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→∞ (1 + 1/x)3x. Дайте десятичное значение.

f(x) = (1 + 1/x)3xx → ∞
L =
2.ПределыСложная
xyx = 0

Найдите предел L = limx→0 (1 − cos 3x)/(3x²), где x в радианах.

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

Пусть f(x) = ln(x2 + 1). Найдите f′(−2).

f(x) = ln(x2 + 1)x = −2
f′(−2) =
4.ПроизводныеСложная
xy

Пусть f(x) = x3 − 7,5x2 + 12x + 6. Найдите x-координату x локального максимума.

f(x) = x3 − 7,5x2 + 12x + 6
x =
5.ИнтегралыСредняя
xy01

Вычислите I = ∫01 e−0,5x dx.

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

Найдите площадь A области, ограниченной y = 2x2 и y = x.

y = 2x2y = x
A =
7.Комплексные числаСредняя
ReIm0,50,5−0,5−0,511−1−11,51,5−1,5−1,5z₁z₂w

Даны z₁ = 1,5∠−60° и z₂ = 1,5∠45°. Найдите аргумент θ числа w = z₁/z₂ в градусах, между −180° и 180°.

z₁ = 1,5∠−60°z₂ = 1,5∠45°
θ = °
8.Комплексные числаСложная
ReIm11−1−122−2−2z₁z₂

Решите z² − 3z + 6,25 = 0. Корни равны a ± jb; найдите действительную часть a.

p = −3q = 6,25
a =
9.Дифференциальные уравненияСредняя
t (min)T (°C)17Ta​23 °C

Банку газировки температурой 4 °C достали из холодильника в комнату при 29 °C. Через 17 min температура равна 23 °C. Процесс подчиняется закону охлаждения Ньютона dT/dt = −k·(T − Tₐ). Найдите константу k в min⁻¹.

T0 = 4 °CTa = 29 °CT(17) = 23 °C
k = min⁻¹
10.Дифференциальные уравненияСложная
tyK = 2ymax​ = ?

Система подчиняется уравнению y″ + y′ + 16,25y = 32,5 при t ≥ 0, начиная из состояния покоя: y(0) = 0, y′(0) = 0. Найдите максимальное значение ymax её переходной характеристики.

y″ + y′ + 16,25y = 32,5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
11.Матрицы и определителиСредняя
A =110−255−12−4

Найдите определитель det A показанной матрицы 3×3 A.

A = [1 1 0; −2 5 5; −1 2 −4]
det A =
12.Матрицы и определителиСложная
A =−223−5b =35

Решите систему −2x + 2y = 3 и 3x − 5y = 5. Найдите x.

−2x + 2y = 33x − 5y = 5
x =
13.Векторы: скалярное и векторное произведенияСредняя
xyzdFAB

Постоянная сила F = (5, −20, −25) N действует на тело, которое движется по прямой из точки A(−3, −2, 0) в точку B(−1, −2, 1). Координаты даны в метрах. Найдите работу W этой силы.

F = (5, −20, −25) NA(−3, −2, 0) mB(−1, −2, 1) m
W = J
14.Векторы: скалярное и векторное произведенияСложная
xyzrFOA

Сила F = (−40, −30, −30) N действует в точке A(−1, 0, 2). Координаты даны в метрах. Найдите x-компоненту Mx момента силы относительно точка O(1, 1, −1).

F = (−40, −30, −30) NA(−1, 0, 2) mO(1, 1, −1) m
Mx = N·m
15.ВероятностьСредняя
xp(x)00,2520,2540,360,2μ = 2,9

Для показанного распределения найдите стандартное отклонение σ величины X.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,25, 0,25, 0,3, 0,2
σ =
16.ВероятностьСложная
n = 5, p = 0,1: P(X ≤ 1) = ?k012345

Испытывают 5 компонентов, каждый выходит из строя независимо с вероятностью 0,1. Какова вероятность P, что откажет не более одного?

n = 5p = 0,1
P =
17.Описательная статистикаСредняя
152025303540455055

Найдите выборочное стандартное отклонение s данных: 11, 40, 45, 23, 58, 54.

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

Величина распределена нормально со средним 60 и стандартным отклонением 5. Какая доля P значений меньше 62?

μ = 60σ = 5x = 62
P =
19.Нормальное распределениеСредняя
172,4188,85P = ?

Пусть значения роста взрослых мужчин распределены нормально со средним 178 cm и стандартным отклонением 7 cm. Какая доля значений лежит между 172,4 и 188,85 cm? Дайте P в виде десятичной дроби.

μ = 178σ = 7x1 = 172,4x2 = 188,85
P =
20.Нормальное распределениеСложная
235240245250255260265gверх 20%

Распределение «массы пакетов» нормальное: среднее 250 g, стандартное отклонение 5 g. Перетащите границу так, чтобы закрашенные верхние 20% были справа от неё. Найдите границу x.

μ = 250 gσ = 5 g20%
x = g

3Растворы

1.Пределы

Ответ: L = 20,09

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).

Возьмите логарифм

ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 + 1/x)

Вычислите

ln(1 + u)/u → 1 при u → 0, поэтому x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 3·1 = 3

Избавьтесь от логарифма

L = e3 = 20,09

Ответ

L = 20,09
2.Пределы

Ответ: L = 1,5

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).

Первое применение

3·sin 3x/(6x) → 0/0

Второе применение

9·cos 3x/6

Подставьте x = 0

L = 9/6 = 1,5

Ответ

L = 1,5
3.Производные

Ответ: f′(−2) = −0,8

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.

Цепное правило для логарифма

f′(x) = 2x/(x2 + 1)

Подставьте

f′(−2) = −4/5 = −0,8

Ответ

f′(−2) = −0,8
4.Производные

Ответ: x = 1

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 = 1 или x = 4

Что есть что

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

f″(1) = −9, f″(4) = 9
x = 1

Ответ

x = 1
5.Интегралы

Ответ: I = 0,7869

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) = e−0,5x/(−0,5)

Подставьте пределы

I = (e−0,5 − 1)/(−0,5) = (0,6065 − 1)/(−0,5) = 0,7869

Ответ

I = 0,7869
6.Интегралы

Ответ: A = 0,04167

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

2x2 = x → x = 0, x = 0,5

Интегрируйте верхнюю минус нижнюю

A = [0,5x2 − 0,6667x3]00,5 = 0,04167

Ответ

A = 0,04167
7.Комплексные числа

Ответ: θ = −105 °

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.

Модуль и аргумент w

|w| = 1,5 / 1,5 = 1
θ = −60° − 45° = −105°

Аргумент

θ = −105°

Ответ

θ = −105°
8.Комплексные числа

Ответ: a = 1,5

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.

Дискриминант

p² − 4q = 9 − 25 = −16 < 0

Формула корней квадратного уравнения

z = (3 ± j√16)/2 = 1,5 + j2, 1,5 − j2

Ответ

a = 1,5

Ответ

a = 1,5
9.Дифференциальные уравнения

Ответ: k = 0,08395 min⁻¹

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.

Отношение разностей температур

e−17k = -6/-25

Найдите k

k = ln(-25/-6)/17 = 0,08395 min⁻¹

Ответ

k = 0,08395 min⁻¹
10.Дифференциальные уравнения

Ответ: ymax = 3,35

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.

Установившееся значение и корни

yss = 2, r = −0,5 ± 4j

Константы по начальным значениям

y(0) = 2 + A = 0 → A = −2
y′(0) = −0,5A + 4B = 0 → B = −0,25

Максимум

t = π/4 = 0,7854
ymax = 2·(1 + e−0,5·π/4) = 3,35

Ответ

ymax = 3,35
11.Матрицы и определители

Ответ: det A = −43

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.

