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 + 2x) − 2x) limitini bulun.
f(x) = √(4x2 + 2x) − 2xx → ∞
L =
2.LimitlerZor
x radyan cinsinden olmak üzere L = limx→0 ln(1 + 2x)/sin(5x) limitini bulun.
f(x) = ln(1 + 2x)/sin(5x)x → 0
L =
3.TürevlerOrta
f(x) = (−2x − 1)5 olsun. f′(0)'yi bulun.
f(x) = (−2x − 1)5x = 0
f′(0) =
4.TürevlerZor
f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x olsun. Yerel maksimumun x koordinatı x'i bulun.
f(x) = x3 + 7,5x2 + 12x
x =
5.İntegrallerOrta
I = ∫03 e0,5x dx'i hesaplayın.
f(x) = e0,5x[0, 3]
I =
6.İntegrallerZor
y = 2x2 ve y = x ile sınırlanan bölgenin alanı A'ı bulun.
y = 2x2y = x
A =
7.Karmaşık sayılarOrta
z = 2 + j sayısının argümanını, θ, derece cinsinden, −180° ile 180° arasındaki esas değer olarak bulun.
z = 2 + j
θ = °
8.Karmaşık sayılarZor
A–D noktalarından tam biri z³ = 27∠60° denkleminin köküdür. Ona tıklayın.
w = 27∠60°n = 3
1A (3∠60°)
2B (3∠−100°)
3C (3∠−130°)
4D (1,5∠−100°)
9.Diferansiyel denklemlerOrta
6 °C’deki bir kutu gazoz buzdolabından çıkarılıp 26 °C’deki bir odaya alınıyor. 13 dakika sonra sıcaklığı 20 °C’dir. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). Başlangıçtan ne kadar süre sonra, t, 23 °C’ye ulaşır?
T0 = 6 °CTa = 26 °CT(13) = 20 °CT = 23 °C
t = min
10.Diferansiyel denklemlerZor
Bir tankta, içinde 20 kg tuz çözünmüş 500 L su var. Litre başına 0,05 kg tuz içeren tuzlu su 4 L/min debiyle giriyor ve iyi karışmış çözelti aynı debiyle çıkıyor. 55 dakika sonra tankta ne kadar tuz m vardır?
V = 500 Lm0 = 20 kgc = 0,05 kg/Lr = 4 L/min
m = kg
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen 3×3 A matrisinin determinantı det A'ı bulun.
A = [−2 5 −2; 5 −1 −4; −3 0 −4]
det A =
12.Matrisler ve determinantlarZor
Gösterilen A matrisinin büyük özdeğeri λ'ı bulun.
A = [−1 1; −7 7]
λ =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
a = (3, −1, 6) ve b = (−5, −3, k) vektörlerinin dik olduğu k değerini bulun.
a = (3, −1, 6)b = (−5, −3, k)
k =
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
a = (−4, −2, 0) ve b = (−2, 0, 2) için a × b vektörel çarpımının z bileşenini (a × b)z bulun.
a = (−4, −2, 0)b = (−2, 0, 2)
(a × b)z =
15.OlasılıkOrta
Hilesiz bir zar 3 kez atılıyor. En az bir altı gelme olasılığı P nedir?
n = 3
P =
16.OlasılıkZor
6 parça test ediliyor ve her biri bağımsız olarak 0,1 olasılıkla bozuluyor. En fazla birinin bozulma olasılığı P nedir?
Sınav puanları ortalaması 50 ve standart sapması 12 olan normal dağılımlıdır. 26 puanının z puanı z'yi bulun.
μ = 50σ = 12x = 26
z =
19.Normal dağılımOrta
teslimat süreleri, ortalaması 32 min ve standart sapması 6 min olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 29,3 ile 39,5 min arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.
μ = 32σ = 6x1 = 29,3x2 = 39,5
P =
20.Normal dağılımZor
A koşucusunun tur süresi X ve B koşucusunun tur süresi Y bağımsız ve normaldir: X’in ortalaması 52 s, standart sapması 4 s; Y’nin ortalaması 48 s, standart sapması 3 s’dir. X’in Y’den büyük olma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
μX = 52 s, σX = 4 sμY = 48 s, σY = 3 s
P =
3Çözeltiler
1.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).
Eşlenikle çarpın
f(x) = 2x/(√(4x2 + 2x) + 2x)
x’e bölün
f(x) = 2/(√(4 + 2/x) + 2)
x → ∞ alın
L = 2/(2 + 2) = 0,5
Cevap
L = 0,5
2.Limitler
Cevap: L = 0,4
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).
