Lompat ke konten

Matematika Murni Lanjutan 2

Matematika Lanjutan A-Level · Topik 2

Pelajaran video untuk topik ini Buka halaman video
11:29

Matematika Murni Lanjutan 2

Perhatikan rantai gantung apa pun, jalur listrik apa pun, kabel penyangga apa pun. Selalu settling ke satu kurva khusus. Anda mungkin menduga parabola — tetapi bukan. Itu adalah…

Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung

Lembar kerja ini mencakup Topik 2: Matematika Murni Lanjutan 2. Ini menambahkan fungsi hiperbolik, nilai eigen, diferensiasi dan integrasi baru, teorema de Moivre, dan metode untuk persamaan diferensial.

2.1

Fungsi hiperbolik

Silabus
Calon peserta harus mampu: Catatan dan contoh
memahami definisi fungsi hiperbolik $\sinh x$, $\cosh x$, $\tanh x$, $\text{sech } x$, $\text{cosech } x$, $\text{coth } x$ dalam hal fungsi eksponensial
membuat sketsa grafik fungsi hiperbolik
membuktikan dan menggunakan identitas yang melibatkan fungsi hiperbolik Mis. $\cosh^2 x - \sinh^2 x \equiv 1$, $\sinh 2x \equiv 2 \sinh x \cosh x$, dan hasil serupa yang sesuai dengan identitas trigonometri standar.
memahami dan menggunakan definisi fungsi invers hiperbolik dan menurunkan serta menggunakan bentuk logaritmiknya

Sumber: Silabus Cambridge International

cosh dan sinh dibangun dari eksponensial
Kabel overhead menggantung dalam kurva antara penyangga
Kabel yang menggantung membentuk katena — kurva dari kosinus hiperbolik.

Fungsi hiperbolik dibangun dari fungsi eksponensial:

$$\cosh x = \frac{e^x + e^{-x}}{2}, \qquad \sinh x = \frac{e^x - e^{-x}}{2}, \qquad \tanh x = \frac{\sinh x}{\cosh x}.$$

Kurva cosh dan sinh dengan dua eksponensial yang membentuknya
$\cosh$ adalah rata-rata dari $e^x$ dan $e^{-x}$; $\sinh$ adalah setengah selisihnya.

Mereka mematuhi identitas mirip dengan trigonometri, yang utama adalah $\cosh^2 x - \sinh^2 x = 1$. Tiga resiprokal melengkapi himpunan: $\operatorname{sech} x = \dfrac{1}{\cosh x}$, $\operatorname{cosech} x = \dfrac{1}{\sinh x}$, dan $\coth x = \dfrac{1}{\tanh x} = \dfrac{\cosh x}{\sinh x}$ – semuanya juga dibangun dari $e^x$, dan penting dikenali dalam integral dan kunci jawaban. Fungsi invers hiperbolik memiliki bentuk logaritmik, misalnya $\sinh^{-1} x = \ln\!\left(x + \sqrt{x^2 + 1}\right)$.

Contoh terpecahkan. Tunjukkan bahwa $\cosh^2 x - \sinh^2 x = 1$.

$$\cosh^2 x - \sinh^2 x = \frac{(e^x + e^{-x})^2 - (e^x - e^{-x})^2}{4} = \frac{(e^{2x} + 2 + e^{-2x}) - (e^{2x} - 2 + e^{-2x})}{4} = \frac{4}{4} = 1.$$

Jelajahi

Fungsi hiperbolik

y = a cosh(x)

cosh adalah katenari (rantai yang menggantung) — bahkan, dengan minimumnya di (0, a).

