Высшая математика: шпаргалка-пакет

Листы формул, ключевые шаги методов по каждой теме и тренировочные задачи (20) с полными решениями в конце.

Новые задачиНазад к курсу

В окне печати выберите «Сохранить как PDF», чтобы сохранить копию на своём устройстве.

1Формулы и методы

Пределы

Прямая подстановка
сначала подставьте x = a; 0/0 означает, что нужно упростить
Разложение на множители и сокращение
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Сопряжённое выражение
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Пределы на бесконечности
разделите на старшую степень x; при равных степенях предел равен отношению старших коэффициентов
Замечательный предел
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Правило Лопиталя
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Производные

Производная степени
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Правило произведения
(uv)′ = u′v + uv′
Производная частного
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Цепное правило
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Основные производные
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Метод

  1. Определите структуру: сумма, произведение, частное или композиция.
  2. Примените правило степени к каждой степени x.
  3. Где нужно, используйте правила дифференцирования произведения, частного или сложной функции.
  4. Упростите и, если требуется, вычислите значение в точке.

Интегралы

Производная степени
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Определённый интеграл
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Основные интегралы
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Площадь между кривыми
∫ab (f − g) dx

Метод

  1. Где возможно, представьте подынтегральную функцию суммой простых слагаемых.
  2. Примените правило степени: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), и табличные интегралы для ex, 1/x, sin и cos.
  3. Используйте замену переменной, когда видите функцию вместе с её производной.
  4. Для определённого интеграла вычислите F(b) − F(a).

Комплексные числа

Алгебраическая форма
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Модуль и аргумент
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Полярная и показательная форма
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Деление
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Произведение и частное
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
Муавр
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Корни n-й степени
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Квадратное уравнение при p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Метод

  1. Решите, какая форма подходит для операции: алгебраическая a + jb для сложения и вычитания, полярная r∠θ для умножения, деления, степеней и корней.
  2. Умножайте, раскрывая скобки с j² = −1; делите, умножая числитель и знаменатель на число, сопряжённое знаменателю.
  3. Переводите по формулам r = √(a² + b²) и θ по чертежу точки (проверьте четверть), а обратно — по a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Для степеней используйте формулу Муавра, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; для zⁿ = R∠φ перечислите все n корней R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Дифференциальные уравнения

Экспоненциальный рост/убывание
dy/dt = ky → y = y0ekt
Период полураспада
k = ln 2 / t½
Закон охлаждения Ньютона
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Интегрирующий множитель
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Бак смешения
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Матрицы и определители

определитель 2×2
det = ad − bc
Обратная матрица 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Продукт
(AB)ij = Σk AikBkj
Собственные значения
det(A − λI) = 0
Правило Крамера
xi = det(Ai)/det(A)

Векторы: скалярное и векторное произведения

Модуль
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Единичный вектор
û = a/|a|
Компоненты по углу
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Скалярное произведение
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Скалярная проекция a на b
a·b/|b|
Работа
W = F·d
Векторное произведение
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Площади
параллелограмм |a × b|, треугольник ½|a × b|
Момент относительно O
MO = r × F, r = A − O
Объём параллелепипеда
V = |a·(b × c)|

Метод

  1. Записывайте каждый вектор в компонентах; для силы, заданной модулем и углом, используйте F·cos θ и F·sin θ.
  2. Для длин и направлений используйте модуль √(x² + y² + z²) и единичный вектор a/|a|.
  3. Скалярное произведение применяйте для углов, проекций, перпендикулярности и работы: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Векторное произведение применяйте для перпендикулярных векторов, площадей и моментов: аккуратно записывайте три компоненты, сохраняя порядок a × b.

