İşleme uygun biçimi seçin: toplama ve çıkarma için dikdörtgen a + jb, çarpma, bölme, kuvvet ve kökler için kutupsal r∠θ.
j² = −1 ile açarak çarpın; bölmek için pay ve paydayı paydanın eşleniğiyle çarpın.
r = √(a² + b²) ile ve θ’yı noktanın bir çiziminden (bölgeyi denetleyin) bularak çevirin; geri dönmek için a = r cos θ, b = r sin θ kullanın.
Kuvvetler için De Moivre’i, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ, kullanın; zⁿ = R∠φ için n kökün hepsini R1/n∠((φ + 360°k)/n) olarak listeleyin.
Diferansiyel denklemler
Üstel büyüme/azalma
dy/dt = ky → y = y0ekt
Yarı ömür
k = ln 2 / t½
Newton’un soğuma yasası
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
İntegrasyon çarpanı
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Karıştırma tankı
dm/dt = r·c − (r/V)·m
Matrisler ve determinantlar
2×2 determinant
det = ad − bc
2×2 ters matris
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Ürün
(AB)ij = Σk AikBkj
Özdeğerler
det(A − λI) = 0
Cramer kuralı
xi = det(Ai)/det(A)
Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Büyüklük
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Birim vektör
û = a/|a|
Açıdan bileşenler
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Skaler çarpım
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
a’nın b üzerindeki skaler izdüşümü
a·b/|b|
İş
W = F·d
Vektörel çarpım
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Alanlar
paralelkenar |a × b|, üçgen ½|a × b|
O’ya göre moment
MO = r × F, r = A − O
Paralelyüzlünün hacmi
V = |a·(b × c)|
Yöntem
Her vektörü bileşenleriyle yazın; büyüklük ve açıyla verilen bir kuvvet için F·cos θ ve F·sin θ kullanın.
Uzunluklar ve doğrultular için √(x² + y² + z²) büyüklüğünü ve a/|a| birim vektörünü kullanın.
Açılar, izdüşümler, diklik ve iş için skaler çarpımı kullanın: a·b = |a||b|cos θ.
Dik vektörler, alanlar ve momentler için vektörel çarpımı kullanın: üç bileşeni dikkatle yazın ve a × b sırasını koruyun.
Olasılık
Tümleyen
P(not A) = 1 − P(A)
Toplama kuralı
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Bağımsız olaylar
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Koşullu olasılık
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Binom
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k
Betimsel istatistik
Ortalama
x̄ = Σx/n
Örneklem standart sapması
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Medyan
sıralı verinin ortadaki değeri
z puanı
z = (x − μ)/σ
Normal dağılım
68% ±1σ içinde, 95% ±2σ içinde
Normal dağılım
z puanı
z = (x − μ)/σ
x’in altında
P(X < x) = Φ(z)
x’in üstünde
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Arasında
Φ(z2) − Φ(z1)
Yüzdelik
x = μ + z·σ
Yöntem
Değeri z puanına çevirin: z = (x − μ)/σ.
z’nin solundaki alan olan Φ(z)’yi tablodan bulun.
Sağdaki alan için 1 − Φ(z) kullanın; bir aralık için iki sol alanı birbirinden çıkarın.
Bir yüzdelik için geriye doğru çalışın: alan için z’yi bulun, sonra x = μ + z·σ.
2Alıştırma soruları
1.LimitlerOrta
L = limx→∞ (1 + 2/x)3x limitini bulun. Ondalık bir değer verin.
f(x) = (1 + 2/x)3xx → ∞
L =
2.LimitlerZor
L = limx→0 (ex − 1 − x)/x² limitini bulun.
f(x) = (ex − 1 − x)/x²x → 0
L =
3.TürevlerOrta
f(x) = (2x − 3)4 olsun. f′(1)'yi bulun.
f(x) = (2x − 3)4x = 1
f′(1) =
4.TürevlerZor
f(x) = x3 − 10,5x2 + 30x + 5 olsun. Yerel maksimumun x koordinatı x'i bulun.
f(x) = x3 − 10,5x2 + 30x + 5
x =
5.İntegrallerOrta
I = ∫02 2x·(x² + 1)2 dx'i hesaplayın.
f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 2]
I =
6.İntegrallerZor
y = 1 − x² parabolü ile x ekseni arasındaki bölgenin alanı A'ı bulun.
y = 1 − x²
A =
7.Karmaşık sayılarOrta
z = −4 + j6 sayısını r·ejθ üstel biçiminde yazın. θ değerini −π ile π arasında radyan olarak verin.
z = −4 + j6
θ = rad
8.Karmaşık sayılarZor
A–D noktalarından tam biri z⁶ = 729∠120° denkleminin köküdür. Ona tıklayın.
w = 729∠120°n = 6
1A (3∠−70°)
2B (1,5∠−100°)
3C (3∠−100°)
4D (3∠120°)
9.Diferansiyel denklemlerOrta
y″ + 4y′ + 3y = 0 denklemini y(0) = 2 ve y′(0) = 0 ile çözün. y(2) değerini bulun.
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(2) =
10.Diferansiyel denklemlerZor
Bir sistem t ≥ 0 için y″ + 3y′ + 27,25y = 136,3 denklemine uyuyor ve durgun halden başlıyor: y(0) = 0, y′(0) = 0. y(0,5) değerini bulun; açılar radyan cinsinden.
y″ + 3y′ + 27,25y = 136,3y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen 3×3 A matrisinin determinantı det A'ı bulun.
A = [−4 5 −4; −2 4 −2; 2 0 1]
det A =
12.Matrisler ve determinantlarZor
5x − 4y = 12 ve 3x + 5y = 11 sistemini çözün. x'yi bulun.
5x − 4y = 123x + 5y = 11
x =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
a = (7, −7, 7) vektörünün b = (5, 4, 4) vektörü üzerindeki skaler izdüşümünü compb a bulun, yani a vektörünün b doğrultusundaki bileşenini.
a = (7, −7, 7)b = (5, 4, 4)
compb a =
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
Bir köşeden çıkan kenarları a = (1, 5, 2), b = (5, −5, 5) ve c = (4, 2, 1) olan paralelyüzlünün hacmini V bulun.
a = (1, 5, 2)b = (5, −5, 5)c = (4, 2, 1)
V =
15.OlasılıkOrta
Hilesiz bir zar 6 kez atılıyor. En az bir altı gelme olasılığı P nedir?
n = 6
P =
16.OlasılıkZor
Bir testte 10 çoktan seçmeli soru var. Tahminle cevap veren bir öğrenci her birini bağımsız olarak 0,6 olasılıkla doğru yapıyor. Tam olarak 5 doğru cevap olasılığı P nedir?
Bir büyüklük ortalaması 100 ve standart sapması 10 olan normal dağılımlıdır. Değerlerin hangi oranı P 88'ün üstündedir?
μ = 100σ = 10x = 88
P =
19.Normal dağılımOrta
Standart normal eğri altında, z’nin sağındaki gölgeli alan 0,1894 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.
A = 0,1894
z =
20.Normal dağılımZor
teslimat süreleri, ortalaması 32 min ve standart sapması 6 min olan normal dağılıma uyar. Altında kalan değerlerin oranı %10 olan x değerini bulun (10. yüzdelik).
μ = 32σ = 6P = 10%
x = min
3Çözeltiler
1.Limitler
Cevap: L = 403,4
Limitler: önce doğrudan yerine koymayı deneyin. 0/0 verirse önce sadeleştirin: çarpanlarına ayırıp ortak çarpanı sadeleştirin ya da eşlenikle çarpın. x → ∞ iken pay ve paydayı x’in en yüksek kuvvetine bölün. L'Hôpital kuralı: f/g 0/0 veya ∞/∞ veriyorsa lim f/g = lim f′/g′; pay ve paydanın türevi ayrı ayrı alınır (bölüm kuralıyla değil).