L'Hôpital kuralı
L = limx→0 [2/(1 + 2x)]/[5·cos 5x]
x = 0 koyun
L = 2/5 = 0,4
Cevap
L = 0,4
3.Türevler
Cevap: f′(0) = −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′(0) = 5·(−1)4·(−2) = −10
Cevap
f′(0) = −10
4.Türevler
Cevap: x = −4
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.
İlkel fonksiyon
F(x) = e0,5x/0,5
Sınırları yerine koyun
I = (e1,5 − 1)/0,5 = (4,482 − 1)/0,5 = 6,963
Cevap
I = 6,963
6.İntegraller
Cevap: A = 0,04167
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.
Kesişim noktaları
2x2 = x → x = 0, x = 0,5
Üst eksi alt integrali alın
A = [0,5x2 − 0,6667x3]00,5 = 0,04167
Cevap
A = 0,04167
7.Karmaşık sayılar
Cevap: θ = 26,57 °
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.
Bölge
a = 2, b = 1 → I
Referans açı
α = atan(1/2) = 26,57°
Argüman
θ = α = 26,57°
Cevap
θ = 26,57°
Kutupsal biçimde z = 2,236∠26,57°.
8.Karmaşık sayılar
Cevap: B (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°, 140°, −100°
Nokta
B = 3∠−100°
Cevap
B (3∠−100°)
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: t = 20,48 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(-20/-6)/13 = 0,09261 min⁻¹
Hedefe ulaşma süresi
t = ln(-20/(−3))/0,09261 = 20,48 min
Cevap
t = 20,48 min
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: m = 21,78 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.
İlk satırın 2×2 minörleri
M₁₁ = 4, M₁₂ = −32, M₁₃ = −3
Kofaktör açılımı
det A = (−2)·4 − 5·(−32) + (−2)·(−3) = 158
Cevap
det A = 158
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 − (6)λ + (0) = 0
Çözün
λ = (6 ± √(36))/2 → λ = 0, 6
λ = 6
Cevap
λ = 6
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: k = 2
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 sıfıra eşit
a·b = 3·(−5) + (−1)·(−3) + 6·k = 0
−12 + 6·k = 0
k için çözün
k = −(−12)/6 = 2
Cevap
k = 2
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: (a × b)z = −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, bileşen bileşen
(a × b)x = aybz − azby = (−2)·2 − 0·0 = −4
(a × b)y = azbx − axbz = 0·(−2) − (−4)·2 = 8
(a × b)z = axby − aybx = (−4)·0 − (−2)·(−2) = −4
İstenen bileşen
(a × b)z = −4
Cevap
(a × b)z = −4
Kontrol: a × b her iki vektöre de diktir, bu yüzden a ve b ile skaler çarpımı sıfırdır.
15.Olasılık
Cevap: P = 0,4213
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)3 = 0,5787
P = 1 − 0,5787 = 0,4213
Cevap
P = 0,4213
16.Olasılık
Cevap: P = 0,8857
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.
Sıfır ve bir arıza
P(X = 0) = 0,96 = 0,5314
P(X = 1) = 6·0,1·0,95 = 0,3543
Toplayın
P = 0,5314 + 0,3543 = 0,8857
Cevap
P = 0,8857
17.Betimsel istatistik
Cevap: s = 12,74
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 = (26 − 50)/12 = −2
Cevap
z = −2
19.Normal dağılım
Cevap: P = 0,568
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.
z puanları
z₁ = (29,3 − 32)/6 = −0,45
z₂ = (39,5 − 32)/6 = 1,25
Aradaki alan
P = Φ(1,25) − Φ(−0,45) = 0,8944 − 0,3264 = 0,568
Cevap
P = 0,568
20.Normal dağılım
Cevap: P = 0,7881
Normal değişkenlerin toplamı ve farkı: X ve Y bağımsız ve normal ise X + Y ve X − Y de normaldir. Ortalamalar toplanır ya da çıkarılır: E(X ± Y) = μX ± μY. Varyanslar fark için de her zaman toplanır: Var(X ± Y) = σX² + σY², dolayısıyla σ = √(σX² + σY²). Standart sapmalar asla doğrudan toplanmaz. Aynı dağılıma sahip n bağımsız parçanın toplamının ortalaması n·μ, standart sapması σ·√n’dir. Sonra her zamanki gibi standartlaştırın: z = (x − ortalama)/σ ve Φ(z)’yi okuyun.