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→∞ (−3x3 + 9)/(4x3 + 4x + 2).

f(x) = (−3x3 + 9)/(4x3 + 4x + 2)x → ∞
L =
2.ГраниціСкладна
xyx = 0

Знайдіть границю L = limx→0 (1 − cos 5x)/(2x²), де x у радіанах.

f(x) = (1 − cos 5x)/(2x²)x → 0
L =
3.ПохідніСередня
xyx = −1

Нехай f(x) = ln(2x2 + 5). Знайдіть f′(−1).

f(x) = ln(2x2 + 5)x = −1
f′(−1) =
4.ПохідніСкладна
xy

Нехай f(x) = x3 − 6x2 + 6. Знайдіть x-координату x локального мінімуму.

f(x) = x3 − 6x2 + 6
x =
5.ІнтегралиСередня
xy01

Обчисліть I = ∫01 2x·(x² + 1)2 dx.

f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 1]
I =
6.ІнтегралиСкладна
xy2,5y = x²eˣ

Обчисліть I = ∫₀2,5 x²·eˣ dx.

∫₀2,5 x²eˣ dx
I =
7.Комплексні числаСередня
ReIm11−1−122−2−2θz

Знайдіть аргумент θ числа z = −2 + j у градусах, як головне значення між −180° і 180°.

z = −2 + j
θ = °
8.Комплексні числаСкладна
ReIm11−1−122−2−233−3−3z₁z₂

Один із коренів z³ + 7z² + 16z + 10 = 0 дорівнює z₁ = −3 + j. Коефіцієнти дійсні. Знайдіть дійсний корінь r.

z₁ = −3 + j
r =
9.Диференціальні рівнянняСередня
tyy(0) = 2y(1) = ?

Розв’яжіть y″ + 4y′ + 4y = 0 при y(0) = 2 і y′(0) = 2. Знайдіть y(1).

y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = 2
y(1) =
10.Диференціальні рівнянняСкладна
t (min)m (kg)65 minm = ?

Бак містить 1000 L чистої води. Розсіл із 0,05 kg солі на літр надходить зі швидкістю 4 L/min, а добре перемішаний розчин витікає з тією самою швидкістю. Скільки солі m буде в баку через 65 min?

V = 1000 Lm0 = 0 kgc = 0,05 kg/Lr = 4 L/min
m = kg
11.Матриці та визначникиСередня
A =5002442−11

Знайдіть визначник det A поданої матриці 3×3 A.

A = [5 0 0; 2 4 4; 2 −1 1]
det A =
12.Матриці та визначникиСкладна
A =4−1−8−3

Знайдіть більше власне значення λ поданої матриці A.

A = [4 −1; −8 −3]
λ =
13.Вектори: скалярний і векторний добуткиСередня
xyzab

Знайдіть кут θ між векторами a = (−2, −6, 5) і b = (−6, 3, −5) у градусах.

a = (−2, −6, 5)b = (−6, 3, −5)
θ = °
14.Вектори: скалярний і векторний добуткиСкладна
xyzab

Для a = (6, 6, −4) і b = (5, 4, 0) знайдіть y-компоненту (a × b)y векторного добутку a × b.

a = (6, 6, −4)b = (5, 4, 0)
(a × b)y =
15.ІмовірністьСередня
xp(x)00,3520,0540,3560,25μ = 3

Для показаного розподілу знайдіть дисперсію Var(X) величини X.

x: 0, 2, 4, 6p(x): 0,35, 0,05, 0,35, 0,25
Var(X) =
16.ІмовірністьСкладна
n = 8, p = 0,25: P(X ≤ 1) = ?k012345678

Тестують 8 компонентів, кожен виходить з ладу незалежно з імовірністю 0,25. Яка ймовірність P, що з ладу вийде щонайбільше один?

n = 8p = 0,25
P =
17.Описова статистикаСередня
152025303540455055

Знайдіть вибіркове стандартне відхилення s даних: 59, 46, 56, 12, 30, 32, 43.

n = 7
s =
18.Описова статистикаСкладна
z −2−1012

Величина розподілена нормально із середнім 60 і стандартним відхиленням 10. Яка частка P значень більша за 40?

μ = 60σ = 10x = 40
P =
19.Нормальний розподілСередня
200 g198,7 gT = X₁ + … + X₅?

Маси болти незалежні та нормальні із середнім 40 g і середнім квадратичним відхиленням 1,2 g. Знайдіть імовірність P того, що загальна маса 5 з них менша за 198,7 g. Округліть z до двох знаків після коми.

μ = 40 gσ = 1,2 gn = 5< 198.7 g
P =
20.Нормальний розподілСкладна
μ = 100x = ?90%

Нехай результати IQ-тестів розподілені нормально із середнім 100 балів і стандартним відхиленням 15 балів. Знайдіть значення x, нижче за яке лежать 90 % значень (90-й процентиль).

μ = 100σ = 15P = 90%
x = балів

3Розчини

1.Границі

Відповідь: L = −0,75

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).

Поділіть на найвищий степінь

(−3 + 9/x3)/(4 + 4/x2 + 2/x3)

Нехай x → ∞

L = −3/4 = −0,75

Відповідь

L = −0,75

При однакових степенях границя дорівнює відношенню старших коефіцієнтів.

2.Границі

Відповідь: L = 6,25

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/(4x) → 0/0

Друге застосування

25·cos 5x/4

Підставте x = 0

L = 25/4 = 6,25

Відповідь

L = 6,25
3.Похідні

Відповідь: f′(−1) = −0,5714

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.

Ланцюгове правило для логарифма

f′(x) = 4x/(2x2 + 5)

Підставте

f′(−1) = −4/7 = −0,5714

Відповідь

f′(−1) = −0,5714
4.Похідні

Відповідь: x = 4

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.

Похідна

f′(x) = 3x2 − 12x = 3·(x2 − 4x)

Розв'яжіть f′(x) = 0

x = 0 або x = 4

Що є що

f″(x) = 6x − 12: від'ємна в максимумі, додатна в мінімумі.

f″(0) = −12, f″(4) = 12
x = 4

Відповідь

x = 4
5.Інтеграли

Відповідь: I = 2,333

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.

Заміна змінної

u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u2 du

Проінтегруйте й підставте межі

I = [u3/3]12 = (8 − 1)/3 = 2,333

Відповідь

I = 2,333
6.Інтеграли

Відповідь: I = 37,59

Інтегрування частинами: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, з правила добутку. Оберіть за u множник, що спрощується після диференціювання (степінь x або ln x), а за dv — множник, який можна проінтегрувати (eˣ, sin x, cos x або x, коли u = ln x). Для визначеного інтеграла обчисліть u·v на обох межах: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. Множник x² потребує двох кіл.

Перший крок

∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx

Другий крок

∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)

Границі

12,18·(3,25) − 1·2 = 37,59

Відповідь

I = 37,59
7.Комплексні числа

Відповідь: θ = 153,4 °

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.

Чверть

a = −2, b = 1 → II

Опорний кут

α = atan(1/2) = 26,57°

Аргумент

θ = 180° − α = 153,4°

Відповідь

θ = 153,4°

У полярній формі z = 2,236∠153,4°.

8.Комплексні числа

Відповідь: r = −1

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 = −3 − j
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·(−3)·z + ((−3)² + 1²) = z² + 6z + 10

Винесіть квадратний множник

z³ + 7z² + 16z + 10 = (z² + 6z + 10)(z + 1)

Дійсний корінь

r = −1

Відповідь

r = −1

Перевірте сумою коренів: z₁ + z₂ + r = −6 + (−1) = −7 = −(7).

9.Диференціальні рівняння

Відповідь: y(1) = 1,083

Лінійні рівняння другого порядку: для y″ + b·y′ + c·y = 0 шукайте y = ert: це дає характеристичне рівняння r² + b·r + c = 0. Два дійсні корені r₁ ≠ r₂ дають y = A·er₁t + B·er₂t (надкритичне демпфування); подвійний корінь r дає y = (A + Bt)·ert (критичне демпфування); комплексні корені −α ± jω дають y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (докритичне демпфування, коливання). Початкові значення y(0) і y′(0) визначають A і B. У вигляді y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 величина ωn — власна частота, а ζ — коефіцієнт демпфування: при ζ < 1 є коливання. При сталому вході y″ + by′ + cy = c·K розв’язок — усталене значення K плюс вільна складова.

Подвійний корінь

(r + 2)² = 0 → r = −2

Сталі

A = y(0) = 2
y′(0) = B − 2A → B = 2 + 4 = 6

Обчисліть

y(1) = (2 + 6·1)·e−2 = 1,083

Відповідь

y(1) = 1,083
10.Диференціальні рівняння

Відповідь: m = 11,45 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 = 4·0,05 − (4/1000)·m = 0,2 − 0,004·m

Розв’яжіть

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

m(t) = 50 + (−50)·e−t/250

Підставте t

m(65) = 50 + (−50)·0,7711 = 11,45 kg

Відповідь

m = 11,45 kg
11.Матриці та визначники

Відповідь: det A = 40

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 = 8, M₁₂ = −6, M₁₃ = −10

Розклад за рядком

det A = 5·8 − 0·(−6) + 0·(−10) = 40

Відповідь

det A = 40
12.Матриці та визначники

Відповідь: λ = 5

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.

Характеристичне рівняння

λ² − (1)λ + (−20) = 0

Розв’яжіть

λ = (1 ± √(81))/2 → λ = −4, 5
λ = 5

Відповідь

λ = 5
13.Вектори: скалярний і векторний добутки

Відповідь: θ = 117,4 °

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 = (−2)·(−6) + (−6)·3 + 5·(−5) = −31

Модулі

|a| = √((−2)² + (−6)² + 5²) = 8,062
|b| = √((−6)² + 3² + (−5)²) = 8,367

Кут

cos θ = −31/(8,062·8,367) = −0,4596
θ = arccos(−0,4596) = 117,4°

Відповідь

θ = 117,4°
14.Вектори: скалярний і векторний добутки

Відповідь: (a × b)y = −20

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 покомпонентно

(a × b)x = aybz − azby = 6·0 − (−4)·4 = 16
(a × b)y = azbx − axbz = (−4)·5 − 6·0 = −20
(a × b)z = axby − aybx = 6·4 − 6·5 = −6

Потрібна компонента

(a × b)y = −20

Відповідь

(a × b)y = −20

Перевірка: a × b перпендикулярний до обох векторів, тож його скалярний добуток з a і з b дорівнює нулю.

15.Імовірність

Відповідь: Var(X) = 5,8

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 = 0·0,35 + 2·0,05 + 4·0,35 + 6·0,25 = 3

Середнє квадратів

E(X²) = 0·0,35 + 4·0,05 + 16·0,35 + 36·0,25 = 14,8

Дисперсія

Var(X) = 14,8 − 3² = 5,8

Відповідь

Var(X) = 5,8
16.Імовірність

Відповідь: P = 0,3671

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) = 0,758 = 0,1001
P(X = 1) = 8·0,25·0,757 = 0,267

Додайте

P = 0,1001 + 0,267 = 0,3671

Відповідь

P = 0,3671
17.Описова статистика

Відповідь: s = 16,38

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 = 278/7 = 39,71

Квадрати відхилень

Σ(x − x̄)² = 19,29² + 6,286² + 16,29² + (−27,71)² + (−9,714)² + (−7,714)² + 3,286² = 1609

Стандартне відхилення

s = √(1609/6) = 16,38

Відповідь

s = 16,38
18.Описова статистика

Відповідь: P = 0,9772

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 = −2

Таблиця нормального розподілу

Φ(−2) = 0,02275
P = 1 − 0,02275 = 0,9772

Відповідь

P = 0,9772
19.Нормальний розподіл

Відповідь: P = 0,3156

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 суми

μT = 200 g, σT = 1,2·√5 = 2,683 g

Стандартизуйте

z = (198,7 − 200)/2,683 = −0,48

Імовірність

P = Φ(−0,48) = 0,3156

Відповідь

P = 0,3156
20.Нормальний розподіл

Відповідь: x = 119,2 балів

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 для процентиля

Φ(z) = 0,9 → z = 1,282

Назад до x

x = 100 + 1,282·15 = 119,22 балів

Відповідь

x = 119,22 балів

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics