• Tidak ada hasil yang ditemukan

Teorema (Penjabaran dari definisi)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Teorema (Penjabaran dari definisi)"

Copied!
11
0
0

Teks penuh

(1)

1

Turunan Fungsi Aljabar

A. Turunan sebagai Limit Fungsi

∆𝑡 = 𝑡2− 𝑡1 jika dan hanya jika 𝑡2 = ∆𝑡 + 𝑡1

𝑚 =𝑓(𝑡2)−𝑓(𝑡1)

𝑡2−𝑡1 = 𝑓(∆𝑡+𝑡1)−𝑓(𝑡1)

∆𝑡

= 𝑓(∆𝑡+𝑡1)−𝑓(𝑡1)

∆𝑡 , karena melengkung maka

= lim

∆𝑡→0

𝑓(∆𝑡+𝑡1)−𝑓(𝑡1)

∆𝑡

= 𝑓′(𝑡1)

𝑚 = lim∆𝑥→0𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)∆𝑥 = 𝑓′(𝑥)

𝑓′(𝑥) = lim∆𝑥→0𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)∆𝑥

Definisi (Pengertian)

Misalkan fungsi 𝑓: 𝑆 → 𝑅 dan 𝑆 ⊆ 𝑅, maka fungsi 𝑓 dapat diturunkan di titik 𝑥 jika dan hanya jika lim

∆𝑥→0

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 ada. Turunan dapat dinotasikan 𝑓′(𝑥), 𝑦′, 𝑑𝑓(𝑥)

𝑑𝑥 , atau 𝑑𝑦 𝑑𝑥.

Contoh: Jika diketahui 𝑓(𝑥) = 3𝑥2, maka tentukan 𝑓′(𝑥)! Diketahui: 𝑓(𝑥) = 3𝑥2

Ditanya: 𝑓′(𝑥) ? Jawab: 𝑓(𝑥) = 3𝑥2

𝑓(∆𝑥) = 3(∆𝑥)2 𝑓(𝑥 + ∆𝑥) = 3(𝑥 + ∆𝑥)2

(2)

2 𝑓′(𝑥) = lim∆𝑥→0𝑓(∆𝑥 + 𝑥) − 𝑓(𝑥)∆𝑥

= lim

∆𝑥→0

3(𝑥+∆𝑥)2−3𝑥2 ∆𝑥

= lim

∆𝑥→0

3(𝑥+∆𝑥)(𝑥+∆𝑥)−3𝑥2

∆𝑥

= lim

∆𝑥→0

3(𝑥2+2𝑥∆𝑥+∆𝑥2)−3𝑥2 ∆𝑥

= lim

∆𝑥→0

3𝑥2+6𝑥∆𝑥+3∆𝑥2−3𝑥2

∆𝑥

= lim

∆𝑥→0

3𝑥2−3𝑥2+6𝑥∆𝑥+3∆𝑥2

∆𝑥

= lim

∆𝑥→0

6𝑥∆𝑥+3∆𝑥2 ∆𝑥

= lim

∆𝑥→0

∆𝑥(6𝑥+3∆𝑥) ∆𝑥

= lim

∆𝑥→0 6𝑥+3∆𝑥

1

= lim

∆𝑥→06𝑥 + 3∆𝑥

= 6𝑥 + 3(0) = 6𝑥

Jadi, 𝑓′(𝑥) = 6𝑥

B. Turunan Fungsi Aljabar

Teorema (Penjabaran dari definisi) Jika 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥𝑛, maka 𝑓′(𝑥) = 𝑛𝑎𝑥𝑛−1 Bukti:

Misal: 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥𝑛 𝑓′(𝑥) = 𝑎 lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)𝑛−𝑓(𝑥)𝑛

∆𝑥 ]

= 𝑎 lim

∆𝑥→0[

𝑥𝑛+𝑛𝑥𝑛−1∆𝑥+𝑛(𝑛−1)

2 𝑥𝑛−2∆𝑥2+⋯+𝑛𝑥∆𝑥𝑛−1+∆𝑥𝑛−𝑥𝑛

∆𝑥 ]

= 𝑎 lim

∆𝑥→0[

𝑥𝑛−𝑥𝑛+𝑛𝑥𝑛−1∆𝑥+𝑛(𝑛−1)

2 𝑥𝑛−2∆𝑥2+⋯+𝑛𝑥∆𝑥𝑛−1+∆𝑥𝑛

∆𝑥 ]

= 𝑎 lim

∆𝑥→0[

𝑛𝑥𝑛−1∆𝑥+𝑛(𝑛−1)

2 𝑥𝑛−2∆𝑥2+⋯+𝑛𝑥∆𝑥𝑛−1+∆𝑥𝑛

∆𝑥 ]

= 𝑎 lim

∆𝑥→0[

∆𝑥(𝑛𝑥𝑛−1+𝑛(𝑛−1)2 𝑥𝑛−2∆𝑥+⋯+𝑛𝑥∆𝑥𝑛−2+∆𝑥𝑛−1)

∆𝑥 ]

= 𝑎 lim

∆𝑥→0[

𝑛𝑥𝑛−1+𝑛(𝑛−1)

2 𝑥𝑛−2∆𝑥+⋯+𝑛𝑥∆𝑥𝑛−2+∆𝑥𝑛−1

1 ]

= 𝑎 lim

∆𝑥→0[𝑛𝑥

𝑛−1+𝑛(𝑛−1)

2 𝑥𝑛−2∆𝑥 + ⋯ + 𝑛𝑥∆𝑥𝑛−2+ ∆𝑥𝑛−1]

= 𝑎 [𝑛𝑥𝑛−1+𝑛(𝑛−1)

2 𝑥𝑛−2(0) + ⋯ + 𝑛𝑥(0)𝑛−2+ (0)𝑛−1]

= 𝑎[𝑛𝑥𝑛−1] = 𝑎𝑛𝑥𝑛−1 = 𝑛𝑎𝑥𝑛−1

(3)

3 Ditanya: 𝑓′(𝑥) ?

Jawab: 𝑓(𝑥) = 3𝑥2

𝑓′(𝑥) = 2 ⋅ 3𝑥2−1

= 6𝑥 Jadi, 𝑓′(𝑥) = 6𝑥

C. Operasi Turunan

1) Penjumlahan Turunan

Teorema (Penjabaran dari definisi) Jika 𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥), maka 𝑓′(𝑥) + 𝑔′(𝑥) Bukti:

Misal: 𝑦 = 𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥) 𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}+{𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 +

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 ] + lim∆𝑥→0[

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = 𝑓′(𝑥) + 𝑔′(𝑥)

Contoh: Jika diketahui 𝑓(𝑥) = 3𝑥2dan 𝑔(𝑥) = 2𝑥2, maka tentukan 𝑓′(𝑥) + 𝑔′(𝑥)! Diketahui: 𝑓(𝑥) = 3𝑥2

𝑔(𝑥) = 2𝑥2

Ditanya: 𝑓′(𝑥) + 𝑔′(𝑥) ? Jawab: 𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥) = 3𝑥2+ 2𝑥2

𝑓′(𝑥) + 𝑔′(𝑥) = 2 ⋅ 3𝑥2−1+ 2 ⋅ 2𝑥2−1

= 6𝑥 + 4𝑥 = 10𝑥 Jadi, 𝑓′(𝑥) + 𝑔′(𝑥) = 10𝑥

2) Pengurangan Turunan

Teorema (Penjabaran dari definisi) Jika 𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥), maka 𝑓′(𝑥) − 𝑔′(𝑥) Bukti:

Misal: 𝑦 = 𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥) 𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}−{𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 −

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 ] − lim∆𝑥→0[

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = 𝑓′(𝑥) − 𝑔′(𝑥)

Contoh: Jika diketahui 𝑓(𝑥) = 3𝑥2dan 𝑔(𝑥) = 2𝑥2, maka tentukan 𝑓′(𝑥) − 𝑔′(𝑥)! Diketahui: 𝑓(𝑥) = 3𝑥2

𝑔(𝑥) = 2𝑥2

(4)

4 Jawab: 𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥) = 3𝑥2− 2𝑥2

𝑓′(𝑥) − 𝑔′(𝑥) = 2 ⋅ 3𝑥2−1− 2 ⋅ 2𝑥2−1

= 6𝑥 − 4𝑥 = 2𝑥 Jadi, 𝑓′(𝑥) − 𝑔′(𝑥) = 2𝑥

3) Perkalian Turunan

Teorema (Penjabaran dari definisi)

Jika 𝑓(𝑥) ⋅ 𝑔(𝑥), maka [𝑓(𝑥) ⋅ 𝑔(𝑥)]′ = 𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) + 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥) Bukti:

Misal: 𝑦 = 𝑓(𝑥) ⋅ 𝑔(𝑥) 𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)+0−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)+𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)}+{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 +

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 +

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 +

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 +

𝑔(𝑥){𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] + lim∆𝑥→0[

𝑔(𝑥){𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[𝑓(∆𝑥 + 𝑥)] lim∆𝑥→0[

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)

∆𝑥 ] + lim∆𝑥→0[𝑔(𝑥)] lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥) + 𝑔(𝑥)𝑓′(𝑥) 𝑦′ = 𝑔(𝑥)𝑓′(𝑥) + 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥) 𝑦′ = 𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) + 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)

Contoh: Jika diketahui 𝑓(𝑥) = 3𝑥2dan 𝑔(𝑥) = 2𝑥2, maka tentukan [𝑓(𝑥) ⋅ 𝑔(𝑥)]′! Diketahui: 𝑓(𝑥) = 3𝑥2

𝑔(𝑥) = 2𝑥2

Ditanya: [𝑓(𝑥) ⋅ 𝑔(𝑥)]′ ?

Jawab: [𝑓(𝑥) ⋅ 𝑔(𝑥)]′ = 𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) + 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)

= (2 ⋅ 3𝑥2−1)(2𝑥2) + (3𝑥2)(2 ⋅ 2𝑥2−1) = (6𝑥)(2𝑥2) + (3𝑥2)(4𝑥)

= 12𝑥3 + 12𝑥3 = 24𝑥3

(5)

5

4) Pembagian Turunan

Teorema (Penjabaran dari definisi)

Jika 𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥), maka [ 𝑓(𝑥) 𝑔(𝑥)] ′ =

𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥) [𝑔(𝑥)]2

Bukti:

Misal: 𝑦 =𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥) 𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥) 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥) ⋅

1 ∆𝑥]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ⋅

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[ 1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)+0−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[ 1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)+𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}+{𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}−{−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)+𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}−{𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 −

{𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 −

𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}𝑔(𝑥)

∆𝑥 −

𝑓(𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= [ lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}𝑔(𝑥)

∆𝑥 ] − lim∆𝑥→0[

𝑓(𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ]] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦′= [ lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[𝑔(𝑥)] − lim∆𝑥→0[𝑓(𝑥)] lim∆𝑥→0[

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥) ∆𝑥 ]] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)] 𝑦′ = [𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) − 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)] 1

𝑔(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

𝑦′ = [𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) − 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)] 1

[𝑔(𝑥)]2 𝑦′ =𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)

[𝑔(𝑥)]2

Contoh: Jika diketahui 𝑓(𝑥) = 3𝑥2dan 𝑔(𝑥) = 2𝑥2, maka tentukan [𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)] ′!

Diketahui: 𝑓(𝑥) = 3𝑥2 𝑔(𝑥) = 2𝑥2

Ditanya: [𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)] ′ ?1

Jawab: [𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)] ′ =

𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥) [𝑔(𝑥)]2

=(2⋅3𝑥2−1)(2𝑥2)−(3𝑥2)(2⋅2𝑥2−1)

[2𝑥2]2 =(6𝑥)(2𝑥2)−(3𝑥2)(4𝑥)

4𝑥4 =12𝑥3−12𝑥3

(6)

6 = 0

4𝑥4 = 0 Jadi, [𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)] ′ = 0

D. Teorema L’Hopital

Teorema (Penjabaran dari definisi) Jika 𝑔 ≠ 0 dan 𝑥 ≠ 𝑐, maka

lim

𝑥→𝑐

𝑓(𝑥) 𝑔(𝑥) = lim𝑥→𝑐

𝑓′(𝑥) 𝑔′(𝑥) Bukti:

Misal: 𝑦1 = 𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)

𝑦1′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥) 𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)𝑓(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦1′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥) 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦1′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥) ⋅

1 ∆𝑥]

𝑦1′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ⋅

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[ 1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′= lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)+0−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[ 1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)+𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}+{𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}−{−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)+𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}−{𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 −

{𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 −

𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}𝑔(𝑥)

∆𝑥 −

𝑓(𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′ = [ lim

∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}𝑔(𝑥)

∆𝑥 ] − lim∆𝑥→0[

𝑓(𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ]] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦1′= [ lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[𝑔(𝑥)] − lim∆𝑥→0[𝑓(𝑥)] lim∆𝑥→0[

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥) ∆𝑥 ]] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)] 𝑦1′= [𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) − 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)] 1

𝑔(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

𝑦1′= [𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) − 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)] 1

[𝑔(𝑥)]2 𝑦1′= 𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)

[𝑔(𝑥)]2 ⋯ (1)

Misal: 𝑦2 = 𝑓′(𝑥)

𝑔′(𝑥)

𝑦2 = lim

∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥) 𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]

𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥) 𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔(𝑥)

(7)

7 𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥) 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ]]

𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥) ⋅

1 ∆𝑥]]

𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ⋅

1

𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]]

𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[ 1

𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]]

𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)+0−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[ 1

𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]]

𝑦2′ = lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)+𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]]

𝑦2= lim ∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}+{𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]] 𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}−{−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)+𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]] 𝑦2= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}−{𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]] 𝑦2′= lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)}

∆𝑥 −

{𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)} ∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]] 𝑦2′ = lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 −

𝑓(𝑥)⋅𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]]

𝑦2′ = lim

∆𝑥→0[ lim∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}𝑔(𝑥)

∆𝑥 −

𝑓(𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)}

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]]

𝑦2′= lim

∆𝑥→0[[ lim∆𝑥→0[

{𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)}𝑔(𝑥)

∆𝑥 ] − lim∆𝑥→0[

𝑓(𝑥){𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥)} ∆𝑥 ]] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]]

𝑦2′= lim ∆𝑥→0[[ lim∆𝑥→0[

𝑓(∆𝑥+𝑥)−𝑓(𝑥)

∆𝑥 ] lim∆𝑥→0[𝑔(𝑥)] − lim∆𝑥→0[𝑓(𝑥)] lim∆𝑥→0[

𝑔(∆𝑥+𝑥)−𝑔(𝑥) ∆𝑥 ]] lim∆𝑥→0[

1 𝑔(∆𝑥+𝑥)⋅𝑔(𝑥)]] 𝑦2′= lim

∆𝑥→0[[𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)− 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)]

1 𝑔(𝑥)⋅𝑔(𝑥)]

𝑦2′= [𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) − 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)] 1

𝑔(𝑥)⋅𝑔(𝑥)

𝑦2′= [𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥) − 𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)] 1

[𝑔(𝑥)]2 𝑦2′=𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)

[𝑔(𝑥)]2 ⋯ (2)

Dari (1) dan (2)

𝑦1′= 𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)[𝑔(𝑥)]2 dan 𝑦2′ =

𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)

[𝑔(𝑥)]2 , maka Jika 𝑦1′= 𝑦2′, maka lim

𝑥→𝑐 𝑓(𝑥) 𝑔(𝑥)= lim𝑥→𝑐

𝑓′(𝑥) 𝑔′(𝑥)

Contoh: Jika diketahui 𝑓(𝑥) = 𝑥3− 7𝑥2− 8𝑥 − 12 dan 𝑔(𝑥) = 𝑥 − 2 pada saat 𝑥 = 2, maka tentukan [𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)] ′!

Diketahui: 𝑓(𝑥) = 𝑥3 − 7𝑥2 − 8𝑥 − 12 𝑔(𝑥) = 𝑥 − 2

Ditanya: [𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)] ′ ?

Jawab:

𝑓(𝑥) = 𝑥3 − 7𝑥2− 8𝑥 − 12

𝑓′(𝑥) = 3𝑥2− 14𝑥− 8

(8)

8 Cara1

[𝑓(𝑥)𝑔(𝑥)] ′ =𝑓′(𝑥)𝑔(𝑥)−𝑓(𝑥)𝑔′(𝑥)[𝑔(𝑥)]2

= (3𝑥2−14𝑥−8)(𝑥−2)−(𝑥3−7𝑥2−8𝑥−12)(1)

[𝑥−2]2

= (3𝑥3−6𝑥2−14𝑥2+28−8𝑥+16)−(𝑥3−7𝑥2−8𝑥−12)

(𝑥−2)(𝑥−2)

= 3𝑥3−6𝑥2−14𝑥2+28−8𝑥+16−𝑥3+7𝑥2+8𝑥+12

𝑥2−4𝑥+4

= 3𝑥3−𝑥3−6𝑥2−14𝑥2+7𝑥2−8𝑥+8𝑥+28+16+12

𝑥2−4𝑥+4

= 2𝑥3−13𝑥2+56

𝑥2−4𝑥+4 = 2(2)3−13(2)2+56

(2)2−4(2)+4 = 16−52+56

4−8+4

= 20

0 , tidak terdefinisi

Cara2 lim

𝑥→2 𝑓(𝑥) 𝑔(𝑥)= lim𝑥→2

𝑓′(𝑥) 𝑔′(𝑥)

= lim

𝑥→2

3𝑥2−14𝑥−8

1

= lim

𝑥→23𝑥

2− 14𝑥− 8

= 3(2)2− 14(2) − 8 = 12 − 28 − 8 = −24

Jadi, [𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)] ′

= −24

E. Aplikasi Turunan 1) Gradien

Contoh: Jika diketahui fungsi 𝑓(𝑥) = 𝑥3+ 3𝑥2 dan memotong sumbu 𝑋 di titik (2,0), maka tentukanlah gradiennya!

Diketahui: 𝑓(𝑥) = 𝑥3− 3𝑥2

memotong sumbu 𝑋 di titik (2,0) Ditanya: 𝑚 ?

Jawab: 𝑓(𝑥) = 𝑥3 + 3𝑥2 𝑓′(𝑥) = 3𝑥2+ 6𝑥

𝑓′(2) = 3(2)2+ 6(2) = 12 + 12 = 24

𝑚 = 24

Jadi, 𝑚 = 24

Contoh: Jika diketahui fungsi 𝑓(𝑥) =1

3𝑥3 − 3𝑥2 tentukan koordinat titik singgung

pada gradien −9! Diketahui: 𝑓(𝑥) =1

3𝑥3− 3𝑥2

𝑚 = −9

Ditanya: koordinat titik singgung ? Jawab: 𝑓(𝑥) =1

(9)

9

𝑓′(𝑥) = 𝑥2− 6𝑥 jika dan hanya jika 𝑚 = 𝑥2− 6𝑥

−9 = 𝑥2− 6𝑥 jika dan hanya jika 𝑥2 − 6𝑥 = −9

𝑥2− 6𝑥 + 9 = 0

(𝑥 − 3)(𝑥 − 3) = 0 𝑥 − 3 = 0

𝑥 = 3

𝑓(𝑥) =13 𝑥3− 3𝑥2

𝑦 =13 𝑥3− 3𝑥2

𝑦 =13(3)3− 3(3)2

𝑦 = 9 − 27 = −18

Jadi, koordinat titik singgung (3, −18)

2) Fungsi Naik dan Turun

Untuk setiap 𝑥1, 𝑥2 ∈ 𝑆

 Fungsi 𝑓 dikatakan naik jika 𝑥1 < 𝑥2, maka 𝑓(𝑥1) < 𝑓(𝑥2)  Fungsi 𝑓 dikatakan turun jika 𝑥1 > 𝑥2, maka 𝑓(𝑥1) > 𝑓(𝑥2)

(10)

10

3) Titik Stasioner

Syarat mencapai nilai stasioner jika 𝑓′(𝑥) = 0 Contoh: Jika 𝑓(𝑥) =1

3𝑥3− 5

2𝑥2+ 6𝑥, maka tentukanlah titik stasionernya!

Diketahui: 1

3𝑥3− 5

2𝑥2+ 6𝑥

Ditanya: titik stasioner ? Jawab: 𝑓(𝑥) =1

3𝑥3− 5

2𝑥2+ 6𝑥

𝑓′(𝑥) = 𝑥2 − 5𝑥 + 6 jika dan hanya jika 𝑥2− 5𝑥 + 6 = 0

(𝑥 − 2)(𝑥 − 3) = 0 𝑥 − 2 = 0 atau 𝑥 − 3 = 0 𝑥 = 2 atau 𝑥 = 3

Jadi, titik stasionernya adalah (2,0) dan (3,0)

4) Kecepatan dan Percepatan

𝑣 =𝑑𝑥𝑑𝑡 dan 𝑎 =𝑑𝑣

𝑑𝑡

Keterangan: 𝑥 = jarak 𝑡 = waktu 𝑣 = kecepatan 𝑎 = percepatan

Contoh: Jika diketahui jarak yang ditempuh oleh benda adalah (2𝑡3) meter dan pada saat 𝑡 = 5 detik, maka tentukan kecepatan dan percepatannya! Diketahui: 𝑥 = 2𝑡3

pada saat 𝑡 = 5 detik Ditanya: 𝑣 dan 𝑎 ?

Jawab: 𝑣 =𝑑𝑥𝑑𝑡 =𝑑(2𝑡3)

𝑑𝑡

= 6𝑡2 = 6(5)2

= 150 meter/detik 𝑎 =𝑑𝑣𝑑𝑡

=𝑑(6𝑡2)

𝑑𝑡

= 12𝑡 = 12(5)

= 60 meter/detik2

Jadi, kecepatan adalah 150 meter/detik dan percepatan 60 meter/detik2

5) Maksimum dan Minimum

(11)

11

a) Menentukan nilai fungsi pada batas interval.

b) Menentukan nilai stasioner apabila stationer dicapai pada xdi dalam interval. c) Menentukan nilai minimum dan maksimum berdasarkan hasil dari (a) dan (b). Contoh: Jika 𝑓(𝑥) = −𝑥3+ 6𝑥2 dan pada interval −1 < 𝑥 < 3, maka tentukanlah

nilai maksimum dan minimum! Diketahui: 𝑓(𝑥) = −𝑥3+ 6𝑥2

interval −1 < 𝑥 < 3

Ditanya: nilai maksimum dan minimum ? Jawab:

Nilai fungsi pada batas interval

𝑓(−1) = −(−1)3+ 6(−1)2 = 1 + 6 = 7

𝑓(3) = −(3)3+ 6(3)2 = −27 + 54 = 27

Nilai stasioner 𝑓(𝑥) = −𝑥3+ 6𝑥2

𝑓′(𝑥) = −3𝑥2+ 12𝑥 jika dan hanya jika −3𝑥2 + 12𝑥 = 0

−3𝑥(𝑥 − 4) = 0

−3𝑥 = 0 atau 𝑥 − 4 = 0 𝑥 = 0 atau 𝑥 = 4

Nilai maksimum dan minimum

𝑓(0) = −(0)3+ 6(0)2 = 0 + 0 = 0

𝑓(4) = −(4)3+ 6(4)2 = −64 + 96 = 32

Sehingga pada interval −1 < 𝑥 < 3 diperoleh 𝑓(−1) = 7

𝑓(3) = 27 𝑓(0) = 0

Jadi, nilai maksimumnya 27 dan nilai minimumnya 0

Contoh: Jika sebuah peluru ditembakkan dari permukaan tanah dengan jarak awal (−𝑡3 + 6𝑡2) meter dengan sudut elevasi 45°, 𝑔 = 10 meter/detik2, dan

pada saat 𝑡 = 3 detik, maka berapa jarak maksimum yang dicapai peluru! Diketahui: 𝑥0 = (−𝑡3+ 6𝑡2) meter

𝛼 = 45°

𝑔 = 10 meter/detik2

pada saat 𝑡 = 3 detik Ditanya: 𝑥𝑚𝑎𝑥 ?

Jawab: 𝑥0 = −𝑡3+ 6𝑡2

𝑣0 = −3𝑡2+ 12𝑡 = −3(3)2+ 12(3) = −27 + 36 = 9

𝑥𝑚𝑎𝑥 = 𝑣0

2sin 2𝛼

𝑔

=(9)2sin 2(45°)

10

=81 sin 90°

10

=81(1)

10

= 8,1 meter

Referensi

Dokumen terkait

Pada desain label CD ini tidak terlalu meberikan banyak informasi perusahaan, karena hanya digunakan dalam lingkup internal, yang diperlukan adalah logo dan

Peneliti berasumsi bahwa rentang usia perokok dari usia 46 sampai dengan &gt; 55 tahun memiliki resiko lebih tinggi terkena penyakit jantung koroner dikarenakan

Pada stasiun 1 yang dibandingkan dengan baku mutu kelas 1 sebagai air baku air minum, ternyata termasuk kedalam tercemar sedang, hal ini dapat diduga pencemaran

Minat Baca-SDN Jatimuyo 3 Page 6 karya rekam secara professional dan sistem yang baku guna memenuhi kebutuhan pendidikan, penelitian, pelestarian, informasi, dan rekreasi

Peraturan Bupati Cianjur Nomor 86 Tahun 2019 tentang Pedoman Penyusunan Anggaran Pendapatan dan Belanja Desa Tahun Anggaran 2020 (Berita Daerah Kabupaten Cianjur Tahun

Mengingat begitu besarnya dampak banjir terhadap pelaksanaan pembangunan di Kota Gorontalo maka diperlukan survei dan pemetaan untuk menentukan zona tingkat

Sehingga pekerjaan untuk mekanisme survival yang dilakukan oleh perempuan miskin di Desa Kembang Belor Pacet Mojokerto adalah menjadi petugas kebersihan, berjualan

Selain menyediakan modal (kredit) koperasi ini juga menyediakan peralatan untuk anggota nelayan yang memerlukannya (Tabel 1). Peralatan yang dimaksud disini adalah mesin perahu