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→∞ (−3x3 + 4x − 1)/(x3 + 4x + 7).
f(x) = (−3x3 + 4x − 1)/(x3 + 4x + 7)x → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 3x)/(3x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 3x)/(3x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·e−x. Cari f′(0.5).
f(x) = x·e−xx = 0.5
f′(0.5) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = −x2 − 2x − 1 pada x = 3 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = −x2 − 2x − 1x = 3
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₁1.5 x·ln x dx.
∫₁1.5 x ln x dx
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 9 − x² dan paksi-x.
y = 9 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = −8 − j9 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = −8 − j9
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z⁴ = 81∠60°. Klik titik itu.
w = 81∠60°n = 4
1A (1.5∠−165°)
2B (3∠−120°)
3C (3∠−165°)
4D (3∠60°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 7y′ + 10y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 6. Cari y(2).
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 3y′(0) = 6
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y″ + 2y′ + 26y = 0 dengan y(0) = 10 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(1); sudut dalam radian.
y″ + 2y′ + 26y = 0y(0) = 10y′(0) = 0
y(1) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [0 −3 2; 5 −3 −5; −2 3 −4]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.
A = [3 −2; −6 2]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari hasil darab titik a·b bagi a = (−1, −2, 4) dan b = (−5, 6, 7).
a = (−1, −2, 4)b = (−5, 6, 7)
a·b =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (2, −1, −2), b = (1, −1, 3) dan c = (−1, −2, 3).
a = (2, −1, −2)b = (1, −1, 3)c = (−1, −2, 3)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Sebuah beg mengandungi 6 bebola merah dan 6 biru. Anda mengambil dua bebola tanpa memulangkan yang pertama. Berapakah kebarangkalian P kedua-duanya merah?
6 / 6
P =
16.KebarangkalianSukar
X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = 2X + 4. Cari sisihan piawai σY bagi Y.
Cari sisihan piawai sampel s data: 20, 60, 14, 35, 11, 47.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 170 dan sisihan piawai 20. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 130?
μ = 170σ = 20x = 130
P =
19.Taburan normalSederhana
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 45 dan 75.5 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 65σ = 10x1 = 45x2 = 75.5
P =
20.Taburan normalSukar
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Seret titik pemotong supaya 70% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 500 hσ = 40 h70%
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).
Bahagikan dengan kuasa tertinggi
(−3 + 4/x2 + (−1)/x3)/(1 + 4/x2 + 7/x3)
Biarkan x → ∞
L = −3/1 = −3
Jawapan
L = −3
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
2.Had
Jawapan: L = 1.5
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
3·sin 3x/(6x) → 0/0
Penggunaan kedua
9·cos 3x/6
Gantikan x = 0
L = 9/6 = 1.5
Jawapan
L = 1.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(0.5) = 0.3033
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
f′(x) = u′v + uv′ = e−x·(1 + (−1)·x)
Gantikan
f′(0.5) = 0.6065·(1 + (−0.5)) = 0.3033
Jawapan
f′(0.5) = 0.3033
4.Terbitan
Jawapan: b = 8
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) = −16
f′(x) = −2x − 2 → f′(3) = −8
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −16 − (−8)·3 = 8
Jawapan
b = 8
5.Kamiran
Jawapan: I = 0.1436
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
(1.125·ln 1.5 − 0.5625) − (0 − 0.25) = 0.1436
Jawapan
I = 0.1436
6.Kamiran
Jawapan: A = 36
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.
Sifar
9 − x² = 0 → x = ±3
Kamirkan
A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36
Jawapan
A = 36
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = −131.6 °
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 = −8, b = −9 → III
Sudut rujukan
α = atan(9/8) = 48.37°
Argumen
θ = −(180° − α) = −131.6°
Jawapan
θ = −131.6°
Dalam bentuk kutub z = 12.04∠−131.6°.
8.Nombor kompleks
Jawapan: C (3∠−165°)
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 = 15°, 105°, −165°, −75°
Titik itu
C = 3∠−165°
Jawapan
C (3∠−165°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 0.128
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 + 5) = 0 → r = −2, −5
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 3, −2A − 5B = 6
A = 7, B = −4
Nilaikan
y(2) = 7·e−4 + (−4)·e−10 = 0.128
Jawapan
y(2) = 0.128
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1) = 0.338
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 kompleks
r = −1 ± 5j
Pemalar
A = 10, B = 1·10/5 = 2
Nilaikan
y(1) = e−1(10·cos 5 + 2·sin 5) = 0.338
Jawapan
y(1) = 0.338
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −72
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 = 27, M₁₂ = −30, M₁₃ = 9
Pengembangan kofaktor
det A = 0·27 − (−3)·(−30) + 2·9 = −72
Jawapan
det A = −72
12.Matriks & penentu
Jawapan: λ = 6
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 − (5)λ + (−6) = 0
Selesaikan
λ = (5 ± √(49))/2 → λ = −1, 6
λ = 6
Jawapan
λ = 6
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: a·b = 21
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.
Hasil darab silang b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = (−1)·3 − 3·(−2) = 3
(b × c)y = bzcx − bxcz = 3·(−1) − 1·3 = −6
(b × c)z = bxcy − bycx = 1·(−2) − (−1)·(−1) = −3
Hasil darab titik dengan a
a·(b × c) = 2·3 + (−1)·(−6) + (−2)·(−3) = 18
V = |18| = 18
Jawapan
V = 18
15.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.2273
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 = 6/12 · 5/11 = 30/132 = 0.2273
Jawapan
P = 0.2273
16.Kebarangkalian
Jawapan: σY = 2.488
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.
Serakan X
μ = 1.95, Var(X) = 1.548, σX = 1.244
Perubahan linear
σY = |2|·1.244 = 2.488
Jawapan
σY = 2.488
Min memang berubah: E(Y) = 2·1.95 + 4 = 7.9.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 19.61
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 = −2
Jadual normal piawai
Φ(−2) = 0.02275
P = 0.02275
Jawapan
P = 0.02275
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.8304
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 = (45 − 65)/10 = −2
z₂ = (75.5 − 65)/10 = 1.05
Luas antara
P = Φ(1.05) − Φ(−2) = 0.8531 − 0.02275 = 0.8304
Jawapan
P = 0.8304
20.Taburan normal
Jawapan: x = 479 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.