Вероятность

Противоположное событие
P(not A) = 1 − P(A)
Правило сложения
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Независимые события
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Условная вероятность
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Биномиальное распределение
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Описательная статистика

Среднее
x̄ = Σx/n
Выборочное стандартное отклонение
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Медиана
срединное значение упорядоченных данных
z-оценка
z = (x − μ)/σ
Нормальное распределение
68% в пределах ±1σ, 95% в пределах ±2σ

Нормальное распределение

z-оценка
z = (x − μ)/σ
Меньше x
P(X < x) = Φ(z)
Больше x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Между
Φ(z2) − Φ(z1)
Процентиль
x = μ + z·σ

Метод

  1. Переведите значение в z-оценку: z = (x − μ)/σ.
  2. Найдите по таблице Φ(z) — площадь слева от z.
  3. Для площади справа используйте 1 − Φ(z); для интервала вычтите две площади слева.
  4. Для процентиля действуйте в обратном порядке: найдите z по площади, затем x = μ + z·σ.

2Тренировочные задачи

1.ПределыСредняя
xyy = L

Найдите предел L = limx→∞ (4x3 − 5x − 1)/(4x3 + 3x + 7).

f(x) = (4x3 − 5x − 1)/(4x3 + 3x + 7)x → ∞
L =
2.ПределыСложная
xyx = 0

Найдите предел L = limx→0 ln(1 + 5x)/sin(3x), где x в радианах.

f(x) = ln(1 + 5x)/sin(3x)x → 0
L =
3.ПроизводныеСредняя
xyx = 1,5

Пусть f(x) = x2·e−0,5x. Найдите f′(1,5).

f(x) = x2·e−0,5xx = 1,5
f′(1.5) =
4.ПроизводныеСложная
xy

Пусть f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x − 2. Найдите x-координату x локального максимума.

f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x − 2
x =
5.ИнтегралыСредняя
xy12

Вычислите I = ∫12 2/x dx.

f(x) = 2/x[1, 2]
I =
6.ИнтегралыСложная
xyy = 0,5x2​y = 4x

Найдите площадь A области, ограниченной y = 0,5x2 и y = 4x.

y = 0,5x2y = 4x
A =
7.Комплексные числаСредняя
ReIm55−5−51010−10−10zABCD

На диаграмме показано z = 2 − j4. При w = 2∠−90° нажмите на точку, представляющую z·w.

z = 2 − j4w = 2∠−90°
  1. 1A (−8 − j4)
  2. 2B (−2 − j)
  3. 3C (−4 − j2)
  4. 4D (8 + j4)
8.Комплексные числаСложная
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₁z₂

Один корень уравнения z³ + 10z² + 34z + 40 = 0 равен z₁ = −3 + j. Коэффициенты действительны. Найдите действительный корень r.

z₁ = −3 + j
r =
9.Дифференциальные уравненияСредняя
tyy(0) = 2y(1,5) = ?

Решите y″ + 4y′ + 4y = 0 при y(0) = 2 и y′(0) = -2. Найдите y(1,5).

y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = -2
y(1.5) =
10.Дифференциальные уравненияСложная
ty1,5y(1,5) = ?

Решите y′ + 0,5y = 7e−3t при y(0) = 4. Найдите y(1,5).

y′ + 0,5y = 7e−3ty(0) = 4
y(1.5) =
11.Матрицы и определителиСредняя
A =−6−40−4B =−65−41

Пусть C = AB для показанных матриц. Найдите элемент c22 (строка 2, столбец 2).

A = [−6 −4; 0 −4]B = [−6 5; −4 1]
c22 =
12.Матрицы и определителиСложная
A =5−230

Найдите большее собственное значение λ показанной матрицы A.

A = [5 −2; 3 0]
λ =
13.Векторы: скалярное и векторное произведенияСредняя
xyzdFAB

Постоянная сила F = (−25, −15, 15) N действует на тело, которое движется по прямой из точки A(2, −1, 1) в точку B(2, 4, 0). Координаты даны в метрах. Найдите работу W этой силы.

F = (−25, −15, 15) NA(2, −1, 1) mB(2, 4, 0) m
W = J
14.Векторы: скалярное и векторное произведенияСложная
xyzabc

Найдите объём V параллелепипеда, рёбра которого из одной вершины равны a = (5, 3, 2), b = (−1, 4, 4) и c = (−2, −4, −5).

a = (5, 3, 2)b = (−1, 4, 4)c = (−2, −4, −5)
V =
15.ВероятностьСредняя
xp(x)00,3510,320,35μ = 1

Для показанного распределения найдите дисперсию Var(X) величины X.

x: 0, 1, 2p(x): 0,35, 0,3, 0,35
Var(X) =
16.ВероятностьСложная
xp(x)00,1510,1520,3530,35μ

X имеет показанное распределение, а Y = 5X − 3. Найдите стандартное отклонение σY величины Y.

x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,15, 0,15, 0,35, 0,35Y = 5X − 3
σY =
17.Описательная статистикаСредняя
152025303540455055

Найдите выборочное стандартное отклонение s данных: 25, 53, 53, 38, 14, 56.

n = 6
s =
18.Описательная статистикаСложная
z −2−1012

Величина распределена нормально со средним 100 и стандартным отклонением 8. Какая доля P значений меньше 116?

μ = 100σ = 8x = 116
P =
19.Нормальное распределениеСредняя
−3−2−10123zзакрашенная площадь между −z и z = 0,2358

Перетащите z так, чтобы закрашенная площадь между −z и z под стандартной нормальной кривой была равна 0,2358. Найдите z с точностью до двух знаков.

A = 0,2358
z =
20.Нормальное распределениеСложная
0,03 mm0D − d?

Диаметры отверстий D нормально распределены со средним 25,03 mm и стандартным отклонением 0,015 mm. Диаметры валов d независимы и нормально распределены со средним 25 mm и стандартным отклонением 0,02 mm. Случайно выбранный вал подходит, если D − d > 0. Найдите вероятность P того, что он подходит. Округлите z до двух знаков после запятой.

отверстие: μ = 25,03 mm, σ = 0,015 mmвал: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =

3Растворы

1.Пределы

Ответ: L = 1

Пределы: сначала попробуйте прямую подстановку. Если получается 0/0, сначала упростите: разложите на множители и сократите общий множитель или умножьте на сопряжённое выражение. При x → ∞ разделите числитель и знаменатель на старшую степень x. Правило Лопиталя: если f/g даёт 0/0 или ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причём числитель и знаменатель дифференцируются по отдельности (а не по правилу для частного).

Разделите на старшую степень

(4 + (−5)/x2 + (−1)/x3)/(4 + 3/x2 + 7/x3)

Пусть x → ∞

L = 4/4 = 1

Ответ

L = 1

При равных степенях предел равен отношению старших коэффициентов.

2.Пределы

Ответ: L = 1,667

Пределы: сначала попробуйте прямую подстановку. Если получается 0/0, сначала упростите: разложите на множители и сократите общий множитель или умножьте на сопряжённое выражение. При x → ∞ разделите числитель и знаменатель на старшую степень x. Правило Лопиталя: если f/g даёт 0/0 или ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причём числитель и знаменатель дифференцируются по отдельности (а не по правилу для частного).

Правило Лопиталя

L = limx→0 [5/(1 + 5x)]/[3·cos 3x]

Подставьте x = 0

L = 5/3 = 1,667

Ответ

L = 1,667
3.Производные

Ответ: f′(1.5) = 0,8857

Дифференцирование: производная f′(x) — это наклон графика в точке x. Степенное правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило произведения: (uv)′ = u′v + uv′. Цепное правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Где f′(x) = 0, у графика горизонтальная касательная: максимум, минимум или седловая точка.

