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)x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 + 1/x)xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 4x)/(x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 4x)/(x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (−2x − 1)5. Cari f′(0).
f(x) = (−2x − 1)5x = 0
f′(0) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = −x2 + 4x − 6 pada x = 3 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = −x2 + 4x − 6x = 3
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫01 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 1]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = 0.5x2 dan y = x.
y = 0.5x2y = x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = −5 + j2 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = −5 + j2
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Selesaikan z² + 4z + 13 = 0. Puncanya ialah a ± jb; cari bahagian nyata a.
p = 4q = 13
a =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 4y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 1 dan y′(0) = -1. Cari y(0.5).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 1y′(0) = -1
y(0.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + 4y′ + 29y = 58 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari y(1); sudut dalam radian.
y″ + 4y′ + 29y = 58y(0) = 0y′(0) = 0
y(1) =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c22 (baris 2, lajur 2).
A = [−3 4; 3 −3]B = [−6 −6; −1 0]
c22 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −6x + 2y = −11 dan 2x + y = −4. Cari x.
−6x + 2y = −112x + y = −4
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari hasil darab titik a·b bagi a = (0, 1, −3) dan b = (7, −1, −5).
a = (0, 1, −3)b = (7, −1, −5)
a·b =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi tiga dengan bucu A(3, −4, −4), B(3, 2, 3) dan C(−4, −2, −1). Koordinat dalam meter.
A(3, −4, −4)B(3, 2, 3)C(−4, −2, −1)
A = m²
15.KebarangkalianSederhana
Sebuah beg mengandungi 3 bebola merah dan 9 biru. Anda mengambil dua bebola tanpa memulangkan yang pertama. Berapakah kebarangkalian P kedua-duanya merah?
3 / 9
P =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 11 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.6, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 5 jawapan betul?
n = 11p = 0.6k = 5
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 41, 53, 39, 59, 10.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 12. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 75?
μ = 60σ = 12x = 75
P =
19.Taburan normalSederhana
Jisim beg simen adalah tak bersandar dan normal dengan min 25 kg dan sisihan piawai 0.5 kg. Cari kebarangkalian P bahawa jumlah jisim 8 daripadanya melebihi 202.8 kg. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μ = 25 kgσ = 0.5 kgn = 8> 202.8 kg
P =
20.Taburan normalSukar
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Seret titik pemotong supaya 90% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 65 markahσ = 10 markah90%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 2.718
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→∞ x·ln(1 + 1/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 1·1 = 1
Buat songsangan logaritma
L = e1 = 2.718
Jawapan
L = 2.718
2.Had
Jawapan: L = 8
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/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
16·cos 4x/2
Gantikan x = 0
L = 16/2 = 8
Jawapan
L = 8
3.Terbitan
Jawapan: f′(0) = −10
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) = 5·(−2x − 1)4·(−2)
Gantikan
f′(0) = 5·(−1)4·(−2) = −10
Jawapan
f′(0) = −10
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(3) = −3
f′(x) = −2x + 4 → f′(3) = −2
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −3 − (−2)·3 = 3
Jawapan
b = 3
5.Kamiran
Jawapan: I = 0.6321
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) = e−x/(−1)
Nilaikan pada had
I = (e−1 − 1)/(−1) = (0.3679 − 1)/(−1) = 0.6321
Jawapan
I = 0.6321
6.Kamiran
Jawapan: A = 0.6667
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 = x → x = 0, x = 2
Kamirkan atas tolak bawah
A = [0.5x2 − 0.1667x3]02 = 0.6667
Jawapan
A = 0.6667
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 158.2 °
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 = −5, b = 2 → II
Sudut rujukan
α = atan(2/5) = 21.8°
Argumen
θ = 180° − α = 158.2°
Jawapan
θ = 158.2°
Dalam bentuk kutub z = 5.385∠158.2°.
8.Nombor kompleks
Jawapan: a = −2
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 = 16 − 52 = −36 < 0
Rumus kuadratik
z = (−4 ± j√36)/2 = −2 + j3, −2 − j3
Jawapan
a = −2
Jawapan
a = −2
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = 0.5518
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) = 1
y′(0) = B − 2A → B = -1 + 2 = 1
Nilaikan
y(0.5) = (1 + 1·0.5)·e−1 = 0.5518
Jawapan
y(0.5) = 0.5518
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 2.027
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 = 2, r = −2 ± 5j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −2A + 5B = 0 → B = −0.8
Nilaikan
y(1) = 2·(1 − e−2(cos 5 + 0.4·sin 5)) = 2.027
Jawapan
y(1) = 2.027
11.Matriks & penentu
Jawapan: c22 = −18
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
c22 = 3·(−6) + (−3)·0 = −18
Jawapan
c22 = −18
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = 0.3
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 − 2·2 = −10
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−11)·1 − 2·(−4) = −3
x = −3/(−10) = 0.3
Jawapan
x = 0.3
y = −4.6
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: a·b = 14
Hasil darab titik:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, satu skalar. Ia memberikan sudut antara dua vektor, cos θ = a·b/(|a|·|b|), dan ia sifar apabila kedua-duanya berserenjang. Unjuran skalar a pada b ialah a·b/|b|, dan daya malar F yang bergerak melalui sesaran d melakukan kerja W = F·d.
Hasil darab silang:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) berserenjang dengan kedua-dua vektor, dan |a × b| = |a|·|b|·sin θ ialah luas segi empat selari yang direntanginya (segi tiga mempunyai separuhnya). Susunan penting: b × a = −(a × b). Momen daya F yang dikenakan pada titik A terhadap titik O ialah MO = r × F, dengan r = A − O.
Vektor sisi
AB = B − A = (0, 6, 7)
AC = C − A = (−7, 2, 3)
Hasil darab silang
(AB × AC)x = AByACz − ABzACy = 6·3 − 7·2 = 4
(AB × AC)y = ABzACx − ABxACz = 7·(−7) − 0·3 = −49
(AB × AC)z = ABxACy − AByACx = 0·2 − 6·(−7) = 42
|AB × AC| = √(4² + (−49)² + 42²) = 64.66
Luas segi tiga
A = ½·64.66 = 32.33 m²
Jawapan
A = 32.33 m²
15.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.04545
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.
Pengambilan pertama dan kedua
P = 3/12 · 2/11 = 6/132 = 0.04545
Jawapan
P = 0.04545
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.1471
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 = 1.25
Jadual normal piawai
Φ(1.25) = 0.8944
P = 1 − 0.8944 = 0.1056
Jawapan
P = 0.1056
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.02385
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 jumlah
μT = 200 kg, σT = 0.5·√8 = 1.414 kg
Piawaikan
z = (202.8 − 200)/1.414 = 1.98
Kebarangkalian
P = 1 − Φ(1.98) = 0.02385
Jawapan
P = 0.02385
20.Taburan normal
Jawapan: x = 52.2 markah
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.