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→∞ (√(4x2 − 3x) − 2x) limitini bulun.
f(x) = √(4x2 − 3x) − 2xx → ∞
L =
2.LimitlerZor
x radyan cinsinden olmak üzere L = limx→0 (1 − cos 3x)/(2x²) limitini bulun.
f(x) = (1 − cos 3x)/(2x²)x → 0
L =
3.TürevlerOrta
f(x) = (2x − 1)5 olsun. f′(1)'yi bulun.
f(x) = (2x − 1)5x = 1
f′(1) =
4.TürevlerZor
f(x) = 0,5x2 + x − 4 fonksiyonunun x = −2 noktasındaki teğeti y eksenini y = b'de keser. b'yi bulun.
f(x) = 0,5x2 + x − 4x = −2
b =
5.İntegrallerOrta
I = ∫01 2x·(x² + 1)2 dx'i hesaplayın.
f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 1]
I =
6.İntegrallerZor
y = 1 − x² parabolü ile x ekseni arasındaki bölgenin alanı A'ı bulun.
y = 1 − x²
A =
7.Karmaşık sayılarOrta
z₁ = 2,5∠70° ve z₂ = 2∠−140° verilmiş. w = z₁/z₂ sayısının sanal kısmını bulun.
z₁ = 2,5∠70°z₂ = 2∠−140°
Im(w) =
8.Karmaşık sayılarZor
A–D noktalarından tam biri z⁴ = 81∠120° denkleminin köküdür. Ona tıklayın.
w = 81∠120°n = 4
1A (5,4∠120°)
2B (3∠165°)
3C (3∠−120°)
4D (3∠120°)
9.Diferansiyel denklemlerOrta
87 °C’deki bir fincan kahve 21 °C’deki bir odada bırakılıyor. 25 dakika sonra sıcaklığı 45 °C’dir. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). Başlangıçtan ne kadar süre sonra, t, 31 °C’ye ulaşır?
T0 = 87 °CTa = 21 °CT(25) = 45 °CT = 31 °C
t = min
10.Diferansiyel denklemlerZor
Bir tankta 500 L saf su var. Litre başına 0,1 kg tuz içeren tuzlu su 5 L/min debiyle giriyor ve iyi karışmış çözelti aynı debiyle çıkıyor. 75 dakika sonra tankta ne kadar tuz m vardır?
V = 500 Lm0 = 0 kgc = 0,1 kg/Lr = 5 L/min
m = kg
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen matrisler için C = AB olsun. c11 elemanını bulun (satır 1, sütun 1).
A = [−2 1; 5 −6]B = [−4 0; −4 −4]
c11 =
12.Matrisler ve determinantlarZor
Gösterilen A matrisinin büyük özdeğeri λ'ı bulun.
A = [−3 −4; 9 10]
λ =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
a = (−5, −3, 0) ve b = (−2, 2, 6) vektörleri arasındaki θ açısını derece cinsinden bulun.
a = (−5, −3, 0)b = (−2, 2, 6)
θ = °
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
a = (2, 6, −6) ve b = (−1, −6, −2) vektörlerinin gerdiği paralelkenarın alanını A bulun.
a = (2, 6, −6)b = (−1, −6, −2)
A =
15.OlasılıkOrta
Gösterilen dağılım için X’in standart sapmasını σ bulun.
x: 0, 1, 2, 3p(x): 0,05, 0,25, 0,35, 0,35
σ =
16.OlasılıkZor
Bir oyunu oynamanın bedeli €1. 0,3 olasılıkla €5, 0,05 olasılıkla €50 kazanırsınız; aksi halde hiçbir şey kazanmazsınız. Bahis geri verilmez. Oyun başına beklenen net kazancı E(G) bulun.
Sınav puanları ortalaması 500 ve standart sapması 25 olan normal dağılımlıdır. 475 puanının z puanı z'yi bulun.
μ = 500σ = 25x = 475
z =
19.Normal dağılımOrta
Standart normal eğri altında, −z ile z arasındaki gölgeli alan 0,9312 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.
A = 0,9312
z =
20.Normal dağılımZor
torba ağırlıkları, ortalaması 250 g ve standart sapması 5 g olan normal dağılım gösterir. Gölgeli en alt %75 solunda kalacak şekilde kesme değerini sürükleyin. Kesme değerini x bulun.
μ = 250 gσ = 5 g75%
x = g
3Çözeltiler
1.Limitler
Cevap: L = −0,75
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).
Eşlenikle çarpın
f(x) = −3x/(√(4x2 − 3x) + 2x)
x’e bölün
f(x) = −3/(√(4 + (−3)/x) + 2)
x → ∞ alın
L = −3/(2 + 2) = −0,75
Cevap
L = −0,75
2.Limitler
Cevap: L = 2,25
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
3·sin 3x/(4x) → 0/0
İkinci uygulama
9·cos 3x/4
x = 0 koyun
L = 9/4 = 2,25
Cevap
L = 2,25
3.Türevler
Cevap: f′(1) = 10
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) = 5·(2x − 1)4·2
Yerine koyun
f′(1) = 5·14·2 = 10
Cevap
f′(1) = 10
4.Türevler
Cevap: b = −6
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.
Nokta ve eğim
f(−2) = −4
f′(x) = x + 1 → f′(−2) = −1
x = 0'da teğet
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −4 − (−1)·(−2) = −6
Cevap
b = −6
5.İntegraller
Cevap: I = 2,333
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.