Правило произведения

f′(x) = u′v + uv′ = e−0,5x·(2x + (−0,5)·x2)

Подставьте

f′(1,5) = 0,4724·(3 + (−1,125)) = 0,8857

Ответ

f′(1,5) = 0,8857
4.Производные

Ответ: x = −4

Дифференцирование: производная f′(x) — это наклон графика в точке x. Степенное правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило произведения: (uv)′ = u′v + uv′. Цепное правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Где f′(x) = 0, у графика горизонтальная касательная: максимум, минимум или седловая точка.

Производная

f′(x) = 3x2 + 15x + 12 = 3·(x2 + 5x + 4)

Решите f′(x) = 0

x = −4 или x = −1

Что есть что

f″(x) = 6x + 15: отрицательна в максимуме, положительна в минимуме.

f″(−4) = −9, f″(−1) = 9
x = −4

Ответ

x = −4
5.Интегралы

Ответ: I = 1,386

Определённые интегралы: ∫ₐᵇ f(x) dx — это площадь со знаком между графиком и осью x от a до b. Найдите первообразную F (F′ = f) и вычислите F(b) − F(a). Степенное правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Площадь между двумя кривыми — ∫(верхняя − нижняя) dx.

Первообразная

F(x) = 2·ln x

Подставьте пределы

I = 2·(ln 2 − ln 1) = 2·ln 2 = 1,386

Ответ

I = 1,386
6.Интегралы

Ответ: A = 42,67

Определённые интегралы: ∫ₐᵇ f(x) dx — это площадь со знаком между графиком и осью x от a до b. Найдите первообразную F (F′ = f) и вычислите F(b) − F(a). Степенное правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Площадь между двумя кривыми — ∫(верхняя − нижняя) dx.

Точки пересечения

0,5x2 = 4x → x = 0, x = 8

Интегрируйте верхнюю минус нижнюю

A = [2x2 − 0,1667x3]08 = 42,67

Ответ

A = 42,67
7.Комплексные числа

Ответ: A (−8 − j4)

Полярная форма: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, где r = |z| и θ = arg z. Обратно к алгебраической форме: a = r cos θ, b = r sin θ. Для аргумента нужна четверть: θ = atan(b/a) только при a > 0; при a < 0 прибавьте или вычтите 180°. В полярной форме умножение простое: перемножьте модули и сложите аргументы; при делении разделите модули и вычтите аргументы.

Действие w

|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + (−90)°

Точка

z·w = −8 − j4 → A

Ответ

A (−8 − j4)
8.Комплексные числа

Ответ: r = −4

Формула Муавра и корни: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. Уравнение zⁿ = R∠φ имеет ровно n корней, все с модулем R1/n, при аргументах (φ + 360°·k)/n для k = 0, 1, …, n − 1: они лежат равномерно на окружности, через 360°/n. Квадратное уравнение z² + pz + q = 0 при p² < 4q имеет комплексные корни z = −p/2 ± j√(q − p²/4); многочлен с действительными коэффициентами всегда имеет комплексные корни парами сопряжённых a ± jb.

Сопряжённая пара

z₂ = −3 − j
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·(−3)·z + ((−3)² + 1²) = z² + 6z + 10

Выделите квадратный множитель

z³ + 10z² + 34z + 40 = (z² + 6z + 10)(z + 4)

Действительный корень

r = −4

Ответ

r = −4

Проверьте по сумме корней: z₁ + z₂ + r = −6 + (−4) = −10 = −(10).

9.Дифференциальные уравнения

Ответ: y(1.5) = 0,2489

Линейные уравнения второго порядка: для y″ + b·y′ + c·y = 0 ищите решение в виде y = ert: это даёт характеристическое уравнение r² + b·r + c = 0. Два различных вещественных корня r₁ ≠ r₂ дают y = A·er₁t + B·er₂t (апериодический режим, передемпфированный); двойной корень r даёт y = (A + Bt)·ert (критическое затухание); комплексные корни −α ± jω дают y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (колебательный режим, недодемпфированный). Начальные значения y(0) и y′(0) определяют A и B. В записи y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 величина ωn — собственная частота, а ζ — коэффициент демпфирования: при ζ < 1 возникают колебания. При постоянном входе y″ + by′ + cy = c·K решение равно установившемуся значению K плюс свободный отклик.

Двойной корень

(r + 2)² = 0 → r = −2

Константы

A = y(0) = 2
y′(0) = B − 2A → B = -2 + 4 = 2

Вычислите

y(1,5) = (2 + 2·1,5)·e−3 = 0,2489

Ответ

y(1,5) = 0,2489
10.Дифференциальные уравнения

Ответ: y(1.5) = 3,181

Дифференциальные уравнения первого порядка: dy/dt = k·y имеет решение y = y₀·ekt (рост при k > 0, убывание при k < 0); период полураспада T даёт k = ln 2/T. Закон охлаждения Ньютона dT/dt = −k·(T − Tₐ) даёт T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Линейное уравнение y′ + p(x)·y = q(x) решается с интегрирующим множителем μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, поэтому μy = ∫μq dx + C.

Интегрирующий множитель

μ = e0,5t
(e0,5ty)′ = 7e−2,5t

Общее решение

y = 7/(−2,5)·e−3t + C·e−0,5t = −2,8·e−3t + C·e−0,5t

Начальное условие

4 = −2,8 + C → C = 6,8

Вычислите

y(1,5) = −2,8·0,01111 + 6,8·0,4724 = 3,181

Ответ

y(1,5) = 3,181
11.Матрицы и определители

Ответ: c22 = −4

Матрицы: определитель матрицы 2×2 равен ad − bc. Для 3×3 разложите по строке: каждый элемент умножается на определитель матрицы 2×2, оставшейся после вычёркивания его строки и столбца, с чередующимися знаками + − +. Собственные значения λ удовлетворяют det(A − λI) = 0; для 2×2 это λ² − (след)·λ + det = 0.

Строка на столбец

c22 = 0·5 + (−4)·1 = −4

Ответ

c22 = −4
12.Матрицы и определители

Ответ: λ = 3

Матрицы: определитель матрицы 2×2 равен ad − bc. Для 3×3 разложите по строке: каждый элемент умножается на определитель матрицы 2×2, оставшейся после вычёркивания его строки и столбца, с чередующимися знаками + − +. Собственные значения λ удовлетворяют det(A − λI) = 0; для 2×2 это λ² − (след)·λ + det = 0.

Характеристическое уравнение

λ² − (5)λ + (6) = 0

Решите

λ = (5 ± √(1))/2 → λ = 2, 3
λ = 3

Ответ

λ = 3
13.Векторы: скалярное и векторное произведения

Ответ: W = −90 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.

Перемещение

d = B − A = (2, 4, 0) − (2, −1, 1) = (0, 5, −1) m

Работа

W = F·d = (−25)·0 + (−15)·5 + 15·(−1) = −90 J

Ответ

W = −90 J

Отрицательная работа: сила действует в основном против движения.

14.Векторы: скалярное и векторное произведения

Ответ: V = 35

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.

Векторное произведение b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = 4·(−5) − 4·(−4) = −4
(b × c)y = bzcx − bxcz = 4·(−2) − (−1)·(−5) = −13
(b × c)z = bxcy − bycx = (−1)·(−4) − 4·(−2) = 12

Скалярное произведение с a

a·(b × c) = 5·(−4) + 3·(−13) + 2·12 = −35
V = |−35| = 35

Ответ

V = 35
15.Вероятность

Ответ: Var(X) = 0,7

Дискретные случайные величины: распределение вероятностей перечисляет все значения x, которые может принять величина, с их вероятностями p(x); вероятности лежат между 0 и 1, а их сумма равна 1. Математическое ожидание (среднее) равно E(X) = Σx·p(x), это долгосрочное среднее значение. Дисперсия равна Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², а стандартное отклонение σ = √Var(X). При линейном преобразовании Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) и σY = |a|·σX; прибавление константы не меняет разброс.

