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 + 3/x)x. Berikan nilai perpuluhan.
f(x) = (1 + 3/x)xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 2x)/(3x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 2x)/(3x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = x3·e0.5x. Cari f′(0.5).
f(x) = x3·e0.5xx = 0.5
f′(0.5) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 2x2 − 5x − 1 pada x = −2 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 2x2 − 5x − 1x = −2
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫01 e−x dx.
f(x) = e−x[0, 1]
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan antara parabola y = 9 − x² dan paksi-x.
y = 9 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Diberi z₁ = 4∠40° dan z₂ = 2∠80°, cari bahagian khayalan w = z₁/z₂.
z₁ = 4∠40°z₂ = 2∠80°
Im(w) =
8.Nombor kompleksSukar
Gunakan teorem De Moivre untuk mencari bahagian nyata z³ bagi z = 1 + j.
z = 1 + jn = 3
Re(z³) =
9.Persamaan pembezaanSederhana
Selesaikan y″ + 4y′ + 4y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = -2. Cari y(0.5).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = -2
y(0.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
Selesaikan masalah nilai awal y′ + 2y/x = 5x bagi x > 0, dengan y(1) = −3. Cari y(2).
y′ + 2y/x = 5xy(1) = −3
y(2) =
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−3 −3 2; 0 3 −3; 0 −5 0]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.
A = [2 6; −3 −7]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Daya malar F = (10, −15, 15) N bertindak pada sesuatu objek semasa ia bergerak dalam garis lurus dari titik A(5, −1, 5) ke titik B(1, 1, 1). Koordinat dalam meter. Cari kerja W yang dilakukan oleh daya itu.
F = (10, −15, 15) NA(5, −1, 5) mB(1, 1, 1) m
W = J
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Daya F = (40, 40, −10) N bertindak pada titik A(−4, −2, 4). Koordinat dalam meter. Cari komponen-x Mx momen daya terhadap asalan O(0, 0, 0).
F = (40, 40, −10) NA(−4, −2, 4) mO(0, 0, 0) m
Mx = N·m
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
Satu ujian mempunyai 12 soalan aneka pilihan. Seorang pelajar yang meneka mendapat setiap satu betul dengan kebarangkalian 0.6, secara tak bersandar. Berapakah kebarangkalian P tepat 3 jawapan betul?
n = 12p = 0.6k = 3
P =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 58, 54, 42, 15, 13, 34, 29.
n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 100 dan sisihan piawai 5. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 103?
μ = 100σ = 5x = 103
P =
19.Taburan normalSederhana
X normal dengan min 12 min dan sisihan piawai 1.5 min; Y tak bersandar dan normal dengan min 20 min dan sisihan piawai 2 min. Cari kebarangkalian P bahawa X + Y melebihi 35.1 min. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.
μX = 12, σX = 1.5μY = 20, σY = 2X + Y > 35.1 min
P =
20.Taburan normalSukar
hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 99% daripadanya (persentil ke-99).
μ = 500σ = 40P = 99%
x = h
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 20.09
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→∞ x·ln(1 + 3/x)
Nilaikan
ln(1 + u)/u → 1 apabila u → 0, maka x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 1·3 = 3
Buat songsangan logaritma
L = e3 = 20.09
Jawapan
L = 20.09
2.Had
Jawapan: L = 0.6667
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/(6x) → 0/0
Penggunaan kedua
4·cos 2x/6
Gantikan x = 0
L = 4/6 = 0.6667
Jawapan
L = 0.6667
3.Terbitan
Jawapan: f′(0.5) = 1.043
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
f′(x) = u′v + uv′ = e0.5x·(3x2 + 0.5·x3)
Gantikan
f′(0.5) = 1.284·(0.75 + 0.0625) = 1.043
Jawapan
f′(0.5) = 1.043
4.Terbitan
Jawapan: b = −9
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(−2) = 17
f′(x) = 4x − 5 → f′(−2) = −13
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 17 − (−13)·(−2) = −9
Jawapan
b = −9
5.Kamiran
Jawapan: I = 0.6321
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) = e−x/(−1)
Nilaikan pada had
I = (e−1 − 1)/(−1) = (0.3679 − 1)/(−1) = 0.6321
Jawapan
I = 0.6321
6.Kamiran
Jawapan: A = 36
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
9 − x² = 0 → x = ±3
Kamirkan
A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36
Jawapan
A = 36
7.Nombor kompleks
Jawapan: Im(w) = −1.286
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 = 40° − 80° = −40°
Bentuk Cartes
Re(w) = 2·cos(−40°) = 1.532
Im(w) = 2·sin(−40°) = −1.286
Im(w) = −1.286
Jawapan
Im(w) = −1.286
8.Nombor kompleks
Jawapan: Re(z³) = −2
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 = √2∠45°
De Moivre
z³ = (√2)³∠135° = 2.828∠135°
Bentuk Cartes
z³ = 2.828·(cos 135° + j sin 135°) = −2 + j2
Re(z³) = −2
Jawapan
Re(z³) = −2
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(0.5) = 1.104
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 berganda
(r + 2)² = 0 → r = −2
Pemalar
A = y(0) = 2
y′(0) = B − 2A → B = -2 + 4 = 2
Nilaikan
y(0.5) = (2 + 2·0.5)·e−1 = 1.104
Jawapan
y(0.5) = 1.104
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: y(2) = 3.938
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.
Faktor pengamiran
μ = e∫2/x dx = x2
Kamirkan
(x2y)′ = 5x3 → x2y = 5x4/4 + C
Syarat awal
−3 = 5/4 + C → C = −4.25
Nilaikan
y(2) = (5·24/4 + (−4.25))/22 = 3.938
Jawapan
y(2) = 3.938
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = 45
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 = −15, M₁₂ = 0, M₁₃ = 0
Pengembangan kofaktor
det A = (−3)·(−15) − (−3)·0 + 2·0 = 45
Jawapan
det A = 45
12.Matriks & penentu
Jawapan: λ = −1
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.
Persamaan cirian
λ² − (−5)λ + (4) = 0
Selesaikan
λ = (−5 ± √(9))/2 → λ = −4, −1
λ = −1
Jawapan
λ = −1
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: W = −130 J
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.
Sesaran
d = B − A = (1, 1, 1) − (5, −1, 5) = (−4, 2, −4) m
Kerja
W = F·d = 10·(−4) + (−15)·2 + 15·(−4) = −130 J
Jawapan
W = −130 J
Kerja negatif: daya bertindak kebanyakannya melawan gerakan.
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: Mx = −140 N·m
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 kedudukan dari O ke A
r = A − O = (−4, −2, 4) − (0, 0, 0) = (−4, −2, 4) m
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: P = 0.01246
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.
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 = 0.7257
Jawapan
P = 0.7257
19.Taburan normal
Jawapan: P = 0.1075
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 = 32 min, σ = √(1.5² + 2²) = 2.5 min
Piawaikan
z = (35.1 − 32)/2.5 = 1.24
Ekor atas
P = 1 − Φ(1.24) = 1 − 0.8925 = 0.1075
Jawapan
P = 0.1075
20.Taburan normal
Jawapan: x = 593.1 h
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.