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 + 1/x)3x limitini bulun. Ondalık bir değer verin.
f(x) = (1 + 1/x)3xx → ∞
L =
2.LimitlerZor
x radyan cinsinden olmak üzere L = limx→0 (1 − cos 3x)/(3x²) limitini bulun.
f(x) = (1 − cos 3x)/(3x²)x → 0
L =
3.TürevlerOrta
f(x) = ln(x2 + 1) olsun. f′(2)'i bulun.
f(x) = ln(x2 + 1)x = 2
f′(2) =
4.TürevlerZor
f(x) = x3 − 7,5x2 + 18x − 6 olsun. Yerel maksimumun x koordinatı x'i bulun.
f(x) = x3 − 7,5x2 + 18x − 6
x =
5.İntegrallerOrta
I = ∫12 3/x dx'i hesaplayın.
f(x) = 3/x[1, 2]
I =
6.İntegrallerZor
y = x doğrusu ile y = 0,5x² parabolü arasındaki bölge x ekseni etrafında döndürülüyor. Cismin hacmini V bulun.
y = xy = 0,5x²
V =
7.Karmaşık sayılarOrta
z = 3·e−j0,5 sayısının açısı radyan cinsindendir. Sanal kısmını bulun: b.
r = 3θ = −0,5 rad
b =
8.Karmaşık sayılarZor
A–D noktalarından tam biri z⁶ = 64∠90° denkleminin köküdür. Ona tıklayın.
w = 64∠90°n = 6
1A (2∠−135°)
2B (3,6∠−135°)
3C (2∠−165°)
4D (2∠90°)
9.Diferansiyel denklemlerOrta
4 °C’deki bir kutu gazoz buzdolabından çıkarılıp 29 °C’deki bir odaya alınıyor. 5 dakika sonra sıcaklığı 14 °C’dir. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). Başlangıçtan ne kadar süre sonra, t, 20 °C’ye ulaşır?
T0 = 4 °CTa = 29 °CT(5) = 14 °CT = 20 °C
t = min
10.Diferansiyel denklemlerZor
Bir tankta 100 L saf su var. Litre başına 0,05 kg tuz içeren tuzlu su 10 L/min debiyle giriyor ve iyi karışmış çözelti aynı debiyle çıkıyor. Kaç dakika t sonra tankta 3 kg tuz bulunur?
V = 100 Lm0 = 0 kgc = 0,05 kg/Lr = 10 L/min
t = min
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen 3×3 A matrisinin determinantı det A'ı bulun.
A = [3 −2 4; −3 2 4; −1 −5 −1]
det A =
12.Matrisler ve determinantlarZor
−6x − 4y = 0 ve 3x − 2y = −10 sistemini çözün. x'yi bulun.
−6x − 4y = 03x − 2y = −10
x =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
a = (−3, 0, −3) ve b = (−1, 5, 6) vektörleri arasındaki θ açısını derece cinsinden bulun.
a = (−3, 0, −3)b = (−1, 5, 6)
θ = °
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
Bir köşeden çıkan kenarları a = (−1, −5, 2), b = (1, −5, 2) ve c = (−3, −2, 4) olan paralelyüzlünün hacmini V bulun.
a = (−1, −5, 2)b = (1, −5, 2)c = (−3, −2, 4)
V =
15.OlasılıkOrta
Bir torbada 8 kırmızı ve 9 mavi top var. İlkini geri koymadan iki top çekiyorsunuz. İkisinin de kırmızı olma olasılığı P nedir?
8 / 9
P =
16.OlasılıkZor
Bir testte 8 çoktan seçmeli soru var. Tahminle cevap veren bir öğrenci her birini bağımsız olarak 0,4 olasılıkla doğru yapıyor. Tam olarak 4 doğru cevap olasılığı P nedir?
Bir büyüklük ortalaması 170 ve standart sapması 12 olan normal dağılımlıdır. Değerlerin hangi oranı P 182'ün üstündedir?
μ = 170σ = 12x = 182
P =
19.Normal dağılımOrta
X ortalaması 60 s, standart sapması 5 s olan normal bir değişkendir; Y bağımsızdır ve ortalaması 45 s, standart sapması 4 s olan normaldir. X + Y’nin 101,8 s değerinden büyük olma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
μX = 60, σX = 5μY = 45, σY = 4X + Y > 101,8 s
P =
20.Normal dağılımZor
Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,05 mm, standart sapması 0,02 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,02 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
delik: μ = 25,05 mm, σ = 0,02 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
3Çözeltiler
1.Limitler
Cevap: L = 20,09
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 + 1/x)
Hesaplayın
u → 0 iken ln(1 + u)/u → 1, dolayısıyla x·ln(1 + a/x) → a.
ln L = 3·1 = 3
Logaritmayı geri alın
L = e3 = 20,09
Cevap
L = 20,09
2.Limitler
Cevap: L = 1,5
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
3·sin 3x/(6x) → 0/0
İkinci uygulama
9·cos 3x/6
x = 0 koyun
L = 9/6 = 1,5
Cevap
L = 1,5
3.Türevler
Cevap: f′(2) = 0,8
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.