Среднее

μ = 0·0,35 + 1·0,3 + 2·0,35 = 1

Среднее квадратов

E(X²) = 0·0,35 + 1·0,3 + 4·0,35 = 1,7

Дисперсия

Var(X) = 1,7 − 1² = 0,7

Ответ

Var(X) = 0,7
16.Вероятность

Ответ: σY = 5,22

Дискретные случайные величины: распределение вероятностей перечисляет все значения x, которые может принять величина, с их вероятностями p(x); вероятности лежат между 0 и 1, а их сумма равна 1. Математическое ожидание (среднее) равно E(X) = Σx·p(x), это долгосрочное среднее значение. Дисперсия равна Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², а стандартное отклонение σ = √Var(X). При линейном преобразовании Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) и σY = |a|·σX; прибавление константы не меняет разброс.

Разброс X

μ = 1,9, Var(X) = 1,09, σX = 1,044

Линейное преобразование

σY = |5|·1,044 = 5,22

Ответ

σY = 5,22

Среднее действительно сдвигается: E(Y) = 5·1,9 − 3 = 6,5.

17.Описательная статистика

Ответ: s = 17,31

Описательная статистика: среднее — сумма, делённая на n; медиана — середина упорядоченных данных (среднее двух средних значений при чётном n). Выборочное стандартное отклонение s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z-оценка z = (x − μ)/σ показывает, на сколько стандартных отклонений значение отстоит от среднего.

Среднее

x̄ = 239/6 = 39,83

Квадраты отклонений

Σ(x − x̄)² = (−14,83)² + 13,17² + 13,17² + (−1,833)² + (−25,83)² + 16,17² = 1499

Стандартное отклонение

s = √(1499/5) = 17,31

Ответ

s = 17,31
18.Описательная статистика

Ответ: P = 0,9772

Описательная статистика: среднее — сумма, делённая на n; медиана — середина упорядоченных данных (среднее двух средних значений при чётном n). Выборочное стандартное отклонение s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z-оценка z = (x − μ)/σ показывает, на сколько стандартных отклонений значение отстоит от среднего.

Стандартизуйте

z = 2

Таблица нормального распределения

Φ(2) = 0,9772
P = 0,9772

Ответ

P = 0,9772
19.Нормальное распределение

Ответ: z = 0,3

От площади обратно к z: Φ(z) — это площадь слева от z. Для площади левого хвоста A найдите в таблице z с Φ(z) = A. Площадь правого хвоста A означает Φ(z) = 1 − A. Центральная площадь A между −z и z оставляет (1 − A)/2 в каждом хвосте, поэтому Φ(z) = (1 + A)/2. Для значения x используйте x = μ + zσ.

Площадь слева от z

Φ(z) = (1 + 0,2358)/2 = 0,6179

Читайте таблицу z в обратную сторону

Найдите 0,6179 внутри таблицы и считайте z.

z = 0,30

Ответ

z = 0,30
20.Нормальное распределение

Ответ: P = 0,8849

Суммы и разности нормальных величин: если X и Y независимы и нормальны, то X + Y и X − Y тоже нормальны. Средние складываются или вычитаются: E(X ± Y) = μX ± μY. Дисперсии всегда складываются, в том числе для разности: Var(X ± Y) = σX² + σY², поэтому σ = √(σX² + σY²). Стандартные отклонения напрямую никогда не складываются. Сумма n независимых элементов с одинаковым распределением имеет среднее n·μ и стандартное отклонение σ·√n. Затем стандартизируйте как обычно: z = (x − среднее)/σ и найдите Φ(z).

Распределение разности

μ = 25,03 − 25 = 0,03 mm, σ = 0,025 mm

Стандартизуйте

z = (0 − 0,03)/0,025 = −1,2

Вероятность

P = 1 − Φ(−1,2) = 0,8849

Ответ

P = 0,8849

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics