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 + 6x) − 2x).
f(x) = √(4x2 + 6x) − 2xx → ∞
L =
2.HadSukar
Cari had L = limx→0 (1 − cos 3x)/(3x²), dengan x dalam radian.
f(x) = (1 − cos 3x)/(3x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
Biar f(x) = (3x + 1)3. Cari f′(0).
f(x) = (3x + 1)3x = 0
f′(0) =
4.TerbitanSukar
Garis tangen kepada f(x) = 0.5x2 − 3x − 3 pada x = 3 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.
f(x) = 0.5x2 − 3x − 3x = 3
b =
5.KamiranSederhana
Nilaikan I = ∫₀π/3 x·cos x dx (x dalam radian).
∫₀π/3 x·cos x dx
I =
6.KamiranSukar
Cari luas A kawasan yang dikelilingi oleh y = x2 dan y = 3x.
y = x2y = 3x
A =
7.Nombor kompleksSederhana
Tulis z = 10∠−115° dalam bentuk Cartes a + jb dan beri bahagian khayalan b.
r = 10θ = −115°
b =
8.Nombor kompleksSukar
Tepat satu daripada titik A–D ialah punca bagi z⁴ = 16∠90°. Klik titik itu.
w = 16∠90°n = 4
1A (2∠−22.5°)
2B (1∠22.5°)
3C (2∠90°)
4D (2∠22.5°)
9.Persamaan pembezaanSederhana
Sebuah bahagian keluli tempaan pada 420 °C dibiarkan sejuk di dalam bengkel pada 25 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Dengan k = 0.01 min⁻¹, cari suhunya T selepas 32 min.
T0 = 420 °CTa = 25 °Ck = 0.01 min⁻¹t = 32 min
T = °C
10.Persamaan pembezaanSukar
Sebuah tangki mengandungi 400 L air tulen. Air garam dengan 0.05 kg garam setiap liter mengalir masuk pada 4 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 = 0.05 kg/Lr = 4 L/min
t = min
11.Matriks & penentuSederhana
Cari penentu det A bagi matriks 3×3 A yang ditunjukkan.
A = [−4 5 1; 1 −1 4; −4 −5 −2]
det A =
12.Matriks & penentuSukar
Cari nilai eigen yang lebih besar λ bagi matriks A yang ditunjukkan.
A = [4 2; 4 −3]
λ =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
Cari nilai k supaya vektor a = (−5, −4, −3) dan b = (3, k, −3) berserenjang.
a = (−5, −4, −3)b = (3, k, −3)
k =
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
Cari isi padu V parallelepiped yang sisinya dari satu bucu ialah a = (3, −4, 3), b = (3, 4, 0) dan c = (2, −4, −2).
a = (3, −4, 3)b = (3, 4, 0)c = (2, −4, −2)
V =
15.KebarangkalianSederhana
Dalam berapa cara N satu jawatankuasa 4 orang boleh dipilih daripada kumpulan 10? Susunan tidak penting.
n = 10k = 4
N =
16.KebarangkalianSukar
X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = 2X + 5. Cari sisihan piawai σY bagi Y.
x: 0, 1, 2, 3p(x): 0.3, 0.25, 0.15, 0.3Y = 2X + 5
σY =
17.Statistik perihalanSederhana
Cari sisihan piawai sampel s data: 59, 34, 10, 53, 28, 54.
n = 6
s =
18.Statistik perihalanSukar
Skor peperiksaan bertaburan normal dengan min 100 dan sisihan piawai 15. Cari skor-z z bagi skor 70.
μ = 100σ = 15x = 70
z =
19.Taburan normalSederhana
Seret z supaya luas berlorek antara −z dan z di bawah lengkung normal piawai ialah 0.9715. Cari z hingga dua tempat perpuluhan.
A = 0.9715
z =
20.Taburan normalSukar
skor IQ bertaburan normal dengan min 100 markah dan sisihan piawai 15 markah. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 20% daripadanya (persentil ke-20).
μ = 100σ = 15P = 20%
x = markah
3Larutan
1.Had
Jawapan: L = 1.5
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).
Darabkan dengan konjugat
f(x) = 6x/(√(4x2 + 6x) + 2x)
Bahagikan dengan x
f(x) = 6/(√(4 + 6/x) + 2)
Biarkan x → ∞
L = 6/(2 + 2) = 1.5
Jawapan
L = 1.5
2.Had
Jawapan: L = 1.5
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·sin 3x/(6x) → 0/0
Penggunaan kedua
9·cos 3x/6
Gantikan x = 0
L = 9/6 = 1.5
Jawapan
L = 1.5
3.Terbitan
Jawapan: f′(0) = 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.
Petua rantai
f′(x) = 3·(3x + 1)2·3
Gantikan
f′(0) = 3·12·3 = 9
Jawapan
f′(0) = 9
4.Terbitan
Jawapan: b = −7.5
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(3) = −7.5
f′(x) = x − 3 → f′(3) = 0
Garis tangen pada x = 0
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −7.5 − 0·3 = −7.5
Jawapan
b = −7.5
5.Kamiran
Jawapan: I = 0.4069
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 = x, du = dx; dv = cos x dx, v = sin x
Antiterbitan
∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x
Had
(π/3·sin π/3 + cos π/3) − (0 + 1) = 0.4069
Jawapan
I = 0.4069
6.Kamiran
Jawapan: A = 4.5
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.
Titik persilangan
x2 = 3x → x = 0, x = 3
Kamirkan atas tolak bawah
A = [1.5x2 − 0.3333x3]03 = 4.5
Jawapan
A = 4.5
7.Nombor kompleks
Jawapan: b = −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(−115°) = −4.226
b = 10·sin(−115°) = −9.063
Bentuk Cartes
z = −4.226 − j9.063
b = −9.063
Jawapan
b = −9.063
8.Nombor kompleks
Jawapan: D (2∠22.5°)
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.
Modulus dan argumen punca-punca
|z| = 2
θ = 22.5°, 112.5°, −157.5°, −67.5°
Titik itu
D = 2∠22.5°
Jawapan
D (2∠22.5°)
9.Persamaan pembezaan
Jawapan: T = 311.8 °C
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.
Penyelesaian hukum penyejukan
T(t) = 25 + 395·e−0.01t
Gantikan t
T(32) = 25 + 395·0.7261 = 311.8 °C
Jawapan
T = 311.8 °C
10.Persamaan pembezaan
Jawapan: t = 160.9 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) = 20 + (−20)·e−t/100
Selesaikan untuk t
e−t/100 = (20 − 16)/(20 − 0) = 0.2
t = 100·ln(5) = 160.9 min
Jawapan
t = 160.9 min
11.Matriks & penentu
Jawapan: det A = −167
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 = 22, M₁₂ = 14, M₁₃ = −9
Pengembangan kofaktor
det A = (−4)·22 − 5·14 + 1·(−9) = −167
Jawapan
det A = −167
12.Matriks & penentu
Jawapan: λ = 5
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 − (1)λ + (−20) = 0
Selesaikan
λ = (1 ± √(81))/2 → λ = −4, 5
λ = 5
Jawapan
λ = 5
13.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: k = −1.5
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 = (−5)·3 + (−4)·k + (−3)·(−3) = 0
−6 + (−4)·k = 0
Selesaikan untuk k
k = −(−6)/(−4) = −1.5
Jawapan
k = −1.5
14.Vektor: hasil darab titik & silang
Jawapan: V = 108
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 b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = 4·(−2) − 0·(−4) = −8
(b × c)y = bzcx − bxcz = 0·2 − 3·(−2) = 6
(b × c)z = bxcy − bycx = 3·(−4) − 4·2 = −20
Hasil darab titik dengan a
a·(b × c) = 3·(−8) + (−4)·6 + 3·(−20) = −108
V = |−108| = 108
Jawapan
V = 108
15.Kebarangkalian
Jawapan: N = 210
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, 4) = (10·9·8·7)/(4·3·2·1) = 210
Jawapan
N = 210
16.Kebarangkalian
Jawapan: σY = 2.406
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 = 1.45, Var(X) = 1.447, σX = 1.203
Perubahan linear
σY = |2|·1.203 = 2.406
Jawapan
σY = 2.406
Min memang berubah: E(Y) = 2·1.45 + 5 = 7.9.
17.Statistik perihalan
Jawapan: s = 19
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 = (70 − 100)/15 = −2
Jawapan
z = −2
19.Taburan normal
Jawapan: z = 2.19
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.
Luas di sebelah kiri z
Φ(z) = (1 + 0.9715)/2 = 0.9857
Baca jadual-z secara terbalik
Cari 0.9857 di dalam jadual dan baca z.
z = 2.19
Jawapan
z = 2.19
20.Taburan normal
Jawapan: x = 87.38 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.