Вища математика: шпаргалка-підсумок

Аркуші з формулами, ключові кроки методів для кожної теми та 20 задач для практики, з повними розв’язками наприкінці.

Нові задачіНазад до курсу

У вікні друку виберіть «Зберегти як PDF», щоб зберегти копію на пристрої.

1Формули та методи

Границі

Пряма підстановка
спершу спробуйте x = a; 0/0 означає, що треба спростити
Розкладіть на множники й скоротіть
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Спряжений вираз
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Границі на нескінченності
поділіть на найвищий степінь x; однакові степені дають відношення старших коефіцієнтів
Особлива границя
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Правило Лопіталя
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Похідні

Похідна степеня
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Правило добутку
(uv)′ = u′v + uv′
Похідна частки
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Ланцюгове правило
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Основні похідні
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Метод

  1. Визначте структуру: сума, добуток, частка чи композиція.
  2. Застосуйте степеневе правило до кожного степеня x.
  3. За потреби використайте правило добутку, частки або ланцюгове правило.
  4. Спростіть і, якщо треба, обчисліть значення в точці.

Інтеграли

Похідна степеня
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Визначений інтеграл
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Основні інтеграли
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Площа між кривими
∫ab (f − g) dx

Метод

  1. Якщо можливо, перепишіть підінтегральну функцію як суму простих доданків.
  2. Застосуйте степеневе правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), і табличні інтеграли для ex, 1/x, sin і cos.
  3. Використовуйте підстановку, коли бачите функцію разом з її похідною.
  4. Для визначеного інтеграла обчисліть F(b) − F(a).

Комплексні числа

Алгебраїчна форма
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Модуль і аргумент
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Полярна та показникова форми
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Ділення
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Добуток і частка
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
Муавр
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Корені n-го степеня
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Квадратне рівняння з p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Метод

  1. Оберіть форму, що підходить для операції: алгебраїчну a + jb для додавання й віднімання, полярну r∠θ для множення, ділення, степенів і коренів.
  2. Розкривайте дужки з j² = −1; діліть, помноживши чисельник і знаменник на спряжене знаменника.
  3. Перетворюйте за r = √(a² + b²) і θ за ескізом точки (перевірте чверть), а назад — за a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Для степенів користуйтеся формулою Муавра, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; для zⁿ = R∠φ випишіть усі n коренів R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Диференціальні рівняння

Експоненціальне зростання/спадання
dy/dt = ky → y = y0ekt
Період напіврозпаду
k = ln 2 / t½
Закон охолодження Ньютона
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Інтегрувальний множник
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Бак змішування
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Матриці та визначники

визначник 2×2
det = ad − bc
Обернена матриця 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Продукт
(AB)ij = Σk AikBkj
Власні значення
det(A − λI) = 0
Правило Крамера
xi = det(Ai)/det(A)

Вектори: скалярний і векторний добутки

Модуль
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Одиничний вектор
û = a/|a|
Компоненти за кутом
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Скалярний добуток
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Скалярна проєкція a на b
a·b/|b|
Робота
W = F·d
Векторний добуток
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Площі
паралелограм |a × b|, трикутник ½|a × b|
Момент відносно O
MO = r × F, r = A − O
Об’єм паралелепіпеда
V = |a·(b × c)|

Метод

  1. Запишіть кожен вектор у компонентах; для сили, заданої модулем і кутом, використовуйте F·cos θ і F·sin θ.
  2. Для довжин і напрямів використовуйте модуль √(x² + y² + z²) та одиничний вектор a/|a|.
  3. Скалярний добуток використовуйте для кутів, проєкцій, перпендикулярності й роботи: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Векторний добуток використовуйте для перпендикулярних векторів, площ і моментів: акуратно запишіть три компоненти, зберігаючи порядок a × b.

