m = 2.5 − 0.02·m
Selesaikan
Faktor pengamiran ialah ert/V; penyelesaiannya menghampiri keseimbangan c·V.
m(t) = 125 + (−125)·e−t/50
Gantikan t
m(85) = 125 + (−125)·0.1827 = 102.2 kg
Jawapan
m = 102.2 kg
11.Matriks & penentu
Jawapan: c12 = −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
c12 = 2·(−2) + 5·(−1) = −9
Jawapan
c12 = −9
12.Matriks & penentu
Jawapan: λ = 2
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.
Persamaan cirian
λ² − (3)λ + (2) = 0
Selesaikan
λ = (3 ± √(1))/2 → λ = 1, 2
λ = 2
Jawapan
λ = 2
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: θ = 109.1 °
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 = 3·3 + 5·(−6) + (−3)·(−2) = −15
Magnitud
|a| = √(3² + 5² + (−3)²) = 6.557
|b| = √(3² + (−6)² + (−2)²) = 7
Sudut
cos θ = −15/(6.557·7) = −0.3268
θ = arccos(−0.3268) = 109.1°
Jawapan
θ = 109.1°
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: Mx = 120 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.
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.
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: 6 (p = 0.15), 38 (p = 0.05), −2 (p = 0.8)
Nilai jangkaan
E(G) = 6·0.15 + 38·0.05 − 2·0.8 = 1.2 €
Jawapan
E(G) = 1.2 €
Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 14.73
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 = (30 − 60)/15 = −2
Jawapan
z = −2
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.9167
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 = (242.25 − 250)/5 = −1.55
z₂ = (260 − 250)/5 = 2
Luas antara
P = Φ(2) − Φ(−1.55) = 0.9772 − 0.06057 = 0.9167
Jawapan
P = 0.9167
20.Taburan normal
Jawapan: x = 73.42 markah
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.