Logaritma alın
ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 + 2/x)
Hesaplayın
u → 0 iken ln(1 + u)/u → 1, dolayısıyla x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·2 = 6
Logaritmayı geri alın
L = e6 = 403,4
Cevap
L = 403,4
2.Limitler
Cevap: L = 0,5
Limitler: önce doğrudan yerine koymayı deneyin. 0/0 verirse önce sadeleştirin: çarpanlarına ayırıp ortak çarpanı sadeleştirin ya da eşlenikle çarpın. x → ∞ iken pay ve paydayı x’in en yüksek kuvvetine bölün. L'Hôpital kuralı: f/g 0/0 veya ∞/∞ veriyorsa lim f/g = lim f′/g′; pay ve paydanın türevi ayrı ayrı alınır (bölüm kuralıyla değil).
Birinci uygulama
(1·ex − 1)/(2x) → 0/0
İkinci uygulama
1·ex/2
x = 0 koyun
L = 1·1/2 = 0,5
Cevap
L = 0,5
3.Türevler
Cevap: f′(1) = −8
Türev alma: f′(x) türevi grafiğin x noktasındaki eğimidir. Kuvvet kuralı: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Çarpım kuralı: (uv)′ = u′v + uv′. Zincir kuralı: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). f′(x) = 0 olan yerde grafiğin yatay teğeti vardır: maksimum, minimum ya da eyer noktası.
Zincir kuralı
f′(x) = 4·(2x − 3)3·2
Yerine koyun
f′(1) = 4·(−1)3·2 = −8
Cevap
f′(1) = −8
4.Türevler
Cevap: x = 2
Türev alma: f′(x) türevi grafiğin x noktasındaki eğimidir. Kuvvet kuralı: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Çarpım kuralı: (uv)′ = u′v + uv′. Zincir kuralı: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). f′(x) = 0 olan yerde grafiğin yatay teğeti vardır: maksimum, minimum ya da eyer noktası.
Belirli integraller: ∫ₐᵇ f(x) dx, a'dan b'ye grafik ile x ekseni arasındaki işaretli alandır. Bir ilkel fonksiyon F (F′ = f) bulun ve F(b) − F(a)'yı hesaplayın. Kuvvet kuralı: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). İki eğri arasındaki alan ∫(üst − alt) dx'tir.
Değişken değiştirme
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u2 du
İntegral alın ve sınırları koyun
I = [u3/3]15 = (125 − 1)/3 = 41,33
Cevap
I = 41,33
6.İntegraller
Cevap: A = 1,333
Belirli integraller: ∫ₐᵇ f(x) dx, a'dan b'ye grafik ile x ekseni arasındaki işaretli alandır. Bir ilkel fonksiyon F (F′ = f) bulun ve F(b) − F(a)'yı hesaplayın. Kuvvet kuralı: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). İki eğri arasındaki alan ∫(üst − alt) dx'tir.
Sıfırlar
1 − x² = 0 → x = ±1
İntegral alın
A = [1x − x³/3]−11 = 0,6667 − (−0,6667) = 1,333
Cevap
A = 1,333
7.Karmaşık sayılar
Cevap: θ = 2,159 rad
Kutupsal biçim: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ; r = |z| ve θ = arg z. Dikdörtgen biçime dönüş: a = r cos θ, b = r sin θ. Argüman için bölge gerekir: θ = atan(b/a) yalnızca a > 0 için geçerlidir; a < 0 için 180° ekleyin ya da çıkarın. Kutupsal biçimde çarpma kolaydır: modülleri çarpın, argümanları toplayın; bölmek için modülleri bölün, argümanları çıkarın.
Modül
r = √(16 + 36) = 7,211
Radyan cinsinden argüman
θ = 123,7° = 123,7·π/180 = 2,159 rad
Üstel biçim
z = 7,211·ej2,159
Cevap
θ = 2,159 rad
8.Karmaşık sayılar
Cevap: C (3∠−100°)
De Moivre ve kökler: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. zⁿ = R∠φ denkleminin tam olarak n kökü vardır; hepsinin modülü R1/n’dir ve argümanları k = 0, 1, …, n − 1 için (φ + 360°·k)/n’dir: bir çember üzerinde eşit aralıklarla, 360°/n arayla dizilirler. p² < 4q olan z² + pz + q = 0 ikinci derece denkleminin karmaşık kökleri z = −p/2 ± j√(q − p²/4)’tür; gerçel katsayılı bir polinomun karmaşık kökleri her zaman a ± jb eşlenik çiftleri hâlindedir.
