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→∞ (−x3 + 3)/(4x3 + 2x + 1).

f(x) = (−x3 + 3)/(4x3 + 2x + 1)x → ∞
L =
2.ГраниціСкладна
xyx = 0

Знайдіть границю L = limx→0 (e3x − 1 − 3x)/x².

f(x) = (e3x − 1 − 3x)/x²x → 0
L =
3.ПохідніСередня
xyx = 0,5

Нехай f(x) = x·sin(2x), x у радіанах. Знайдіть f′(0,5).

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

Дотична до f(x) = 2x2 − 2x + 1 у точці x = −2 перетинає вісь y у точці y = b. Знайдіть b.

f(x) = 2x2 − 2x + 1x = −2
b =
5.ІнтегралиСередня
xy15

Обчисліть I = ∫15 5/x dx.

f(x) = 5/x[1, 5]
I =
6.ІнтегралиСкладна
xy−22

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

y = 4 − x²
A =
7.Комплексні числаСередня
ReIm55−5−5z₁z₂w

Нехай z₁ = 2,5∠70° і z₂ = 3∠110°; знайдіть дійсну частину w = z₁·z₂.

z₁ = 2,5∠70°z₂ = 3∠110°
Re(w) =
8.Комплексні числаСкладна
ReIm22−2−244−4−4z₁z₂

Один із коренів z³ + z² + 11z + 51 = 0 дорівнює z₁ = 1 + j4. Коефіцієнти дійсні. Знайдіть дійсний корінь r.

z₁ = 1 + j4
r =
9.Диференціальні рівнянняСередня
tyy(0) = 2y(0,5) = ?

Розв’яжіть y″ + 4y′ + 3y = 0 при y(0) = 2 і y′(0) = 0. Знайдіть y(0,5).

y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
10.Диференціальні рівнянняСкладна
tyy(0) = 2y(1) = ?

Розв’яжіть y″ + y′ + 16,25y = 0 при y(0) = 2 і y′(0) = 0 (відпущено зі стану спокою). Знайдіть y(1); кути в радіанах.

y″ + y′ + 16,25y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(1) =
11.Матриці та визначникиСередня
A =−5−504−220−3−5

Знайдіть визначник det A поданої матриці 3×3 A.

A = [−5 −5 0; 4 −2 2; 0 −3 −5]
det A =
12.Матриці та визначникиСкладна
A =−4−1−21b =10−7

Розв'яжіть систему −4x − y = 10 і −2x + y = −7. Знайдіть x.

−4x − y = 10−2x + y = −7
x =
13.Вектори: скалярний і векторний добуткиСередня
xyzab

Знайдіть кут θ між векторами a = (−6, 6, 3) і b = (−4, 0, 2) у градусах.

a = (−6, 6, 3)b = (−4, 0, 2)
θ = °
14.Вектори: скалярний і векторний добуткиСкладна
xyzab

Для a = (4, −1, 3) і b = (−5, 2, −4) знайдіть x-компоненту (a × b)x векторного добутку a × b.

a = (4, −1, 3)b = (−5, 2, −4)
(a × b)x =
15.ІмовірністьСередня
n = 9k = 5N = ?

Скількома способами N можна обрати комісію з 5 осіб із групи з 9 осіб? Порядок не має значення.

n = 9k = 5
N =
16.ІмовірністьСкладна
xp(x)10,2520,0530,2540,250,25μ

X має показаний розподіл, а Y = 2X + 4. Знайдіть середнє квадратичне відхилення σY величини Y.

x: 1, 2, 3, 4, 5p(x): 0,25, 0,05, 0,25, 0,2, 0,25Y = 2X + 4
σY =
17.Описова статистикаСередня
1520253035

Знайдіть вибіркове стандартне відхилення s даних: 14, 19, 37, 18, 35.

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

Величина розподілена нормально із середнім 50 і стандартним відхиленням 8. Яка частка P значень більша за 58?

μ = 50σ = 8x = 58
P =
19.Нормальний розподілСередня
−3−2−10123zзаштрихована площа праворуч від z = 0,7549

Перетягніть z так, щоб заштрихована площа під стандартною нормальною кривою праворуч від z дорівнювала 0,7549. Знайдіть z до двох знаків після коми.

A = 0,7549
z =
20.Нормальний розподілСкладна
235240245250255260265gниз 5%

маси пакетів нормально розподілені із середнім 250 g і стандартним відхиленням 5 g. Перетягніть межу так, щоб заштриховані нижні 5% були ліворуч від неї. Знайдіть межу x.

μ = 250 gσ = 5 g5%
x = g

3Розчини

1.Границі

Відповідь: L = −0,25

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).

Поділіть на найвищий степінь

(−1 + 3/x3)/(4 + 2/x2 + 1/x3)

Нехай x → ∞

L = −1/4 = −0,25

Відповідь

L = −0,25

При однакових степенях границя дорівнює відношенню старших коефіцієнтів.

2.Границі

Відповідь: L = 4,5

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

(3·e3x − 3)/(2x) → 0/0

Друге застосування

9·e3x/2

Підставте x = 0

L = 9·1/2 = 4,5

Відповідь

L = 4,5
3.Похідні

Відповідь: f′(0.5) = 1,382

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(2x) + 2x·cos(2x)

Підставте

f′(0,5) = 0,8415 + 1·0,5403 = 1,382

Відповідь

f′(0,5) = 1,382
4.Похідні

Відповідь: b = −7

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) = 13
f′(x) = 4x − 2 → f′(−2) = −10

Дотична при x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 13 − (−10)·(−2) = −7

Відповідь

b = −7
5.Інтеграли

Відповідь: I = 8,047

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) = 5·ln x

Підставте межі

I = 5·(ln 5 − ln 1) = 5·ln 5 = 8,047

Відповідь

I = 8,047
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: Re(w) = −7,5

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.

Модуль і аргумент w

|w| = 2,5 · 3 = 7,5
θ = 70° + 110° = 180°

Алгебраїчна форма

Re(w) = 7,5·cos(180°) = −7,5
Im(w) = 7,5·sin(180°) = 0
Re(w) = −7,5

Відповідь

Re(w) = −7,5
8.Комплексні числа

Відповідь: r = −3

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 = 1 − j4
(z − z₁)(z − z₂) = z² − 2·1·z + (1² + 4²) = z² − 2z + 17

Винесіть квадратний множник

z³ + z² + 11z + 51 = (z² − 2z + 17)(z + 3)

Дійсний корінь

r = −3

Відповідь

r = −3

Перевірте сумою коренів: z₁ + z₂ + r = 2 + (−3) = −1 = −(1).

9.Диференціальні рівняння

Відповідь: y(0.5) = 1,596

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.

Характеристичні корені

(r + 1)(r + 3) = 0 → r = −1, −3

Сталі за початковими значеннями

A + B = 2, −1A − 3B = 0
A = 3, B = −1

Обчисліть

y(0,5) = 3·e−0,5 + (−1)·e−1,5 = 1,596

Відповідь

y(0,5) = 1,596
10.Диференціальні рівняння

Відповідь: y(1) = −0,9077

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.

Комплексні корені

r = −0,5 ± 4j

Сталі

A = 2, B = 0,5·2/4 = 0,25

Обчисліть

y(1) = e−0,5(2·cos 4 + 0,25·sin 4) = −0,9077

Відповідь

y(1) = −0,9077
11.Матриці та визначники

Відповідь: det A = −180

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 = 16, M₁₂ = −20, M₁₃ = −12

Розклад за рядком

det A = (−5)·16 − (−5)·(−20) + 0·(−12) = −180

Відповідь

det A = −180
12.Матриці та визначники

Відповідь: x = −0,5

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.

Визначник матриці коефіцієнтів

det A = (−4)·1 − (−1)·(−2) = −6

Замініть стовпець x

det Aₓ = 10·1 − (−1)·(−7) = 3
x = 3/(−6) = −0,5

Відповідь

x = −0,5
y = −8
13.Вектори: скалярний і векторний добутки

Відповідь: θ = 41,81 °

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 = (−6)·(−4) + 6·0 + 3·2 = 30

Модулі

|a| = √((−6)² + 6² + 3²) = 9
|b| = √((−4)² + 0² + 2²) = 4,472

Кут

cos θ = 30/(9·4,472) = 0,7454
θ = arccos(0,7454) = 41,81°

Відповідь

θ = 41,81°
14.Вектори: скалярний і векторний добутки

Відповідь: (a × b)x = −2

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 = (−1)·(−4) − 3·2 = −2
(a × b)y = azbx − axbz = 3·(−5) − 4·(−4) = 1
(a × b)z = axby − aybx = 4·2 − (−1)·(−5) = 3

Потрібна компонента

(a × b)x = −2

Відповідь

(a × b)x = −2

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

15.Імовірність

Відповідь: N = 126

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.

Комбінації

C(9, 5) = (9·8·7·6·5)/(5·4·3·2·1) = 126

Відповідь

N = 126
16.Імовірність

Відповідь: σY = 2,985

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.

Розкид X

μ = 3,15, Var(X) = 2,227, σX = 1,492

Лінійна зміна

σY = |2|·1,492 = 2,985

Відповідь

σY = 2,985

Середнє таки зсувається: E(Y) = 2·3,15 + 4 = 10,3.

17.Описова статистика

Відповідь: s = 10,6

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 = 123/5 = 24,6

Квадрати відхилень

Σ(x − x̄)² = (−10,6)² + (−5,6)² + 12,4² + (−6,6)² + 10,4² = 449,2

Стандартне відхилення

s = √(449,2/4) = 10,6

Відповідь

s = 10,6
18.Описова статистика

Відповідь: P = 0,1587

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 = 1

Таблиця нормального розподілу

Φ(1) = 0,8413
P = 1 − 0,8413 = 0,1587

Відповідь

P = 0,1587
19.Нормальний розподіл

Відповідь: z = −0,69

Від площі назад до z: Φ(z) — це площа ліворуч від z. Для лівої площі хвоста A знайдіть у таблиці z, для якого Φ(z) = A. Права площа хвоста A означає Φ(z) = 1 − A. Центральна площа A між −z і z лишає (1 − A)/2 у кожному хвості, тож Φ(z) = (1 + A)/2. Для значення x використовуйте x = μ + zσ.

Площа ліворуч від z

Φ(z) = 1 − 0,7549 = 0,2451

Читайте таблицю z у зворотному напрямку

Знайдіть 0,2451 усередині таблиці й зчитайте z.

z = −0,69

Відповідь

z = −0,69
20.Нормальний розподіл

Відповідь: x = 241,8 g

Від площі назад до z: Φ(z) — це площа ліворуч від z. Для лівої площі хвоста A знайдіть у таблиці z, для якого Φ(z) = A. Права площа хвоста A означає Φ(z) = 1 − A. Центральна площа A між −z і z лишає (1 − A)/2 у кожному хвості, тож Φ(z) = (1 + A)/2. Для значення x використовуйте x = μ + zσ.

Площа ліворуч

Φ(z) = 0,05

z з таблиці

z ≈ −1,64

Назад до початкових одиниць

x = 250 − 1,64·5 = 241,8 g

Відповідь

x = 241,8 g

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics