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 − 2/x)3x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 − 2/x)3xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 2x)/(4x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(4x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = ln(2x2 + 5). Cari f′(−1).
f(x) = ln(2x2 + 5)x = −1
f′(−1) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = x2 − 3x pada x = −1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = x2 − 3xx = −1
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫01 2x·(x² + 1)1 dx.
f(x) = 2x·(x² + 1)1[0, 1]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = 2x2 dan y = 4x.
y = 2x2y = 4x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 3∠40° dan z₂ = 1.5∠45°, cari argumen θ bagi w = z₁·z₂ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.
z₁ = 3∠40°z₂ = 1.5∠45°
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Persamaan z² + 8z + 18.25 = 0 mempunyai dua punca kompleks. Cari modulusnya |z|.
p = 8q = 18.25
|z| =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Sekaleng minuman bergas pada 4 °C dikeluarkan daripada peti sejuk ke dalam bilik pada 24 °C. Selepas 18 min suhunya ialah 12 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Berapa lama selepas permulaan, t, untuk mencapai 18 °C?
T0 = 4 °CTa = 24 °CT(18) = 12 °CT = 18 °C
t = min
10.Persamaan pembezaanSukar
Sebuah tangki mengandungi 400 L air tulen. Air garam dengan 0.1 kg garam setiap liter mengalir masuk pada 2 L/min, dan larutan yang bercampur sekata mengalir keluar pada kadar yang sama. Selepas berapa minit t tangki mengandungi 16 kg garam?
V = 400 Lm0 = 0 kgc = 0.1 kg/Lr = 2 L/min
t = min
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c11 (baris 1, lajur 1).
A = [−3 1; −5 −1]B = [5 −6; 2 3]
c11 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 5x + 4y = −12 dan 4x + 4y = 5. Cari x.
5x + 4y = −124x + 4y = 5
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari nilai k supaya vektor a = (−3, 5, 2) dan b = (k, 1, 2) berserenjang.
a = (−3, 5, 2)b = (k, 1, 2)
k =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Bagi a = (−2, 2, −1) dan b = (4, 2, −6), cari komponen-y (a × b)y hasil darab silang a × b.
a = (−2, 2, −1)b = (4, 2, −6)
(a × b)y =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 4 orang boleh dipilih daripada kumpulan 6? Susunan tidak penting.
n = 6k = 4
N =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €3 untuk dimain. Anda menang €12 dengan kebarangkalian 0.15 dan €150 dengan kebarangkalian 0.05; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €3€12: p = 0.15€150: p = 0.05
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 49, 40, 48, 16, 39, 18.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 70 dan sisihan piawai 5. Cari skor-z z bagi skor 65.
μ = 70σ = 5x = 65
z =
19.Taburan normalSederhana
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 100.75 dan 130 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 100σ = 15x1 = 100.75x2 = 130
P =
20.Taburan normalSukar
Jisim X produk daripada barisan 1 dan Y daripada barisan 2 adalah tak bersandar dan normal: X mempunyai min 500 g dan sisihan piawai 8 g, Y mempunyai min 490 g dan sisihan piawai 6 g. Cari kebarangkalian P bahawa X lebih besar daripada Y. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 0.002479
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 − 2/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·(−2) = −6
Buat songsangan logaritma
L = e−6 = 0.002479
Jawapan
L = 0.002479
2.Had
Jawapan: L = 0.5
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
2·sin 2x/(8x) → 0/0
Penggunaan kedua
4·cos 2x/8
Gantikan x = 0
L = 4/8 = 0.5
Jawapan
L = 0.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(−1) = −0.5714
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 untuk logaritma
f′(x) = 4x/(2x2 + 5)
Gantikan
f′(−1) = −4/7 = −0.5714
Jawapan
f′(−1) = −0.5714
4.Terbitan
Jawapan: b = −1
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) = 4
f′(x) = 2x − 3 → f′(−1) = −5
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 4 − (−5)·(−1) = −1
Jawapan
b = −1
5.Kamiran
Jawapan: I = 1.5
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.
Penggantian
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u1 du
Kamirkan dan nilaikan
I = [u2/2]12 = (4 − 1)/2 = 1.5
Jawapan
I = 1.5
6.Kamiran
Jawapan: A = 2.667
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
2x2 = 4x → x = 0, x = 2
Kamirkan atas tolak bawah
A = [2x2 − 0.6667x3]02 = 2.667
Jawapan
A = 2.667
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 85 °
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 · 1.5 = 4.5
θ = 40° + 45° = 85°
Argumen
θ = 85°
Jawapan
θ = 85°
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 = 64 − 73 = −9 < 0
Rumus kuadratik
z = (−8 ± j√9)/2 = −4 + j1.5, −4 − j1.5
Jawapan
|z| = √((−4)² + 1.5²) = √18.25 = 4.272
Jawapan
|z| = 4.272
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: t = 42.42 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(-20/-12)/18 = 0.02838 min⁻¹
Masa untuk mencapai sasaran
t = ln(-20/(−6))/0.02838 = 42.42 min
Jawapan
t = 42.42 min
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: t = 102.2 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.
Keputusan
m(t) = 40 + (−40)·e−t/200
Selesaikan untuk t
e−t/200 = (40 − 16)/(40 − 0) = 0.6
t = 200·ln(1.667) = 102.2 min
Jawapan
t = 102.2 min
11.Matriks & penentu
Jawapan: c11 = −13
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
c11 = (−3)·5 + 1·2 = −13
Jawapan
c11 = −13
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −17
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 = 5·4 − 4·4 = 4
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−12)·4 − 4·5 = −68
x = −68/4 = −17
Jawapan
x = −17
y = 18.25
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: k = 3
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 = (−3)·k + 5·1 + 2·2 = 0
9 + (−3)·k = 0
Selesaikan untuk k
k = −9/(−3) = 3
Jawapan
k = 3
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: (a × b)y = −16
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, komponen demi komponen
(a × b)x = aybz − azby = 2·(−6) − (−1)·2 = −10
(a × b)y = azbx − axbz = (−1)·4 − (−2)·(−6) = −16
(a × b)z = axby − aybx = (−2)·2 − 2·4 = −12
Komponen yang diminta
(a × b)y = −16
Jawapan
(a × b)y = −16
Semak: a × b berserenjang dengan kedua-dua vektor, maka hasil darab titiknya dengan a dan dengan b ialah sifar.
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 15
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(6, 4) = (6·5·4·3)/(4·3·2·1) = 15
Jawapan
N = 15
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = 6.3 €
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: 9 (p = 0.15), 147 (p = 0.05), −3 (p = 0.8)
Nilai jangkaan
E(G) = 9·0.15 + 147·0.05 − 3·0.8 = 6.3 €
Jawapan
E(G) = 6.3 €
Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 14.53
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 = (65 − 70)/5 = −1
Jawapan
z = −1
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.4573
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 = (100.75 − 100)/15 = 0.05
z₂ = (130 − 100)/15 = 2
Luas antara
P = Φ(2) − Φ(0.05) = 0.9772 − 0.5199 = 0.4573
Jawapan
P = 0.4573
20.Taburan normal
Jawapan: P = 0.8413
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).