Köklerin modülü ve argümanları
|z| = 3
θ = 20°, 80°, 140°, −160°, −100°, −40°
Nokta
C = 3∠−100°
Cevap
C (3∠−100°)
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: y(2) = 0,4035
İkinci mertebeden doğrusal denklemler: y″ + b·y′ + c·y = 0 için y = ert deneyin: bu, r² + b·r + c = 0 karakteristik denklemini verir. İki farklı gerçek kök r₁ ≠ r₂, y = A·er₁t + B·er₂t verir (aşırı sönümlü); çift kök r, y = (A + Bt)·ert verir (kritik sönümlü); −α ± jω karmaşık kökleri y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) verir (az sönümlü, salınımlı). Başlangıç değerleri y(0) ve y′(0), A ile B’yi belirler. y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 biçiminde yazıldığında ωn doğal frekans, ζ sönüm oranıdır: ζ < 1 salınım yapar. Sabit bir girişle, y″ + by′ + cy = c·K, çözüm K sürekli değeri artı serbest tepkidir.
Karakteristik kökler
(r + 1)(r + 3) = 0 → r = −1, −3
Başlangıç değerlerinden sabitler
A + B = 2, −1A − 3B = 0
A = 3, B = −1
Hesaplayın
y(2) = 3·e−2 + (−1)·e−6 = 0,4035
Cevap
y(2) = 0,4035
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: y(0.5) = 6,468
İkinci mertebeden doğrusal denklemler: y″ + b·y′ + c·y = 0 için y = ert deneyin: bu, r² + b·r + c = 0 karakteristik denklemini verir. İki farklı gerçek kök r₁ ≠ r₂, y = A·er₁t + B·er₂t verir (aşırı sönümlü); çift kök r, y = (A + Bt)·ert verir (kritik sönümlü); −α ± jω karmaşık kökleri y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) verir (az sönümlü, salınımlı). Başlangıç değerleri y(0) ve y′(0), A ile B’yi belirler. y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 biçiminde yazıldığında ωn doğal frekans, ζ sönüm oranıdır: ζ < 1 salınım yapar. Sabit bir girişle, y″ + by′ + cy = c·K, çözüm K sürekli değeri artı serbest tepkidir.
Matrisler: 2×2 matrisin determinantı ad − bc'dir. 3×3 için bir satır boyunca açın: her eleman, kendi satırı ve sütunu silinince kalan 2×2 matrisin determinantıyla çarpılır, işaretler + − + şeklinde değişir. Özdeğerler λ, det(A − λI) = 0'ı sağlar; 2×2 için bu λ² − (iz)·λ + det = 0'dır.
İlk satırın 2×2 minörleri
M₁₁ = 4, M₁₂ = 2, M₁₃ = −8
Kofaktör açılımı
det A = (−4)·4 − 5·2 + (−4)·(−8) = 6
Cevap
det A = 6
12.Matrisler ve determinantlar
Cevap: x = 2,811
Matrisler: 2×2 matrisin determinantı ad − bc'dir. 3×3 için bir satır boyunca açın: her eleman, kendi satırı ve sütunu silinince kalan 2×2 matrisin determinantıyla çarpılır, işaretler + − + şeklinde değişir. Özdeğerler λ, det(A − λI) = 0'ı sağlar; 2×2 için bu λ² − (iz)·λ + det = 0'dır.
Katsayılar matrisinin determinantı
det A = 5·5 − (−4)·3 = 37
x sütununu değiştirin
det Aₓ = 12·5 − (−4)·11 = 104
x = 104/37 = 2,811
Cevap
x = 2,811
y = 0,5135
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: compb a = 4,636
Skaler çarpım:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ bir skalerdir. İki vektör arasındaki açıyı verir, cos θ = a·b/(|a|·|b|), ve vektörler dik olduğunda sıfırdır. a’nın b üzerindeki skaler izdüşümü a·b/|b|’dir ve d yer değiştirmesi boyunca hareket eden sabit bir F kuvveti W = F·d işi yapar.
Skaler çarpım
a·b = 7·5 + (−7)·4 + 7·4 = 35
b’nin uzunluğu
|b| = √(5² + 4² + 4²) = 7,55
Skaler izdüşüm
compb a = a·b/|b| = 35/7,55 = 4,636
Cevap
compb a = 4,636
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: V = 120
Vektörel çarpım:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) her iki vektöre de diktir ve |a × b| = |a|·|b|·sin θ, bu vektörlerin gerdiği paralelkenarın alanıdır (üçgen bunun yarısıdır). Sıra önemlidir: b × a = −(a × b). A noktasına uygulanan F kuvvetinin O noktasına göre momenti MO = r × F’dir; burada r = A − O.
Vektörel çarpım b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = (−5)·1 − 5·2 = −15
(b × c)y = bzcx − bxcz = 5·4 − 5·1 = 15
(b × c)z = bxcy − bycx = 5·2 − (−5)·4 = 30
a ile skaler çarpım
a·(b × c) = 1·(−15) + 5·15 + 2·30 = 120
V = |120| = 120
Cevap
V = 120
15.Olasılık
Cevap: P = 0,6651
Olasılık: eşit olasılıklı sonuçlarda P(A) = uygun/toplam. Bağımsız olaylarda çarpılır: P(A ve B) = P(A)·P(B). Tümleyen çoğu zaman işe yarar: P(en az bir) = 1 − P(hiç). Binom: başarı olasılığı p olan n bağımsız denemede P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Tümleyen
P(altı yok) = (5/6)6 = 0,3349
P = 1 − 0,3349 = 0,6651
Cevap
P = 0,6651
16.Olasılık
Cevap: P = 0,2007
Olasılık: eşit olasılıklı sonuçlarda P(A) = uygun/toplam. Bağımsız olaylarda çarpılır: P(A ve B) = P(A)·P(B). Tümleyen çoğu zaman işe yarar: P(en az bir) = 1 − P(hiç). Binom: başarı olasılığı p olan n bağımsız denemede P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Betimsel istatistik: ortalama, toplamın n'ye bölümüdür; medyan, sıralanmış verinin ortadaki değeridir (n çiftse ortadaki iki değerin ortalaması). Örneklem standart sapması s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z puanı z = (x − μ)/σ, bir değerin ortalamadan kaç standart sapma uzakta olduğunu söyler.
Betimsel istatistik: ortalama, toplamın n'ye bölümüdür; medyan, sıralanmış verinin ortadaki değeridir (n çiftse ortadaki iki değerin ortalaması). Örneklem standart sapması s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z puanı z = (x − μ)/σ, bir değerin ortalamadan kaç standart sapma uzakta olduğunu söyler.
Standartlaştırın
z = −1,2
Standart normal tablo
Φ(−1,2) = 0,1151
P = 1 − 0,1151 = 0,8849
Cevap
P = 0,8849
19.Normal dağılım
Cevap: z = 0,88
Bir alandan z’ye geri dönmek: Φ(z), z’nin solundaki alandır. Sol kuyruk alanı A için tabloda Φ(z) = A olan z’yi bulun. Sağ kuyruk alanı A, Φ(z) = 1 − A demektir. −z ile z arasındaki merkezî alan A, her kuyrukta (1 − A)/2 bırakır, yani Φ(z) = (1 + A)/2. Bir x değeri için x = μ + zσ kullanın.
z’nin solundaki alan
Φ(z) = 1 − 0,1894 = 0,8106
z tablosunu tersten okuyun
Tablonun içinde 0,8106 değerini bulun ve z’yi okuyun.
z = 0,88
Cevap
z = 0,88
20.Normal dağılım
Cevap: x = 24,31 min
Normal dağılım: bir x değerini z = (x − μ)/σ ile z puanına çevirin; z, ortalamadan kaç standart sapma uzakta olunduğunu sayar. z tablosu (ya da Φ(z)) z’nin solundaki alanı, yani P(X < x) değerini verir. Sağdaki alan 1 − Φ(z), iki değer arasındaki alan ise bu iki alanın farkıdır.