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→∞ (−6x2 + x − 8)/(2x2 + 4x + 3).
f(x) = (−6x2 + x − 8)/(2x2 + 4x + 3)x → ∞
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(2x), dengan x dalam radian. Cari f′(1).
f(x) = x·sin(2x)x = 1 rad
f′(1) =
4.TerbitanSukar
Biar f(x) = x3 − 10.5x2 + 36x − 3. Cari koordinat-x x bagi maksimum setempat.
f(x) = x3 − 10.5x2 + 36x − 3
x =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫14 4/x dx.
f(x) = 4/x[1, 4]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = 2x2 dan y = 2x.
y = 2x2y = 2x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 1.5∠100° dan z₂ = 0.5∠−50°, cari argumen θ bagi w = z₁·z₂ dalam darjah, antara −180° dengan 180°.
z₁ = 1.5∠100°z₂ = 0.5∠−50°
θ = °
8.Nombor kompleksSukar
Satu punca bagi z³ − 7z² + 12z − 10 = 0 ialah z₁ = 1 + j. Pekalinya nyata. Cari punca nyata r.
z₁ = 1 + j
r =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 4y′ + 3y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 1. Cari y(2).
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 3y′(0) = 1
y(2) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y″ + y′ + 16.25y = 0 dengan y(0) = 3 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(1.5); sudut dalam radian.
y″ + y′ + 16.25y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(1.5) =
11.Matriks & penentuSederhana
Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c11 (baris 1, lajur 1).
A = [−3 1; −2 −1]B = [3 −5; 6 3]
c11 =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem 3x − 6y = 4 dan 5x + 4y = −11. Cari x.
3x − 6y = 45x + 4y = −11
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari nilai k supaya vektor a = (−1, −3, −1) dan b = (−6, −3, k) berserenjang.
a = (−1, −3, −1)b = (−6, −3, k)
k =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari luas A segi tiga dengan bucu A(−2, 0, −4), B(−2, 2, −2) dan C(1, 1, 3). Koordinat dalam meter.
A(−2, 0, −4)B(−2, 2, −2)C(1, 1, 3)
A = m²
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 4 orang boleh dipilih daripada kumpulan 15? Susunan tidak penting.
n = 15k = 4
N =
16.KebarangkalianSukar
X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = 3X − 3. Cari sisihan piawai σY bagi Y.
Cari sisihan piawai sampel s data: 34, 55, 12, 25, 52, 37.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 50 dan sisihan piawai 20. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di atas 26?
μ = 50σ = 20x = 26
P =
19.Taburan normalSederhana
X normal dengan min 120 mm dan sisihan piawai 0.3 mm; Y tak bersandar dan normal dengan min 80 mm dan sisihan piawai 0.4 mm. Cari kebarangkalian P bahawa X + Y melebihi 199.3 mm. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μX = 120, σX = 0.3μY = 80, σY = 0.4X + Y > 199.3 mm
P =
20.Taburan normalSukar
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 97.5% daripadanya (persentil ke-97.5).
μ = 65σ = 10P = 97.5%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −3
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).
Bahagikan dengan kuasa tertinggi
(−6 + 1/x + (−8)/x2)/(2 + 4/x + 3/x2)
Biarkan x → ∞
L = −6/2 = −3
Jawapan
L = −3
Bagi darjah yang sama, had ialah nisbah pekali pendahulu.
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′(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: x = 3
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 − 21x + 36 = 3·(x2 − 7x + 12)
Selesaikan f′(x) = 0
x = 3 atau x = 4
Yang mana satu
f″(x) = 6x − 21: negatif pada maksimum, positif pada minimum.
f″(3) = −3, f″(4) = 3
x = 3
Jawapan
x = 3
5.Kamiran
Jawapan: I = 5.545
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) = 4·ln x
Nilaikan pada had
I = 4·(ln 4 − ln 1) = 4·ln 4 = 5.545
Jawapan
I = 5.545
6.Kamiran
Jawapan: A = 0.3333
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 = 2x → x = 0, x = 1
Kamirkan atas tolak bawah
A = [x2 − 0.6667x3]01 = 0.3333
Jawapan
A = 0.3333
7.Nombor kompleks
Jawapan: θ = 50 °
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| = 1.5 · 0.5 = 0.75
θ = 100° + (−50)° = 50°
Argumen
θ = 50°
Jawapan
θ = 50°
8.Nombor kompleks
Jawapan: r = 5
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.
Semak dengan hasil tambah punca: z₁ + z₂ + r = 2 + 5 = 7 = −(−7).
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 0.6717
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 + 3) = 0 → r = −1, −3
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 3, −1A − 3B = 1
A = 5, B = −2
Nilaikan
y(2) = 5·e−2 + (−2)·e−6 = 0.6717
Jawapan
y(2) = 0.6717
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(1.5) = 1.311
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 = −0.5 ± 4j
Pemalar
A = 3, B = 0.5·3/4 = 0.375
Nilaikan
y(1.5) = e−0.75(3·cos 6 + 0.375·sin 6) = 1.311
Jawapan
y(1.5) = 1.311
11.Matriks & penentu
Jawapan: c11 = −3
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)·3 + 1·6 = −3
Jawapan
c11 = −3
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −1.19
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 = 3·4 − (−6)·5 = 42
Gantikan lajur x
det Aₓ = 4·4 − (−6)·(−11) = −50
x = −50/42 = −1.19
Jawapan
x = −1.19
y = −1.262
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: k = 15
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 sama dengan sifar
a·b = (−1)·(−6) + (−3)·(−3) + (−1)·k = 0
15 + (−1)·k = 0
Selesaikan untuk k
k = −15/(−1) = 15
Jawapan
k = 15
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: A = 7.348 m²
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.
Vektor sisi
AB = B − A = (0, 2, 2)
AC = C − A = (3, 1, 7)
Hasil darab silang
(AB × AC)x = AByACz − ABzACy = 2·7 − 2·1 = 12
(AB × AC)y = ABzACx − ABxACz = 2·3 − 0·7 = 6
(AB × AC)z = ABxACy − AByACx = 0·1 − 2·3 = −6
|AB × AC| = √(12² + 6² + (−6)²) = 14.7
Luas segi tiga
A = ½·14.7 = 7.348 m²
Jawapan
A = 7.348 m²
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 1365
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(15, 4) = (15·14·13·12)/(4·3·2·1) = 1365
Jawapan
N = 1365
16.Kebarangkalian
Jawapan: σY = 3.457
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 = 2.85, Var(X) = 1.328, σX = 1.152
Perubahan linear
σY = |3|·1.152 = 3.457
Jawapan
σY = 3.457
Min memang berubah: E(Y) = 3·2.85 − 3 = 5.55.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 16.24
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 = −1.2
Jadual normal piawai
Φ(−1.2) = 0.1151
P = 1 − 0.1151 = 0.8849
Jawapan
P = 0.8849
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.9192
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).
Taburan hasil tambah
μ = 200 mm, σ = √(0.3² + 0.4²) = 0.5 mm
Piawaikan
z = (199.3 − 200)/0.5 = −1.4
Ekor atas
P = 1 − Φ(−1.4) = 1 − 0.08076 = 0.9192
Jawapan
P = 0.9192
20.Taburan normal
Jawapan: x = 84.6 markah
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.