Найдите площадь A области между параболой y = 4 − x² и осью x.
y = 4 − x²
A =
7.Комплексные числаСредняя
У числа z = 6·e−j2,5 угол задан в радианах. Найдите его мнимую часть b.
r = 6θ = −2,5 rad
b =
8.Комплексные числаСложная
Ровно одна из точек A–D является корнем уравнения z⁴ = 16∠120°. Нажмите на неё.
w = 16∠120°n = 4
1A (2∠75°)
2B (2∠30°)
3C (2∠−30°)
4D (1∠30°)
9.Дифференциальные уравненияСредняя
Решите y″ + 2y′ + y = 0 при y(0) = 2 и y′(0) = 1. Найдите y(2).
y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 2y′(0) = 1
y(2) =
10.Дифференциальные уравненияСложная
Система подчиняется уравнению y″ + y′ + 25,25y = 50,5 при t ≥ 0, начиная из состояния покоя: y(0) = 0, y′(0) = 0. Найдите y(1,5); углы в радианах.
y″ + y′ + 25,25y = 50,5y(0) = 0y′(0) = 0
y(1.5) =
11.Матрицы и определителиСредняя
Пусть C = AB для показанных матриц. Найдите элемент c21 (строка 2, столбец 1).
A = [−1 5; −2 −1]B = [6 4; 3 −2]
c21 =
12.Матрицы и определителиСложная
Решите систему 3x − y = 0 и −6x + 4y = 2. Найдите x.
3x − y = 0−6x + 4y = 2
x =
13.Векторы: скалярное и векторное произведенияСредняя
Найдите значение k, при котором векторы a = (6, 1, 4) и b = (−1, 4, k) перпендикулярны.
a = (6, 1, 4)b = (−1, 4, k)
k =
14.Векторы: скалярное и векторное произведенияСложная
Найдите объём V параллелепипеда, рёбра которого из одной вершины равны a = (5, 4, 0), b = (−2, −4, 4) и c = (2, −2, 3).
a = (5, 4, 0)b = (−2, −4, 4)c = (2, −2, 3)
V =
15.ВероятностьСредняя
В мешочке 4 красных и 8 синих шаров. Вы вынимаете два шара, не возвращая первый. Какова вероятность P, что оба красные?
4 / 8
P =
16.ВероятностьСложная
Игра стоит €10. Вы выигрываете €50 с вероятностью 0,3 и €200 с вероятностью 0,01; в остальных случаях вы ничего не выигрываете. Ставка не возвращается. Найдите ожидаемый чистый выигрыш E(G) за одну игру.
Величина распределена нормально со средним 100 и стандартным отклонением 10. Какая доля P значений меньше 80?
μ = 100σ = 10x = 80
P =
19.Нормальное распределениеСредняя
Перетащите z так, чтобы закрашенная площадь между −z и z под стандартной нормальной кривой была равна 0,9715. Найдите z с точностью до двух знаков.
A = 0,9715
z =
20.Нормальное распределениеСложная
Масса X изделия с линии 1 и Y с линии 2 независимы и нормально распределены: X имеет среднее 500 g и стандартное отклонение 8 g, Y имеет среднее 490 g и стандартное отклонение 6 g. Найдите вероятность P того, что X больше Y. Округлите z до двух знаков после запятой.
μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
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).
Умножьте на сопряжённое
f(x) = 4x/(√(4x2 + 4x) + 2x)
Разделите на x
f(x) = 4/(√(4 + 4/x) + 2)
Пусть x → ∞
L = 4/(2 + 2) = 1
Ответ
L = 1
2.Пределы
Ответ: L = 0,5
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
(1·ex − 1)/(2x) → 0/0
Второе применение
1·ex/2
Подставьте x = 0
L = 1·1/2 = 0,5
Ответ
L = 0,5
3.Производные
Ответ: f′(−1) = −1,5
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) = 6x/(3x2 + 1)
Подставьте
f′(−1) = −6/4 = −1,5
Ответ
f′(−1) = −1,5
4.Производные
Ответ: x = 3
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 + 18 = 3·(x2 − 5x + 6)
Решите f′(x) = 0
x = 2 или x = 3
Что есть что
f″(x) = 6x − 15: отрицательна в максимуме, положительна в минимуме.