Logaritma için zincir kuralı
f′(x) = 2x/(x2 + 1)
Yerine koyun
f′(2) = 4/5 = 0,8
Cevap
f′(2) = 0,8
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.
İlkel fonksiyon
F(x) = 3·ln x
Sınırları yerine koyun
I = 3·(ln 2 − ln 1) = 3·ln 2 = 2,079
Cevap
I = 2,079
6.İntegraller
Cevap: V = 3,351
Dönel cisim hacimleri: y = f(x) eğrisi altındaki x = a’dan x = b’ye bölgeyi x ekseni etrafında döndürmek, x’teki kesiti f(x) yarıçaplı bir disk olan bir cisim oluşturur. Diskleri toplamak V = π∫ₐᵇ f(x)² dx verir. Bölge bir dış R(x) eğrisi ile bir iç r(x) eğrisi arasında olduğunda her dilim bir rondeladır: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Yarıçapların karesini çıkarmadan önce alın.
Kesişim noktaları
1x = 0,5x² → x = 0, x = 2
Rondela (pul) yöntemi
V = π∫₀2 ((1x)² − (0,5x²)²) dx
İntegral alın
V = π(1·2³/3 − 0,25·2⁵/5) = π·1,067 = 3,351
Cevap
V = 3,351
7.Karmaşık sayılar
Cevap: b = −1,438
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.
Euler formülü
z = 3·(cos −0,5 + j sin −0,5)
Bileşenler (radyan)
a = 3·cos −0,5 = 2,633
b = 3·sin −0,5 = −1,438
b = −1,438
Cevap
b = −1,438
8.Karmaşık sayılar
Cevap: C (2∠−165°)
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| = 2
θ = 15°, 75°, 135°, −165°, −105°, −45°
Nokta
C = 2∠−165°
Cevap
C (2∠−165°)
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: t = 10 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(-25/-15)/5 = 0,1022 min⁻¹
Hedefe ulaşma süresi
t = ln(-25/(−9))/0,1022 = 10 min
Cevap
t = 10 min
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: t = 9,163 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.
Sonuç
m(t) = 5 + (−5)·e−t/10
t için çözün
e−t/10 = (5 − 3)/(5 − 0) = 0,4
t = 10·ln(2,5) = 9,163 min
Cevap
t = 9,163 min
11.Matrisler ve determinantlar
Cevap: det A = 136
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 = 18, M₁₂ = 7, M₁₃ = 17
Kofaktör açılımı
det A = 3·18 − (−2)·7 + 4·17 = 136
Cevap
det A = 136
12.Matrisler ve determinantlar
Cevap: x = −1,667
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 = (−6)·(−2) − (−4)·3 = 24
x sütununu değiştirin
det Aₓ = 0·(−2) − (−4)·(−10) = −40
x = −40/24 = −1,667
Cevap
x = −1,667
y = 2,5
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: θ = 116,7 °
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 = (−3)·(−1) + 0·5 + (−3)·6 = −15
Büyüklükler
|a| = √((−3)² + 0² + (−3)²) = 4,243
|b| = √((−1)² + 5² + 6²) = 7,874
Açı
cos θ = −15/(4,243·7,874) = −0,449
θ = arccos(−0,449) = 116,7°
Cevap
θ = 116,7°
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: V = 32
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.
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.
Birinci ve ikinci çekiş
P = 8/17 · 7/16 = 56/272 = 0,2059
Cevap
P = 0,2059
16.Olasılık
Cevap: P = 0,2322
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.
Ortalama
x̄ = 235/5 = 47
Sapmaların kareleri
Σ(x − x̄)² = 10² + 10² + 6² + (−29)² + 3² = 1086
Standart sapma
s = √(1086/4) = 16,48
Cevap
s = 16,48
18.Betimsel istatistik
Cevap: P = 0,1587
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
Standart normal tablo
Φ(1) = 0,8413
P = 1 − 0,8413 = 0,1587
Cevap
P = 0,1587
19.Normal dağılım
Cevap: P = 0,6915
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.
Toplamın dağılımı
μ = 105 s, σ = √(5² + 4²) = 6,403 s
Standartlaştırın
z = (101,8 − 105)/6,403 = −0,5
Üst kuyruk
P = 1 − Φ(−0,5) = 1 − 0,3085 = 0,6915
Cevap
P = 0,6915
20.Normal dağılım
Cevap: P = 0,9616
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.