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→∞ (√(x2 − 6x) − x).
f(x) = √(x2 − 6x) − xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 ln(1 + 4x)/sin(5x), dengan x dalam radian.
f(x) = ln(1 + 4x)/sin(5x)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (−2x + 5)5. Cari f′(−1).
f(x) = (−2x + 5)5x = −1
f′(−1) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 − 4.5x2 + 6. Cari koordinat-x x bagi minimum setempat.
f(x) = x3 − 4.5x2 + 6
x =
5.KamiranSederhana
Rantau di bawah y = 2x dari x = 0 ke x = 1 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (kon).
y = 2x0 ≤ x ≤ 1
V =
6.KamiranSukar
Nilaikan I = ∫₀0.5 x²·eˣ dx.
∫₀0.5 x²eˣ dx
I =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 6∠25° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian khayalan b.
r = 6θ = 25°
b =
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z³ = 27∠0°. Klik titik itu.
w = 27∠0°n = 3
1A (3∠120°)
2B (3∠150°)
3C (5.4∠120°)
4D (3∠90°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Secawan kopi pada 89 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 18 °C. Selepas 10 min suhunya ialah 66 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Berapa lama selepas permulaan, t, untuk mencapai 42 °C?
T0 = 89 °CTa = 18 °CT(10) = 66 °CT = 42 °C
t = min
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + y′ + 9.25y = 9.25 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari y(1); sudut dalam radian.
y″ + y′ + 9.25y = 9.25y(0) = 0y′(0) = 0
y(1) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [4 −4 −5; −3 −4 −4; 3 −3 4]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.
A = [2 −1; −1 2]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (−3, 7, 3) pada b = (1, 2, 0), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (−3, 7, 3)b = (1, 2, 0)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Vektor unit n̂ berserenjang dengan kedua-dua a = (−3, −2, −2) dan b = (−5, 3, 2) dan mempunyai komponen-z positif. Cari komponen-ynya n̂y.
a = (−3, −2, −2)b = (−5, 3, 2)n̂z > 0
n̂y =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 3 orang boleh dipilih daripada kumpulan 8? Susunan tidak penting.
n = 8k = 3
N =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €10 untuk dimain. Anda menang €30 dengan kebarangkalian 0.1 dan €100 dengan kebarangkalian 0.05; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €10€30: p = 0.1€100: p = 0.05
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 48, 52, 51, 17, 34.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 5. Cari skor-z z bagi skor 54.
μ = 60σ = 5x = 54
z =
19.Taburan normalSederhana
masa penghantaran bertaburan normal dengan min 32 min dan sisihan piawai 6 min. Berapakah pecahan yang terletak antara 24.8 dan 38.3 min? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 32σ = 6x1 = 24.8x2 = 38.3
P =
20.Taburan normalSukar
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Seret titik pemotong supaya 75% terbawah yang berlorek berada di sebelah kirinya. Cari titik pemotong x.
μ = 500 hσ = 40 h75%
x = h
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).
Darabkan dengan konjugat
f(x) = −6x/(√(x2 − 6x) + x)
Bahagikan dengan x
f(x) = −6/(√(1 + (−6)/x) + 1)
Biarkan x → ∞
L = −6/(1 + 1) = −3
Jawapan
L = −3
2.Had
Jawapan: L = 0.8
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).
Petua L'Hôpital
L = limx→0 [4/(1 + 4x)]/[5·cos 5x]
Gantikan x = 0
L = 4/5 = 0.8
Jawapan
L = 0.8
3.Terbitan
Jawapan: f′(−1) = −24010
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 + 5)4·(−2)
Gantikan
f′(−1) = 5·74·(−2) = −24010
Jawapan
f′(−1) = −24010
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 − 9x = 3·(x2 − 3x)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 0 atau x = 3
Yang mana satu
f″(x) = 6x − 9: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(0) = −9, f″(3) = 9
x = 3
Jawapan
x = 3
5.Kamiran
Jawapan: V = 4.189
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 4x² dx
Kamirkan
V = π·4·1³/3 = 4.189
Jawapan
V = 4.189
Semakan: kon berjejari 2 dan tinggi 1 mempunyai (1/3)πr²h = 4.189.
6.Kamiran
Jawapan: I = 0.0609
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.
Pusingan pertama
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Pusingan kedua
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Had
1.649·(1.25) − 1·2 = 0.0609
Jawapan
I = 0.0609
7.Nombor kompleks
Jawapan: b = 2.536
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.
Komponen
a = 6·cos(25°) = 5.438
b = 6·sin(25°) = 2.536
Bentuk Cartes
z = 5.438 + j2.536
b = 2.536
Jawapan
b = 2.536
8.Nombor kompleks
Jawapan: A (3∠120°)
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 = 0°, 120°, −120°
Titik itu
A = 3∠120°
Jawapan
A (3∠120°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: t = 27.71 min
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.
Pemalar penyejukan
k = ln(71/48)/10 = 0.03915 min⁻¹
Masa untuk mencapai sasaran
t = ln(71/24)/0.03915 = 27.71 min
Jawapan
t = 27.71 min
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 1.586
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.
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 = −28, M₁₂ = 0, M₁₃ = 21
Pengembangan kofaktor
det A = 4·(−28) − (−4)·0 + (−5)·21 = −217
Jawapan
det A = −217
12.Matriks & penentu
Jawapan: λ = 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.
Persamaan cirian
λ² − (4)λ + (3) = 0
Selesaikan
λ = (4 ± √(4))/2 → λ = 1, 3
λ = 3
Jawapan
λ = 3
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = 4.919
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 titik
a·b = (−3)·1 + 7·2 + 3·0 = 11
Panjang b
|b| = √(1² + 2² + 0²) = 2.236
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = 11/2.236 = 4.919
Jawapan
compb a = 4.919
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: n̂y = −0.6421
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.
Hasil darab silang
(a × b)x = aybz − azby = (−2)·2 − (−2)·3 = 2
(a × b)y = azbx − axbz = (−2)·(−5) − (−3)·2 = 16
(a × b)z = axby − aybx = (−3)·3 − (−2)·(−5) = −19
Normalkan
Komponen-z bagi a × b negatif, maka gunakan −(a × b).
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.
Gabungan
C(8, 3) = (8·7·6)/(3·2·1) = 56
Jawapan
N = 56
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = −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: 20 (p = 0.1), 90 (p = 0.05), −10 (p = 0.85)
Nilai jangkaan
E(G) = 20·0.1 + 90·0.05 − 10·0.85 = −2 €
Jawapan
E(G) = −2 €
Nilai negatif bermaksud anda kehilangan wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 14.94
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 = (54 − 60)/5 = −1.2
Jawapan
z = −1.2
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.7381
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 = (24.8 − 32)/6 = −1.2
z₂ = (38.3 − 32)/6 = 1.05
Luas antara
P = Φ(1.05) − Φ(−1.2) = 0.8531 − 0.1151 = 0.7381
Jawapan
P = 0.7381
20.Taburan normal
Jawapan: x = 527 h
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.