Değişken değiştirme
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u2 du
İntegral alın ve sınırları koyun
I = [u3/3]12 = (8 − 1)/3 = 2,333
Cevap
I = 2,333
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: Im(w) = −0,625
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.
w’nun modülü ve argümanı
|w| = 2,5 / 2 = 1,25
θ = 70° − (−140)° = 210° → −150°
Dikdörtgen biçim
Re(w) = 1,25·cos(−150°) = −1,083
Im(w) = 1,25·sin(−150°) = −0,625
Im(w) = −0,625
Cevap
Im(w) = −0,625
8.Karmaşık sayılar
Cevap: D (3∠120°)
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 = 30°, 120°, −150°, −60°
Nokta
D = 3∠120°
Cevap
D (3∠120°)
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: t = 46,64 min
Birinci mertebe diferansiyel denklemler: dy/dt = k·y’nin çözümü y = y₀·ekt’dir (k > 0 için büyüme, k < 0 için azalma); T yarı ömrü k = ln 2/T verir. Newton’un soğuma yasası dT/dt = −k·(T − Tₐ), T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt verir. y′ + p(x)·y = q(x) lineer denklemi μ = e∫p dx integrasyon çarpanıyla çözülür: (μy)′ = μq, dolayısıyla μy = ∫μq dx + C.
Soğuma sabiti
k = ln(66/24)/25 = 0,04046 min⁻¹
Hedefe ulaşma süresi
t = ln(66/10)/0,04046 = 46,64 min
Cevap
t = 46,64 min
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: m = 26,38 kg
Birinci mertebe diferansiyel denklemler: dy/dt = k·y’nin çözümü y = y₀·ekt’dir (k > 0 için büyüme, k < 0 için azalma); T yarı ömrü k = ln 2/T verir. Newton’un soğuma yasası dT/dt = −k·(T − Tₐ), T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt verir. y′ + p(x)·y = q(x) lineer denklemi μ = e∫p dx integrasyon çarpanıyla çözülür: (μy)′ = μq, dolayısıyla μy = ∫μq dx + C.
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.
Satır çarpı sütun
c11 = (−2)·(−4) + 1·(−4) = 4
Cevap
c11 = 4
12.Matrisler ve determinantlar
Cevap: λ = 6
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.
Karakteristik denklem
λ² − (7)λ + (6) = 0
Çözün
λ = (7 ± √(25))/2 → λ = 1, 6
λ = 6
Cevap
λ = 6
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: θ = 84,06 °
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.
Skaler çarpım
a·b = (−5)·(−2) + (−3)·2 + 0·6 = 4
Büyüklükler
|a| = √((−5)² + (−3)² + 0²) = 5,831
|b| = √((−2)² + 2² + 6²) = 6,633
Açı
cos θ = 4/(5,831·6,633) = 0,1034
θ = arccos(0,1034) = 84,06°
Cevap
θ = 84,06°
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: A = 49,4
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.
Vektörel çarpım
(a × b)x = aybz − azby = 6·(−2) − (−6)·(−6) = −48
(a × b)y = azbx − axbz = (−6)·(−1) − 2·(−2) = 10
(a × b)z = axby − aybx = 2·(−6) − 6·(−1) = −6
Alan
A = |a × b| = √((−48)² + 10² + (−6)²) = 49,4
Cevap
A = 49,4
15.Olasılık
Cevap: σ = 0,8944
Kesikli rastgele değişkenler: bir olasılık dağılımı, bir değişkenin alabileceği her x değerini p(x) olasılığıyla listeler; olasılıklar 0 ile 1 arasındadır ve toplamları 1’dir. Beklenen değer (ortalama) E(X) = Σx·p(x)’tir, yani uzun vadeli ortalamadır. Varyans Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²’dir ve standart sapma σ = √Var(X)’tir. Doğrusal bir değişimde Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) ve σY = |a|·σX’tir; sabit eklemek yayılımı değiştirmez.
Ortalama
μ = 0·0,05 + 1·0,25 + 2·0,35 + 3·0,35 = 2
Karelerin ortalaması
E(X²) = 0·0,05 + 1·0,25 + 4·0,35 + 9·0,35 = 4,8
Varyans
Var(X) = 4,8 − 2² = 0,8
σ = √0,8 = 0,8944
Cevap
σ = 0,8944
16.Olasılık
Cevap: E(G) = 3 €
Kesikli rastgele değişkenler: bir olasılık dağılımı, bir değişkenin alabileceği her x değerini p(x) olasılığıyla listeler; olasılıklar 0 ile 1 arasındadır ve toplamları 1’dir. Beklenen değer (ortalama) E(X) = Σx·p(x)’tir, yani uzun vadeli ortalamadır. Varyans Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ²’dir ve standart sapma σ = √Var(X)’tir. Doğrusal bir değişimde Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) ve σY = |a|·σX’tir; sabit eklemek yayılımı değiştirmez.
Net sonuçlar
G: 4 (p = 0,3), 49 (p = 0,05), −1 (p = 0,65)
Beklenen değer
E(G) = 4·0,3 + 49·0,05 − 1·0,65 = 3 €
Cevap
E(G) = 3 €
Pozitif bir değer, ortalamada para kazandığınız anlamına gelir.
17.Betimsel istatistik
Cevap: s = 10,95
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 = (475 − 500)/25 = −1
Cevap
z = −1
19.Normal dağılım
Cevap: z = 1,82
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 + 0,9312)/2 = 0,9656
z tablosunu tersten okuyun
Tablonun içinde 0,9656 değerini bulun ve z’yi okuyun.
z = 1,82
Cevap
z = 1,82
20.Normal dağılım
Cevap: x = 253,4 g
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.