Імовірність

Протилежна подія
P(not A) = 1 − P(A)
Правило додавання
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Незалежні події
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Умовна ймовірність
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Біноміальний розподіл
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Описова статистика

Середнє
x̄ = Σx/n
Вибіркове стандартне відхилення
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Медіана
серединне значення впорядкованих даних
z-оцінка
z = (x − μ)/σ
Нормальний розподіл
68% у межах ±1σ, 95% у межах ±2σ

Нормальний розподіл

z-оцінка
z = (x − μ)/σ
Менше за x
P(X < x) = Φ(z)
Більше за x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Між
Φ(z2) − Φ(z1)
Процентиль
x = μ + z·σ

Метод

  1. Переведіть значення в z-оцінку: z = (x − μ)/σ.
  2. Знайдіть Φ(z) — площу ліворуч від z.
  3. Для площі праворуч використайте 1 − Φ(z); для інтервалу відніміть дві ліві площі.
  4. Для процентиля дійте у зворотному порядку: знайдіть z для площі, потім x = μ + z·σ.

2Задачі для практики

1.ГраниціСередня
xyy = L

Знайдіть границю L = limx→∞ (1 + 0,5/x)2x. Дайте десяткове значення.

f(x) = (1 + 0,5/x)2xx → ∞
L =
2.ГраниціСкладна
xyx = 0

Знайдіть границю L = limx→0 (1 − cos 5x)/(x²), де x у радіанах.

f(x) = (1 − cos 5x)/(x²)x → 0
L =
3.ПохідніСередня
xyx = 0,5

Нехай f(x) = x·sin(x), x у радіанах. Знайдіть f′(0,5).

f(x) = x·sin(x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.ПохідніСкладна
xyx = 2

Дотична до f(x) = x2 − 4x − 2 у точці x = 2 перетинає вісь y у точці y = b. Знайдіть b.

f(x) = x2 − 4x − 2x = 2
b =
5.ІнтегралиСередня
xy03

Обчисліть I = ∫03 e−0,5x dx.

f(x) = e−0,5x[0, 3]
I =
6.ІнтегралиСкладна
xy−22

Знайдіть площу A області між параболою y = 4 − x² і віссю x.

y = 4 − x²
A =
7.Комплексні числаСередня
ReIm55−5−51010−10−10zABCD

Діаграма показує z = 4 − j2. Для w = 2∠180° клікніть точку, що зображує z·w.

z = 4 − j2w = 2∠180°
  1. 1A (−2 + j)
  2. 2B (−4 + j2)
  3. 3C (8 − j4)
  4. 4D (−8 + j4)
8.Комплексні числаСкладна
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₁z₂

Один із коренів z³ − 3z − 52 = 0 дорівнює z₁ = −2 + j3. Коефіцієнти дійсні. Знайдіть дійсний корінь r.

z₁ = −2 + j3
r =
9.Диференціальні рівнянняСередня
t (min)T (°C)54Ta​256 °C371 °C

Кувану сталеву деталь температурою 420 °C залишили остигати в цеху з температурою 27 °C. Через 54 min її температура становить 256 °C. Вона підпорядковується закону охолодження Ньютона, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Через який час від початку, t, вона досягне 371 °C?

T0 = 420 °CTa = 27 °CT(54) = 256 °CT = 371 °C
t = min
10.Диференціальні рівнянняСкладна
t (min)m (kg)40 minm = ?

Бак містить 100 L чистої води. Розсіл із 0,2 kg солі на літр надходить зі швидкістю 5 L/min, а добре перемішаний розчин витікає з тією самою швидкістю. Скільки солі m буде в баку через 40 min?

V = 100 Lm0 = 0 kgc = 0,2 kg/Lr = 5 L/min
m = kg
11.Матриці та визначникиСередня
A =15−51−3−35−4−1

Знайдіть визначник det A поданої матриці 3×3 A.

A = [1 5 −5; 1 −3 −3; 5 −4 −1]
det A =
12.Матриці та визначникиСкладна
A =−6631b =−99

Розв'яжіть систему −6x + 6y = −9 і 3x + y = 9. Знайдіть x.

−6x + 6y = −93x + y = 9
x =
13.Вектори: скалярний і векторний добуткиСередня
xyzab

Знайдіть скалярну проєкцію compb a вектора a = (−5, 2, 2) на b = (3, 1, 5), тобто компоненту a у напрямі b.

a = (−5, 2, 2)b = (3, 1, 5)
compb a =
14.Вектори: скалярний і векторний добуткиСкладна
xyzabc

Знайдіть об’єм V паралелепіпеда, ребра якого з однієї вершини — a = (−1, 5, 1), b = (−2, 0, 3) і c = (−4, 3, −5).

a = (−1, 5, 1)b = (−2, 0, 3)c = (−4, 3, −5)
V =
15.ІмовірністьСередня
xp(x)00,2510,2520,3530,0540,1μ = 1,5

Для показаного розподілу знайдіть середнє квадратичне відхилення σ величини X.

x: 0, 1, 2, 3, 4p(x): 0,25, 0,25, 0,35, 0,05, 0,1
σ =
16.ІмовірністьСкладна
n = 6, p = 0,5: P(X ≤ 1) = ?k0123456

Тестують 6 компонентів, кожен виходить з ладу незалежно з імовірністю 0,5. Яка ймовірність P, що з ладу вийде щонайбільше один?

n = 6p = 0,5
P =
17.Описова статистикаСередня
152025303540

Знайдіть вибіркове стандартне відхилення s даних: 40, 28, 34, 11, 14.

n = 5
s =
18.Описова статистикаСкладна
z −2−1012

Оцінки за іспит розподілені нормально із середнім 500 і стандартним відхиленням 100. Знайдіть z-оцінку z для результату 650.

μ = 500σ = 100x = 650
z =
19.Нормальний розподілСередня
96,25123,25P = ?

Нехай результати IQ-тестів розподілені нормально із середнім 100 балів і стандартним відхиленням 15 балів. Яка частка значень лежить між 96,25 і 123,25 балів? Подайте P у вигляді десяткового дробу.

μ = 100σ = 15x1 = 96,25x2 = 123,25
P =
20.Нормальний розподілСкладна
10 cm0X − Y?

Зріст чоловіків (X) і жінок (Y) у групі незалежні та нормальні: X має середнє 180 cm і середнє квадратичне відхилення 10 cm, Y має середнє 170 cm і середнє квадратичне відхилення 12 cm. Знайдіть імовірність P того, що X більше за Y. Округліть z до двох знаків після коми.

μX = 180 cm, σX = 10 cmμY = 170 cm, σY = 12 cm
P =

3Розчини

1.Границі

Відповідь: L = 2,718

Границі: спершу спробуйте пряму підстановку. Якщо виходить 0/0, спочатку спростіть: розкладіть на множники й скоротіть спільний множник або помножте на спряжений вираз. При x → ∞ поділіть чисельник і знаменник на найвищий степінь x. Правило Лопіталя: якщо f/g дає 0/0 або ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причому чисельник і знаменник диференціюють окремо (а не за правилом частки).

Візьміть логарифм

ln L = limx→∞ 2·x·ln(1 + 0,5/x)

Обчисліть

ln(1 + u)/u → 1 при u → 0, тож x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 2·0,5 = 1

Позбудьтеся логарифма

L = e1 = 2,718

Відповідь

L = 2,718
2.Границі

Відповідь: L = 12,5

Границі: спершу спробуйте пряму підстановку. Якщо виходить 0/0, спочатку спростіть: розкладіть на множники й скоротіть спільний множник або помножте на спряжений вираз. При x → ∞ поділіть чисельник і знаменник на найвищий степінь x. Правило Лопіталя: якщо f/g дає 0/0 або ∞/∞, то lim f/g = lim f′/g′, причому чисельник і знаменник диференціюють окремо (а не за правилом частки).

Перше застосування

5·sin 5x/(2x) → 0/0

Друге застосування

25·cos 5x/2

Підставте x = 0

L = 25/2 = 12,5

Відповідь

L = 12,5
3.Похідні

Відповідь: f′(0.5) = 0,9182

Диференціювання: похідна f′(x) — це нахил графіка в точці x. Степеневе правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило добутку: (uv)′ = u′v + uv′. Ланцюгове правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Де f′(x) = 0, графік має горизонтальну дотичну: максимум, мінімум або сідлову точку.

Правила добутку й ланцюгове

f′(x) = sin(x) + x·cos(x)

Підставте

f′(0,5) = 0,4794 + 0,5·0,8776 = 0,9182

Відповідь

f′(0,5) = 0,9182
4.Похідні

Відповідь: b = −6

Диференціювання: похідна f′(x) — це нахил графіка в точці x. Степеневе правило: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Правило добутку: (uv)′ = u′v + uv′. Ланцюгове правило: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Де f′(x) = 0, графік має горизонтальну дотичну: максимум, мінімум або сідлову точку.

Точка і нахил

f(2) = −6
f′(x) = 2x − 4 → f′(2) = 0

Дотична при x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −6 − 0·2 = −6

Відповідь

b = −6
5.Інтеграли

Відповідь: I = 1,554

Визначені інтеграли: ∫ₐᵇ f(x) dx — це площа зі знаком між графіком і віссю x від a до b. Знайдіть первісну F (F′ = f) і обчисліть F(b) − F(a). Степеневе правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Площа між двома кривими — це ∫(верхня − нижня) dx.

Первісна

F(x) = e−0,5x/(−0,5)

Підставте межі

I = (e−1,5 − 1)/(−0,5) = (0,2231 − 1)/(−0,5) = 1,554

Відповідь

I = 1,554
6.Інтеграли

Відповідь: A = 10,67

Визначені інтеграли: ∫ₐᵇ f(x) dx — це площа зі знаком між графіком і віссю x від a до b. Знайдіть первісну F (F′ = f) і обчисліть F(b) − F(a). Степеневе правило: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Площа між двома кривими — це ∫(верхня − нижня) dx.

Нулі

4 − x² = 0 → x = ±2

Інтегруйте

A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67

Відповідь

A = 10,67
7.Комплексні числа

Відповідь: D (−8 + j4)

Полярна форма: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, де r = |z| і θ = arg z. Назад до алгебраїчної форми: a = r cos θ, b = r sin θ. Для аргументу потрібна чверть: θ = atan(b/a) лише за a > 0; за a < 0 додайте або відніміть 180°. У полярній формі множення просте: перемножте модулі й додайте аргументи; для ділення поділіть модулі й відніміть аргументи.

Дія w

|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + 180°

Точка

z·w = −8 + j4 → D

Відповідь

D (−8 + j4)
8.Комплексні числа

Відповідь: r = 4

Формула Муавра та корені: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. Рівняння zⁿ = R∠φ має рівно n коренів, усі з модулем R1/n, з аргументами (φ + 360°·k)/n для k = 0, 1, …, n − 1: вони лежать рівномірно на колі, на відстані 360°/n один від одного. Квадратне рівняння z² + pz + q = 0 за p² < 4q має комплексні корені z = −p/2 ± j√(q − p²/4); многочлен з дійсними коефіцієнтами завжди має комплексні корені спряженими парами a ± jb.

Спряжена пара

z₂ = −2 − j3
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·(−2)·z + ((−2)² + 3²) = z² + 4z + 13

Винесіть квадратний множник

z³ − 3z − 52 = (z² + 4z + 13)(z − 4)

Дійсний корінь

r = 4

Відповідь

r = 4

Перевірте сумою коренів: z₁ + z₂ + r = −4 + 4 = 0 = −(0).

9.Диференціальні рівняння

Відповідь: t = 13,31 min

Диференціальні рівняння першого порядку: dy/dt = k·y має розв’язок y = y₀·ekt (зростання при k > 0, спадання при k < 0); період напіврозпаду T дає k = ln 2/T. Закон охолодження Ньютона dT/dt = −k·(T − Tₐ) дає T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Лінійне рівняння y′ + p(x)·y = q(x) розв’язують з інтегрувальним множником μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, тож μy = ∫μq dx + C.