f″(2) = −3, f″(3) = 3
x = 3
Ответ
x = 3
5.Интегралы
Ответ: I = 0,6321
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−x/(−1)
Подставьте пределы
I = (e−1 − 1)/(−1) = (0,3679 − 1)/(−1) = 0,6321
Ответ
I = 0,6321
6.Интегралы
Ответ: A = 10,67
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.
Нули
4 − x² = 0 → x = ±2
Интегрируйте
A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67
Ответ
A = 10,67
7.Комплексные числа
Ответ: b = −3,591
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.
Формула Эйлера
z = 6·(cos −2,5 + j sin −2,5)
Компоненты (радианы)
a = 6·cos −2,5 = −4,807
b = 6·sin −2,5 = −3,591
b = −3,591
Ответ
b = −3,591
8.Комплексные числа
Ответ: B (2∠30°)
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.
Модуль и аргументы корней
|z| = 2
θ = 30°, 120°, −150°, −60°
Точка
B = 2∠30°
Ответ
B (2∠30°)
9.Дифференциальные уравнения
Ответ: y(2) = 1,083
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 + 1)² = 0 → r = −1
Константы
A = y(0) = 2
y′(0) = B − 1A → B = 1 + 2 = 3
Вычислите
y(2) = (2 + 3·2)·e−2 = 1,083
Ответ
y(2) = 1,083
10.Дифференциальные уравнения
Ответ: y(1.5) = 1,584
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.
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
c21 = (−2)·6 + (−1)·3 = −15
Ответ
c21 = −15
12.Матрицы и определители
Ответ: x = 0,3333
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 = 3·4 − (−1)·(−6) = 6
Замените столбец x
det Aₓ = 0·4 − (−1)·2 = 2
x = 2/6 = 0,3333
Ответ
x = 0,3333
y = 1
13.Векторы: скалярное и векторное произведения
Ответ: k = 0,5
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.
Скалярное произведение равно нулю
a·b = 6·(−1) + 1·4 + 4·k = 0
−2 + 4·k = 0
Найдите k
k = −(−2)/4 = 0,5
Ответ
k = 0,5
14.Векторы: скалярное и векторное произведения
Ответ: V = 36
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)·3 − 4·(−2) = −4
(b × c)y = bzcx − bxcz = 4·2 − (−2)·3 = 14
(b × c)z = bxcy − bycx = (−2)·(−2) − (−4)·2 = 12
Скалярное произведение с a
a·(b × c) = 5·(−4) + 4·14 + 0·12 = 36
V = |36| = 36
Ответ
V = 36
15.Вероятность
Ответ: P = 0,09091
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.
Первое и второе извлечение
P = 4/12 · 3/11 = 12/132 = 0,09091
Ответ
P = 0,09091
16.Вероятность
Ответ: E(G) = 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.
Чистые исходы
G: 40 (p = 0,3), 190 (p = 0,01), −10 (p = 0,69)
Математическое ожидание
E(G) = 40·0,3 + 190·0,01 − 10·0,69 = 7 €
Ответ
E(G) = 7 €
Положительное значение означает, что в среднем вы выигрываете деньги.
17.Описательная статистика
Ответ: s = 9,914
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.
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) = 0,02275
P = 0,02275
Ответ
P = 0,02275
19.Нормальное распределение
Ответ: z = 2,19
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 + 0,9715)/2 = 0,9857
Читайте таблицу z в обратную сторону
Найдите 0,9857 внутри таблицы и считайте z.
z = 2,19
Ответ
z = 2,19
20.Нормальное распределение
Ответ: P = 0,8413
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).