Toán kỹ thuật: gói ôn nước rút

Bảng công thức, các bước phương pháp chính cho từng chủ đề và 20 bài tập, kèm lời giải đầy đủ ở cuối.

Bài mớiQuay lại môn học

Trong cửa sổ in, hãy chọn “Lưu dưới dạng PDF” để giữ một bản trên thiết bị của bạn.

1Công thức và phương pháp

Giới hạn

Thay trực tiếp
thử x = a trước; 0/0 nghĩa là cần rút gọn
Phân tích thành nhân tử và giản ước
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Biểu thức liên hợp
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Giới hạn tại vô cực
chia cho lũy thừa cao nhất của x; bậc bằng nhau cho tỉ số các hệ số cao nhất
Giới hạn đặc biệt
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Quy tắc L'Hôpital
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Đạo hàm

Quy tắc lũy thừa
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Quy tắc tích
(uv)′ = u′v + uv′
Quy tắc thương
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Quy tắc dây chuyền
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Các đạo hàm thường gặp
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Phương pháp

  1. Xác định cấu trúc: tổng, tích, thương hay hàm hợp.
  2. Áp dụng quy tắc lũy thừa cho từng lũy thừa của x.
  3. Dùng quy tắc tích, thương hoặc dây chuyền khi cần.
  4. Rút gọn, và tính giá trị tại điểm nếu được yêu cầu.

Tích phân

Quy tắc lũy thừa
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Tích phân xác định
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Các tích phân thường gặp
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Diện tích giữa các đường cong
∫ab (f − g) dx

Phương pháp

  1. Viết lại hàm dưới dấu tích phân thành tổng các số hạng đơn giản nếu có thể.
  2. Áp dụng quy tắc lũy thừa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), và các tích phân chuẩn cho ex, 1/x, sin và cos.
  3. Dùng phép đổi biến khi bạn thấy một hàm và đạo hàm của nó đi cùng nhau.
  4. Với tích phân xác định, tính F(b) − F(a).

Số phức

Dạng đại số
z = a + jb, j² = −1, z̄ = a − jb
Mô-đun và argument
|z| = √(a² + b²), tan θ = b/a (check the quadrant)
Dạng cực và dạng mũ
z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ
Phép chia
z₁/z₂ = z₁z̄₂/|z₂|²
Tích và thương
r₁∠θ₁ · r₂∠θ₂ = r₁r₂∠(θ₁ + θ₂), r₁∠θ₁ / r₂∠θ₂ = (r₁/r₂)∠(θ₁ − θ₂)
De Moivre
(r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ
Căn bậc n
zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n), k = 0 … n − 1
Phương trình bậc hai với p² < 4q
z = −p/2 ± j√(q − p²/4)

Phương pháp

  1. Hãy quyết định dạng nào phù hợp với phép toán: dạng đại số a + jb để cộng và trừ, dạng cực r∠θ để nhân, chia, lũy thừa và căn.
  2. Hãy nhân khai triển với j² = −1; chia bằng cách nhân tử và mẫu với số phức liên hợp của mẫu.
  3. Hãy đổi bằng r = √(a² + b²) và θ từ hình phác của điểm (kiểm tra góc phần tư), và đổi ngược lại bằng a = r cos θ, b = r sin θ.
  4. Với lũy thừa hãy dùng De Moivre, (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ; với zⁿ = R∠φ hãy liệt kê cả n nghiệm R1/n∠((φ + 360°k)/n).