Стала охолодження

k = ln(393/229)/54 = 0,01 min⁻¹

Час до досягнення цільової температури

t = ln(393/344)/0,01 = 13,31 min

Відповідь

t = 13,31 min
10.Диференціальні рівняння

Відповідь: m = 17,29 kg

Диференціальні рівняння першого порядку: dy/dt = k·y має розв’язок y = y₀·ekt (зростання при k > 0, спадання при k < 0); період напіврозпаду T дає k = ln 2/T. Закон охолодження Ньютона dT/dt = −k·(T − Tₐ) дає T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Лінійне рівняння y′ + p(x)·y = q(x) розв’язують з інтегрувальним множником μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, тож μy = ∫μq dx + C.

Складіть рівняння

dm/dt = 5·0,2 − (5/100)·m = 1 − 0,05·m

Розв’яжіть

Інтегрувальний множник ert/V; розв’язок наближається до рівноважного c·V.

m(t) = 20 + (−20)·e−t/20

Підставте t

m(40) = 20 + (−20)·0,1353 = 17,29 kg

Відповідь

m = 17,29 kg
11.Матриці та визначники

Відповідь: det A = −134

Матриці: визначник матриці 2×2 дорівнює ad − bc. Для 3×3 розкладіть за рядком: кожен елемент множиться на визначник матриці 2×2, що залишається після викреслення його рядка і стовпця, зі знаками, що чергуються: + − +. Власні значення λ задовольняють det(A − λI) = 0; для 2×2 це λ² − (слід)·λ + det = 0.

Мінори 2×2 першого рядка

M₁₁ = −9, M₁₂ = 14, M₁₃ = 11

Розклад за рядком

det A = 1·(−9) − 5·14 + (−5)·11 = −134

Відповідь

det A = −134
12.Матриці та визначники

Відповідь: x = 2,625

Матриці: визначник матриці 2×2 дорівнює ad − bc. Для 3×3 розкладіть за рядком: кожен елемент множиться на визначник матриці 2×2, що залишається після викреслення його рядка і стовпця, зі знаками, що чергуються: + − +. Власні значення λ задовольняють det(A − λI) = 0; для 2×2 це λ² − (слід)·λ + det = 0.

Визначник матриці коефіцієнтів

det A = (−6)·1 − 6·3 = −24

Замініть стовпець x

det Aₓ = (−9)·1 − 6·9 = −63
x = −63/(−24) = 2,625

Відповідь

x = 2,625
y = 1,125
13.Вектори: скалярний і векторний добутки

Відповідь: compb a = −0,5071

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.

Скалярний добуток

a·b = (−5)·3 + 2·1 + 2·5 = −3

Довжина b

|b| = √(3² + 1² + 5²) = 5,916

Скалярна проєкція

compb a = a·b/|b| = −3/5,916 = −0,5071

Відповідь

compb a = −0,5071

Від’ємна: a має компоненту, напрямлену проти b.

14.Вектори: скалярний і векторний добутки

Відповідь: V = 107

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.

Векторний добуток b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = 0·(−5) − 3·3 = −9
(b × c)y = bzcx − bxcz = 3·(−4) − (−2)·(−5) = −22
(b × c)z = bxcy − bycx = (−2)·3 − 0·(−4) = −6

Скалярний добуток з a

a·(b × c) = (−1)·(−9) + 5·(−22) + 1·(−6) = −107
V = |−107| = 107

Відповідь

V = 107
15.Імовірність

Відповідь: σ = 1,204

Дискретні випадкові величини: розподіл імовірностей перелічує всі значення x, яких може набувати величина, з імовірністю p(x); імовірності лежать між 0 і 1 та в сумі дають 1. Математичне сподівання (середнє) — E(X) = Σx·p(x), довгострокове середнє. Дисперсія — Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², а середнє квадратичне відхилення σ = √Var(X). Для лінійної зміни Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) і σY = |a|·σX; додавання сталої не змінює розкид.

