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 − 9x) − 2x).
f(x) = √(4x2 − 9x) − 2xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (e3x − 1 − 3x)/x².
f(x) = (e3x − 1 − 3x)/x²x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (3x + 3)3. Cari f′(1).
f(x) = (3x + 3)3x = 1
f′(1) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = x2 + 5x + 6 pada x = −1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = x2 + 5x + 6x = −1
b =
5.KamiranSederhana
Rantau di bawah y = 3x dari x = 0 ke x = 4 diputarkan pada paksi-x. Cari isi padu V pepejal itu (kon).
y = 3x0 ≤ x ≤ 4
V =
6.KamiranSukar
Nilaikan I = ∫₀2.5 x²·eˣ dx.
∫₀2.5 x²eˣ dx
I =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 10∠25° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian nyata a.
r = 10θ = 25°
a =
8.Nombor kompleksSukar
Gunakan teorem De Moivre untuk mencari bahagian khayalan z⁵ bagi z = 1 + j√3.
z = 1 + j√3n = 5
Im(z⁵) =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 8y′ + 15y = 0 dengan y(0) = 1 dan y′(0) = 6. Cari y(0.5).
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 1y′(0) = 6
y(0.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan y″ + 2y′ + 26y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(0.5); sudut dalam radian.
y″ + 2y′ + 26y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−3 1 0; 4 −2 −4; −2 −5 −3]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Selesaikan sistem −5x + 3y = −6 dan 5x + 2y = −10. Cari x.
−5x + 3y = −65x + 2y = −10
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari unjuran skalar compb a bagi a = (−2, 4, 4) pada b = (1, 1, 4), iaitu komponen a dalam arah b.
a = (−2, 4, 4)b = (1, 1, 4)
compb a =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (1, 4, −5), b = (1, −2, −4) dan c = (2, −3, −2).
a = (1, 4, −5)b = (1, −2, −4)c = (2, −3, −2)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 2 orang boleh dipilih daripada kumpulan 9? Susunan tidak penting.
n = 9k = 2
N =
16.KebarangkalianSukar
Satu permainan berharga €3 untuk dimain. Anda menang €6 dengan kebarangkalian 0.25 dan €60 dengan kebarangkalian 0.05; jika tidak anda tidak menang apa-apa. Pertaruhan tidak dikembalikan. Cari jangkaan keuntungan bersih E(G) setiap permainan.
pertaruhan = €3€6: p = 0.25€60: p = 0.05
E(G) = €
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 55, 43, 18, 17, 42, 28, 12.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 50 dan sisihan piawai 12. Cari skor-z z bagi skor 62.
μ = 50σ = 12x = 62
z =
19.Taburan normalSederhana
skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 65 markah dan sisihan piawai 10 markah. Berapakah pecahan yang terletak antara 57 dan 85 markah? Berikan P sebagai perpuluhan.
μ = 65σ = 10x1 = 57x2 = 85
P =
20.Taburan normalSukar
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Seret titik pemotong supaya 25% teratas yang berlorek berada di sebelah kanannya. Cari titik pemotong x.
μ = 100 markahσ = 15 markah25%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = −2.25
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).
Darabkan dengan konjugat
f(x) = −9x/(√(4x2 − 9x) + 2x)
Bahagikan dengan x
f(x) = −9/(√(4 + (−9)/x) + 2)
Biarkan x → ∞
L = −9/(2 + 2) = −2.25
Jawapan
L = −2.25
2.Had
Jawapan: L = 4.5
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
(3·e3x − 3)/(2x) → 0/0
Penggunaan kedua
9·e3x/2
Gantikan x = 0
L = 9·1/2 = 4.5
Jawapan
L = 4.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(1) = 324
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) = 3·(3x + 3)2·3
Gantikan
f′(1) = 3·62·3 = 324
Jawapan
f′(1) = 324
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) = 2
f′(x) = 2x + 5 → f′(−1) = 3
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 2 − 3·(−1) = 5
Jawapan
b = 5
5.Kamiran
Jawapan: V = 603.2
Isi padu kisaran: memutarkan rantau di bawah y = f(x) dari x = a ke x = b pada paksi-x menghasilkan pepejal yang keratan rentasnya pada x ialah cakera berjejari f(x). Menjumlahkan cakera itu memberikan V = π∫ₐᵇ f(x)² dx. Apabila rantau terletak antara lengkung luar R(x) dan lengkung dalam r(x), setiap hirisan ialah sesendal: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Kuasa duakan jejari sebelum anda menolaknya.
Kaedah cakera
V = π∫₀4 9x² dx
Kamirkan
V = π·9·4³/3 = 603.2
Jawapan
V = 603.2
Semakan: kon berjejari 12 dan tinggi 4 mempunyai (1/3)πr²h = 603.2.
6.Kamiran
Jawapan: I = 37.59
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.
Pusingan pertama
∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx
Pusingan kedua
∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)
Had
12.18·(3.25) − 1·2 = 37.59
Jawapan
I = 37.59
7.Nombor kompleks
Jawapan: a = 9.063
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.
Komponen
a = 10·cos(25°) = 9.063
b = 10·sin(25°) = 4.226
Bentuk Cartes
z = 9.063 + j4.226
a = 9.063
Jawapan
a = 9.063
8.Nombor kompleks
Jawapan: Im(z⁵) = −27.71
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.
Bentuk kutub
z = 1 + j√3 = 2∠60°
De Moivre
z⁵ = (2)⁵∠300° = 32∠−60°
Bentuk Cartes
z⁵ = 32·(cos −60° + j sin −60°) = 16 − j27.71
Im(z⁵) = −27.71
Jawapan
Im(z⁵) = −27.71
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = 0.8578
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 + 3)(r + 5) = 0 → r = −3, −5
Pemalar daripada nilai awal
A + B = 1, −3A − 5B = 6
A = 5.5, B = −4.5
Nilaikan
y(0.5) = 5.5·e−1.5 + (−4.5)·e−2.5 = 0.8578
Jawapan
y(0.5) = 0.8578
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = −0.8266
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 ± 5j
Pemalar
A = 2, B = 1·2/5 = 0.4
Nilaikan
y(0.5) = e−0.5(2·cos 2.5 + 0.4·sin 2.5) = −0.8266
Jawapan
y(0.5) = −0.8266
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = 62
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 = −14, M₁₂ = −20, M₁₃ = −24
Pengembangan kofaktor
det A = (−3)·(−14) − 1·(−20) + 0·(−24) = 62
Jawapan
det A = 62
12.Matriks & penentu
Jawapan: x = −0.72
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)·2 − 3·5 = −25
Gantikan lajur x
det Aₓ = (−6)·2 − 3·(−10) = 18
x = 18/(−25) = −0.72
Jawapan
x = −0.72
y = −3.2
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: compb a = 4.243
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 = (−2)·1 + 4·1 + 4·4 = 18
Panjang b
|b| = √(1² + 1² + 4²) = 4.243
Unjuran skalar
compb a = a·b/|b| = 18/4.243 = 4.243
Jawapan
compb a = 4.243
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: V = 37
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.
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(9, 2) = (9·8)/(2·1) = 36
Jawapan
N = 36
16.Kebarangkalian
Jawapan: E(G) = 1.5 €
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: 3 (p = 0.25), 57 (p = 0.05), −3 (p = 0.7)
Nilai jangkaan
E(G) = 3·0.25 + 57·0.05 − 3·0.7 = 1.5 €
Jawapan
E(G) = 1.5 €
Nilai positif bermaksud anda memperoleh wang secara purata.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 16.2
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 = (62 − 50)/12 = 1
Jawapan
z = 1
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.7654
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 = (57 − 65)/10 = −0.8
z₂ = (85 − 65)/10 = 2
Luas antara
P = Φ(2) − Φ(−0.8) = 0.9772 − 0.2119 = 0.7654
Jawapan
P = 0.7654
20.Taburan normal
Jawapan: x = 110.1 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.