Senin, 20 Januari 2014

sifat limit

Sifat limit fungsi matematika, 

Limit ln log dan bilangan e

Limit trigonometri sederhana, sin x dan tan x saja yang bisa dipakai

Cara menyelesaikan limit sederhana dengan menghilangkan faktor (x-a), dalil L’Hopital, dan mengalikan akar sekawan

Nanti saya update lagi ya, masih kurang lengkap nih limit
Pengertian tentang limit dapat diperoleh dengan melihat contoh berikut ini.
Contoh: Perhatikan fungsi

untuk nilai x yang mendekati 1
x00,90,950,981,00011,00051,051,1
f(x)11,91,951,982,00012,00052,052,1
Gambar grafiknya:

Dari gambar dan tabel dapat disimpulkan:
→  Jika x mendekati 1 dari kiri, maka nilai f(x) mendekati 2
→  Jika x mendekati 1 dari kanan, maka nilai f(x) mendekati 2
→  Jadi, jika x mendekati 1, maka nilai f(x) mendekati 2
Teorema:

Jika limit kiri dan limit kanan tidak sama, maka nilai limitnya tidak ada

Hasil limit tidak boleh bentuk tak tentu:

Sifat-Sifat Limit



Cara Penyelesaian Limit dengan Perhitungan:

1.         Substitusi langsung
Contoh:


2.         Pemfaktoran (biasanya untuk bentuk 0/0)
 Contoh:

Ingat:
(a2 – b2) = (a – b)(a + b)
(a3 + b3) = (a + b)(a2 – ab + b2)
(a3 – b3) = (a – b)(a2 + ab + b2)
 3.         Dikali sekawan (jika ada bentuk akar)
Contoh:


4.         Untuk limit tak terhingga: 
→  Jika bentuknya sudah pecahan: dibagi pangkat tertinggi
→  Jika bentuknya belum pecahan: dikali sekawan, baru dibagi pangkat tertinggi
Sifat operasi dengan ∞:

Contoh:


Cara cepat!
→  Untuk bentuk pecahan:
  • Jika pangkat pembilang (atas) > penyebut (bawah), hasil =∞
  • Jika pangkat pembilang (atas) < penyebut (bawah), hasil =0
  • Jika pangkat pembilang (atas) = penyebut (bawah), hasil =koefisien pangkat tertinggi atas : koefisien pangkat tertinggi bawah
Contoh 1:

Contoh 2:

Contoh 3:


→  Untuk bentuk 
Contoh:


5.         Limit trigonometri:

Untuk cosinus:
1 – cos ax = 2 sin½ ax    (dari rumus cos 2x)
cos ax – 1 = –2 sin2 ½ ax (dari rumus cos 2x)
1 – cos2ax = sin2ax            (dari sin2x + cos2x = 1)

Bilangan e

Bilangan e didapat dari:

e = 2,718281828…

Rumus-rumus pengembangannya:

Kontinuitas

Suatu fungsi kontinu di x = a jika:
1.  f(a) ada (dapat dihitung/real)
2.  
3.  

Ilustrasi:

Soal dan Pembahasan Turunan Fungsi dan Aplikasinya (1-5)

1. Turunan pertama dari fungsi f(x) = (2-6x)³ adalah?
Penyelesaian:
Fungsi pada soal berbentuk fungsi lain yang eksponensial. Untuk menentukan turunannya, digunakanlah aturan rantai.
Jika f(x) = (u(x))ⁿ maka f ‘ (x) = n.(u(x))ⁿ-1 . (u ‘ (x))
Perhatikan pembahasannya pada gambar di bawah ini.
Morsmordre1267Jadi, turunan pertama dari f(x) = (2-6x)³ adalah f ‘ (x) = -18(2-6x)² atau
f ‘ (x) = -18(4-24x+36x²)

2. Turunan pertama dari fungsi trigonometri f(x) = 5sinxcosx adalah?
Penyelesaian:
  • Fungsi diatas berbentuk fungsi perkalian jadi untuk menentukan turunannya, digunakanlah aturan perkalian.
Jika f(x) = u(x).v(x)
Maka f ‘ (x) = u ‘ (x). v(x) + u(x).v ‘ (x)
  • Untuk fungsi trigonometri, turunan sinx adalah cosx dan turunan cosx adalah -sinx.
Lebih lengkapnya, perhatikan gambar di bawah ini.
Morsmordre1294Jadi turunan f(x) 5sinxcosx adalah f ‘ (x) = 5(cos²x – sin²x)
atau f ‘ (x) = 5cos2x

3. Diketahui biaya produksi barang sebuah perusahaan dinyatakan dalam fungsi f(x) = 8x² – 120x. Kemudian harga jual tiap barang dinyatakan dalam f(x) = 1/3 x² – 10x + 200. menyatakan jumlah barang. Maka, untuk mencapai keuntungan maksimum, jumlah barang yang harus diproduksi adalah sebanyak…
Penyelesaian:
Biaya Produksi = 8x² – 120x
Harga Jual tiap barang = 1/3 x² – 10x + 200
Keuntungan = Harga Jual semua Barang  – Biaya Produksi
= (Jumlah Barang dikali Harga Jual tiap Barang) – Biaya Produksi
= x.(1/3 x² – 10x + 200) – (8x² – 120x)
= (1/3 x³ – 10x² + 200x) – (8x² – 120x)
= 1/3 x³ – 18x² + 320x
Untuk mencapai keuntungan maksimum, maka nilai stationernya = 0
f ‘ (x) = 0
x² -36x + 320 = 0
(x -16)(x – 20) = 0
x = 16 atau x = 20.
Jadi, jumlah barang yang harus dijual adalah 16 atau 20 buah.

4. Biaya proyek sebuah perusahaan per harinya dinyatakan oleh fungsi f(x) = 3x + 1200/x – 60 (dalam juta rupiah). Tentukan total biaya produksi selama x hari agar diperoleh biaya minimum?
Penyelesaian:
Biaya Proyek per hari = 3x + 1200/x – 60
Biaya Proyek per x hari = (3x + 1200/x – 60)/x
= 3 + 1200/x² – 60/x
= 3x² – 60x + 1200
Agar biaya minimum, maka nilai stationer = 0 atau f ‘ (x) = 0.
f ‘ (x) = 0
6x – 60 = 0
6x = 60
x = 10 hari.
Biaya minimum per hari
= 3x + 1200/x – 60
= 3(10) + 1200/10 -60
= 30 + 120 – 60
= 90 juta rupiah
Maka total biaya minimum proyek selama 10 hari adalah
= 90 juta rupiah x 10 hari
= 900 juta rupiah.

5. Sebuah talang air akan dibuat dari lembaran seng yang lebarnya 30 cm dengan melipat lebarnya atas menjadi 3 bagian yang sama, seperti terlihat pada gambar. Jika θ menyatakan besar sudut dnding talang dengan bidang alasnya, maka volume air yang tertampung paling banyak bila θ …
trPenyelesaian:
Lipatan seng berbentuk trapesium.
Untuk mencapai volume air maksimum, maka nilai stationer dari luas trapesium = 0.
Pembahasannya ada pada gambar di bawah ini.
Morsmordre1339Jadi untuk mencapai volume maksimum, besar sudut θ = 60°.
*Semoga Bermanfaat*

Soal Turunan dan Pembahasannya


  1. Seorang petani menyemprotkan obat pembasmi hama pada tanamannya. Reaksi obat tersebut t jam setelah disemprotkan dinaytakan dengan rumus f(t) = 15t2 – t3. Reaksi maksimum tercapai setelah …. (UN 2009 Paket P45 No. 20)

A.    3 jam                      D. 15 jam
B.    5 jam                      E.  30 jam
C.    10 jam

Jawaban : C


Syarat mencapai maksimum jika f ‘(t) = 0, maka :
          30t – 3t2        = 0
        
         3t(10 – t)         = 0

Jadi t = 0 atau t = 10

Untuk t = 0 diperoleh f(0) = 15.02 – 03 = 0

Untuk t = 10 diperoleh f(10) = 15.102 – 103 = 500

Jadi mencapai maksimum pada t = 10 jam.


   2.  Suatu perusahaan menghasilkan x produk dengan biaya sebesar ( 9000 + 1000x + 10xrupiah. Jika semua hasil produk perusahaan tersebut habis dijual denga harga Rp5.000,00 untuk satu produknya, maka laba maksimum yang dapat diperoleh perusahaan tersebut adalah ….(UN 2011 P54)
A.    Rp149.000,00
B.    Rp249.000,00
C.    Rp391.000,00
D.    Rp609.000,00
E.    Rp757.000,00

Jawaban : C

Laba =  L   = Harga produk – Biaya produk
              L  = 5.000x – ( 9000 + 1000x + 10x)
              L  = – 10x + 4000x - 9000

Syarat L maksimum jika L ‘ = 0
                     – 20x + 4000 = 0
                                      x  = 200

      L(200)   = –10 . (200)2 + 4000. (200) – 900
                  = 391.000



   3.     Garis l menyinggung kurva y = 6di titik yang berabsis 4. Titik potong garis l dengan sumbu x adalah ….(UN  2009 P45)
A.    ( 4,0 )                      D. (–6,0 )
B.    (4,0 )                     E. ( 6,0 )
C.    ( 12,0 )
Jawab : B
Absis = 4 artinya x = 4, lalu untuk mencari nilai y subtitusikan x = 4 ke y = 6x diperoleh
y = 64  = 12. Jadi titik singgungnya (4, 12). 
Langkah berikutnya mencari gradien :







Sehingga persamaan garis singgungnya :

















4.   Sebuah kotak tanpa tutup yang alasnya berbentuk persegi, mempunya volume 4 m³ terbuat dari selembar karton. Agar karton yang diperlukan sedikit mungkin, maka ukuran panjang, lebar, dan tinggi kotak berturut – turut adalah ….
A.    2 m, 1 m, 2 m          D. 4 m, 1 m, 1 m
B.    2 m, 2 m, 1 m          E. 1 m, 1 m, 4 m
C.    1 m, 2 m, 2 m

Jawab : B

Misal alas kotak dengan panjang = lebar = a
                    Tinggi kotak = t
      

materi kalkulus turunan dan diferensial


22DEC


Rumus-rumus Dasar Turunan

Rumus-rumus berikut dapat dibuktikan dengan definisi turunan (Definisi 5.2), dan biasa disebut rumus-rumus dasar turunan:

y = k y’ = 0 , ” konstanta k Fungsi konstan

y = kxn y’ = knxn-1, ” konstanta k

y = sin x
y = cos x y’ = cos xy’ = – sin x Fungsi Trigonometri

y = ex y’= ex Fungsi eksponensial


Tabel 6.1.

Bukti :

Berikut beberapa bukti rumus-rumus dasar :
Ø Rumus dasar no. 4., jika y = cos x maka

y’ = ==

= = 0 – sin x = – sin x.
Ø Rumus dasar no 7., jika y = ex maka :

y’ = =

= =

=

Dengan menggunakan aturan turunan (teorema 5.2 atau 5.3), dapat dicari turunan fungsi trigonometri, fungsi hiperbolik yang belum ada di table 6.1., seperti :
Fungsi Trigonometri :
y = tg x
y = ctg x
y = sec x
y = cossec x y’ = sec2xy’ = – cossec2xy’ = sec x tg x



y’ = – cossec x ctg x
Fungsi hiperbolik
y = sinh x
y = cosh x
y = tgh x
y = ctgh x
y = sech x

10. y = cossech x y’ = cosh xy’ = sinh xy’ = sech2x



y’ = cossech 2x

y’ = sech x tgh x

y’ = cossech x ctgh x


Tabel 6.2.

Turunan fungsi-fungsi di atas tidak perlu dihafal karena dengan mudah dapat diperoleh fungsi turunannya. Di bawah ini diberikan beberapa bukti dari table 6.2., sebagai berikut :
Ø Bukti no. 2., y = ctg x = maka dengan aturan hasil bagi diperoleh :

y’ =
Ø




Ingat Kembali !!

sinh x = ; cosh x =



Bukti no. 5, y = sinh x =

maka dengan aturan jumlah, diperoleh :

y’ = = cosh x
Ø Bukti no. 7., y = sech x = 1/cosh x, maka dengan aturan hasil bagi diperoleh :

y’ =

Turunan fungsi polynomial dan fungsi rasional juga sering menggunakan aturan turunan pada teorema 5.2 atau 5.3. coba perhatikan contoh berikut :




Dengan menggunakan aturan turunan, tentukan y’ dari fungsi-fungsi berikut :

1). y = x3cos x 2). y = 3). y =

Jawab :

1). y = x3cos x maka dengan aturan hasil kali diperoleh :

y’ = 3x2cos x + x3(-sin x) = 3x2cos x – x3sin x = x2 (3cos x – x sin x)

2). y = maka dengan aturan hasil bagi diperoleh :

y’ =

3). y = maka dengan aturan hasil bagi diperoleh :

y’ =

=

Aturan Rantai

Teorema 6.1. : Aturan Rantai

Jika fungsi y = f(u) & u = g(x) menentukan fungsi komposisi y = f(g(x)) = (f◦g) (x), sedangkan g terdifferensialkan di x dan f terdifferensialkan di u = g(x) maka fungsi komposisi f◦g terdifferensialkan di x, yakni :

(f◦g)’ (x) = f ’(g(x)) g’(x) atau Dxy = DuyDxu atau =

Catatan :

1. Jika y = f1(u1), u1 = f 2(u2), u2 = f3(u3), …, un-1 = fn(un), un=fn(x) maka

y’ = =

2. Fungsi bentuk parameter merupakan fungsi y = f(x) yang disajikan dengan sepasang persamaan : dengan t suatu parameter, maka untuk memperoleh dari system persamaan tersebut adalah dengan diasumsikan y sebagai fungsi komposisi :

y = f(t), t = g(x), berarti : = atau =





Dengan aturan rantai, tentukan fungsi-fungsi berikut :

1). y = 2). y = 3). y =

Jawab :

1). y = ,

dimisalkan y = , u = maka = =

2). y = , dimisalkan y = v2, v = cos w, w = 4x maka

= = 2v(-sin w)4 = -2.4.cos4x.sin4x = -4sin 8x

3). y = , dimisalkan y = u3, u = sin v, v = w7, w = x2 – 3x, maka :

= = 3u2.cos v. 7w6.(2x-3)

= 3.7(x2 – 3x )6.(2x-3)

= 21(x2 – 3x )6.(2x-3).

= (x2 – 3x )6.(2x-3)

contoh limit

CONTOH SOAL LIMIT FUNGSI

Di bawah ini diberikan beberapa contoh soal limit fungsi

1. Limit Fungsi Aljabar Untuk 
Hitung nilai limit fungsi berikut:

Jawab:



2. Limit Fungsi Aljabar Untuk 
Hitung nilai limit fungsi berikut:

Jawab:



(Ingat bahwa, pada limit fungsi aljabar untuk , jika pangkat tertinggi pembilang lebih kecil dari pangkat tertinggi penyebut, maka hasilnya selalu sama dengan nol (0))

3. Limit Fungsi Trigonometri
Hitung nilai limit fungsi berikut:

Jawab:



Mungkin, jika anda hanya membaca contoh soal di atas, semua terasa sulit dan membingungkan. Tapi tidak perlu khawatir, kalau kita mau menekuni Matematika, Insya Allah, Matematika akan terasa indah dan menyenangkan.

limit kkkk

belajar kalkulus tentang fungsi limit beserta contoh soalnya

pengertian dari limit fungsi adlah salah satu konsep mendasar dalam kalkulus dan analisis, tentang kelakuan suatu fungsi mendekati titik masukan tertentu.  bisa di notasikan dengan fungsi:




beikut contoh dari limit fungsi:
tentukan limit dari


jawab :



 contoh 2


berikut solusi untuk menyelesaikan soal tersebut:


Kumpulan Soal-Soal Diferensial


1.      Tentukan turunan pertama dari y = (3x-2)4+(4x-1)adalah . . .
Jawab:
Kita uraikan satu per satu dulu masing-masing persamaan, misalnya :
f (x) = y = (3x-2)4                  misal U = (3x-2)            du/dx = 3
dy/dx = n.Un-1 . du/dx
 = 4. (3x-2)4-1.3
 = 12 (3x-2)3
Terus berlanjut ke persamaan berikutnya :
f (x) = y = (4x-1)3              misal U = (4x-1)           du/dx = 4
dy/dx = n.U.n-1 . du/dx
 = 3. (4x-1)3-1. 4
 = 12 (4x-1)2
Setelah kita mengetahui hasil dari masing-masing persamaan, kemudian kita kembali gabungkan kedua persamaan tersebut :
f (x) = y = (3x-2)4+(4x-1)3
                          = 12 (3x-2)+ 12 (4x-1)2
= 12      (3x-2)+ (4x-1)2

2.      Tentukan turunan pertama dari y = 5x2 + 7 adalah . . .
                                                          4x + 3
Jawab :
y = 5x+ 7, kita misalkan U = 5x2+7 maka du/dx = 10 x
      4x +  3                         V = 4x + 3 maka dv/dx = 4
V. du/dx – U. dv/dx
                              V2
(4x+3) (10x) – (5x2 + 7) (4)
                 (4x + 3)2
40x2 + 30x – 20x2 – 28
              (4x + 3)2
20x+ 30x – 28
         (4x + 3)2

3.      Jika jumlah penduduk suatu daerah dalam t tahun mendatang dapat dinyatakan dalam fungsi t : f (t) = 10.000.000+11.000t-800 tmaka dapatkan laju pertumbuhan penduduk didaerah tersebut pada saat lima tahun mendatang !
Jawab :
f (t) = 10.000.000 + 11.000 t - 8.00 t2
f’ (t) = 11.000 - 8.00 t
sehingga laju pertambahan penduduk 5 tahun mendatang adalah
f’  (5) = 11.000- 8.00 . (5)
 = 11.000 – 4.000
 = 7.000
Jadi laju pertambahan penduduk 5 tahun mendatang adalah 7.000 orang

4.      Jika diketahui fungsi total cost untuk memproduksi x satuan barang adalah
 TC = x3-4x2+16x+80, maka tentukan MC pada saat memproduksi 20 satuan barang !
Jawab :
TC = x3-4x2+16x+80
MC = TC= 3x2-8x+16
Sehingga MC untuk x = 20 adalah
MC = 3 (20)2 – 8 (20) + 16
= 3 (4.00) – 8 (20) + 16
= 1.200 – 1.60 + 16
= 1.050
Satuan rupiah MC = 3 (20)2 – 8 (20) + 16 = 1.050 satuan rupiah
Ini berarti pada posisi x = 20 satuan baran, akan terjadi tingkat perubahan biaya sebesar 1.050 satuan rupiah jika x berubah 1 unit.

5.      Suatu proyek akan diselesaikan dalam x hari dengan biaya proyek perhari adalah
y = (2x +  - 80) dalam ribuan rupiah, biaya proyek minimum dalam x hari adalah  . . .
jawab :
y = (2x +  - 80)
y (x) = (2x2 + 10.000 – 80x)
biaya minimum diperoleh jika y(x) = 0
4x-80 = 0          x = 20
Biaya minimum adalah :
y (20) = 2 (20)2 + 10.000 – 80.20
 = 800 + 10.000 – 1.600
 = 9.200
Karena satuannya dalam ribuan, maka dikalikan 1.000 = Rp. 9.200.000,-