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)3x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 + 1/x)3xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 2x)/(x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Cari f′(0.5).
f(x) = x·sin(3x)x = 0.5 rad
f′(0.5) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 0.5x2 − 2x − 3 pada x = 2 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 0.5x2 − 2x − 3x = 2
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₀π/3 x·sin x dx (x dalam radian).
∫₀π/3 x·sin x dx
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 1 − x² dan paksi-x.
y = 1 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 4 + j9 dalam bentuk eksponen r·ejθ. Beri θ dalam radian, antara −π dengan π.
z = 4 + j9
θ = rad
8.Nombor kompleksSukar
Persamaan z² − 6z + 10 = 0 mempunyai dua punca kompleks. Cari modulusnya |z|.
p = −6q = 10
|z| =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Secawan kopi pada 89 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 18 °C. Selepas 27 min suhunya ialah 23 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari pemalar k dalam min⁻¹.
T0 = 89 °CTa = 18 °CT(27) = 23 °C
k = min⁻¹
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 = [−6 0; −1 −2]B = [−1 −1; 1 0]
c22 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 3x − 4y = −12 dan 2x + 5y = −7. Cari x.
3x − 4y = −122x + 5y = −7
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari nilai k supaya vektor a = (1, 3, −1) dan b = (−1, k, −4) berserenjang.
a = (1, 3, −1)b = (−1, k, −4)
k =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Vektor unit n̂ berserenjang dengan kedua-dua a = (2, −1, 1) dan b = (−4, 5, 0) dan mempunyai komponen-z positif. Cari komponen-xnya n̂x.
a = (2, −1, 1)b = (−4, 5, 0)n̂z > 0
n̂x =
15.KebarangkalianSederhana
Sebuah beg mengandungi 7 bebola merah dan 4 biru. Anda mengambil dua bebola tanpa memulangkan yang pertama. Berapakah kebarangkalian P kedua-duanya merah?
7 / 4
P =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 10 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.3, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 5 jawapan betul?
n = 10p = 0.3k = 5
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 21, 52, 58, 24, 18.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 70 dan sisihan piawai 5. Cari skor-z z bagi skor 67.5.
μ = 70σ = 5x = 67.5
z =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.9199. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.9199
z =
20.Taburan normalSukar
Diameter lubang D adalah normal dengan min 25.05 mm dan sisihan piawai 0.015 mm. Diameter aci d adalah tak bersandar dan normal dengan min 25 mm dan sisihan piawai 0.015 mm. Aci yang dipilih secara rawak muat apabila D − d > 0. Cari kebarangkalian P bahawa ia muat. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
lubang: μ = 25.05 mm, σ = 0.015 mmaci: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 20.09
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→∞ 3·x·ln(1 + 1/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·1 = 3
Buat songsangan logaritma
L = e3 = 20.09
Jawapan
L = 20.09
2.Had
Jawapan: L = 2
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
2·sin 2x/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
4·cos 2x/2
Gantikan x = 0
L = 4/2 = 2
Jawapan
L = 2
3.Terbitan
Jawapan: f′(0.5) = 1.104
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 dan rantai
f′(x) = sin(3x) + 3x·cos(3x)
Gantikan
f′(0.5) = 0.9975 + 1.5·0.07074 = 1.104
Jawapan
f′(0.5) = 1.104
4.Terbitan
Jawapan: b = −5
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(2) = −5
f′(x) = x − 2 → f′(2) = 0
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −5 − 0·2 = −5
Jawapan
b = −5
5.Kamiran
Jawapan: I = 0.3424
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 = x, du = dx; dv = sin x dx, v = −cos x
Antiterbitan
∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x
Had
(−π/3·cos π/3 + sin π/3) − (0 + 0) = 0.3424
Jawapan
I = 0.3424
6.Kamiran
Jawapan: A = 1.333
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
1 − x² = 0 → x = ±1
Kamirkan
A = [1x − x³/3]−11 = 0.6667 − (−0.6667) = 1.333
Jawapan
A = 1.333
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 1.153 rad
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.
Modulus
r = √(16 + 81) = 9.849
Argumen dalam radian
θ = 66.04° = 66.04·π/180 = 1.153 rad
Bentuk eksponen
z = 9.849·ej1.153
Jawapan
θ = 1.153 rad
8.Nombor kompleks
Jawapan: |z| = 3.162
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 = 36 − 40 = −4 < 0
Rumus kuadratik
z = (6 ± j√4)/2 = 3 + j, 3 − j
Jawapan
|z| = √(3² + 1²) = √10 = 3.162
Jawapan
|z| = 3.162
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: k = 0.09827 min⁻¹
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.
Nisbah beza suhu
e−27k = 5/71
Selesaikan untuk k
k = ln(71/5)/27 = 0.09827 min⁻¹
Jawapan
k = 0.09827 min⁻¹
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 = 1
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 = (−1)·(−1) + (−2)·0 = 1
Jawapan
c22 = 1
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −3.826
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 = 3·5 − (−4)·2 = 23
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−12)·5 − (−4)·(−7) = −88
x = −88/23 = −3.826
Jawapan
x = −3.826
y = 0.1304
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: k = −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 sama dengan sifar
a·b = 1·(−1) + 3·k + (−1)·(−4) = 0
3 + 3·k = 0
Selesaikan untuk k
k = −3/3 = −1
Jawapan
k = −1
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: n̂x = −0.5698
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.
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 = 7/11 · 6/10 = 42/110 = 0.3818
Jawapan
P = 0.3818
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.1029
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 = (67.5 − 70)/5 = −0.5
Jawapan
z = −0.5
19.Taburan normal
Jawapan: z = 1.75
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.
Luas di sebelah kiri z
Φ(z) = (1 + 0.9199)/2 = 0.9599
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.9599 di dalam jadual dan baca z.
z = 1.75
Jawapan
z = 1.75
20.Taburan normal
Jawapan: P = 0.9909
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).