2.2

Matriks

Silabus
Calon peserta harus mampu: Catatan dan contoh
merumuskan masalah yang melibatkan penyelesaian 3 persamaan linear simultan dalam 3 variabel tak diketahui sebagai masalah yang melibatkan penyelesaian persamaan matriks, atau sebaliknya
memahami kasus-kasus yang mungkin muncul terkait konsistensi atau inkonsistensi 3 persamaan linear simultan, menghubungkannya dengan singularity atau tidaknya matriks yang sesuai, menyelesaikan sistem yang konsisten, dan menafsirkannya secara geometris dalam hal garis dan bidang Mis. tiga bidang yang bertemu di satu titik bersama, atau pada garis bersama, atau tidak memiliki titik bersama.
memahami istilah 'persamaan karakteristik', nilai eigen dan vektor eigen, yang diterapkan pada matriks persegi Termasuk penggunaan definisi $\mathbf{Ae} = \lambda \mathbf{e}$ untuk membuktikan sifat-sifat sederhana, mis. bahwa $\lambda^n$ adalah nilai eigen dari $\mathbf{A}^n$.
temukan nilai eigen dan vektor eigen dari matriks $2 \times 2$ dan $3 \times 3$ Dibatasi pada kasus di mana nilai eigen bersifat real dan berbeda.
nyatakan sebuah matriks persegi dalam bentuk $\mathbf{QDQ}^{-1}$, di mana $\mathbf{D}$ adalah matriks diagonal dari nilai eigen dan $\mathbf{Q}$ adalah matriks yang kolom-kolomnya adalah vektor eigen, dan gunakan ekspresi ini mis. dalam menghitung pangkat dari matriks $2 \times 2$ atau $3 \times 3$.
gunakan fakta bahwa matriks persegi memenuhi persamaan karakteristiknya sendiri. mis. dalam mencari pangkat berurutan dari suatu matriks atau mencari matriks invers; dibatasi hanya untuk matriks $2 \times 2$ atau $3 \times 3$.

Sumber: Silabus Cambridge International

Matriks menggerakkan bidang

Anda dapat menulis tiga persamaan linear dalam tiga variabel tak diketahui sebagai satu persamaan matriks $A\mathbf{x} = \mathbf{b}$. Jika $A$ non-singular, ada satu solusi; jika $A$ singular, persamaan-persamaan tersebut tidak konsisten (tidak ada solusi) atau memiliki tak hingga banyak solusi.

Untuk matriks persegi $A$, persamaan karakteristik adalah $\det(A - \lambda I) = 0$. Solusinya adalah nilai eigen $\lambda$, dan untuk masing-masingnya vektor $\mathbf{v}$ dengan $A\mathbf{v} = \lambda\mathbf{v}$ adalah vektor eigen. Anda kemudian dapat menulis $A = QDQ^{-1}$, di mana $D$ adalah matriks diagonal dari nilai-nilai eigen dan kolom-kolom dari $Q$ adalah vektor-vektor eigen.

Vektor eigen meregang sepanjang garisnya sendiri, berdampingan dengan vektor umum yang berbelok
Mengalikan vektor eigen dengan $A$ hanya meregangkannya; vektor umum berbelok ke arah baru.

Contoh terpecahkan. Temukan nilai-nilai eigen dari $A = \begin{pmatrix} 2 & 1 \\ 1 & 2 \end{pmatrix}$.

Persamaan karakteristiknya adalah

$$\det\begin{pmatrix} 2 - \lambda & 1 \\ 1 & 2 - \lambda \end{pmatrix} = (2 - \lambda)^2 - 1 = 0 \;\Rightarrow\; 2 - \lambda = \pm 1.$$
Sehingga $\lambda = 1$ atau $\lambda = 3$. (Vektor eigen untuk $\lambda = 3$ adalah $\begin{pmatrix} 1 \\ 1 \end{pmatrix}$ dan untuk $\lambda = 1$ adalah $\begin{pmatrix} 1 \\ -1 \end{pmatrix}$.)

Jelajahi

Transformasi dan determinan

Ubah matriks untuk memutar, meregangkan, atau menggeser persegi satuan; determinan menunjukkan bagaimana luas berubah.

Kosa kata Latih
English Bahasa Indonesia
Further Pure Mathematics/ˈfɜːðə pjʊə ˌmæθɪˈmætɪks/ Matematika Murni Lanjutan
hyperbolic functions/ˌhaɪpəˈbɒlɪk ˈfʌŋkʃnz/ fungsi hiperbolik
inverse hyperbolic functions/ɪnˈvɜːs ˌhaɪpəˈbɒlɪk ˈfʌŋkʃnz/ fungsi hiperbolik invers
logarithmic form/ˌlɒɡəˈrɪθmɪk fɔːm/ bentuk logaritma
matrix equation/ˈmeɪtrɪks ɪˈkweɪʒn/ persamaan matriks
characteristic equation/ˌkærɪktəˈrɪstɪk ɪˈkweɪʒn/ persamaan karakteristik
eigenvalues/ˈaɪdʒənvæljuːz/ nilai eigen
eigenvector/ˈaɪdʒənvektə/ vektor eigen
diagonal matrix/daɪˈæɡənl ˈmeɪtrɪks/ matriks diagonal
Maclaurin's series/məˈklɔːrɪnz ˈsɪəriːz/ deret Maclaurin
completing the square/kəmˈpliːtɪŋ ðə skweə/ melengkapkan kuadrat sempurna
reduction formula/rɪˈdʌkʃn ˈfɔːmjʊlə/ rumus reduksi
arc length/ɑːk leŋθ/ panjang busur
surface area of revolution/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə ɒv ˌrevəˈluːʃn/ luas permukaan revolusi
Riemann sum/ˈriːmən sʌm/ jumlah Riemann
complex number/ˈkɒmpleks ˈnʌmbə/ bilangan kompleks
De Moivre's theorem/də ˈmɔɪvəz ˈθɪərəm/ teorema De Moivre
2.3

Diferensiasi

Silabus
Calon peserta harus mampu: Catatan dan contoh
• turunkan fungsi hiperbolik dan turunkan $\sin^{-1}x$, $\cos^{-1}x$, $\sinh^{-1}x$, $\cosh^{-1}x$ dan $\tanh^{-1}x$
• peroleh ekspresi untuk $\frac{\text{d}^2y}{\text{d}x^2}$ dalam kasus di mana hubungan antara $x$ dan $y$ didefinisikan secara implisit atau parametrik
• turunkan dan gunakan beberapa suku pertama dari deret Maclaurin untuk suatu fungsi. Penurunan suku umum tidak termasuk, tetapi langkah diferensiasi 'implisit' berurutan mungkin diperlukan, mis. untuk $y = \tan x$ setelah penyusunan ulang diferensiasi awal menjadi $y' = 1 + y^2$.

Sumber: Silabus Cambridge International

Sekarang Anda dapat mendiferensiasikan fungsi-fungsi hiperbolik dan fungsi invers $\sin^{-1}x$, $\tan^{-1}x$, $\sinh^{-1}x$ dan seterusnya. Anda juga dapat menemukan $\dfrac{d^2y}{dx^2}$ untuk kurva yang diberikan secara implisit atau parametrik.

Deret Maclaurin menuliskan sebuah fungsi sebagai deret pangkat:

$$f(x) = f(0) + f'(0)\,x + \frac{f''(0)}{2!}\,x^2 + \frac{f'''(0)}{3!}\,x^3 + \cdots$$
Sebagai contoh $e^x = 1 + x + \dfrac{x^2}{2!} + \dfrac{x^3}{3!} + \cdots$

Kurva e^x dengan tiga pendekatan polinomial berderajat meningkat
Menambahkan lebih banyak suku membuat polinomial cocok dengan $e^x$ pada rentang yang lebih luas di sekitar $x=0$.

Contoh terpecahkan. Temukan deret Maclaurin dari $f(x) = \ln(1+x)$ hingga suku dalam $x^3$.

$f(0) = 0$; $f'(x) = \dfrac{1}{1+x}$ sehingga $f'(0) = 1$; $f''(x) = \dfrac{-1}{(1+x)^2}$ sehingga $f''(0) = -1$; $f'''(x) = \dfrac{2}{(1+x)^3}$ sehingga $f'''(0) = 2$. Substitusikan ke dalam deret:

$$\ln(1+x) = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} - \cdots$$
Jelajahi

Gradien pada suatu titik

gradien = dy/dx

Turunan adalah kemiringan garis singgung, seekstrem apapun fungsinya.

Tonton pelajaran
2.4

Integrasi

Silabus
Calon peserta harus mampu: Catatan dan contoh
• integralkan fungsi hiperbolik dan kenali integral dari fungsi berbentuk $\frac{1}{\sqrt{a^2 - x^2}}$, $\frac{1}{\sqrt{x^2 + a^2}}$ dan $\frac{1}{\sqrt{x^2 - a^2}}$, serta integralkan fungsi terkait menggunakan substitusi trigonometri atau substitusi hiperbolik sesuai kebutuhan Termasuk penggunaan melengkapkan kuadrat sempurna jika perlu, mis. untuk mengintegralkan $\frac{1}{\sqrt{x^2 + x}}$.
• turunkan dan gunakan rumus reduksi untuk evaluasi integral tentu mis. $\int_0^{\frac{1}{2}\pi} \sin^n x \text{ d}x$, $\int_0^1 \text{e}^{-x}(1-x)^n \text{ d}x$. Pada kasus yang lebih sulit, petunjuk mungkin diberikan, mis. $\int_0^{\frac{1}{4}\pi} \sec^n x \text{ d}x$ dengan mempertimbangkan $\frac{\text{d}}{\text{d}x}(\tan x \sec^n x)$.
• pahami bagaimana luas di bawah kurva dapat didekati oleh luas persegi panjang, dan gunakan persegi panjang untuk memperkirakan atau menetapkan batas atas/bawah untuk luas di bawah kurva atau untuk menurunkan ketaksamaan atau limit mengenai jumlah Pertanyaan dapat melibatkan persegi panjang dengan lebar satuan atau persegi panjang yang lebarnya cenderung ke nol, mis. $1 + \ln n > \sum_{r=1}^n \frac{1}{r} > \ln(n+1)$, $\sum_{r=1}^n \frac{1}{n}\left(1 + \frac{r}{n}\right)^{-1} \approx \int_0^1 (1+x)^{-1} \text{ d}x$. berlanjut
• gunakan integrasi untuk mencari – panjang busur untuk kurva dengan persamaan dalam koordinat Kartesius, termasuk penggunaan parameter, atau dalam koordinat polar – luas permukaan revolusi terhadap salah satu sumbu untuk kurva dengan persamaan dalam koordinat Kartesius, termasuk penggunaan parameter. Pertanyaan yang melibatkan integrasi mungkin memerlukan teknik dari Matematika Cambridge International A Level (9709) yang diterapkan pada kasus yang lebih sulit, mis. integrasi parsial untuk $\int e^x \sin x \mathrm{d}x$, atau penggunaan substitusi $t = \tan \frac{1}{2}x$. Luas permukaan revolusi untuk kurva dengan persamaan dalam koordinat polar tidak diperlukan.

Sumber: Silabus Cambridge International

Pelajari integral standar ini:

$$\int \frac{1}{a^2 + x^2}\,dx = \frac{1}{a}\tan^{-1}\frac{x}{a} + C, \qquad \int \frac{1}{\sqrt{a^2 - x^2}}\,dx = \sin^{-1}\frac{x}{a} + C.$$
Substitusi trigonometri, substitusi hiperbolik, atau melengkapi kuadrat pada penyebut menangani bentuk-bentuk terkait. Rumus reduksi menghubungkan integral $I_n$ ke $I_{n-1}$, sehingga Anda dapat bekerja turun langkah demi langkah. Integrasi juga memberikan panjang busur dari sebuah kurva dan luas permukaan revolusi ketika kurva diputar tentang sumbu.