Миноры 2×2 первой строки

M₁₁ = −30, M₁₂ = 13, M₁₃ = 1

Разложение по строке

det A = 1·(−30) − 1·13 + 0·1 = −43

Ответ

det A = −43
12.Матрицы и определители

Ответ: x = −6,25

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.

Определитель матрицы коэффициентов

det A = (−2)·(−5) − 2·3 = 4

Замените столбец x

det Aₓ = 3·(−5) − 2·5 = −25
x = −25/4 = −6,25

Ответ

x = −6,25
y = −4,75
13.Векторы: скалярное и векторное произведения

Ответ: W = −15 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 = (−1, −2, 1) − (−3, −2, 0) = (2, 0, 1) m

Работа

W = F·d = 5·2 + (−20)·0 + (−25)·1 = −15 J

Ответ

W = −15 J

Отрицательная работа: сила действует в основном против движения.

14.Векторы: скалярное и векторное произведения

Ответ: Mx = 120 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.

Радиус-вектор из O в A

r = A − O = (−1, 0, 2) − (1, 1, −1) = (−2, −1, 3) m

Момент M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = (−1)·(−30) − 3·(−30) = 120 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = 3·(−40) − (−2)·(−30) = −180 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = (−2)·(−30) − (−1)·(−40) = 20 N·m

Искомая компонента

Mx = 120 N·m

Ответ

Mx = 120 N·m
15.Вероятность

Ответ: σ = 2,142

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 = 0·0,25 + 2·0,25 + 4·0,3 + 6·0,2 = 2,9

Среднее квадратов

E(X²) = 0·0,25 + 4·0,25 + 16·0,3 + 36·0,2 = 13

Дисперсия

Var(X) = 13 − 2,9² = 4,59
σ = √4,59 = 2,142

Ответ

σ = 2,142
16.Вероятность

Ответ: P = 0,9185

Вероятность: при равновозможных исходах P(A) = благоприятные/все. Для независимых событий вероятности перемножают: P(A и B) = P(A)·P(B). Часто помогает противоположное событие: P(хотя бы одно) = 1 − P(ни одного). Биномиальное распределение: в n независимых испытаниях с вероятностью успеха p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Ноль и один отказ

P(X = 0) = 0,95 = 0,5905
P(X = 1) = 5·0,1·0,94 = 0,3281

Сложите

P = 0,5905 + 0,3281 = 0,9185

Ответ

P = 0,9185
17.Описательная статистика

Ответ: s = 18,23

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 = 231/6 = 38,5

Квадраты отклонений

Σ(x − x̄)² = (−27,5)² + 1,5² + 6,5² + (−15,5)² + 19,5² + 15,5² = 1662

Стандартное отклонение

s = √(1662/5) = 18,23

Ответ

s = 18,23
18.Описательная статистика

Ответ: P = 0,6554

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 = 0,4

Таблица нормального распределения

Φ(0,4) = 0,6554
P = 0,6554

Ответ

P = 0,6554
19.Нормальное распределение

Ответ: P = 0,7276

Нормальное распределение: переведите значение x в z-оценку z = (x − μ)/σ, которая показывает, на сколько стандартных отклонений значение отстоит от среднего. Таблица z (или Φ(z)) даёт площадь слева от z, то есть P(X < x). Площадь справа равна 1 − Φ(z), а площадь между двумя значениями — разности их площадей слева.

z-оценки

z₁ = (172,4 − 178)/7 = −0,8
z₂ = (188,85 − 178)/7 = 1,55

Площадь между

P = Φ(1,55) − Φ(−0,8) = 0,9394 − 0,2119 = 0,7276

Ответ

P = 0,7276
20.Нормальное распределение

Ответ: x = 254,2 g

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

Φ(z) = 0,8

z из таблицы

z ≈ 0,84

Возврат к исходным единицам

x = 250 + 0,84·5 = 254,2 g

Ответ

x = 254,2 g

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics