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→∞ (√(4x2 + 7x) − 2x).
f(x) = √(4x2 + 7x) − 2xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (e−x − 1 + x)/x².
f(x) = (e−x − 1 + x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (3x + 1)5. Cari f′(−1).
f(x) = (3x + 1)5x = −1
f′(−1) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = x2 + 4x − 5 pada x = 3 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = x2 + 4x − 5x = 3
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₁3 x·ln x dx.
∫₁3 x ln x dx
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = 2x2 dan y = 4x.
y = 2x2y = 4x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 4∠−35° dan z₂ = 2∠110°, cari bahagian khayalan w = z₁/z₂.
z₁ = 4∠−35°z₂ = 2∠110°
Im(w) =
8.Nombor kompleksSukar
Persamaan z² + 3z + 8.5 = 0 mempunyai dua punca kompleks. Cari modulusnya |z|.
p = 3q = 8.5
|z| =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 5y′ + 6y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 0. Cari y(1.5).
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(1.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y″ + 2y′ + 10y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(0.5); sudut dalam radian.
y″ + 2y′ + 10y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [5 −4 3; 2 4 −1; 5 −3 0]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 3x + 6y = −10 dan −x + 2y = 0. Cari x.
3x + 6y = −10−x + 2y = 0
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (6, 5, 6) pada b = (−5, −6, −6), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (6, 5, 6)b = (−5, −6, −6)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi empat selari yang direntangi oleh a = (4, −4, −3) dan b = (3, −6, 0).
a = (4, −4, −3)b = (3, −6, 0)
A =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 3 orang boleh dipilih daripada kumpulan 10? Susunan tidak penting.
n = 10k = 3
N =
16.KebarangkalianSukar
Satu ujian mempunyai 5 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.5, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 4 jawapan betul?
n = 5p = 0.5k = 4
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 27, 52, 49, 15, 56, 51, 40.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 50 dan sisihan piawai 8. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 54.8?
μ = 50σ = 8x = 54.8
P =
19.Taburan normalSederhana
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 62.5 dan 75.5 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 65σ = 10x1 = 62.5x2 = 75.5
P =
20.Taburan normalSukar
berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Seret titik pemotong supaya 70% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 250 gσ = 5 g70%
x = g
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 1.75
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) = 7x/(√(4x2 + 7x) + 2x)
Bahagikan dengan x
f(x) = 7/(√(4 + 7/x) + 2)
Biarkan x → ∞
L = 7/(2 + 2) = 1.75
Jawapan
L = 1.75
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
(−1·e−x + 1)/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
1·e−x/2
Gantikan x = 0
L = 1·1/2 = 0.5
Jawapan
L = 0.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(−1) = 240
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
f′(x) = 5·(3x + 1)4·3
Gantikan
f′(−1) = 5·(−2)4·3 = 240
Jawapan
f′(−1) = 240
4.Terbitan
Jawapan: b = −14
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 + 4 → f′(3) = 10
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 16 − 10·3 = −14
Jawapan
b = −14
5.Kamiran
Jawapan: I = 2.944
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
(4.5·ln 3 − 2.25) − (0 − 0.25) = 2.944
Jawapan
I = 2.944
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: Im(w) = −1.147
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| = 4 / 2 = 2
θ = −35° − 110° = −145°
Bentuk Cartes
Re(w) = 2·cos(−145°) = −1.638
Im(w) = 2·sin(−145°) = −1.147
Im(w) = −1.147
Jawapan
Im(w) = −1.147
8.Nombor kompleks
Jawapan: |z| = 2.915
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 − 34 = −25 < 0
Rumus kuadratik
z = (−3 ± j√25)/2 = −1.5 + j2.5, −1.5 − j2.5
Jawapan
|z| = √((−1.5)² + 2.5²) = √8.5 = 2.915
Jawapan
|z| = 2.915
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1.5) = 0.6357
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 + 3) = 0 → r = −2, −3
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 5, −2A − 3B = 0
A = 15, B = −10
Nilaikan
y(1.5) = 15·e−3 + (−10)·e−4.5 = 0.6357
Jawapan
y(1.5) = 0.6357
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = 1.223
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 ± 3j
Pemalar
A = 5, B = 1·5/3 = 1.667
Nilaikan
y(0.5) = e−0.5(5·cos 1.5 + 1.667·sin 1.5) = 1.223
Jawapan
y(0.5) = 1.223
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −73
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 = −3, M₁₂ = 5, M₁₃ = −26
Pengembangan kofaktor
det A = 5·(−3) − (−4)·5 + 3·(−26) = −73
Jawapan
det A = −73
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −1.667
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 = 3·2 − 6·(−1) = 12
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−10)·2 − 6·0 = −20
x = −20/12 = −1.667
Jawapan
x = −1.667
y = −0.8333
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = −9.747
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 titik
a·b = 6·(−5) + 5·(−6) + 6·(−6) = −96
Panjang b
|b| = √((−5)² + (−6)² + (−6)²) = 9.849
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = −96/9.849 = −9.747
Jawapan
compb a = −9.747
Negatif: a mempunyai komponen yang menghala melawan b.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 23.43
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
(a × b)x = aybz − azby = (−4)·0 − (−3)·(−6) = −18
(a × b)y = azbx − axbz = (−3)·3 − 4·0 = −9
(a × b)z = axby − aybx = 4·(−6) − (−4)·3 = −12
Luas
A = |a × b| = √((−18)² + (−9)² + (−12)²) = 23.43
Jawapan
A = 23.43
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 120
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(10, 3) = (10·9·8)/(3·2·1) = 120
Jawapan
N = 120
16.Kebarangkalian
Jawapan: P = 0.1563
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.
Formula binomial
P(X = 4) = 5·0.54·0.51 = 5·0.0625·0.5 = 0.1563
Jawapan
P = 0.1563
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 15.18
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 = 0.6
Jadual normal piawai
Φ(0.6) = 0.7257
P = 1 − 0.7257 = 0.2743
Jawapan
P = 0.2743
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.4518
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 = (62.5 − 65)/10 = −0.25
z₂ = (75.5 − 65)/10 = 1.05
Luas antara
P = Φ(1.05) − Φ(−0.25) = 0.8531 − 0.4013 = 0.4518
Jawapan
P = 0.4518
20.Taburan normal
Jawapan: x = 247.4 g
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.