Contoh terarah. Temukan $\displaystyle\int \frac{1}{\sqrt{4 - x^2}}\,dx$.

Di sini $a^2 = 4$, sehingga $a = 2$ dan

$$\int \frac{1}{\sqrt{4 - x^2}}\,dx = \sin^{-1}\frac{x}{2} + C.$$

Membatasi jumlah dengan integral. Gambarlah persegi panjang dengan lebar satuan di bawah, atau di atas, kurva yang menurun seperti $y=\frac1x$. Setiap persegi panjang dengan tinggi $\frac1r$ terjebak di antara dua strip integral, sehingga menjumlahkannya menghasilkan

$$\ln(n+1) < \sum_{r=1}^{n}\frac1r < 1 + \ln n.$$
Memperkecil lebar persegi panjang menjadi $\frac1n\to 0$ mengubah jumlah semacam itu menjadi jumlah Riemann yang sama dengan integral dalam limit, mis. $\displaystyle\lim_{n\to\infty}\frac1n\sum_{r=1}^{n}f\!\left(\frac{r}{n}\right)=\int_0^1 f(x)\,dx$.

Jelajahi

Luas di bawah kurva

luas = ∫ f(x) dx

Setiap integral mengukur luas di bawah kurva — seret batas-batasnya.

Tonton pelajaran
2.5

Bilangan kompleks

Silabus
Calon peserta harus mampu: Catatan dan contoh
• pahami teorema de Moivre, untuk eksponen bilangan bulat positif atau negatif, dalam hal efek geometris perkalian dan pembagian bilangan kompleks
• buktikan teorema de Moivre untuk eksponen bilangan bulat positif mis. melalui induksi.
• gunakan teorema de Moivre untuk eksponen bilangan rasional positif atau negatif mis. mengekspresikan $\cos 5\theta$ dalam istilah $\cos \theta$ atau $\tan 5\theta$ dalam istilah $\tan \theta$.
– untuk menyatakan rasio trigonometri sudut majemuk dalam bentuk pangkat dari rasio trigonometri sudut dasar mis. mengekspresikan $\sin^6 \theta$ dalam istilah $\cos 2\theta$, $\cos 4\theta$ dan $\cos 6\theta$.
– untuk menyatakan pangkat dari $\sin \theta$ dan $\cos \theta$ dalam istilah sudut majemuk
– dalam penjumlahan deret mis. menggunakan metode '$C + \mathrm{i}S$' untuk menjumlahkan deret seperti $\sum_{r=1}^{n} \binom{n}{r} \sin r\theta$.
– dalam menemukan dan menggunakan akar kesatuan ke-$n$.

Sumber: Silabus Cambridge International

Akar ke-n dari kesatuan membentuk poligon
Mengalikan bilangan kompleks: panjang dikalikan, sudut ditambahkan
Mengalikan dengan i adalah rotasi
Kepala brokoli Romanesko menunjukkan spiral yang serupa diri
Pola serupa diri seperti brokoli Romanesco muncul dari mengiterasikan fungsi dalam bidang kompleks.

Sebuah bilangan kompleks dalam bentuk polar adalah $z = r(\cos\theta + i\sin\theta)$. Teorema De Moivre menyatakan bahwa untuk setiap bilangan bulat $n$,

$$(\cos\theta + i\sin\theta)^n = \cos n\theta + i\sin n\theta.$$
Ini digunakan untuk memperluas $\cos n\theta$ dan $\sin n\theta$ dalam pangkat, untuk menjumlahkan deret, dan untuk menemukan $n$ akar kesatuan (solusi dari $z^n = 1$, tersebar merata di sekitar lingkaran satuan).

Lima titik tersebar merata di sekitar lingkaran satuan pada diagram Argand
Lima solusi dari $z^5=1$ tersebar merata $72^\circ$ terpisah di sekitar lingkaran satuan.

Contoh terpecahkan. Gunakan teorema De Moivre untuk mengekspresikan $\cos 3\theta$ dalam hal $\cos\theta$.

Ambil bagian real dari $(\cos\theta + i\sin\theta)^3 = \cos 3\theta + i\sin 3\theta$:

$$\cos 3\theta = \cos^3\theta - 3\cos\theta\sin^2\theta = \cos^3\theta - 3\cos\theta(1 - \cos^2\theta) = 4\cos^3\theta - 3\cos\theta.$$

Jelajahi

Diagram Argand

Seret titik untuk mengeksplorasi modulus dan argumen — bahasa bilangan kompleks dalam bentuk polar (modulus–argumen).

Kosa kata Latih
English Bahasa Indonesia
roots of unity/ruːts ɒv ˈjuːnɪti/ akar-akar kesatuan
integrating factor/ˈɪntɪɡreɪtɪŋ ˈfæktə/ faktor pengintegrasi
general solution/ˈdʒenərəl səˈluːʃn/ solusi umum
complementary function/ˌkɒmplɪˈmentəri ˈfʌŋkʃn/ fungsi komplemen
particular integral/pəˈtɪkjʊlə ˈɪntɪɡrəl/ integral parsial
particular solution/pəˈtɪkjʊlə səˈluːʃn/ solusi khusus
separable variables/ˈsepərəbl ˈveərɪəblz/ variabel terpisah
auxiliary equation/ɔːkˈsɪlɪəri ɪˈkweɪʒn/ persamaan pembantu
2.6

Persamaan diferensial

Silabus
Calon peserta harus mampu: Catatan dan contoh
• temukan faktor peng integrating untuk persamaan diferial linear orde pertama, dan gunakan faktor peng integrating untuk menemukan solusi umum mis. $\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} - 2y = x^2$, $x\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} - y = x^4$, $\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} + y\coth x = \cosh x$.
• ingat arti istilah 'fungsi komplementer' dan 'integral khusus' dalam konteks persamaan diferial linear, dan ingat bahwa solusi umum adalah jumlah dari fungsi komplementer dan integral khusus
temukan fungsi komplementer untuk persamaan diferial linear orde pertama atau kedua dengan koefisien konstan Untuk persamaan orde kedua, termasuk kasus di mana persamaan bantu memiliki akar real yang berbeda, akar real ganda, atau akar kompleks konjugat.
ingat bentuk, dan temukan integral khusus untuk persamaan diferial linear orde pertama atau kedua dalam kasus di mana polinomial atau $ae^{bx}$ atau $a\cos px + b\sin px$ merupakan bentuk yang sesuai, dan dalam kasus sederhana lainnya temukan koefisien yang tepat given a suitable form of particular integral mis. evaluasi $k$ given that $kx \cos 2x$ is a particular integral of
$$\frac{\text{d}^2y}{\text{d}x^2} + 4y = \sin 2x$$
.
gunakan substitusi yang diberikan untuk mengurangi persamaan diferial menjadi persamaan linear orde pertama atau kedua dengan koefisien konstan atau menjadi persamaan orde pertama dengan variabel terpisah mis. substitusi $x = e^t$ untuk mengurangi ke bentuk linear persamaan diferial dengan suku-suku berbentuk
$$ax^2\frac{\text{d}^2y}{\text{d}x^2} + bx\frac{\text{d}y}{\text{d}x} + cy$$
, atau substitusi $y = ux$ untuk mengurangi
$$\frac{\text{d}y}{\text{d}x} = \frac{x+y}{x-y}$$
ke bentuk variabel terpisah.
gunakan kondisi awal untuk menemukan solusi khusus dari persamaan diferial, dan interpretasikan solusi dalam kaitannya dengan model masalah yang dimodelkan oleh persamaan diferial.

Sumber: Silabus Cambridge International

Untuk persamaan linear orde pertama $\dfrac{dy}{dx} + P(x)\,y = Q(x)$, kalikan dengan faktor pengintegralkan $\mu = e^{\int P\,dx}$. Sisi kiri kemudian menjadi $\dfrac{d}{dx}(\mu y)$, sehingga Anda dapat mengintegrasikan langsung.

Untuk persamaan linear dengan koefisien konstan, solusi umum adalah jumlah dari dua bagian: fungsi komplementer (solusi dari persamaan dengan sisi kanan diatur ke $0$, ditemukan dari persamaan bantu) dan integral khusus (salah satu solusi dari persamaan penuh). Kondisi awal kemudian menetapkan konstanta untuk memberikan solusi khusus; persamaan yang lebih sederhana dengan variabel yang dapat dipisahkan diintegrasikan langsung.

Grid segmen kemiringan pendek dengan dua kurva solusi berjalan di atasnya
Kurva solusi mengikuti medan kemiringan, tetap tangen terhadap segmen-segmen kecil di mana pun.

Contoh terpecahkan. Selesaikan $\dfrac{dy}{dx} + 2y = e^x$.

Faktor pengintegrasinya adalah $\mu = e^{\int 2\,dx} = e^{2x}$. Mengalikan seluruhnya menghasilkan $\dfrac{d}{dx}\!\left(y\,e^{2x}\right) = e^{3x}$, sehingga

$$y\,e^{2x} = \tfrac13 e^{3x} + C \;\Rightarrow\; y = \tfrac13 e^x + C e^{-2x}.$$

Orde kedua, koefisien konstan. Untuk $\dfrac{d^2y}{dx^2}+b\dfrac{dy}{dx}+cy=f(x)$, selesaikan persamaan bantu $m^2+bm+c=0$. Fungsi komplementer bergantung pada akarnya:

  • dua akar real berbeda $m_1,m_2$: $y=Ae^{m_1x}+Be^{m_2x}$;
  • akar kembar $m$: $y=(A+Bx)e^{mx}$;
  • akar kompleks $p\pm qi$: $y=e^{px}(A\cos qx+B\sin qx)$.

Kemudian tambahkan integral khusus dengan mencoba bentuk yang sesuai dengan $f(x)$ (polinomial, $ae^{bx}$, atau $a\cos px+b\sin px$); jika cobaan tersebut sudah muncul dalam fungsi komplementer, kalikan dengan $x$.

Contoh terpecahkan. Selesaikan $\dfrac{d^2y}{dx^2}-4\dfrac{dy}{dx}+4y=0$. Persamaan bantu $m^2-4m+4=(m-2)^2=0$ memiliki akar kembar $m=2$, sehingga $y=(A+Bx)e^{2x}$.

Jelajahi

Persamaan diferensial

dy/dx = a y

Persamaan menetapkan kemiringan di mana-mana; solusi mengikuti kemiringan-kemiringan tersebut.

2.6

Tips ujian

  • Pelajari identitas hiperbolik dan turunannya, serta gunakan fungsi hiperbolik invers dalam integrasi.
  • Selesaikan persamaan diferensial linear sebagai fungsi komplementer $+$ integral khusus, lalu terapkan kondisi batas.
  • Gunakan teorema de Moivre untuk pangkat dan akar bilangan kompleks serta untuk menurunkan identitas trigonometri.
  • Sederhanakan suatu integral menjadi bentuk standar melalui substitusi yang ditentukan.

Pelajaran interaktif untuk topik ini

Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.

Soal-Soil Masa Lalu

Topik lain dalam Matematika Lanjutan A-Level

Masuk atau buat akun

IGCSE, A-Level & AP