Pemecahan untuk mencari titik ekuilibrium sebelumnya adalah relative sederhana. Bila semakin banyak barang yang dimasukkan kedalam model, maka penyelesaian dengan rumus tsb menjadi tidak praktis. Metoda yang lebih baik untuk pemecahan persamaan simultan dengan beberapa variable adalah menggunakan aljabar matriks.
Aljabar matriks membantu kita : Aljabar matriks membantu kita :
a. Memberikan sistem persamaan yang ringkas. b. Pemecahannya melalui determinan.
Pengertian :
Matriks adalah susunan/daftar/array dari suatu angka2 yang mempunyai ikatan berdasar baris atau kolom dan yang mempunyai kegunaan tertentu.
Susunan Baris : angka2 diurutkan secara horizontal (ke arah kanan – kiri )
Susunan Kolom : angka2 diurutkan secara vertikal ( dari Susunan Kolom : angka2 diurutkan secara vertikal ( dari
atas – bawah )
Ikatan : menunjukkan hubungan secara berturut. Misal, krn matriks merpkan nilai paramater dari suatu
persamaan.
Kegunaan : untuk menyederhanakan, memudahkan
Perhatikan matriks A berikut :
a11 a12 a13 1 3 5
A : a21 a22 a23 : 0 2 7
a31 a32 a33 6 4 8
Pengertian baris (raw) dan kolom (lajur/coloumn) :
a13 : menunjukkan element (unsur) matriks A yang terletak pada baris ke 1 dan kolom ke 3, 5 terletak pada baris ke 1 dan kolom ke 3, 5 a21 : menunjukkan element (unsur) matriks A yang
terletak pada baris ke 2 dan kolom ke 1, 0 Analog :
4.1. Matriks dan vektor
Secara umum sistem dengan m persamaan linear dan n variabel (x1, x2, …… , xn) dapat disusun dalam bentuk :
a11x1 + a12x2 + ….. + a1nxn = d1 (4.1) a21x1 + a22x2 + ….. + a2nxn = d2
: : : = :
am1x1 + am2x2 + ….. + amnxn = dm am1x1 + am2x2 + ….. + amnxn = dm
Dalam sistem persamaan (4.1) terdapat 3 macam bahan pokok, yaitu :
1. Himpunan koefisien aij,
a11 a12 a13 x1 d1 (4.2) A : a21 a22 a23 x : x2 d : d2
: : : : :
a31 a32 a33 xn dn
Contoh :
6x1 + 3x2 + x3 = 22 (4.3) x1 + 4x2 – 2x3 = 12
4x11 – x22 + 5x33 = 10
Dapat ditulis
6 3 1 x1 22
(4.4) A : 1 4 – 2 x : x2 d : 12
4 – 1 5 xn 10
Vektor sebagai matriks khusus
Jumlah baris dan kolom dalam suatu matriks menunjukkan dimensi dari matriks.
Sebuah matriks yang memiliki banyaknya baris sama dengan banyaknya kolom, disebut matriks kuadrat (square matrix).
Matriks yang berisi satu kolom, disebut vektor kolom. Matriks yang berisi satu baris, disebut vektor baris, Matriks yang berisi satu baris, disebut vektor baris,
vektor baris menggunakan simbol x’ = [ x1 x2 …. Xn ]
Dengan menggunakan matriks dalam (4.4) kita dapat me-nyatakan persamaan (4.3) menjadi
4.2. Operasi dengan matriks
1. Persamaan (equality).
2. Penjumlahan dan pengurangan matriks.
3. Perkalian bilangan (scalar multiplication)
4. Perkalian matriks
4.3. Beberapa jenis matriks
4.3. Beberapa jenis matriks
1. Matriks nol
6. Skalar
2. Matriks identitas
7. Vektor
3. Matriks diagonal
8. Matriks non singular
4. Matriks skalar
9. Matriks singular
4.6. Transpose dan inverse
Transpose suatu matriks A dapat ditulis AT atau A’.
Diten-tukan dengan merubah elemen tiap baris
matriks A men-jadi kolom2 matriks A’ atau sebaliknya.
a11 a12 a13 a11 a21 a31 A : a21 a22 a23 A’ : a21 a22 a23
a a a a a a
21 22 23 21 22 23
a31 a32 a33 a31 a32 a33 Atau
4 6 B’ : 4 2 – 4
B : 2 0 6 0 5
Sifat-sifat transpose
Sifat – sifat berikut meripakan ciri dari transpose : 1. (A’)’ = A
2. (A + B)’ = A’ + B’ 3. (AB)’ = B’A’
Inverse dan sifat-sifatnya Inverse dan sifat-sifatnya
Inverse matriks A ditunjukkan dengan simbol A–1, hanya
dapat ditentukan bila A adalah matriks kuadrat, dimana inverse adalah matriks yang memenuhi kondisi
Beberapa yang perlu diperhatikan :
1. Tidak semua matriks kuadrat mempunyai inverse. Bila matriks kua-drat A dapat diinverse (dibalik), maka A dis non – singular. Bila A tdk bisa diinverse disebut matriks singular.
2. A dan A–1 merupakan inverse satu sama lain.
3. Bila A adl n x n, maka A–1 juga harus n x n. Matriks identitas yang
diperoleh juga berdimensi n x n.
4. Bila suatu matriks mempunyai inverse, maka hanya memp satu inverse matriks. Bila A–1 adalah B, maka AB = BA = I
inverse matriks. Bila A–1 adalah B, maka AB = BA = I
terdapat matriks lain C, shg AC = CA = I. dengan mengalikan bagian AB = I dengan C , kita peroleh CAB = CI
karena CA = I maka IB = C atau B = C
5. A.A–1 = A–1.A = I . Sebenarnya menyatakan bahwa kedua hubungan
Matriks inverse dan penyelesaian sistem persamaan linear
Penggunaan konsep matriks inverse dalam penyelesaian suatu sistem persamaan linear adalah langsung dan cepat. Dari sistem persama-an linear (4.3) dapat ditulis dalam bentuk matriks sebagai berikut :
(4.17) A x = d
(3x3) (3x1) (3x1)
sekarang bila terdapat matriks inverse A–1 perkalian kedua bagian
sekarang bila terdapat matriks inverse A–1 perkalian kedua bagian
persamaan (4.17) dengan A–1 akan menghasilkan
A–1 Ax = A–1d
atau
(4.18) x = A–1 d
Penyelesaian (perhitungan akan dibahas dalam bab berikutnya)
1 18 – 16 – 16
A–1 = ---- – 13 26 13
52 – 17 18 21
x1 1 18 – 16 – 10 22 2
x = ---- – 13 26 13 12 = 3
x2 = ---- – 13 26 13 12 = 3
x3 52 – 17 18 21 10 1
Integral dikenal dua macam pengertian
yaitu :
a.
Integral tak tentu (
Indefinite Integral
)
b.Integral tentu (
Definite Intergral
)
Suatu konsep yang berhubungan dengan
proses penemuan suatu fungsi asal, apabila
turunan atau derivatif dari fungsinya
diketahui
Bentuk umum integral tak tentu:
Rule 1
: Power rule
Rule 1’
: generalised
Rule 1’
: generalised
“power rule”/
substitution rule:
( )
'( )
( )
11
1
n
n
f x
f x
f x dx
C
n
n
2
4 3
3
3
1
2
(2
2)
(2
2) (2)
4
dx
x c
x dx
x
c
x
x
dx
C
Latihan
dx
x
dx
x
dx
x
4 3 3
1
Rule 2
: Integral of a constant multiple :
c x c
x dx
c x c
x dx
6 1
0 1 6 6
1 0
1 1
1 0 1 0
Rule 3
: Integral of a sum:
Contoh
:
2
2 2
2 2 2 3
(3 2 ) 3 2 3
1 3
3 3 3
2 2
3 2
(3 2 ) 3 2
2 3
x dx dx xdx x x c
xdx xdx x x
x x dx xdx x dx x x c
dx
x
e
dx
x
x
x
)
1
(
)
1
(
3
Rule 4
: Exponential rule:
Rule 4’
: Generalised
4 4
2 5
2 5
1
2 52
2
x
x x
e dx
e
c
e
e
dx
c
e
c
Latihan
dx
e
dx
e
x
)
Rule 5
:“aturan
logaritma:
1
1
ln
1
dx
x C
x
1
1
2
x dx
2
dx
2.ln
x c
x
Rule 6 : Integral Perkalian
dx
x
f
k
dx
x
kf
(
)
(
)
Contoh:
dx
x
f
dx
x
f
c
x
c
x
dx
x
dx
x
)
(
)
(
3
2
)
3
(
2
2
2
3 3 2 2
Latihan:
dx
x
x
e
x1
3
)
5
c x x dx x x dx x x dx x x cari 2 4 3 2 2 2 ) 2 2 ( ) 1 ( 2 ) 1 ( 2
Cara Langsung :
Cara Subtitusi
Dengan cara subtitusi ; misal u = x2 + 1, maka
du/dx =2x atau dx=du/2x
dx
e
dx
x
x
x 3 2
9 3
2
8
.
2
)
2
(
6
.
Consider two continuous functions u=f(x) and v=g(x), then,
[ ( ). ( )] ( ). '( ) '( ). ( )
( ) ( )
Let us assume that and Then,
d
f x g x f x g x f x g x dx
u f x v g x
( ) . .
. .
. .
Let us integrate both sides
Rearranging:
d uv u dv du v
uv u dv v du
u dv uv v du
3
3,
0,
Using integration by parts, find
dx
u
dv
dx
du
v
x
0,
.
.
3.
3
.0
3
du
v
x
u dv
uv
v du
dx
x
x
x c
2
(2
3)(2 )
(2
3),
2
2,
2
.
.
Using integration by parts, find
x
x
u
x
dv
x
du
v
x
x
u dv
uv
v du
2 2
3 2 2
3 2 3 3 2
.
.
(2
3).(2 )
(2
3)(
)
.2
(2
3
) 2
2
4
2
3
3
3
3
u dv
uv
v du
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
c
2
2 3 2 3 2
(2
3)(2 )
(4
6 )
4
6
4
4
6
3
3
2
3
Verification
x
x
x
x dx
x dx
x dx
x
x
c
x
x
c
Integral dari suatu fungsi yang nilai-nilai variabel
bebasnya memiliki batas tertentu
Integral tertentu sering digunakan untuk
menghitung luas area yang terletak diantara
kurva y=f(x) dan sumbu x dalam suatu rentangan
wilayah yang dibatasi oleh x=a dan x=b
wilayah yang dibatasi oleh x=a dan x=b
Proses pencarian luas suatu area yang
batas-batas atau limit dari area tersebut sudah
ditentukan
Dalam integral tak tentu kita temukan bahwa :
c
x
F
dx
x
f
Untuk mengetahui hasil integrasi teresbut untuk
suatu rentangan wilayah tertentu, katakanlah
antara x = a dan x = b, dimana a<b, maka
persamaan diatas menjadi :
[F(b)+c] – [F(a)+c] = F(b) – F(a)
F(b) – F(a) : hasil integral tertentu dari f(x) antara a
F(b) – F(a) : hasil integral tertentu dari f(x) antara a
dan b.
Secara lengkap persamaan pertama tadi dapat
dituliskan menjadi :
b a
b
a F b F a x
F dx
x
Notasi
f(x)dx dibaca integral f(x) untuk rentangan
wilayah x dari a ke b. selanjutnya, mengingat a<b, a
dinamakan batas bawah integrasi (lower limit
integration) sedangkan b disebut batas atas
integrasi (upper limit integration)
ba
Jika suatu fungsi f(x) adalah kontinu dalam suatu
interval, maka fungsi tersebut mempunyai integral (antiderivatif) dalam intervalnya dan lebih lanjut jika F(x) adalah integral dari f(x) maka untuk 2 titik a dan b dalam interval kita dapatkan :
b dalam interval kita dapatkan :
b
a
a
F
b
F
dx
x
5 5 5 2 5 5 4 4 5 2
4 (2) 5(618,6) 3093
LIMIT
Limit merupakan konsep dasar yang penting
dalam cabang matematika yang dikenal
dengan kalkulus
Kita dapat mengetahui seberapa jauh suatu
Kita dapat mengetahui seberapa jauh suatu
fungsi akan berkembang apabila variabel di
dalam fungsi tersebut terus menerus
PERNYATAAN PADA LIMIT
Limit fungsi f(x) untuk mendekati a adalah L, dimana a
dan L masing-masing adalah bilangan.
Artinya jika x bertambah secara terus menerus hingga
mendekati a, maka nilai fungsi f(x) pun akan bertambah
L
x
f
a
x
(
)
lim
mendekati a, maka nilai fungsi f(x) pun akan bertambah
hingga mendekati L
KAIDAH-KAIDAH LIMIT
8 2 lim : lim ) ( . 1 3 32
x a n a x n x contoh a x x x f y 5 5 lim : lim . 2 2 x a x contoh k k k
LIMIT SUATU
PENJUMLAHAN/PENGURANGAN
Jumlah selisih dari limit fungsi-fungsinya
(
)
(
)
lim
(
)
lim
(
)
lim
)
(
)
(
Contoh
x
g
x
f
x
g
x
f
x
g
x
f
y
a x a x a x17
8
9
)
(
lim
)
2
1
(
lim
)
(
)
2
1
(
3 2 2 2 3 2
x
x
LIMIT DARI SUATU PEMBAGIAN
Pembagian dari limit fungsi-fungsinya dengan syarat
limit fungsi pembagi (penyebut)
) ( lim ) ( ) ( x f x g x f y 11 ) 1 ( ) 11 )( 1 ( ) 5 ( lim ) 5 )( 5 ( lim ) 5 ( lim ) 25 ( lim ) 5 ( ) 25 ( lim 5 25 : ) ( lim ) ( lim lim 6 6 6 2 6 2 6 2 x x x x x x x x x y contoh x g x f x x x x x a x a x a x 0 ) ( lim
a g x x
LIMIT 2 FUNGSI
Dua fungsi yang serupa mempunyai limit yang sama f(x)
= g(x)
L
x
f
(
)
lim
g
x
L
(
)
lim
juga
L
x
f
a
x
(
)
lim
g
x
L
a
x
(
)
lim
SOAL LIMIT
x x x x 2 4 2 lim . 2 lim . 1 2 3 3 lim ) 3 ( ) 4 2 ( . 3 x x x y 16 2x x2
( 4)
DIFERENSIAL
Pada dasarnya merupakan proses penarikan
limit atas suatu koefisien diferensi dalam hal
tambahan variabel bebasnya mendekati nol.
Hasil yang diperoleh dari proses diferensiasi
dinamakan turunan (y’) atau derivatif
PERHITUNGAN DIFERENSIAL
Mencari laju perubahan suatu fungsi.
Dalam ekonomi, diferensial dapat digunakan untuk memecahkan soal
bagaimana meminimalkan biaya dan memaksimalkan laba.
Analisis dalam ekonomi adalah terutama analisa mengenai perubahan.
Analisis marginal adalah analisis mengenai laju perubahan marginal yaitu
laju perubahan sesaat yang tak lain daripada hasil bagi diferensial atau turunan pertama dari fungsi-fungsi yang bersangkutan, misal fungsi permintaan, penawaran, produksi, biaya, pendapatan, konsumsi, tabungan, permintaan, penawaran, produksi, biaya, pendapatan, konsumsi, tabungan, harga, laba, dan lain-lain.
Laju perubahan sesaat di suatu titik X dinamakan hasil bagi diferensial atau
turunan fungsi yang dilambangkan :
atau didefinisikan dengan suatu limit, yaitu
Jika
f
(
x
) =
y,
maka turunannya dituliskan juga
'
,
0
lim
y
atau
dx
dy
x
y
x
KAIDAH-KAIDAH DIFERENSIAL
A. Turunan Fungsi Aljabar 1. Turunan dari fungsi
n12. Turunan Suatu Konstanta
3. Turunan Suatu Jumlah
0 0 10 0 dx dy e y dx dy y contoh dx c d c y
u v d u v u' v'
y
Turunan Suatu Jumlah
5.Turunan Suatu Hasil Bagi
3
2
2 3 2 23
2
1
4
3
3
2
'
'
x
x
x
x
x
dy
maka
x
x
x
y
contoh
v
uv
vu
dx
uv
d
v
u
y
6.Turunan Fungsi berantai (fungsi komposit)
Yaitu fungsi dari fungsi, misal y = F ( u ) sedang u = f ( x )
Sehingga y adalah juga fungsi dari x
dx
du
du
dy
dx
dy
x
f
F
y
x
y
contoh
3
3 2
Turunan Fungsi Kebalikan (invers)
Y = f(x) x = g (y) merupakan fungsi kebalikan
( x = f
-1(y))
Rumus : dy/dx = 1/ dy/dx or dx/dy = 1/dy/dx
Contoh :
Contoh :
Turunan Fungsi Logaritma dengan bilangan 10
Y=
10log x
Dy/dx = 1/x log e = 1/xln 10
Contoh :
y = log 8x
y= log 8 + log x
dy/dx = 1/x log e dy/dx = 1/x log e
Y = log 2x
3y = log 4x
2y = log 4x
2y = log u
dy/dx = 1/u log e dy/dx
Contoh :
Turunan fungsi logaritma dengan bilangan pokok e
Y =
elog x
dy/dx = 1/x
elog e menjadi 1/x ln e = 1/x(1)
Contoh ;
Y = lnx
3dy/dx = 3 ln x = 3/x
Y = ln u menjadi dy/dx = 1/u .du/dx/ ln e
Contoh :
Y = ln (4x-3) dy/dx = 1/(4x-3) . 4
Y = ln (4x-3) dy/dx = 1/(4x-3) . 4
Turunan fungsi logaritma dengan bilangan pokok
sembarang
Fungsi peubah lebih dari dari dua
Turunan Parsial
Merupakan
perluasan
lebih
lanjut
dari
perhitungan
dengan
konsep
penurunan
dihubungkan
langsung
dengan
fungsi
multivariat (banyak peubah)
Z = f(xy) differensial parsial fx ; fy
Z = f(xy) differensial parsial fx ; fy
Partial derivatives dz/dx ; dz/dy
Y = f(x
1, x
2, x
3)
Diferensial total
diferensial dy dari y = f(x,z) dinamakan
diferensial total yang besarnya dy = dy/dx .
dx + dy/dz.dz
Contoh :
Z= x
2+xy – y
2 Z= x
2+xy – y
2Turunan Fungsi Implisit
F(x,y) = 0
Df/dx.dx + df/dy.dy = o menjadi dy/dx = -df/dx/dfdy
Contoh :
2x3 – xy2 + y2 +12 df/dx.dx + df/dy.dy = o
(6x2-2y) + (-2x + 2y) dy/dx = - 6x2-2y/-2x + 2y
X2 – xy -2y2 = 0
Fungsi dari fungsi
Jika Z = f (x,y) dimana x = x(t) dan y = y(t) maka total derivatif menjadi : dz = dz/dx.dx + dz/dy.dy dikatakan total deferensial
Dz/dt = dz/dx . Dx/dt + dz/dy.dy/dt Contoh :
Z = 5x +2y dimana x = t2 +3 dan y = 5t3 + 4
Dz/dx = 5 dz/dy = 2 dx/dt =2t dy/dt = 15t2
Maksimum dan Minimum
Untuk fungsi perubah tiga z = f(x,y) maka titik stationer dapat merupakan ekstrem relatif, titik pelana dan titik belok, Dan syarat untuk mencapai titik ekstrem adalah:
1. Syarat perlu, adalah syarat orde pertama
dz/dx = fx = 0 dz/dy = fy = 0
2. Syarat cukup adalah syarat orde kedua Ekstem bila fxx fyy – fxy2 > 0
Titik pelana bila fxx fyy – fxy2 < 0
Ekstrem minimum bila fxx dan fyy > 0 Ekstrem maksimum bila fxx dan fyy < 0 tanda fxx dan fyy senantiasa sama
tanda fxx dan fyy senantiasa sama Contoh :
Z = -x2 + 12x – y2 + 10y – 45
Fx = dz/dx = -2x + 12 menjadi x = 6 Fy = dz/dy = -2y + 10 menjadi y = 5 Titik statisioner (6,5)
fxx = -2 fyy = -2 fxy = 0
fxx fyy – fxy2 = (-2) (-2) – 0 = 4 > 0 *titik ekstrem Fxx = -2 < 0 titik maksimum
Polinom atau suku banyak dalam X atau P(X) ialah
ungkapan yang mengandung suku KX
r, dimana K
= konstanta serta r = bilangan bulat. Derajat
polinom adalah harga tertinggi r dalam P(X).
Fungsi polinom mempunyai bentuk umum:
Fungsi polinom mempunyai bentuk umum:
Y = a
0+ a1X + a
2X
2+ ….. + a
nX
n
Fungsi polinom derajat dua atau fungsi kuadrat
Bentuk umum : Y = aX2 + bX + c, dimana a,b dan c = konstanta
Y = variabel tidak bebas X = variabel bebas
Dalam menggambarkan grafik parabola : Y = aX2 + bX + c, dapat
di perhatikan hal-hal berikut :
1. Parabola termuka ke arah Y positif (terbuka keatas) bila a positif 2. Parabola terbuka ke arah Y negatif (terbuka ke bawah)bila a
negatif negatif
3. Intersep = c
4. Harga x dan 2, yang cepat riil, berimpit atau hayal
a
ac
b
b
x
2
4
2 2
, 1
Jika diskriminan (D) = b2 – 4ac > 0 maka terdapat 2 titik potong, yaitu :
jadi titik potong dengan sumbu Y = 0 adalah
dan
Jika D = b2 – 4ac = 0, maka hanya terdapat satu titik potong. Yaitu :
a ac b a b x 2 4 2 2 1 a ac b a b x 2 4 2 2 2
,0
2 4 2 a ac b b
,0
2 4 2 a ac b b
Jika D = b2 – 4ac = 0, maka hanya terdapat satu titik potong. Yaitu :
jadi titik potong dengan sumbu Y = 0 adalah :
Jika D = b2 – 4ac < 0, maka tidak terdapat titik potong dengan sumbu X.
a b x x 2 2
1
,0 2a
5. Sumbu parabola adalah
Disubstitusikan pada persamaan : Y = aX2 + bX + c , maka
a
b
x
x
x
2
2
21
ac
b
y
c
b
y
c
a
b
a
b
a
y
4
2
2
2 2 2 2
Sehingga titik puncak parabola :
Contoh : gambarkan grafik fungsi : Y = x2 – 5X + 6 !!!
Fungsi Pangkat Banyak
jika Y = Xnatau Y = aX c,
dimana: n = pangkat
n, x, a, c = bilangan real
Fungsi Eksponen
Adalah suatu fungsi dimana variabel bebasnya merupakan pangkat dari suatu konstanta
Contoh : Y = f(X) = aX Contoh : Y = f(X) = aX
dimana; a = konstanta dan a>0 x dan Y = variabel
Karena a>0, maka nilai fungsinya selalu positif, sehingga diagram fungsinya terletak diatas sumbu X. Makin besar harga a maka diagram fungsi makin mendekati sumbu Y. Bilangan pokok yang sering dipakai adalah e =
2,7182818128……
Kaidah eksponensial yang penting :
n m n m q q l ka
a
a
a
a
k
a
a
/ 01
1
Contoh : Gambarkan grafik fungsi Y = 2
X!!!
Fungsi Logaritma adalah suatu fungsi non-linier
dimana variabel bebasnya dalam bentuk
logaritma.
Bentuk umum : Y =
alog X
Dimana; a > 0 dan a
≠ 1
Dimana; a > 0 dan a
≠ 1
Fungsi log Y = f(X) =
alog X merupakan invers
dari fungsi eksponen Y = g(X) = a
X. Karena itu
diagram fungsi logaritma merupakan bayangan
pencerminan terhadap garis diagram dari fungsi
eksponen. Fungsi logaritma tidak memotong
sumbu Y.
Fungsi Hiperbolik
Fungsi pecah adalah fungsi non-linier yang
variabel bebasnya merupakan penyebut. Grafik
dari fungsi ini berbentuk Hiperbola.
Bentuk umum :
b
aX
Fungsi Hiperbolik
dimana; a,b,c dan d = konstanta
X = variabel bebas
Y = variabel tidak bebas
d
cX
b
aX
Y
Ciri matematis dari fungsi pecah :
1. Titik potong dengan sumbu Y pada X = 0 yaitu b/d. Jadi P
(0,b/d).
2. Titik potong dengan sumbu X pada Y = 0 yaitu
sehingga aX + b = 0 x = -b/a Jadi Q (-b/a,0)
3. Asimtot datar (horizontal) bila x = ~ , maka
b X
a Y /
b
aX
Y
d
cX
b
aX
b/~ = 0 dan d/~ = 0 maka Y = a/c
4. Asimtot tegak (vertikal) bila Y = ~ , adalah
, cX + d = 0 X = -d/c Jadi asimtot tegak adalah X = -d/c
d X
c Y / d cX b aX Y
d
cX
Y
d
cX
b
aX
Contoh : jika diketahui
Gambarkan grafik fungsinya !
1
3
2
Fungsi linear sangat lazim diterapkan dalam ilmu ekonomi, baik dalam pembahasan ekonomi mikro maupun makro. Dua variabel ekonomi maupun lebih yang saling berhubungan acapkali diterjemahkan kedalam bentuk sebuah persamaan linear. Secara bertahap akan dibahas :
Penerapan fungsi linear dalam teori ekonomi mikro.
1.Fungsi permintaan, fungsi penawaran dan keseimbangan pasar
Pengaruh pajak-spesifik terhadap keseimbangan pasar
2.Pengaruh pajak-spesifik terhadap keseimbangan pasar
3.Pengaruh pajak-proporsional terhadap keseimbangan pasar 4.Pengaruh subsidi terhadap keseimbangan pasar
5.Keseombangan pasar kasus dua macam barang 6.Fungsi biaya dan fungsi penerimaan
Bentuk umum fungsi permintaan
bP
a
Q
a
P
Q
b
b
a
P
atau
1
Kurva Permintaanb
a
Q
Bentuk umum fungsi penawaran
P
a
atau
bP
a
Q
1
Kurva Penawaran
b
a
Q
0
a
Q
b
b
a
Keseimbangan Pasar
Qd : jumlah permintaan Qs : jumlah penawaran E : titik keseimbangan
s
d
Q
Q
P
s
Q
E
Pe : harga keseimbangan Qe : jumlah keseimbangan
e
P
Q
0
Q
ed
Q
Contoh Kasus 1 :
Diketahui : Fungsi Permintaan ; P = 15 – Q
Fungsi Penawaran ; P = 3 + 0,5 Q
Ditanyakan : Pe dan Qe?...
Jawab : permintaan; P = 15 – Q Q = 15 – P keseimbangan penawaran; P = 3 + 0,5 Q Q = - 6 + 2P pasar; Qd = Qs
15 – P = - 6 + 2P
P
15 15 – P = - 6 + 2P
21 = 3P, P = 7
Q = 15 – P
= 15 – 7 = 8
Jadi, Pe= 7
Qe = 8
7
Q
0
8d
Q
s
Q
E
15
15
Pengaruh Pajak.
Pajak yang dikenakan atas penjualan suatu barang menyebabkan harga jual barang tersebut naik. Sebab setelah dikenakan pajak, produsen akan berusaha mengalihkan (sebagian) beban pajak tersebut kepada konsumen.
konsumen.
Pengenaan pajak sebesar t atas setiap unit barang yang
Contoh Kasus 2 :
Diketahui : permintaan; P = 15 – Q
penawaran; P = 3 + 0,5 Q
pajak; t = 3 per unit.
Ditanyakan : berapa P dan Q keseimbangan sebelum dan sesudah pajak ?...
Penyelesaian :
Dimisalkan sebelum pajak, Pe = 7 dan Qe = 8 . Sesudah pajak, harga jual yang ditawarkan oleh produsen menjadi lebih tinggi, persamaan penawarannya berubah dan kurvanya bergeser keatas.
Penawaran sebelum pajak : P = 3 + 0,5 Q
Penawaran sesudah pajak : P = 3 + 0,5 Q + 3 = 6 + 0,5 Q Sedangkan permintaan tetap : P = 15 – Q
Keseimbangan Pasar : Pd = 15 – Q = 6 +0,5Q -1,5Q = -9 Q = 6
Jadi, Kurvanya adalah sebagai berikut :
P
s
Q
15
9
s
Q
'
(sebelum pajak) (sesudah pajak)
'
E
7
Q
0
8
d
Q
E
15
6
3
9
Beban pajak yang ditanggung konsumen (tk)
Rumus : tk = P’e – P
Dalam contoh kasus diatas, tk = 9 – 7 = 2
Beban pajak yang ditanggung produsen (tp)
Besarnya bagian dari beban pajak yang ditanggung oleh produsen (tp) adalah selisih antara besarnya pajak per unit barang (t) dan bagian pajak yang menjadi tanggungan konsumen barang (t) dan bagian pajak yang menjadi tanggungan konsumen
(tk).
Rumus : tp = t – tk
Dalam contoh kasus 2, tp = 3 – 2 = 1
Jumlah pajak yang diterima oleh pemerintah (T)
Rumus : T = Q’e X t
Pajak Proporsional ialah pajak yang besarnya diterapkan berdasarkan persentase tertentu dari harga jual; bukan diterapkan secara spesifik (misalnya 3 rupiah) per unit barang. Meskipun pengaruhnya serupa dengan pengaruh pajak spesifik, menaikan harga keseimbangan dan mengurangi jumlah keseimbangan, namun analisisnya sedikit berbeda.
Jika persamaan penawaran semula P = a + bQ (atau Q = -a/b + 1/b P) maka, dengan dikenakannya pajak proporsional sebesar t% dari harga jual, persamaan penawaran yang baru akan menjadi :
penawaran yang baru akan menjadi :
P = a + bQ + tP t : pajak proporsional dalam % P – tP = a + bQ
(l – t)P = a + bQ
b
P
t
l
b
a
Q
atau
Q
t
l
b
t
l
a
P
Contoh Kasus 3 :
Diketahui : permintaan; P = 15 – Q
penawaran; P = 3 + 0,5 Q t = 25%
Ditanyakan : berapa P dan Q keseimbangan sebelum dan sesudah pajak ?...
Penyelesaian :
Sebelum pajak, Pe = 7 dan Qe = 8 , sesudah pajak, persamaan penawarannya akan berubah, sementara permintaannya tetap P = 15 – Q atau Q = 15 – P .
Penawaran sesudah pajak, dengan t = 25% = 0,25 : P = 3 + 0,5 Q + 0,25 P
P = 3 + 0,75 Q P = 3 + 0,75 Q
Keseimbangan Pasar : Pd= Ps
15 - Q = 3 +0,75Q -1,75Q = -12
Q = 6,6
Jadi, sesudah pajak : P’e = 8,4 dan Q’e = 6,6
Pajak yang diterima oleh pemerintah dari setiap unit barang adalah :
Kurvanya adalah :
P
7
s
Q
E
4 , 8
s
Q
'
'
E
Besarnya pajak yang ditanggung oleh konsumen untuk setiap barang yang dibeli adalah tk = P’e – Pe = 8,4 – 7 = 1,4
Sedangkan yang ditanggung produsen adalah : tp = t – tk = 2,1 – 1,4 = 0,7
Jumlah pajak yang diterima oleh pemerintah adalah :
T = Q’e x t = 6,6 x 2,1 = 13,86.
Q
0
8
d
Q
Subsidi merupakan kebalikan atau lawan dari pajak, oleh karena itu ia
sering juga disebut pajak negatif. Seiring dengan itu, pengaruhnya terhadap keseimbangan pasar berbalikan dengan pengaruh pajak, sehingga kita dapat menganalisisnya seperti ketika menganalisis pengaruh pajak. Subsidi dapat bersifat spesifik dan dapat juga bersifat proporsional.
proporsional.
Pengaruh Subsidi. Subsidi yang diberikan atas produksi/penjualan
sesuatu barang menyebabkan harga jual barang tersebut menjadi lebih rendah. Dengan adanya subsidi, produsen merasa ongkos produksinya menjadi lebih kecil sehingga ia bersedia menjual lebih murah.
Dengan subsidi sebesar s, kurva penawaran bergeser sejajar kebawah, dengan penggal yang lebih kecil (lebih rendah) pada sumbu harga.
Contoh Kasus 4 :
Diketahui : permintaan; P = 15 – Q
penawaran; P = 3 + 0,5 Q
subsidi; s = 1,5 per unit.
Ditanyakan : berapa P dan Q keseimbangan sebelum dan sesudah subsidi ?...
Penyelesaian :
Tanpa subsid, Pe = 7 dan Qe = 8 . Dengan subsidi, harga jual yang ditawarkan oleh produsen menjadi lebih rendah, persamaan penawaran berubah dan kurvanya bergeser turun.
Penawaran tanpa subsidi : P = 3 + 0,5 Q
Penawaran dengan subsidi : P = 3 + 0,5 Q – 1,5
P = 1,5 + 0,5 Q Q = -3 + 2P Permintaan tetap : P = 15 – Q Q = 15 – P Maka, keseimbangan pasar : Qd = Qs
15 – P = -3 + 2P 18 = 3P, P = 6
Jadi kurvanya sebagai berikut :
P
s
Q
E
15
s
Q
'
(dengan subsidi)(tanpa subsidi)
6
Q
0
9
d
Q
15
3
5 , 1
7
E
'
Bagian subsidi yang dinikmati konsumen. Besarnya bagian
dari subsidi yang diterima, secara tidak langsung, oleh konsumen (sk) adalah selisih antara harga keseimbangan tanpa subsidi (Pe ) dan harga keseimbangan dengan subsidi
(P’e )
Dalam contoh kasus diatas,
sk =
7 – 6 = 1.
Bagian subsidi yang dinikmati produsen.
sk
s
sp
e e
P
P
sk
'
Dalam contoh kasus diatas,
sp =
1,5 – 1 = 0,5.
Jumlah subsidi yang dibayarkan oleh pemerintah.
Besarnya jumlah subsidi yang diberikan oleh pemerintah (S)
dapat dihitung dengan mengalikan jumlah barang yang terjual sesudah subsidi (Q’e) dengan besarnya subsidi per unit barang (s).
Dalam contoh kasus diatas,
S =
9 x 1,5 = 13,5.
sk
s
sp
s
Q
Bentuk Umum :
Qdx : jumlah permintaan akan X
Qdy : jumlah permintaan akan Y
Px : harga X per unit
Py : harga Y per unit
y x
dy
y x
dx
P
P
g
Q
P
P
f
Q
,
,
Contoh Kasus 5 :
Diketahui : permintaan akan X; Qdx = 10 – 4Px + 2Py
penawarannya; Qsx = -6 + 6Px
permintaan akan Y; Qdy= 9 – 3 Py + 4 Px
penawarannya; Qsx= -3 + 7 Py
Penyelesaian :
1) Keseimbangan pasar barang X
Qdx = Qsx
10 – 4Px + 2Py = -6 + 6Px
10Px – 2Py = 16
2) Keseimbangan pasar barang Y
Qdy = Qsy
9 – 3Py + 4Px = -3 + 7 Py
4Px – 10 Py = - 12
3) Dari 1) dan 2) : 3) Dari 1) dan 2) :
Py = 2 , masukkan ke 1) atau 2), diperoleh Px = 2
Masukkan kedalam persamaan semula, sehingga didapat nilai Qxe = 6, dan nilai Qye = 11.
Fungsi Biaya. Biaya total (total cost) yang dikeluarkan oleh sebuah
perusahaan dalam operasi bisnisnya terdiri atas biaya tetap (fixed cost)
dan biaya variabel (variable cost).
Q FC VC k vQ gC
vQ Q
f VC
k FC
Q FC VC k vQ gC
FC : biaya tetap
VC : biaya variabel
C : biaya total
k : konstanta
v : lereng kurva VC dan kurva C
k
vQ VC
0
k FC
Q
vQ
k
C
Contoh Kasus 6 :
Diketahui : FC = 20.000 , VC = 100 Q
Ditanyakan : Tunjukkan persamaan dan kurva totalnya !!! Berapa biaya total yang dikeluarkan jika diproduksi 500 unit barang ???
Penyelesaian :
C = FC + VC C = 20.000 + 100 Q
Jika Q = 500, maka ; C = 20.000 + 100 (500) = 70.000
Q
C
20
.
000
100
C000 .
20
Q VC 100
0
FC
Q
Q
C
20
.
000
100
C000 .
50
000 .
70
Fungsi Penerimaan. Penerimaan sebuah perusahaan dari
hasil penjualan barangnya merupakan fungsi dari jumlah barang yang terjual atau dihasilkan.
Semakain banyak barang yang diproduksi dan terjual, semakin besar pula penerimaannya. Penerimaan total
(total revenue) adalah hasilkali jumlah barang yang terjual
(total revenue) adalah hasilkali jumlah barang yang terjual dengan harga jual per unit barang tersebut. Secara matematik, penerimaan merupakan fungsi jumlah barang, kurvanya berupa garis lurus berlereng positif dan bermula dari titik pangkal.
Q
f
P
Q
Contoh Kasus 7 :
Harga jual produk yang dihasilkan oleh sebuah perusahaan Rp. 200,00 per unit. Tunjukkan persamaan dan kurva penerimaan total perusahaan ini !!!
Berapa besar penerimaannya bila terjual barang sebanyak 350 unit ???
Penyelesaian :
R = Q X P = Q X 200 = 200 Q
Bila Q = 350, maka ; R = 200 X 350 = 70.000
R
R
200
Q
Q
R
000
.
40
0
000
.
70
Keuntungan (profit positif, π > 0) akan didapat apabila R > C .
Kerugian (profit negatif, π < 0) akan dialami apabila R < C .
Konsep yang lebih penting berkenaan dengan R dan C adalah konsep pulang-pokok (break-even), yaitu suatu konsep yang digunakan untuk pulang-pokok (break-even), yaitu suatu konsep yang digunakan untuk menganalisis jumlah minimum produk yang harus dihasilkan atau terjual agar perusahaan tidak mengalami kerugian. Keadaan break-even (profit nol, π = 0) terjadi apabila R = 0; perusahaan tidak memperoleh keuntungan tetapi tidak pula mengalami kerugian. Secara grafik, hal ini ditunjukkan oleh perpotongan antara kurva R dan kurva
Gambar Kurvanya :
R
C
,
Q
c
C
Q
r
R
0
Q
0
TPP
'
Q
0
0
Q : jumlah produk
R : penerimaan total
C : biaya total
π : profit total ( = R – C )
Contoh Kasus 8 :
Diketahui : C = 20.000 + 100 Q , R = 200 Q
Ditanyakan : Berapakah tingkat produksi pada saat BEP ???.. Apa yang
terjadi pada saat produksinya sebanyak 300 unit ???...
Penyelesaian :
π = R – C jika Q = 300, maka : BEP ; π = 0, R – C = 0 R = 200 (300) = 60.000 BEP ; π = 0, R – C = 0 R = 200 (300) = 60.000
R = C C = 20.000 + 100 (300) 200 Q = 20.000 + 100 Q = 50.000
100 Q = 20.000
Q = 200 Keuntungan ; π = R – C
Gambar Kurvanya adalah :
,
,
R
C
C
R
}
000
.
60
Q
VC
FC
0
TPP
}
100
200
300
000
.
20
000
.
40
000
.
DEFINISI FUNGSI,
JENIS FUNGSI,
JENIS FUNGSI,
•Fungsi adalah suatu hubungan antara dua buah
variabel atau lebih, dimana masing-masing dari dua buah variabel atau lebih tersebut saling pengaruh-mempengaruhi.
•Sebuah Variabel adalah suatu jumlah yang mempunyai
nilai yang berubah-ubah pada suatu soal.
•Variabel yang terdapat dalam suatu fungsi dapat
dibedakan atas varibel bebas (independent variabel) dan variabel yang dipengaruhi/tidak bebas (dependent dan variabel yang dipengaruhi/tidak bebas (dependent variabel).
Contoh :
a) Y = f (X) atau Y = f (X1, X2)
X, X1, X2 = variabel bebas (independent variabel)
Y = variabel yang dipengaruhi (dependent Variabel) b) Y = a + bX
a dan b = Konstanta
Fungsi Eksplisit : adalah suatu fungsi dimana antara variabel
bebas dan tidak bebas dengan jelas dibedakan. Contoh : Y = f (X) Y = 2X + 4
Fungsi diatas merupakan fungsi eksplisit dengan satu variabel bebas. Sedangkan
Y = 2X1 + 3X2 + 3 adalah fungsi eksplisit dengan dua variabel bebas
Fungsi Implisit : adalah fungsi dimana antara variabel bebas dan Fungsi Implisit : adalah fungsi dimana antara variabel bebas dan
variabel tidak bebas tidak dapat dengan mudah/jelas dibedakan. Bentuk umum dari fungsi implisit ini dinyatakan dengan :
f (X) = 0 untuk satu variabel f (X,Y) = 0 untuk dua variabel
f (X, Y, Z) = 0 untuk tiga variabel, dstnya contoh : 6X + 4Y – 7 = 0
Fungsi Linier/garis lurus adalah suatu fungsi
dimana variabel bebasnya paling tinggi
berpangkat satu.
Bentuk umum : Y = bX + a
a dan b = konstanta
a dan b = konstanta
Persamaan sebuah garis yang menelusuri/melewati
satu buah titik (X
1,Y
1) yaitu :
1
Y
Y
b
tg
1 11
1
1 1
bX
Y
bX
Y
X
X
b
Y
Y
X
X
b
tg
Persamaan sebuah garis yang menelusuri/melewati dua buah titik (X1,Y1) dan (X2,Y2) yaitu :
1 2
1
Y
Y
Y
Y
b
tg
Dua garis linier dapat berimpit, sejajar, tegak lurus dan
berpotongan.
Dengan persamaan garis linier : g1 : Y = bX + a
g2 : Y’= b’X + c maka,
Dua garis (g dan g ) akan sejajar bila tg kedua garis tersebut Dua garis (g1 dan g2) akan sejajar bila tg kedua garis tersebut
sama atau b = b’
Dua garis akan tegak lurus bila tg kedua garis pertama
dikalikan tg garis kedua sama dengan minus 1 atau b.b’ = -1
Dua garis akan berimpit bila kedua persamaan garis tersebut
identik
1.
Gambarkan grafik fungsi: Y = 3X + 2
2.
Sebuah garis membentuk sudut 135
0dengan
sumbu X positif dan melewati titik (3,4).
Ditanyakan persamaan garis serta
gambarkan grafik fungsinya dan apakah
gambarkan grafik fungsinya dan apakah
garis itu melewati titik P(2,3) dan titik
Q(2,5) ?
3.
Sebuah garis melewati titik A(2,1) dan
B(3,4). Ditanyakan persamaan garisnya!
4.
Hitung titik potong P dari dua persamaan
garis:
[image:108.842.63.743.88.523.2]1. Fungsi permintaan, fungsi penawaran dan
keseimbangan pasar
2. Pengaruh pajak-spesifik terhadap
keseimbangan pasar
3. Pengaruh pajak-proporsional terhadap
keseimbangan pasar keseimbangan pasar
4. Pengaruh subsidi terhadap keseimbangan
pasar
5. Keseombangan pasar kasus dua macam
barang
6. Fungsi biaya dan fungsi penerimaan
Bentuk umum fungsi permintaan
bP
a
Q
a
P
Q
b
b
a
P
atau
1
Kurva Permintaanb
a
Q
atau
bP
a
Q
P
Q
b
b
a
P
atau
1
Kurva Penawaranb
a
Q
0
s
d
Q
Q
P
s
Q
e
P
Q
0
Q
ed
Q
Contoh Kasus 1 :
Diketahui : Fungsi Permintaan ; Q = 15 – P
Fungsi Penawaran ; Q = - 6 + 2P Ditanyakan : Pe dan Qe ?...
Jawab : keseimbangan pasar; Qd = Qs
15 – P = - 6 + 2P
P
15 15 – P = - 6 + 2P
21 = 3P, P = 7
Q = 15 – P
= 15 – 7 = 8
Jadi, Pe= 7
Qe = 8
7
Q
0
8d
Q
s
Q
E
15
15
Pengaruh Pajak.
Pajak yang dikenakan atas penjualan suatu
barang
menyebabkan
harga
jual
barang
tersebut
naik.
Sebab
setelah
dikenakan
pajak, produsen akan berusaha mengalihkan
(sebagian) beban
pajak tersebut
kepada
(sebagian) beban
pajak tersebut
kepada
konsumen.
Pengenaan pajak sebesar
t
atas setiap unit
barang
yang
dijual
menyebabkan
kurva
penawaran bergeser ke atas, dengan penggal
yang lebih tinggi pada sumbu harga. Jika
sebelum pajak persamaan penawarannya
P =
Contoh Kasus 2 :
Diketahui : permintaan; P = 15 – Q
penawaran; P = 3 + 0,5 Q
pajak; t = 3 per unit.
Ditanyakan : berapa P dan Q keseimbangan sebelum dan sesudah pajak ?...
Penyelesaian :
Dimisalkan sebelum pajak, Pe = 7 dan Qe = 8 . Sesudah pajak, harga jual yang ditawarkan oleh produsen menjadi lebih tinggi, persamaan penawarannya berubah dan kurvanya bergeser keatas.
penawarannya berubah dan kurvanya bergeser keatas.
Penawaran sebelum pajak : P = 3 + 0,5 Q
Penawaran sesudah pajak : P = 3 + 0,5 Q + 3 = 6 + 0,5 Q
Sedangkan permintaan tetap : P = 15 – Q
Keseimbangan Pasar : Pd = 15 – Q = 6 +0,5Q -1,5Q = -9 Q = 6
Jadi, Kurvanya adalah sebagai berikut :
P
s
Q
15
9
s
Q
'
(sebelum pajak) (sesudah pajak)
'
E
7
Q
0
8
d
Q
E
15
6
3
9
Beban pajak yang ditanggung konsumen
(tk)
Rumus : tk = P’e – P
Dalam contoh kasus diatas, tk = 9 – 7 = 2
Beban pajak yang ditanggung produsen
(tp)
Besarnya bagian dari beban pajak yang ditanggung oleh produsen
(tp) adalah selisih antara besarnya pajak per unit barang (t) dan
(tp) adalah selisih antara besarnya pajak per unit barang (t) dan bagian pajak yang menjadi tanggungan konsumen (tk).
Rumus : tp = t – tk
Dalam contoh kasus 2, tp = 3 – 2 = 1
Jumlah pajak yang diterima oleh pemerintah
(T)
Rumus : T = Q’e X t
Pajak Proporsional ialah pajak yang besarnya diterapkan berdasarkan persentase tertentu dari harga jual; bukan diterapkan secara spesifik (misalnya 3 rupiah) per unit barang. Meskipun pengaruhnya serupa dengan pengaruh pajak spesifik, menaikan harga keseimbangan dan mengurangi jumlah keseimbangan, namun analisisnya sedikit berbeda.
Jika persamaan penawaran semula P = a + bQ (atau Q = -a/b + 1/b P)
maka, dengan dikenakannya pajak proporsional sebesar t% dari harga jual, persamaan penawaran yang baru akan menjadi :
harga jual, persamaan penawaran yang baru akan menjadi :
P = a + bQ + tP t : pajak proporsional dalam % P – tP = a + bQ
(l – t)P = a + bQ
b
P
t
l
b
a
Q
atau
Q
t
l
b
t
l
a
P
Contoh Kasus 3 :
Diketahui : permintaan; P = 15 – Q
penawaran; P = 3 + 0,5 Q t = 25%
Ditanyakan : berapa P dan Q keseimbangan sebelum dan sesudah pajak ?...
Penyelesaian :
Sebelum pajak, Pe = 7 dan Qe = 8 , sesudah pajak, persamaan penawarannya akan berubah, sementara permintaannya tetap
P = 15 – Q atau Q = 15 – P .
Penawaran sesudah pajak, dengan t = 25% = 0,25 :
P = 3 + 0,5 Q + 0,25 P = 3 + 0,75 Q
Keseimbangan Pasar : Pd = Ps
15 - Q = 3 +0,75Q -1,75Q = -12
Q = 6,6
Jadi, sesudah pajak : P’e = 8,4 dan Q’e = 6,6
Pajak yang diterima oleh pemerintah dari setiap unit barang adalah :
Kurvanya adalah :
P
7
Q
s
Q
E
4 , 8
s
Q
'
'
E
Besarnya pajak yang ditanggung oleh konsumen untuk setiap barang yang dibeli adalah tk = P’e – Pe = 8,4 – 7 = 1,4
Sedangkan yang ditanggung produsen adalah : tp = t – tk = 2,1 – 1,4 = 0,7
Jumlah pajak yang diterima oleh pemerintah adalah :
T = Q’e x t = 6,6 x 2,1 = 13,86.
Q
0
8
d
Q