Середнє

μ = 0·0,25 + 1·0,25 + 2·0,35 + 3·0,05 + 4·0,1 = 1,5

Середнє квадратів

E(X²) = 0·0,25 + 1·0,25 + 4·0,35 + 9·0,05 + 16·0,1 = 3,7

Дисперсія

Var(X) = 3,7 − 1,5² = 1,45
σ = √1,45 = 1,204

Відповідь

σ = 1,204
16.Імовірність

Відповідь: P = 0,1094

Імовірність: за рівноможливих наслідків P(A) = сприятливі/усі. Для незалежних подій імовірності множать: P(A і B) = P(A)·P(B). Часто допомагає протилежна подія: P(хоча б одна) = 1 − P(жодної). Біноміальний розподіл: у n незалежних випробуваннях з імовірністю успіху p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Нуль і одна відмова

P(X = 0) = 0,56 = 0,01563
P(X = 1) = 6·0,5·0,55 = 0,09375

Додайте

P = 0,01563 + 0,09375 = 0,1094

Відповідь

P = 0,1094
17.Описова статистика

Відповідь: s = 12,56

Описова статистика: середнє — сума, поділена на n; медіана — середнє значення впорядкованих даних (середнє двох середніх при парному n). Вибіркове стандартне відхилення s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z-оцінка z = (x − μ)/σ показує, на скільки стандартних відхилень значення віддалене від середнього.

Середнє

x̄ = 127/5 = 25,4

Квадрати відхилень

Σ(x − x̄)² = 14,6² + 2,6² + 8,6² + (−14,4)² + (−11,4)² = 631,2

Стандартне відхилення

s = √(631,2/4) = 12,56

Відповідь

s = 12,56
18.Описова статистика

Відповідь: z = 1,5

Описова статистика: середнє — сума, поділена на n; медіана — середнє значення впорядкованих даних (середнє двох середніх при парному n). Вибіркове стандартне відхилення s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z-оцінка z = (x − μ)/σ показує, на скільки стандартних відхилень значення віддалене від середнього.

Стандартизуйте

z = (650 − 500)/100 = 1,5

Відповідь

z = 1,5
19.Нормальний розподіл

Відповідь: P = 0,5381

Нормальний розподіл: переведіть значення x у z-оцінку z = (x − μ)/σ, яка показує, на скільки стандартних відхилень значення віддалене від середнього. Таблиця z (або Φ(z)) дає площу ліворуч від z, тобто P(X < x). Площа праворуч дорівнює 1 − Φ(z), а площа між двома значеннями — різниці їхніх площ ліворуч.

z-оцінки

z₁ = (96,25 − 100)/15 = −0,25
z₂ = (123,25 − 100)/15 = 1,55

Площа між

P = Φ(1,55) − Φ(−0,25) = 0,9394 − 0,4013 = 0,5381

Відповідь

P = 0,5381
20.Нормальний розподіл

Відповідь: P = 0,7389

Суми й різниці нормальних величин: якщо X і Y незалежні та нормальні, то X + Y і X − Y також нормальні. Середні додаються чи віднімаються: E(X ± Y) = μX ± μY. Дисперсії завжди додаються, також і для різниці: Var(X ± Y) = σX² + σY², тож σ = √(σX² + σY²). Середні квадратичні відхилення безпосередньо ніколи не додаються. Сума n незалежних елементів з однаковим розподілом має середнє n·μ і середнє квадратичне відхилення σ·√n. Далі стандартизуйте як звичайно: z = (x − середнє)/σ і зчитайте Φ(z).

Розподіл різниці

μ = 180 − 170 = 10 cm, σ = 15,62 cm

Стандартизуйте

z = (0 − 10)/15,62 = −0,64

Імовірність

P = 1 − Φ(−0,64) = 0,7389

Відповідь

P = 0,7389

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics