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 ln(1 + x)/sin(5x), dengan x dalam radian.
f(x) = ln(1 + x)/sin(5x)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x·sin(3x), dengan x dalam radian. Cari f′(2).
f(x) = x·sin(3x)x = 2 rad
f′(2) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 + 6x2 − 1. Cari koordinat-x x bagi maksimum setempat.
f(x) = x3 + 6x2 − 1
x =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫26 5/x dx.
f(x) = 5/x[2, 6]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 4 − x² dan paksi-x.
y = 4 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Cari argumen θ bagi z = −5 + j3 dalam darjah, sebagai nilai utama antara −180° dengan 180°.
z = −5 + j3
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Selesaikan z² + 3z + 11.25 = 0. Puncanya ialah a ± jb; cari b > 0.
p = 3q = 11.25
b =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Secawan kopi pada 86 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 21 °C. Selepas 19 min suhunya ialah 51 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari pemalar k dalam min⁻¹.
T0 = 86 °CTa = 21 °CT(19) = 51 °C
k = min⁻¹
10.Persamaan pembezaanSukar
Satu sistem mematuhi y″ + 2y′ + 10y = 20 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.
y″ + 2y′ + 10y = 20y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [1 4 −5; 3 5 −5; −4 4 1]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −3x + y = 9 dan −6x − 6y = 6. Cari x.
−3x + y = 9−6x − 6y = 6
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari sudut θ antara vektor a = (0, −6, −2) dan b = (5, 6, −1), dalam darjah.
a = (0, −6, −2)b = (5, 6, −1)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi tiga dengan bucu A(−3, 0, −2), B(−1, 2, 3) dan C(1, 4, 1). Koordinat dalam meter.
A(−3, 0, −2)B(−1, 2, 3)C(1, 4, 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
X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = −2X + 5. Cari sisihan piawai σY bagi Y.
Cari sisihan piawai sampel s data: 29, 15, 45, 45, 45.
n = 5
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 70 dan sisihan piawai 15. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 88.75?
μ = 70σ = 15x = 88.75
P =
19.Taburan normalSederhana
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 49 dan 83 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 65σ = 10x1 = 49x2 = 83
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 = 0.04979
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 = e−3 = 0.04979
Jawapan
L = 0.04979
2.Had
Jawapan: L = 0.2
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).
Petua L'Hôpital
L = limx→0 [1/(1 + x)]/[5·cos 5x]
Gantikan x = 0
L = 1/5 = 0.2
Jawapan
L = 0.2
3.Terbitan
Jawapan: f′(2) = 5.482
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′(2) = −0.2794 + 6·0.9602 = 5.482
Jawapan
f′(2) = 5.482
4.Terbitan
Jawapan: x = −4
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 + 12x = 3·(x2 + 4x)
Selesaikan f′(x) = 0
x = −4 atau x = 0
Yang mana satu
f″(x) = 6x + 12: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(−4) = −12, f″(0) = 12
x = −4
Jawapan
x = −4
5.Kamiran
Jawapan: I = 5.493
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) = 5·ln x
Nilaikan pada had
I = 5·(ln 6 − ln 2) = 5·ln 3 = 5.493
Jawapan
I = 5.493
6.Kamiran
Jawapan: A = 10.67
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
4 − x² = 0 → x = ±2
Kamirkan
A = [4x − x³/3]−22 = 5.333 − (−5.333) = 10.67
Jawapan
A = 10.67
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 149 °
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 = 3 → II
Sudut rujukan
α = atan(3/5) = 30.96°
Argumen
θ = 180° − α = 149°
Jawapan
θ = 149°
Dalam bentuk kutub z = 5.831∠149°.
8.Nombor kompleks
Jawapan: b = 3
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 − 45 = −36 < 0
Rumus kuadratik
z = (−3 ± j√36)/2 = −1.5 + j3, −1.5 − j3
Jawapan
b = 3
Jawapan
b = 3
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: k = 0.04069 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−19k = 30/65
Selesaikan untuk k
k = ln(65/30)/19 = 0.04069 min⁻¹
Jawapan
k = 0.04069 min⁻¹
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: ymax = 2.702
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 = −1 ± 3j
Pemalar daripada nilai awal
y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −1A + 3B = 0 → B = −0.6667
Puncak
t = π/3 = 1.047
ymax = 2·(1 + e−1·π/3) = 2.702
Jawapan
ymax = 2.702
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −67
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 = 25, M₁₂ = −17, M₁₃ = 32
Pengembangan kofaktor
det A = 1·25 − 4·(−17) + (−5)·32 = −67
Jawapan
det A = −67
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −2.5
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)·(−6) − 1·(−6) = 24
Gantikan lajur x
det Aₓ = 9·(−6) − 1·6 = −60
x = −60/24 = −2.5
Jawapan
x = −2.5
y = 1.5
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: θ = 133.1 °
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
a·b = 0·5 + (−6)·6 + (−2)·(−1) = −34
Magnitud
|a| = √(0² + (−6)² + (−2)²) = 6.325
|b| = √(5² + 6² + (−1)²) = 7.874
Sudut
cos θ = −34/(6.325·7.874) = −0.6827
θ = arccos(−0.6827) = 133.1°
Jawapan
θ = 133.1°
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 9.899 m²
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.
Vektor sisi
AB = B − A = (2, 2, 5)
AC = C − A = (4, 4, 3)
Hasil darab silang
(AB × AC)x = AByACz − ABzACy = 2·3 − 5·4 = −14
(AB × AC)y = ABzACx − ABxACz = 5·4 − 2·3 = 14
(AB × AC)z = ABxACy − AByACx = 2·4 − 2·4 = 0
|AB × AC| = √((−14)² + 14² + 0²) = 19.8
Luas segi tiga
A = ½·19.8 = 9.899 m²
Jawapan
A = 9.899 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: σY = 23.32
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 = 28, Var(X) = 136, σX = 11.66
Perubahan linear
σY = |−2|·11.66 = 23.32
Jawapan
σY = 23.32
Min memang berubah: E(Y) = −2·28 + 5 = −51.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 13.54
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 = 0.9093
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 = (49 − 65)/10 = −1.6
z₂ = (83 − 65)/10 = 1.8
Luas antara
P = Φ(1.8) − Φ(−1.6) = 0.9641 − 0.0548 = 0.9093
Jawapan
P = 0.9093
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.