Phương trình vi phân

Tăng trưởng/suy giảm theo hàm mũ
dy/dt = ky → y = y0ekt
Chu kỳ bán rã
k = ln 2 / t½
Định luật làm nguội Newton
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
Thừa số tích phân
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Bể trộn
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Ma trận và định thức

định thức 2×2
det = ad − bc
Ma trận nghịch đảo 2×2
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
Sản phẩm
(AB)ij = Σk AikBkj
Giá trị riêng
det(A − λI) = 0
Quy tắc Cramer
xi = det(Ai)/det(A)

Vectơ: tích vô hướng và tích có hướng

Độ lớn
|a| = √(ax² + ay² + az²)
Vectơ đơn vị
û = a/|a|
Các thành phần từ một góc
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
Tích vô hướng
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
Hình chiếu vô hướng của a lên b
a·b/|b|
Công
W = F·d
Tích có hướng
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
Diện tích
hình bình hành |a × b|, tam giác ½|a × b|
Mô-men đối với O
MO = r × F, r = A − O
Thể tích hình hộp
V = |a·(b × c)|

Phương pháp

  1. Viết mọi vectơ theo các thành phần; với lực cho bằng độ lớn và một góc, dùng F·cos θ và F·sin θ.
  2. Với độ dài và hướng, dùng độ lớn √(x² + y² + z²) và vectơ đơn vị a/|a|.
  3. Dùng tích vô hướng cho góc, hình chiếu, tính vuông góc và công: a·b = |a||b|cos θ.
  4. Dùng tích có hướng cho các vectơ vuông góc, diện tích và mô-men: viết cẩn thận ba thành phần, giữ đúng thứ tự a × b.

Xác suất

Biến cố bù
P(not A) = 1 − P(A)
Quy tắc cộng
P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B)
Biến cố độc lập
P(A ∩ B) = P(A)·P(B)
Xác suất có điều kiện
P(A|B) = P(A ∩ B)/P(B)
Nhị thức
P(X = k) = C(n,k)·pk(1 − p)n−k

Thống kê mô tả

Trung bình
x̄ = Σx/n
Độ lệch chuẩn mẫu
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Trung vị
giá trị ở giữa của dữ liệu đã sắp xếp
Điểm z
z = (x − μ)/σ
Phân phối chuẩn
68% nằm trong ±1σ, 95% nằm trong ±2σ

Phân phối chuẩn

Điểm z
z = (x − μ)/σ
Dưới x
P(X < x) = Φ(z)
Trên x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Giữa
Φ(z2) − Φ(z1)
Phân vị
x = μ + z·σ

Phương pháp

  1. Đổi giá trị sang điểm z: z = (x − μ)/σ.
  2. Tra Φ(z), diện tích bên trái z.
  3. Với diện tích bên phải dùng 1 − Φ(z); với một khoảng thì trừ hai diện tích bên trái.
  4. Với phân vị, làm ngược lại: tìm z cho diện tích, rồi x = μ + z·σ.

2Bài tập

1.Giới hạnTrung bình
xyy = L

Tìm giới hạn L = limx→∞ (4x2 − 5x − 5)/(4x2 + 6x + 9).

f(x) = (4x2 − 5x − 5)/(4x2 + 6x + 9)x → ∞
L =
2.Giới hạnKhó
xyx = 0

Tìm giới hạn L = limx→0 (e−2x − 1 + 2x)/x².

f(x) = (e−2x − 1 + 2x)/x²x → 0
L =
3.Đạo hàmTrung bình
xyx = −1

Cho f(x) = ln(2x2 + 2). Tìm f′(−1).

f(x) = ln(2x2 + 2)x = −1
f′(−1) =
4.Đạo hàmKhó
xyx = 2

Tiếp tuyến của f(x) = 0,5x2 + x − 4 tại x = 2 cắt trục y tại y = b. Tìm b.

f(x) = 0,5x2 + x − 4x = 2
b =
5.Tích phânTrung bình
xy210

Tính I = ∫210 1/x dx.

f(x) = 1/x[2, 10]
I =
6.Tích phânKhó
xyy = 0,5x2​y = 2x

Tìm diện tích A của miền giới hạn bởi y = 0,5x2 và y = 2x.

y = 0,5x2y = 2x
A =
7.Số phứcTrung bình
ReIm0,50,5−0,5−0,511−1−11,51,5−1,5−1,5z₁z₂w

Cho z₁ = 2∠40° và z₂ = 1,5∠65°, hãy tìm phần thực của w = z₁/z₂.

z₁ = 2∠40°z₂ = 1,5∠65°
Re(w) =
8.Số phứcKhó
ReIm11−1−122−2−233−3−3θz

Hãy tìm phần thực của (1 + j3)⁴.

z = 1 + j3n = 4
Re(z⁴) =
9.Phương trình vi phânTrung bình
t (min)T (°C)25Ta​18 °C

Một lon nước ngọt ở 4 °C được lấy từ tủ lạnh ra phòng có nhiệt độ 30 °C. Sau 25 phút, nhiệt độ của nó là 18 °C. Nó tuân theo định luật làm nguội của Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Tìm hằng số k theo min⁻¹.

T0 = 4 °CTa = 30 °CT(25) = 18 °C
k = min⁻¹
10.Phương trình vi phânKhó
tyy(0) = 2y(0,5) = ?

Giải y″ + 3y′ + 11,25y = 0 với y(0) = 2 và y′(0) = 0 (thả từ trạng thái nghỉ). Tìm y(0,5); góc tính theo radian.

y″ + 3y′ + 11,25y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
11.Ma trận và định thứcTrung bình
A =−5−2−40−40−441

Tìm định thức det A của ma trận 3×3 A đã cho.

A = [−5 −2 −4; 0 −4 0; −4 4 1]
det A =
12.Ma trận và định thứcKhó
A =−412−3b =127

Giải hệ −4x + y = 12 và 2x − 3y = 7. Tìm x.

−4x + y = 122x − 3y = 7
x =
13.Vectơ: tích vô hướng và tích có hướngTrung bình
xyzab

Tìm hình chiếu vô hướng compb a của a = (−4, −5, −7) lên b = (−5, 3, 0), tức là thành phần của a theo hướng của b.

a = (−4, −5, −7)b = (−5, 3, 0)
compb a =
14.Vectơ: tích vô hướng và tích có hướngKhó
xyzabc

Tìm thể tích V của hình hộp có các cạnh xuất phát từ một đỉnh là a = (2, −3, −2), b = (2, 1, 4) và c = (2, 2, 4).

a = (2, −3, −2)b = (2, 1, 4)c = (2, 2, 4)
V =
15.Xác suấtTrung bình
P(ít nhất một mặt sáu) = ??1?2?3P(sáu) = 1/6 ở mỗi lần tung

Gieo một con xúc xắc cân đối 3 lần. Xác suất P để được ít nhất một lần ra mặt sáu là bao nhiêu?

n = 3
P =
16.Xác suấtKhó
xp(x)10,320,2530,140,35μ

X có phân bố như hiển thị, và Y = −2X + 1. Tìm độ lệch chuẩn σY của Y.

x: 1, 2, 3, 4p(x): 0,3, 0,25, 0,1, 0,35Y = −2X + 1
σY =
17.Thống kê mô tảTrung bình
1520253035

Tìm độ lệch chuẩn mẫu s của dữ liệu: 35, 30, 13, 34, 31, 37.

n = 6
s =
18.Thống kê mô tảKhó
z −2−1012

Một đại lượng có phân phối chuẩn với trung bình 60 và độ lệch chuẩn 5. Tỉ lệ P các giá trị lớn hơn 55 là bao nhiêu?

μ = 60σ = 5x = 55
P =
19.Phân phối chuẩnTrung bình
166,8190,6P = ?

chiều cao của nam giới trưởng thành có phân phối chuẩn với trung bình 178 cm và độ lệch chuẩn 7 cm. Tỉ lệ nào nằm giữa 166,8 và 190,6 cm? Cho P dưới dạng số thập phân.

μ = 178σ = 7x1 = 166,8x2 = 190,6
P =
20.Phân phối chuẩnKhó
10 g0X − Y?

Khối lượng X của một sản phẩm từ dây chuyền 1 và Y từ dây chuyền 2 là độc lập và có phân bố chuẩn: X có trung bình 500 g và độ lệch chuẩn 8 g, Y có trung bình 490 g và độ lệch chuẩn 6 g. Tìm xác suất P để X lớn hơn Y. Làm tròn z đến hai chữ số thập phân.

μX = 500 g, σX = 8 gμY = 490 g, σY = 6 g
P =

3Dung dịch

1.Giới hạn

Đáp số: L = 1

Giới hạn: trước hết thử thay trực tiếp. Nếu cho 0/0, hãy rút gọn trước: phân tích thành nhân tử và giản ước thừa số chung, hoặc nhân với biểu thức liên hợp. Khi x → ∞, chia tử số và mẫu số cho lũy thừa cao nhất của x. Quy tắc L'Hôpital: nếu f/g cho 0/0 hoặc ∞/∞, thì lim f/g = lim f′/g′, lấy đạo hàm tử số và mẫu số riêng rẽ (không dùng quy tắc thương).

Chia cho lũy thừa bậc cao nhất

(4 + (−5)/x + (−5)/x2)/(4 + 6/x + 9/x2)

Cho x → ∞

L = 4/4 = 1

Đáp số

L = 1

Khi bậc bằng nhau, giới hạn bằng tỉ số của các hệ số cao nhất.

2.Giới hạn

Đáp số: L = 2

Giới hạn: trước hết thử thay trực tiếp. Nếu cho 0/0, hãy rút gọn trước: phân tích thành nhân tử và giản ước thừa số chung, hoặc nhân với biểu thức liên hợp. Khi x → ∞, chia tử số và mẫu số cho lũy thừa cao nhất của x. Quy tắc L'Hôpital: nếu f/g cho 0/0 hoặc ∞/∞, thì lim f/g = lim f′/g′, lấy đạo hàm tử số và mẫu số riêng rẽ (không dùng quy tắc thương).

Áp dụng lần thứ nhất

(−2·e−2x + 2)/(2x) → 0/0

Áp dụng lần thứ hai

4·e−2x/2

Thay x = 0

L = 4·1/2 = 2

Đáp số

L = 2
3.Đạo hàm

Đáp số: f′(−1) = −1

Đạo hàm: đạo hàm f′(x) là hệ số góc của đồ thị tại x. Quy tắc lũy thừa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Quy tắc tích: (uv)′ = u′v + uv′. Quy tắc dây chuyền: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Tại nơi f′(x) = 0, đồ thị có tiếp tuyến nằm ngang: cực đại, cực tiểu hoặc điểm yên ngựa.

Quy tắc dây chuyền cho logarit

f′(x) = 4x/(2x2 + 2)

Thay giá trị

f′(−1) = −4/4 = −1

Đáp số

f′(−1) = −1
4.Đạo hàm

Đáp số: b = −6

Đạo hàm: đạo hàm f′(x) là hệ số góc của đồ thị tại x. Quy tắc lũy thừa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Quy tắc tích: (uv)′ = u′v + uv′. Quy tắc dây chuyền: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Tại nơi f′(x) = 0, đồ thị có tiếp tuyến nằm ngang: cực đại, cực tiểu hoặc điểm yên ngựa.

Điểm và hệ số góc

f(2) = 0
f′(x) = x + 1 → f′(2) = 3

Tiếp tuyến tại x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 0 − 3·2 = −6

Đáp số

b = −6
5.Tích phân

Đáp số: I = 1,609

Tích phân xác định: ∫ₐᵇ f(x) dx là diện tích đại số giữa đồ thị và trục x từ a đến b. Tìm một nguyên hàm F (với F′ = f) và tính F(b) − F(a). Quy tắc lũy thừa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Diện tích giữa hai đường cong là ∫(trên − dưới) dx.

Nguyên hàm

F(x) = ln x

Tính tại các cận

I = (ln 10 − ln 2) = ln 5 = 1,609

Đáp số

I = 1,609
6.Tích phân

Đáp số: A = 5,333

Tích phân xác định: ∫ₐᵇ f(x) dx là diện tích đại số giữa đồ thị và trục x từ a đến b. Tìm một nguyên hàm F (với F′ = f) và tính F(b) − F(a). Quy tắc lũy thừa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Diện tích giữa hai đường cong là ∫(trên − dưới) dx.

Các giao điểm

0,5x2 = 2x → x = 0, x = 4

Lấy tích phân của trên trừ dưới

A = [x2 − 0,1667x3]04 = 5,333

Đáp số

A = 5,333
7.Số phức

Đáp số: Re(w) = 1,208

Dạng cực: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ, với r = |z| và θ = arg z. Trở về dạng đại số: a = r cos θ, b = r sin θ. Argument cần xét góc phần tư: θ = atan(b/a) chỉ khi a > 0; với a < 0 hãy cộng hoặc trừ 180°. Ở dạng cực phép nhân rất dễ: nhân các mô-đun và cộng các argument; với phép chia, chia các mô-đun và trừ các argument.

Mô-đun và argument của w

|w| = 2 / 1,5 = 1,333
θ = 40° − 65° = −25°

Dạng đại số

Re(w) = 1,333·cos(−25°) = 1,208
Im(w) = 1,333·sin(−25°) = −0,5635
Re(w) = 1,208

Đáp số

Re(w) = 1,208
8.Số phức

Đáp số: Re(z⁴) = 28

De Moivre và căn: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. Phương trình zⁿ = R∠φ có đúng n nghiệm, tất cả có mô-đun R1/n, tại các argument (φ + 360°·k)/n với k = 0, 1, …, n − 1: chúng nằm cách đều nhau trên một đường tròn, cách nhau 360°/n. Một phương trình bậc hai z² + pz + q = 0 với p² < 4q có các nghiệm phức z = −p/2 ± j√(q − p²/4); một đa thức hệ số thực luôn có các nghiệm phức thành từng cặp liên hợp a ± jb.

Lũy thừa từng bước

z² = (1 + j3)(1 + j3) = −8 + j6
z³ = (−8 + j6)(1 + j3) = −26 − j18
z⁴ = (−26 − j18)(1 + j3) = 28 − j96

Kiểm tra bằng De Moivre

z = 3,162∠71,57° → z⁴ = 100∠−73,74°
Re(z⁴) = 28

Đáp số

Re(z⁴) = 28
9.Phương trình vi phân

Đáp số: k = 0,03093 min⁻¹

Phương trình vi phân cấp một: dy/dt = k·y có nghiệm y = y₀·ekt (tăng trưởng khi k > 0, suy giảm khi k < 0); chu kỳ bán rã T cho k = ln 2/T. Định luật làm nguội của Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ), cho T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt. Phương trình tuyến tính y′ + p(x)·y = q(x) được giải bằng thừa số tích phân μ = e∫p dx: (μy)′ = μq, nên μy = ∫μq dx + C.

Tỉ số các hiệu nhiệt độ

e−25k = -12/-26

Giải tìm k

k = ln(-26/-12)/25 = 0,03093 min⁻¹

Đáp số

k = 0,03093 min⁻¹
10.Phương trình vi phân

Đáp số: y(0.5) = 0,538

Phương trình tuyến tính bậc hai: với y″ + b·y′ + c·y = 0, thử y = ert: điều này cho phương trình đặc trưng r² + b·r + c = 0. Hai nghiệm thực r₁ ≠ r₂ cho y = A·er₁t + B·er₂t (quá tắt dần); nghiệm kép r cho y = (A + Bt)·ert (tắt dần tới hạn); nghiệm phức −α ± jω cho y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (dưới tắt dần, dao động). Các giá trị ban đầu y(0) và y′(0) xác định A và B. Viết dưới dạng y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0, ωn là tần số riêng và ζ là hệ số tắt dần: ζ < 1 thì dao động. Với đầu vào hằng, y″ + by′ + cy = c·K, nghiệm là giá trị xác lập K cộng đáp ứng tự do.

Các nghiệm phức

r = −1,5 ± 3j

Các hằng số

A = 2, B = 1,5·2/3 = 1

Tính giá trị

y(0,5) = e−0,75(2·cos 1,5 + 1·sin 1,5) = 0,538

Đáp số

y(0,5) = 0,538
11.Ma trận và định thức

Đáp số: det A = 84

Ma trận: định thức của ma trận 2×2 là ad − bc. Với 3×3, khai triển theo một hàng: mỗi phần tử nhân với định thức của ma trận 2×2 còn lại sau khi bỏ hàng và cột của nó, với dấu xen kẽ + − +. Các giá trị riêng λ là nghiệm của det(A − λI) = 0; với 2×2 đó là λ² − (vết)·λ + det = 0.

Các định thức con 2×2 của hàng đầu

M₁₁ = −4, M₁₂ = 0, M₁₃ = −16

Khai triển phần bù đại số

det A = (−5)·(−4) − (−2)·0 + (−4)·(−16) = 84

Đáp số

det A = 84
12.Ma trận và định thức

Đáp số: x = −4,3

Ma trận: định thức của ma trận 2×2 là ad − bc. Với 3×3, khai triển theo một hàng: mỗi phần tử nhân với định thức của ma trận 2×2 còn lại sau khi bỏ hàng và cột của nó, với dấu xen kẽ + − +. Các giá trị riêng λ là nghiệm của det(A − λI) = 0; với 2×2 đó là λ² − (vết)·λ + det = 0.

Định thức của ma trận hệ số

det A = (−4)·(−3) − 1·2 = 10

Thay cột x

det Aₓ = 12·(−3) − 1·7 = −43
x = −43/10 = −4,3

Đáp số

x = −4,3
y = −5,2
13.Vectơ: tích vô hướng và tích có hướng

Đáp số: compb a = 0,8575

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.

Tích vô hướng

a·b = (−4)·(−5) + (−5)·3 + (−7)·0 = 5

Độ dài của b

|b| = √((−5)² + 3² + 0²) = 5,831

Hình chiếu vô hướng

compb a = a·b/|b| = 5/5,831 = 0,8575

Đáp số

compb a = 0,8575
14.Vectơ: tích vô hướng và tích có hướng

Đáp số: V = 12

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.

Tích có hướng b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = 1·4 − 4·2 = −4
(b × c)y = bzcx − bxcz = 4·2 − 2·4 = 0
(b × c)z = bxcy − bycx = 2·2 − 1·2 = 2

Tích vô hướng với a

a·(b × c) = 2·(−4) + (−3)·0 + (−2)·2 = −12
V = |−12| = 12

Đáp số

V = 12
15.Xác suất

Đáp số: P = 0,4213

Xác suất: với các kết quả đồng khả năng, P(A) = thuận lợi/tổng. Với các biến cố độc lập thì nhân: P(A và B) = P(A)·P(B). Biến cố bù thường có ích: P(ít nhất một) = 1 − P(không có). Nhị thức: trong n phép thử độc lập với xác suất thành công p, P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.

Biến cố bù

P(không có mặt sáu) = (5/6)3 = 0,5787
P = 1 − 0,5787 = 0,4213

Đáp số

P = 0,4213
16.Xác suất

Đáp số: σY = 2,49

Biến ngẫu nhiên rời rạc: một phân bố xác suất liệt kê mọi giá trị x mà biến có thể nhận cùng xác suất p(x) của nó; các xác suất nằm giữa 0 và 1 và có tổng bằng 1. Giá trị kỳ vọng (trung bình) là E(X) = Σx·p(x), trung bình dài hạn. Phương sai là Var(X) = Σ(x − μ)²·p(x) = E(X²) − μ², và độ lệch chuẩn σ = √Var(X). Với phép biến đổi tuyến tính Y = aX + b: E(Y) = a·E(X) + b, Var(Y) = a²·Var(X) và σY = |a|·σX; cộng một hằng số không làm thay đổi độ phân tán.

Độ phân tán của X

μ = 2,5, Var(X) = 1,55, σX = 1,245

Phép biến đổi tuyến tính

σY = |−2|·1,245 = 2,49

Đáp số

σY = 2,49

Giá trị trung bình thì có dịch chuyển: E(Y) = −2·2,5 + 1 = −4.

17.Thống kê mô tả

Đáp số: s = 8,718

Thống kê mô tả: trung bình là tổng chia cho n; trung vị là giá trị ở giữa của dữ liệu đã sắp xếp (trung bình của hai giá trị giữa khi n chẵn). Độ lệch chuẩn mẫu là s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Điểm z z = (x − μ)/σ cho biết một giá trị cách trung bình bao nhiêu độ lệch chuẩn.

Trung bình

x̄ = 180/6 = 30

Bình phương các độ lệch

Σ(x − x̄)² = 5² + 0² + (−17)² + 4² + 1² + 7² = 380

Độ lệch chuẩn

s = √(380/5) = 8,718

Đáp số

s = 8,718
18.Thống kê mô tả

Đáp số: P = 0,8413

Thống kê mô tả: trung bình là tổng chia cho n; trung vị là giá trị ở giữa của dữ liệu đã sắp xếp (trung bình của hai giá trị giữa khi n chẵn). Độ lệch chuẩn mẫu là s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Điểm z z = (x − μ)/σ cho biết một giá trị cách trung bình bao nhiêu độ lệch chuẩn.

Chuẩn hóa

z = −1

Bảng phân phối chuẩn tắc

Φ(−1) = 0,1587
P = 1 − 0,1587 = 0,8413

Đáp số

P = 0,8413
19.Phân phối chuẩn

Đáp số: P = 0,9093

Phân phối chuẩn: đổi một giá trị x sang điểm z, z = (x − μ)/σ, đếm số độ lệch chuẩn tính từ giá trị trung bình. Bảng z (hay Φ(z)) cho diện tích bên trái z, tức là P(X < x). Diện tích bên phải là 1 − Φ(z), và diện tích giữa hai giá trị là hiệu của hai diện tích đó.

điểm z

z₁ = (166,8 − 178)/7 = −1,6
z₂ = (190,6 − 178)/7 = 1,8

Diện tích ở giữa

P = Φ(1,8) − Φ(−1,6) = 0,9641 − 0,0548 = 0,9093

Đáp số

P = 0,9093
20.Phân phối chuẩn

Đáp số: P = 0,8413

Tổng và hiệu của các biến chuẩn: nếu X và Y độc lập và có phân bố chuẩn thì X + Y và X − Y cũng có phân bố chuẩn. Các trung bình cộng hoặc trừ: E(X ± Y) = μX ± μY. Các phương sai luôn cộng, kể cả với hiệu: Var(X ± Y) = σX² + σY², nên σ = √(σX² + σY²). Các độ lệch chuẩn không bao giờ cộng trực tiếp. Tổng của n phần tử độc lập có cùng phân bố có trung bình n·μ và độ lệch chuẩn σ·√n. Sau đó chuẩn hóa như thường lệ: z = (x − trung bình)/σ rồi tra Φ(z).

Phân bố của hiệu

μ = 500 − 490 = 10 g, σ = 10 g

Chuẩn hóa

z = (0 − 10)/10 = −1

Xác suất

P = 1 − Φ(−1) = 0,8413

Đáp số

P = 0,8413

ExamProblems · examproblems.com/courses/engineering-mathematics