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 + 8x) − x).
f(x) = √(x2 + 8x) − xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 5x)/(2x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 5x)/(2x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·sin(2x), dengan x dalam radian. Cari f′(1).
f(x) = x·sin(2x)x = 1 rad
f′(1) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 3x2 − 2 pada x = 1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 3x2 − 2x = 1
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫13 3/x dx.
f(x) = 3/x[1, 3]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = 0.5x2 dan y = x.
y = 0.5x2y = x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 3∠−35° dan z₂ = 0.5∠80°, cari argumen θ bagi w = z₁·z₂ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.
z₁ = 3∠−35°z₂ = 0.5∠80°
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Persamaan z² + 3z + 18.25 = 0 mempunyai dua punca kompleks. Cari modulusnya |z|.
p = 3q = 18.25
|z| =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 5y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 1. Cari y(2).
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = 1
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan masalah nilai awal y′ + 3y/x = 3x bagi x > 0, dengan y(1) = 4. Cari y(3).
y′ + 3y/x = 3xy(1) = 4
y(3) =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c22 (baris 2, lajur 2).
A = [2 −3; 5 −2]B = [0 −4; 5 −5]
c22 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −5x + 3y = −8 dan −5x − 6y = 9. Cari x.
−5x + 3y = −8−5x − 6y = 9
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari hasil darab titik a·b bagi a = (1, 3, 7) dan b = (1, 2, −2).
a = (1, 3, 7)b = (1, 2, −2)
a·b =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi empat selari yang direntangi oleh a = (−2, 5, 4) dan b = (5, −1, −5).
a = (−2, 5, 4)b = (5, −1, −5)
A =
15.KebarangkalianSederhana
Bagi taburan yang ditunjukkan, cari sisihan piawai σ bagi X.
x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0.1, 0.3, 0.2, 0.05, 0.35
σ =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €2 untuk dimain. Anda menang €6 dengan kebarangkalian 0.15 dan €20 dengan kebarangkalian 0.01; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €2€6: p = 0.15€20: p = 0.01
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 50, 53, 16, 53, 40, 60.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 70 dan sisihan piawai 8. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 63.6?
μ = 70σ = 8x = 63.6
P =
19.Taburan normalSederhana
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 70 dan 107.5 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 100σ = 15x1 = 70x2 = 107.5
P =
20.Taburan normalSukar
Diameter lubang D adalah normal dengan min 25.02 mm dan sisihan piawai 0.01 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 = 25.02 mm, σ = 0.01 mmaci: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 4
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) = 8x/(√(x2 + 8x) + x)
Bahagikan dengan x
f(x) = 8/(√(1 + 8/x) + 1)
Biarkan x → ∞
L = 8/(1 + 1) = 4
Jawapan
L = 4
2.Had
Jawapan: L = 6.25
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
5·sin 5x/(4x) → 0/0
Penggunaan kedua
25·cos 5x/4
Gantikan x = 0
L = 25/4 = 6.25
Jawapan
L = 6.25
3.Terbitan
Jawapan: f′(1) = 0.077
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(2x) + 2x·cos(2x)
Gantikan
f′(1) = 0.9093 + 2·(−0.4161) = 0.077
Jawapan
f′(1) = 0.077
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(1) = 1
f′(x) = 6x → f′(1) = 6
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 1 − 6·1 = −5
Jawapan
b = −5
5.Kamiran
Jawapan: I = 3.296
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) = 3·ln x
Nilaikan pada had
I = 3·(ln 3 − ln 1) = 3·ln 3 = 3.296
Jawapan
I = 3.296
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 = 45 °
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 dan argumen w
|w| = 3 · 0.5 = 1.5
θ = −35° + 80° = 45°
Argumen
θ = 45°
Jawapan
θ = 45°
8.Nombor kompleks
Jawapan: |z| = 4.272
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 = 9 − 73 = −64 < 0
Rumus kuadratik
z = (−3 ± j√64)/2 = −1.5 + j4, −1.5 − j4
Jawapan
|z| = √((−1.5)² + 4²) = √18.25 = 4.272
Jawapan
|z| = 4.272
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 0.4057
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 + 1)(r + 4) = 0 → r = −1, −4
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 2, −1A − 4B = 1
A = 3, B = −1
Nilaikan
y(2) = 3·e−2 + (−1)·e−8 = 0.4057
Jawapan
y(2) = 0.4057
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(3) = 5.526
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.
Faktor pengamiran
μ = e∫3/x dx = x3
Kamirkan
(x3y)′ = 3x4 → x3y = 3x5/5 + C
Syarat awal
4 = 3/5 + C → C = 3.4
Nilaikan
y(3) = (3·35/5 + 3.4)/33 = 5.526
Jawapan
y(3) = 5.526
11.Matriks & penentu
Jawapan: c22 = −10
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 = 5·(−4) + (−2)·(−5) = −10
Jawapan
c22 = −10
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = 0.4667
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 = (−5)·(−6) − 3·(−5) = 45
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−8)·(−6) − 3·9 = 21
x = 21/45 = 0.4667
Jawapan
x = 0.4667
y = −1.889
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: a·b = −7
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.
Darabkan komponen yang sepadan dan tambah
a·b = 1·1 + 3·2 + 7·(−2) = 1 + 6 + (−14) = −7
Jawapan
a·b = −7
Negatif: sudut antara vektor lebih daripada 90°.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 32.71
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.
Hasil darab silang
(a × b)x = aybz − azby = 5·(−5) − 4·(−1) = −21
(a × b)y = azbx − axbz = 4·5 − (−2)·(−5) = 10
(a × b)z = axby − aybx = (−2)·(−1) − 5·5 = −23
Luas
A = |a × b| = √((−21)² + 10² + (−23)²) = 32.71
Jawapan
A = 32.71
15.Kebarangkalian
Jawapan: σ = 1.445
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.
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: 4 (p = 0.15), 18 (p = 0.01), −2 (p = 0.84)
Nilai jangkaan
E(G) = 4·0.15 + 18·0.01 − 2·0.84 = −0.9 €
Jawapan
E(G) = −0.9 €
Nilai negatif bermaksud anda kehilangan wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 15.77
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 = −0.8
Jadual normal piawai
Φ(−0.8) = 0.2119
P = 1 − 0.2119 = 0.7881
Jawapan
P = 0.7881
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.6687
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 = (70 − 100)/15 = −2
z₂ = (107.5 − 100)/15 = 0.5
Luas antara
P = Φ(0.5) − Φ(−2) = 0.6915 − 0.02275 = 0.6687
Jawapan
P = 0.6687
20.Taburan normal
Jawapan: P = 0.8665
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).