Matematik Kejuruteraan: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 20 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Had

Penggantian terus
cuba x = a dahulu; 0/0 bermaksud permudahkan
Faktorkan dan batalkan
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Konjugat
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Had pada infiniti
bahagi dengan kuasa x tertinggi; darjah yang sama memberikan nisbah pekali pendahulu
Had khas
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Petua L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Terbitan

Petua kuasa
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Petua hasil darab
(uv)′ = u′v + uv′
Petua hasil bahagi
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Petua rantai
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Terbitan lazim
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Kaedah

  1. Kenal pasti strukturnya: hasil tambah, hasil darab, hasil bahagi atau gubahan.
  2. Gunakan petua kuasa pada setiap kuasa x.
  3. Gunakan petua hasil darab, hasil bahagi atau rantai di mana perlu.
  4. Permudahkan, dan nilaikan pada titik itu jika diminta.

Kamiran

Petua kuasa
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Kamiran tentu
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Kamiran lazim
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Luas antara lengkung
∫ab (f − g) dx

Kaedah

  1. Tulis semula kamiran sebagai hasil tambah sebutan ringkas jika boleh.
  2. Gunakan petua kuasa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), dan kamiran piawai untuk ex, 1/x, sin dan cos.
  3. Gunakan penggantian apabila anda melihat satu fungsi dan terbitannya bersama.
  4. Untuk kamiran tentu, nilaikan F(b) − F(a).

Nombor kompleks

Bentuk Cartes
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Modulus dan argumen
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Bentuk kutub dan eksponen
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Pembahagian
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Hasil darab dan hasil bahagi
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Punca ke-n
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Kuadratik dengan p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Kaedah

  1. Tentukan bentuk yang sesuai dengan operasi: bentuk Cartes a + jb untuk menambah dan menolak, bentuk kutub r∠θ untuk mendarab, membahagi, kuasa dan punca.
  2. Kembangkan dengan j² = −1; bahagi dengan mendarab pengangka dan penyebut dengan konjugat penyebut.
  3. Tukar dengan r = √(a² + b²) dan θ daripada lakaran titik itu (semak kuadran), dan kembali dengan a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. 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

  1. Tulis setiap vektor dalam komponen; bagi daya yang diberikan oleh magnitud dan sudut, gunakan F·cos θ dan F·sin θ.
  2. Untuk panjang dan arah gunakan magnitud √(x² + y² + z²) dan vektor unit a/|a|.
  3. Gunakan hasil darab titik untuk sudut, unjuran, keserenjangan dan kerja: a·b = |a||b|cos θ.
  4. 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

  1. Tukar nilai kepada skor-z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
  3. Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk satu selang tolak dua luas sebelah kiri.
  4. Untuk persentil, bekerja ke belakang: cari z untuk luas itu, kemudian x = μ + z·σ.

2Soalan latihan

1.HadSederhana
xyy = L

Cari had L = limx→∞ (1 + 1/x)2x. Berikan nilai perpuluhan.

f(x) = (1 + 1/x)2xx → ∞
L =
2.HadSukar
xyx = 0

Cari had L = limx→0 (e−x − 1 + x)/x².

f(x) = (e−x − 1 + x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
xyx = 2

Biar f(x) = ln(x2 + 5). Cari f′(2).

f(x) = ln(x2 + 5)x = 2
f′(2) =
4.TerbitanSukar
xy

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
xy12.5y = x ln x

Nilaikan I = ∫₁2.5 x·ln x dx.

∫₁2.5 x ln x dx
I =
6.KamiranSukar
xyy = x2​y = 4x

Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = x2 dan y = 4x.

y = x2y = 4x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
ReIm55−5−51010−10−10zABCD

Rajah menunjukkan z = −4 − j2. Dengan w = 0.5∠90°, klik titik yang mewakili z/w.

z = −4 − j2w = 0.5∠90°
  1. 1A (−2 + j4)
  2. 2B (−1 + j2)
  3. 3C (4 − j8)
  4. 4D (−4 + j8)
8.Nombor kompleksSukar
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₀z₁z₂

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
tyy(0) = 2y(1) = ?

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
t (min)m (kg)85 minm = ?

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
A =252−1B =3−24−1

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
A =64−5−3

Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.

A = [6 4; −5 −3]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
xyzab

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
xyzrFOA

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
xp(x)100.35200.25300.15400.25μ = 23

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
€p(x)−20.860.15380.05

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
20253035404550

Cari sisihan piawai sampel s data: 47, 43, 17, 22, 30, 54.

n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
z −2−1012

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
242.25260P = ?

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
μ = 65x = ?80%

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.

Vektor kedudukan dari O ke A

r = A − O = (3, 0, 3) − (1, −1, −1) = (2, 1, 4) m

Momen M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = 1·(−40) − 4·(−40) = 120 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = 4·40 − 2·(−40) = 240 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = 2·(−40) − 1·40 = −120 N·m

Komponen yang diminta

Mx = 120 N·m

Jawapan

Mx = 120 N·m
15.Kebarangkalian

Jawapan: σ = 11.87

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 = 10·0.35 + 20·0.25 + 30·0.15 + 40·0.25 = 23

Min bagi kuasa dua

E(X²) = 100·0.35 + 400·0.25 + 900·0.15 + 1600·0.25 = 670

Varians

Var(X) = 670 − 23² = 141
σ = √141 = 11.87

Jawapan

σ = 11.87
16.Kebarangkalian

Jawapan: E(G) = 1.2 €

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.

Min

x̄ = 213/6 = 35.5

Sisihan kuasa dua

Σ(x − x̄)² = 11.5² + 7.5² + (−18.5)² + (−13.5)² + (−5.5)² + 18.5² = 1086

Sisihan piawai

s = √(1086/5) = 14.73

Jawapan

s = 14.73
18.Statistik perihalan

Jawapan: z = −2

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.

z untuk persentil

Φ(z) = 0.8 → z = 0.8416

Kembali kepada x

x = 65 + 0.8416·10 = 73.42 markah

Jawapan

x = 73.42 markah

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics