Matematik Kejuruteraan: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 20 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Had

Penggantian terus
cuba x = a dahulu; 0/0 bermaksud permudahkan
Faktorkan dan batalkan
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Konjugat
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Had pada infiniti
bahagi dengan kuasa x tertinggi; darjah yang sama memberikan nisbah pekali pendahulu
Had khas
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Petua L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Terbitan

Petua kuasa
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Petua hasil darab
(uv)′ = u′v + uv′
Petua hasil bahagi
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Petua rantai
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Terbitan lazim
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Kaedah

  1. Kenal pasti strukturnya: hasil tambah, hasil darab, hasil bahagi atau gubahan.
  2. Gunakan petua kuasa pada setiap kuasa x.
  3. Gunakan petua hasil darab, hasil bahagi atau rantai di mana perlu.
  4. Permudahkan, dan nilaikan pada titik itu jika diminta.

Kamiran

Petua kuasa
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Kamiran tentu
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Kamiran lazim
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Luas antara lengkung
∫ab (f − g) dx

Kaedah

  1. Tulis semula kamiran sebagai hasil tambah sebutan ringkas jika boleh.
  2. Gunakan petua kuasa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), dan kamiran piawai untuk ex, 1/x, sin dan cos.
  3. Gunakan penggantian apabila anda melihat satu fungsi dan terbitannya bersama.
  4. Untuk kamiran tentu, nilaikan F(b) − F(a).

Nombor kompleks

Bentuk Cartes
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Modulus dan argumen
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Bentuk kutub dan eksponen
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Pembahagian
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Hasil darab dan hasil bahagi
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Punca ke-n
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Kuadratik dengan p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Kaedah

  1. Tentukan bentuk yang sesuai dengan operasi: bentuk Cartes a + jb untuk menambah dan menolak, bentuk kutub r∠θ untuk mendarab, membahagi, kuasa dan punca.
  2. Kembangkan dengan j² = −1; bahagi dengan mendarab pengangka dan penyebut dengan konjugat penyebut.
  3. Tukar dengan r = √(a² + b²) dan θ daripada lakaran titik itu (semak kuadran), dan kembali dengan a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. 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

  1. Tulis setiap vektor dalam komponen; bagi daya yang diberikan oleh magnitud dan sudut, gunakan F·cos θ dan F·sin θ.
  2. Untuk panjang dan arah gunakan magnitud √(x² + y² + z²) dan vektor unit a/|a|.
  3. Gunakan hasil darab titik untuk sudut, unjuran, keserenjangan dan kerja: a·b = |a||b|cos θ.
  4. 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

  1. Tukar nilai kepada skor-z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
  3. Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk satu selang tolak dua luas sebelah kiri.
  4. Untuk persentil, bekerja ke belakang: cari z untuk luas itu, kemudian x = μ + z·σ.

2Soalan latihan

1.HadSederhana
xyy = L

Cari had L = limx→∞ (√(x2 − 2x) − x).

f(x) = √(x2 − 2x) − xx → ∞
L =
2.HadSukar
xyx = 0

Cari had L = limx→0 (1 − cos 5x)/(2x²), dengan x dalam radian.

f(x) = (1 − cos 5x)/(2x²)x → 0
L =
3.TerbitanSederhana
xyx = 3

Biar f(x) = ln(3x2 + 5). Cari f′(3).

f(x) = ln(3x2 + 5)x = 3
f′(3) =
4.TerbitanSukar
xyx = 1

Garis tangen kepada f(x) = 2x2 + 5x − 6 pada x = 1 memotong paksi-y pada y = b. Cari b.

f(x) = 2x2 + 5x − 6x = 1
b =
5.KamiranSederhana
xy01

Nilaikan I = ∫01 2x·(x² + 1)2 dx.

f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 1]
I =
6.KamiranSukar
xy−33

Cari luas A kawasan antara parabola y = 9 − x² dan paksi-x.

y = 9 − x²
A =
7.Nombor kompleksSederhana
ReIm55−5−51010−10−10zABCD

Rajah menunjukkan z = 4 − j4. Dengan w = 2∠180°, klik titik yang mewakili z·w.

z = 4 − j4w = 2∠180°
  1. 1A (−8 + j8)
  2. 2B (−4 + j4)
  3. 3C (8 − j8)
  4. 4D (−2 + j2)
8.Nombor kompleksSukar
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₁z₂

Satu punca bagi z³ − 5z² + 12z + 18 = 0 ialah z₁ = 3 + j3. Pekalinya nyata. Cari punca nyata r.

z₁ = 3 + j3
r =
9.Persamaan pembezaanSederhana
tyy(0) = 5y(1.5) = ?

Selesaikan y″ + 7y′ + 12y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 1. Cari y(1.5).

y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 5y′(0) = 1
y(1.5) =
10.Persamaan pembezaanSukar
tyy(0) = 5y(0.25) = ?

Selesaikan y″ + 4y′ + 29y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(0.25); sudut dalam radian.

y″ + 4y′ + 29y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.25) =
11.Matriks & penentuSederhana
A =0−5−46B =000−4

Biar C = AB bagi matriks yang ditunjukkan. Cari unsur c12 (baris 1, lajur 2).

A = [0 −5; −4 6]B = [0 0; 0 −4]
c12 =
12.Matriks & penentuSukar
A =−14−12b =−10−10

Selesaikan sistem −x + 4y = −10 dan −x + 2y = −10. Cari x.

−x + 4y = −10−x + 2y = −10
x =
13.Vektor: hasil darab titik & silangSederhana
xyzab

Cari sudut θ antara vektor a = (2, 6, −1) dan b = (2, −6, −5), dalam darjah.

a = (2, 6, −1)b = (2, −6, −5)
θ = °
14.Vektor: hasil darab titik & silangSukar
xyzABC

Cari luas A segi tiga dengan bucu A(−2, 4, −1), B(0, 3, −1) dan C(2, −4, −1). Koordinat dalam meter.

A(−2, 4, −1)B(0, 3, −1)C(2, −4, −1)
A = m²
15.KebarangkalianSederhana
xp(x)10.2520.2530.340.2μ = 2.45

Bagi taburan yang ditunjukkan, cari varians Var(X) bagi X.

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0.25, 0.25, 0.3, 0.2
Var(X) =
16.KebarangkalianSukar
xp(x)00.310.1520.3530.2μ

X mempunyai taburan yang ditunjukkan, dan Y = 5X + 20. Cari sisihan piawai σY bagi Y.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0.3, 0.15, 0.35, 0.2Y = 5X + 20
σY =
17.Statistik perihalanSederhana
30354045505560

Cari sisihan piawai sampel s data: 50, 60, 26, 48, 30, 48, 58.

n = 7
s =
18.Statistik perihalanSukar
z −2−1012

Suatu kuantiti bertaburan normal dengan min 60 dan sisihan piawai 8. Berapakah perkadaran P nilai yang berada di bawah 44?

μ = 60σ = 8x = 44
P =
19.Taburan normalSederhana
482572P = ?

hayat bateri bertaburan normal dengan min 500 h dan sisihan piawai 40 h. Berapakah pecahan yang terletak antara 482 dan 572 h? Berikan P sebagai perpuluhan.

μ = 500σ = 40x1 = 482x2 = 572
P =
20.Taburan normalSukar
157164171178185192199cmbawah 75%

ketinggian lelaki dewasa bertaburan normal dengan min 178 cm dan sisihan piawai 7 cm. Seret titik pemotong supaya 75% terbawah yang berlorek berada di sebelah kirinya. Cari titik pemotong x.

μ = 178 cmσ = 7 cm75%
x = cm

3Larutan

1.Had

Jawapan: L = −1

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) = −2x/(√(x2 − 2x) + x)

Bahagikan dengan x

f(x) = −2/(√(1 + (−2)/x) + 1)

Biarkan x → ∞

L = −2/(1 + 1) = −1

Jawapan

L = −1
2.Had

Jawapan: L = 6.25

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).

Penggunaan pertama

5·sin 5x/(4x) → 0/0

Penggunaan kedua

25·cos 5x/4

Gantikan x = 0

L = 25/4 = 6.25

Jawapan

L = 6.25
3.Terbitan

Jawapan: f′(3) = 0.5625

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 untuk logaritma

f′(x) = 6x/(3x2 + 5)

Gantikan

f′(3) = 18/32 = 0.5625

Jawapan

f′(3) = 0.5625
4.Terbitan

Jawapan: b = −8

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) = 1
f′(x) = 4x + 5 → f′(1) = 9

Garis tangen pada x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 1 − 9·1 = −8

Jawapan

b = −8
5.Kamiran

Jawapan: I = 2.333

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.

Penggantian

u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u2 du

Kamirkan dan nilaikan

I = [u3/3]12 = (8 − 1)/3 = 2.333

Jawapan

I = 2.333
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: A (−8 + j8)

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.

Kesan w

|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + 180°

Titik itu

z·w = −8 + j8 → A

Jawapan

A (−8 + j8)
8.Nombor kompleks

Jawapan: r = −1

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.

Pasangan konjugat

z₂ = 3 − j3
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·3·z + (3² + 3²) = z² − 6z + 18

Faktorkan kuadratik itu

z³ − 5z² + 12z + 18 = (z² − 6z + 18)(z + 1)

Punca nyata

r = −1

Jawapan

r = −1

Semak dengan hasil tambah punca: z₁ + z₂ + r = 6 + (−1) = 5 = −(−5).

9.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(1.5) = 0.1936

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 + 4) = 0 → r = −3, −4

Pemalar daripada nilai awal

A + B = 5, −3A − 4B = 1
A = 21, B = −16

Nilaikan

y(1.5) = 21·e−4.5 + (−16)·e−6 = 0.1936

Jawapan

y(1.5) = 0.1936
10.Persamaan pembezaan

Jawapan: y(0.25) = 2.107

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 = −2 ± 5j

Pemalar

A = 5, B = 2·5/5 = 2

Nilaikan

y(0.25) = e−0.5(5·cos 1.25 + 2·sin 1.25) = 2.107

Jawapan

y(0.25) = 2.107
11.Matriks & penentu

Jawapan: c12 = 20

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

c12 = 0·0 + (−5)·(−4) = 20

Jawapan

c12 = 20
12.Matriks & penentu

Jawapan: x = 10

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 = (−1)·2 − 4·(−1) = 2

Gantikan lajur x

det Aₓ = (−10)·2 − 4·(−10) = 20
x = 20/2 = 10

Jawapan

x = 10
y = 0
13.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: θ = 121.5 °

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 = 2·2 + 6·(−6) + (−1)·(−5) = −27

Magnitud

|a| = √(2² + 6² + (−1)²) = 6.403
|b| = √(2² + (−6)² + (−5)²) = 8.062

Sudut

cos θ = −27/(6.403·8.062) = −0.523
θ = arccos(−0.523) = 121.5°

Jawapan

θ = 121.5°
14.Vektor: hasil darab titik & silang

Jawapan: A = 6 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 = (2, −1, 0)
AC = C − A = (4, −8, 0)

Hasil darab silang

(AB × AC)x = AByACz − ABzACy = (−1)·0 − 0·(−8) = 0
(AB × AC)y = ABzACx − ABxACz = 0·4 − 2·0 = 0
(AB × AC)z = ABxACy − AByACx = 2·(−8) − (−1)·4 = −12
|AB × AC| = √(0² + 0² + (−12)²) = 12

Luas segi tiga

A = ½·12 = 6 m²

Jawapan

A = 6 m²
15.Kebarangkalian

Jawapan: Var(X) = 1.147

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.

Min

μ = 1·0.25 + 2·0.25 + 3·0.3 + 4·0.2 = 2.45

Min bagi kuasa dua

E(X²) = 1·0.25 + 4·0.25 + 9·0.3 + 16·0.2 = 7.15

Varians

Var(X) = 7.15 − 2.45² = 1.147

Jawapan

Var(X) = 1.147
16.Kebarangkalian

Jawapan: σY = 5.585

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) = 1.247, σX = 1.117

Perubahan linear

σY = |5|·1.117 = 5.585

Jawapan

σY = 5.585

Min memang berubah: E(Y) = 5·1.45 + 20 = 27.25.

17.Statistik perihalan

Jawapan: s = 13.03

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.

Min

x̄ = 320/7 = 45.71

Sisihan kuasa dua

Σ(x − x̄)² = 4.286² + 14.29² + (−19.71)² + 2.286² + (−15.71)² + 2.286² + 12.29² = 1019

Sisihan piawai

s = √(1019/6) = 13.03

Jawapan

s = 13.03
18.Statistik perihalan

Jawapan: P = 0.02275

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 = −2

Jadual normal piawai

Φ(−2) = 0.02275
P = 0.02275

Jawapan

P = 0.02275
19.Taburan normal

Jawapan: P = 0.6377

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 = (482 − 500)/40 = −0.45
z₂ = (572 − 500)/40 = 1.8

Luas antara

P = Φ(1.8) − Φ(−0.45) = 0.9641 − 0.3264 = 0.6377

Jawapan

P = 0.6377
20.Taburan normal

Jawapan: x = 182.7 cm

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

Φ(z) = 0.75

z daripada jadual

z ≈ 0.67

Kembali kepada unit asal

x = 178 + 0.67·7 = 182.7 cm

Jawapan

x = 182.7 cm

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics