oleh: Abu Nuh AsySyahrani 1 Teknik 5.1 (Substitusi Langsung) Nilai limit dari fungsi 𝑓 𝑥 untuk 𝑥 yang mendekati 𝑘 adalah 𝑓 𝑘 , sehingga ditulis
lim
𝑥→𝑘𝑓 𝑥 =𝑓 𝑘 .
5. LIMIT FUNGSI
Kata kunci: Akar Sekawan, Metode Horner dan Teorema Faktor
5.1 Definisi dan Sifat Limit
Definisi 5.1*) 1 Secara intuitif, limit fungsi didefinisikan sebagai
lim
𝑥→𝑘𝑓 𝑥 =𝐿
yang berarti bahwa jika nilai 𝑥 mendekati 𝑘 maka nilai 𝑓 𝑥 terbatas di 𝐿.
Notasi ”→ 𝑘” dibaca “mendekati𝑘”, baik dari arah kiri maupun dari kanan titik 𝑎 pada garis bilangan. Contoh 1 Tentukan
lim 𝑥→3 𝑥
2− 𝑥+ 1 .
⋙ Untuk menentukan limitnya, dapat diperhatikan tabel nilai fungsi di bawah ini
𝑥 … 2.9 2.99 2.999 →3← 3.001 3.01 3.1 …
𝑥2− 𝑥+ 1 …. 6.4351 6.9426 6.9942 →7← 7.0057 7.0576 7.5851 …
Tampak bahwa untuk nilai 𝑥 yang mendekati 3 baik dari arah kiri maupun kanan, nilai 𝑥2− 𝑥+ 1 terbatas di 7. Oleh karenanya dikatakan
lim 𝑥→3 𝑥
2− 𝑥+ 1 = 7.∎
Seberapa pun dekat substitusi 𝑥 terhadap 3, nilai fungsi tidak akan mencapai nilai limitnya yaitu 7. Adapun nilai limit 7 hanya diperoleh jika 𝑥= 3.
Contoh 2
1. lim 𝑥→2
𝑥2−4
𝑥3+ 1=
22−4 23+ 1=
0
9= 0. 2. lim𝑥→𝜋/2 𝑥 −sin 2𝑥 =
𝜋
2−sin 2∙ 𝜋
2 =
𝜋 2−0 =
𝜋 2.
Dari teknik substitusi langsung di atas dapat disimpulkan sifat-sifat dasar dari limit fungsi berikut:
Sifat Dasar Limit Jika diasumsikan
lim
𝑥→𝑘𝑓 𝑥 =𝑓 𝑘 dan lim𝑥→𝑘𝑔 𝑥 =𝑔 𝑘
maka
1. lim
𝑥→𝑘𝑐=𝑐, 𝑐 ≔konstan 2. lim
oleh: Abu Nuh AsySyahrani 2 Teknik 5.2 (Pemfaktoran) Jika fungsi 𝑓 𝑥 dan g 𝑥 merupakan fungsi aljabar dengan 𝑓 𝑘 =𝑔 𝑘 = 0, maka terdapat dengan tunggal fungsi aljabar 𝑥 dan 𝑗 𝑥 sehingga
Oleh karenanya, jika
maka
𝑓 𝑥 = 𝑥 − 𝑘 𝑥 dan 𝑔 𝑥 = 𝑥 − 𝑘 𝑗 𝑥 .
𝑘 𝑗 𝑘 ≠
0 0
lim 𝑥→𝑘
𝑓 𝑥 𝑔 𝑥 = lim𝑥→𝑘
𝑥 − 𝑘 𝑥 𝑥 − 𝑘 𝑗 𝑥 =
𝑘 𝑗 𝑘 .
3. lim𝑥→𝑘 𝑓 𝑥 +𝑔 𝑥 = lim𝑥→𝑘𝑓 𝑥 + lim𝑥→𝑘𝑔 𝑥 =𝑓 𝑘 +𝑔 𝑘
4. lim
𝑥→𝑘 𝑓 𝑥 ∙ 𝑔 𝑥 = lim𝑥→𝑎𝑓 𝑥 ∙𝑥→𝑘lim𝑔 𝑥 =𝑓 𝑘 ∙ 𝑔 𝑘 , dan
lim 𝑥→𝑘
𝑓 𝑥 𝑔 𝑥 =
lim 𝑥→𝑘𝑓 𝑥 lim 𝑥→𝑘𝑔 𝑥
=𝑓 𝑘
𝑔 𝑘 , 𝑔 𝑘 ≠0,
5. lim 𝑥→𝑘 𝑓 𝑥
𝑛
= lim 𝑥→𝑘𝑓 𝑥
𝑛
= 𝑓 𝑘 𝑛, dan
lim
𝑥→𝑘 𝑓 𝑥 𝑛
= lim
𝑥→𝑘𝑓 𝑥
𝑛 = 𝑛 𝑓 𝑘
, 𝑓 𝑘 dapat diakarkan.
Meski masalah limit seolah menjadi hal yang sangat mudah yaitu cukup dengan mensubstitusi 𝑘 ke 𝑓 𝑥 menjadi 𝑓 𝑘 . Namun kenyataannya ada beberapa bentuk yang mana dengan substitusi nilai limitnya belum bisa diketahui. Salah satu bentuk dari hasil substitusi yang dimaksud adalah 𝟎/𝟎, bentuk ini disebut sebagai bentuk tak tentu. Sebagai contoh,
lim 𝑥→3
𝑥2−9
𝑥 −3 = 32−9
3−3 = 0 0, lim𝑥→1
1− 2− 𝑥
𝑥 −1 =
1− 2−1
1−1 =
0
0 dan lim𝑥→0 sin 2𝑥
4𝑥 = sin 0 4∙0 =
0 0.
5.2 Limit Fungsi Aljabar
Fungsi aljabar terdiri atas fungsi linear, fungsi kuadrat, fungsi pangkat tinggi (fungsi kubik, pangkat empat dst), fungsi pecahan, fungsi akar (kuadrat) dan fungsi akar pangkat 𝑛, 𝑛 ≥3.
Contoh 3
1. lim 𝑥→3
𝑥2−9 𝑓 𝑥 𝑥 −3
𝑔 𝑥
= lim 𝑥→3
𝑥 −3 𝑥 + 3 𝑥
𝑥 −3 ∙ 1
𝑗 𝑥
= lim 𝑥→3
𝑥+ 3
𝑥
1
𝑗 𝑥 = 6
3
1 𝑗 3
= 6.
2. lim 𝑥→1
1− 3−2𝑥
𝑓 𝑥 𝑥 2−1
𝑔 𝑥
= lim 𝑥→1
𝑥 −1 ∙ 2 1 + 3−2𝑥
𝑥
𝑥 −1 𝑥 + 1
𝑗 𝑥
=
2 1 + 3−2∙1
1
1 + 1
𝑗 1
=1 2.
oleh: Abu Nuh AsySyahrani 3
Kasus 1: Pecahan dari fungsi berpangkat tinggi (suku banyak). Cara termudah yaitu dengan menerapkan pembagian sintetis Horner. Sebagai contoh, menentukan faktor 𝑥 pada fungsi 𝑓 𝑥 =𝑥2−9 yaitu Dengan demikian, 𝑥2−9 = 𝑥 −3 𝑥+ 3 Selanjutnya, bagi yang telah memahami pembagian sintetis Horner di atas dengan baik, berikut ini akan diperkenalkan metode yang disebut metode Horner bertingkat untuk menyelesaikan masalah limit fungsi suku banyak. Contoh 4 Tentukan nilai limit fungsi berikut lim 𝑥→4 𝑥2−2𝑥 −8 𝑥3−3𝑥2−4𝑥. Trik 1 (Metode Horner Bertingkat) Dengan demikian lim 𝑥→4 𝑥2−2𝑥 −8 𝑥3−3𝑥2−4𝑥= 6 20= 3 10. (Pembilang) (Penyebut) Adapun secara prosedural, Contoh 4 dikerjakan sebagai berikut lim 𝑥→4 𝑥2−2𝑥 −8 𝑓 𝑥 𝑥3−3𝑥2−4𝑥 𝑔 𝑥 = lim 𝑥→4 𝑥 −4 𝑥 + 2
𝑥 𝑥 −4 𝑥 2+𝑥 𝑗 𝑥 = lim 𝑥→4 𝑥+ 2 𝑥 𝑥 2+𝑥 𝑗 𝑥 = 6 4 20 𝑗 4 = 3 10.∎ Kasus 2: Pecahan akar. Caranya yaitu dengan mengalikan fungsi akar tersebut dengan akar sekawannya. Sebagai contoh, menentukan faktor 𝑥 pada fungsi 𝑓 𝑥 = 1− 3−2𝑥 dengan akar sekawannya yaitu 𝑓 𝑥 = 1 + 3−2𝑥. 1− 3−2𝑥 𝑓 𝑥 = 1− 𝑓 𝑥 3−2𝑥 ×1 + 3−2𝑥 𝑓 𝑥 1 + 3−2𝑥 𝑓 𝑥 =1 2− 3−2𝑥 2 1 + 3−2𝑥 𝑓 𝑥 = 𝑥 −1 2 1 + 3−2𝑥 𝑥 . Berdasarkan fakta ini, Contoh 3 dapat dikerjakan sebagai berikut: lim 𝑥→1 1− 3−2𝑥 𝑥2−1 = lim𝑥→1 1− 3−2𝑥 𝑥2−1 × 1 + 3−2𝑥 1 + 3−2𝑥= lim𝑥→1 2 𝑥 −1 𝑥 −1 𝑥+ 1 1 + 3−2𝑥 = 2
1 + 1 1 + 3−2∙1 = 1 2. 1 5 20
1 1 0 0
4 20
1 -3 -4 0
4 4 0
4 4 1 6
1 2 0
4
1 -2 -8
4 8
4 4 1 3 0
1 0 -9
oleh: Abu Nuh AsySyahrani 4 Definisi 5.2 Bentuk tak hingga ∞ merupakan simbol yang mewakili sesuatu yang tidak terukur yang disebabkan nilainya sangat besar.
Contoh 5
1. lim 𝑥→1
𝑥+ 1− 3− 𝑥 𝑥 −1 = lim𝑥→1
𝑥+ 1− 3− 𝑥
𝑥 −1 ×
𝑥+ 1 + 3− 𝑥 𝑥+ 1 + 3− 𝑥×
𝑥 −1 𝑥 −1
= lim 𝑥→1
2 𝑥 −1 𝑥+ 1
𝑥 −1 𝑥+ 1 + 3− 𝑥 =
2 1 + 1 1 + 1 + 3−1=
4
2 2= 2.
Trik 2 Jika 𝑏𝑎+𝑐 − 𝑑𝑎+𝑒 = 0 dan 𝑔 𝑥 = 𝑥 − 𝑎 𝑗 𝑥 maka
lim 𝑥→𝑎
𝑏𝑥+𝑐 − 𝑑𝑥+𝑒
𝑔 𝑥 =
𝑏 − 𝑑 2𝑗 𝑎 𝑏𝑎+𝑐=
𝑏 − 𝑑 2𝑗 𝑎 𝑑𝑎+𝑒.
Contoh 6
1. lim 𝑥→1
1− 3−2𝑥 𝑥2−1 = lim𝑥→1
1− 3−2𝑥 𝑥 −1 𝑥+ 1 =
0− −2 2 1 + 1 ∙1=
1 2.
2. lim 𝑥→0
2𝑥2− 𝑥
5− 𝑥− 2𝑥+ 5= lim𝑥→0
𝑥 2𝑥 −1
5− 𝑥 − 2𝑥+ 5=
2 2∙0−1 5−0
−1−2 =
2 3 5.
Trik 3 Jika 𝑏𝑎+𝑐 − 𝑑𝑎+𝑒= 𝑝𝑎+𝑞 − 𝑟𝑎+𝑠= 0, maka
lim 𝑥→𝑎
𝑏𝑥+𝑐− 𝑑𝑥+𝑒 𝑝𝑥+𝑞− 𝑟𝑥+𝑠=
𝑏 − 𝑑 𝑝𝑎+𝑞 𝑝 − 𝑟 𝑏𝑎+𝑐 =
𝑏 − 𝑑 𝑟𝑎+𝑠 𝑝 − 𝑟 𝑑𝑎+𝑒,
Contoh 7
1. lim 𝑥→1
𝑥+ 1− 3− 𝑥
𝑥 −1 =
1− −1 ∙1 1−0 1 + 1 =
2
2= 2.
2. lim 𝑥→2
2− 2𝑥 4𝑥+ 1−3=
0−2 ∙3 4−0 ∙2=−
3 4.
5.3 Limit Tak Hingga
Berdasarkan definisi tersebut, akan diperoleh
lim
𝑥→∞𝑥=∞ dan lim𝑥→∞ 1 𝑥= 0.
Tabel berikut dapat menjelaskan mengapa nilai limitnya demikian.
𝑥 … 10 100 1000 10000 100000 1000000 → ∞
oleh: Abu Nuh AsySyahrani 5 Teknik 5.3 Untuk menyelesaikan masalah limit ∞/∞, baik pembilang maupun penyebut dinyatakan ke dalam bentuk faktor, dengan salah satu faktornya adalah 𝑥 berpangkat tertinggi. Sebagai contoh, dimisalkan 𝑓 𝑥 dan 𝑔 𝑥 merupakan fungsi aljabar dengan pangkat tertinggi masing-masing 𝑚 dan 𝑛 maka terdapat 𝑥 dan 𝑗 𝑥 sehingga
lim 𝑥→∞
𝑓 𝑥 𝑔 𝑥 = lim𝑥→∞
𝑥𝑚 𝑥
𝑥𝑛𝑗 𝑥 .
Selanjutnya, tidak sulit untuk menunjukkan bahwa
lim 𝑥→∞𝑥
𝑛 =∞ dan lim 𝑥→∞
1
𝑥𝑛 = 0, 𝑛> 0.
Contoh 8
1. lim 𝑥→∞ 3𝑥
6+ 7𝑥3+ 10𝑥 = 3 lim
𝑥→∞𝑥
6 + 7 lim
𝑥→∞𝑥
3 + 10 lim
𝑥→∞𝑥=∞.
2. lim 𝑥→∞ 5−
3 𝑥+
1
𝑥2 = lim𝑥→∞5−3 lim𝑥→∞ 1 𝑥+ lim𝑥→∞
1
𝑥2= 5−3∙0 + 0 = 5.
3. lim 𝑥→∞ 𝑥
2−1
2𝑥 = lim𝑥→∞𝑥
2− lim
𝑥→∞ 1
2𝑥= lim𝑥→∞𝑥
2−1
2𝑥→∞lim𝑥=∞. 4. lim
𝑥→∞ 1− 𝑥
3 = lim
𝑥→∞1−𝑥→∞lim 𝑥
3=−∞.
Dalam limit di tak hingga, bentuk hasil substitusi ∞/∞ merupakan bentuk yang tidak tentu. Meski simbol yang digunakan sama, namun secara kuantitas, simbol ∞ pada pembilang secara umum tidak sama dengan simbol ∞ pada penyebut. Sebagai contoh
lim 𝑥→∞
3𝑥2−7𝑥+ 3 5𝑥3+ 2𝑥2 =
∞
∞ dan lim𝑥→∞
𝑥+ 1 2𝑥+ 𝑥2+𝑥=
∞ ∞.
Contoh 9
1. lim 𝑥→∞
3𝑥2−7𝑥+ 3 5𝑥3+ 2𝑥2 = lim𝑥→∞
𝑥2 3−7
𝑥+𝑥32
𝑥3 5 +2
𝑥
= lim 𝑥→∞
1
𝑥∙𝑥→∞lim
3−7𝑥+ 3 𝑥2 5 +2
𝑥
=0∙3−0 + 0 5 + 0 = 0.
2. lim 𝑥→∞
𝑥+ 1
2𝑥+ 𝑥2+𝑥= lim𝑥→∞
𝑥+ 1
2𝑥+𝑥 1 +1𝑥 = lim
𝑥→∞
𝑥 1 +1 𝑥
𝑥 2 + 1 +1𝑥
= 1 + 0
2 + 1 + 0= 1 3.
3. lim 𝑥→∞
2𝑥+ 4 2 4𝑥 −10 = lim𝑥→∞
𝑥 2 +4 𝑥
2
𝑥 4−10𝑥
= lim
𝑥→∞𝑥∙𝑥→∞lim
2 +4𝑥 2
4−10𝑥
=∞ ∙ 2 + 0 2
4−0 =∞.
Trik 4 (Fokus pada pangkat tertinggi) Diberikan fungsi aljabar 𝑓 𝑥 dan 𝑔 𝑥 dengan pangkat tertinggi berturut-turut 𝑚 dan 𝑛. Selanjutnya misalkan 𝑓 𝑥 dan 𝑔 𝑥 dapat dinyatakan sebagai
𝑓 𝑥 =𝑐1𝑥𝑚 +𝑝 𝑥 dan 𝑔 𝑥 =𝑐2𝑥𝑛+𝑞 𝑥 , 𝑐1,𝑐2 ≔ 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎
oleh: Abu Nuh AsySyahrani 6 lim
𝑥→∞ 𝑓 𝑥 𝑔 𝑥 = lim𝑥→∞
𝑐1𝑥𝑚
𝑐2𝑥𝑛.
Contoh 10
1. lim 𝑥→∞
3𝑥2−7𝑥+ 3
5𝑥3+ 2𝑥2 = lim𝑥→∞
3𝑥2 5𝑥3=
3 5𝑥→∞lim
1 𝑥=
3
5∙0 = 0,
2. lim 𝑥→∞
𝑥+ 1
2𝑥+ 𝑥2+𝑥= lim𝑥→∞ 𝑥
2𝑥+ 𝑥2= lim𝑥→∞
𝑥
2𝑥+𝑥= lim𝑥→∞ 𝑥
3𝑥= lim𝑥→∞ 1 3=
1 3,
3. lim 𝑥→∞
2𝑥+ 4 2 4𝑥−10 = lim𝑥→∞
2𝑥 2 4𝑥 = lim𝑥→∞
4𝑥2
4𝑥 = lim𝑥→∞𝑥=∞.
Dalam limit tak hingga pada fungsi akar terkadang dijumpai bentuk ∞ − ∞ yang tergolong tak tentu. Sebagai contoh:
lim
𝑥→∞ 2𝑥 − 2𝑥+ 1 dan lim𝑥→∞ 𝑥
2+ 9𝑥 −36− 𝑥2− 𝑥+ 7 .
Contoh 7
1. lim
𝑥→∞ 2𝑥 − 2𝑥+ 1 = lim𝑥→∞
−1
2𝑥+ 2𝑥+ 1= lim𝑥→∞ 1
2𝑥+ 2𝑥= 1
2 2𝑥→∞lim 1
𝑥=
1
2 2∙0 = 0.
2. lim
𝑥→∞ 6𝑥+ 4− 𝑥 −24 = lim𝑥→∞
5𝑥+ 28
6𝑥+ 4 + 𝑥−24= lim𝑥→∞ 5𝑥
6𝑥+ 𝑥= lim𝑥→∞
5𝑥 6 + 1 𝑥
= 5
6 + 1 ∙𝑥→∞lim 𝑥= 5
6 + 1 ∙0 = 0.
3. lim 𝑥→∞ 𝑥
2+ 9𝑥 −36− 𝑥2− 𝑥+ 7 = lim
𝑥→∞
10𝑥−36
𝑥2+ 9𝑥 −36 + 𝑥2− 𝑥+ 7= lim𝑥→∞
10𝑥
𝑥2+ 𝑥2
= lim 𝑥→∞
10𝑥
2𝑥 = lim𝑥→∞5 = 5.
4. lim 𝑥→∞ 2𝑥
2− 𝑥 −1− 𝑥2−4𝑥+ 11 = lim
𝑥→∞
𝑥2+ 3𝑥 −12
2𝑥2− 𝑥 −1 + 𝑥2−4𝑥+ 11 = lim
𝑥→∞
𝑥2
2𝑥2+ 𝑥2
= lim 𝑥→∞
𝑥2
2 + 1 𝑥= 1
2 + 1∙𝑥→∞lim𝑥=∞. 5.4 Limit Fungsi Trigonometri
Dalam trigonometri, bentuk limit dasar dan penting dengan hasil substitusi 0/0 yaitu
lim 𝑢→0
sin𝑢
𝑢 dan lim𝑢→0 tan𝑢
𝑢 .
Adapun nilai limitnya dapat dilihat pada Tabel berikut:
𝑢 1 0.75 0.5 0.25 0.1 0.01 →0
sin𝑢
oleh: Abu Nuh AsySyahrani 7 tan𝑢
𝑢 1.557408 1.242129 1.092605 1.021368 1.003347 1.000033 →1
Dari tabel disimpulkan bahwa
lim dasar di atas menjadi
lim
Trik 5 Dengan menggunakan sifat limit bentuk pembagian diperoleh
lim
Dalam limit trigonometri, terdapat dua bentuk dasar yang melibatkan fungsi cosinus, yaitu
cos𝑝𝑥 −cos𝑞𝑥=−2 sin 𝑝+𝑞 2 𝑥 sin
oleh: Abu Nuh AsySyahrani 8 1−cos𝑝𝑥= 2 sin2 𝑝
2𝑥 . Contoh 10
1. lim 𝑥→0
1−cos𝑥 𝑥sin 2𝑥 = lim𝑥→0
2 sin2 12𝑥 𝑥sin 2𝑥 = lim𝑥→0
2∙12𝑥 ∙12𝑥 𝑥 ∙2𝑥 =
1 4.
2. lim 𝑥→0
cos 4𝑥 −1 𝑥tan 8𝑥 = lim𝑥→0
−(1−cos 4𝑥) 𝑥tan 8𝑥 = lim𝑥→0
−2 sin22𝑥 𝑥tan 8𝑥 = lim𝑥→0
−2∙2𝑥 ∙2𝑥
𝑥 ∙8𝑥 =−1.
3. lim 𝑥→0
tan 2𝑥cos 8𝑥 −tan 2𝑥
16𝑥3 =−𝑥→lim0
2𝑥 1−cos 8𝑥
16𝑥3 =−𝑥→lim0
2 sin24𝑥
8𝑥2 =−𝑥→lim0 4𝑥 2 4𝑥2 =−4.
Trik 4
lim
𝑥→0 cos𝑝𝑥 −cos𝑞𝑥 =−
𝑝+𝑞 𝑝 − 𝑞 𝑥2
2 ,
lim
𝑥→0 1−cos𝑝𝑥 = lim𝑥→0
𝑝2𝑥2
2 dan lim𝑥→0 1−cos
2𝑝𝑥 = lim
𝑥→0𝑝 2𝑥2
Contoh 11
1. lim 𝑥→0
1−cos𝑥 𝑥sin 2𝑥 = lim𝑥→0
12𝑥2 2 2𝑥2 =
1 4.
2. lim 𝑥→0
cos 4𝑥 −1 𝑥tan 8𝑥 = lim𝑥→0
−422𝑥2
8𝑥2 =−1.
3. lim 𝑥→0
tan 2𝑥cos 8𝑥 −tan 2𝑥 16𝑥3 = lim𝑥→0
2𝑥 cos 8𝑥 −1
16𝑥3 =−𝑥→lim0 2𝑥 ∙8
2𝑥2 2
16𝑥3 =−4.
4. lim 𝑥→0
7𝑥2+ sin 2𝑥2 tan23𝑥 = lim𝑥→0
9𝑥2 3𝑥 2= 1.
5. lim 𝑥→0
cos 4𝑥 −1
cos 5𝑥 −cos 3𝑥= lim𝑥→0
−422𝑥2 − 5 + 3 25−3 𝑥2
= lim 𝑥→0
8𝑥2 8𝑥2= 1.
6. lim 𝑥→2
1−cos2 𝑥 −2
3𝑥2−12𝑥+ 12= lim𝑥→2
𝑥 −2 2
3 𝑥2−4𝑥+ 4 = lim𝑥→2
𝑥 −2 2 3 𝑥 −2 2=
1 3.
7. lim 𝑥→0
4−4 cos2𝑥 𝑥sin 2𝑥 = lim𝑥→0
4 1−cos2𝑥 2𝑥2 = lim𝑥→0
4𝑥2 2𝑥2= 2.
8. lim 𝑥→0
sin 2𝑥
3− 2𝑥+ 9= lim𝑥→0
2𝑥 3 + 2𝑥+ 9
−2𝑥 =− 3 + 2∙0 + 9 =−6.
9. lim 𝑥→𝜋
𝑥2sin 2𝑥
𝑥 − 𝜋 =𝜋2𝑥→𝜋lim
2 sin𝑥cos𝑥
𝑥 − 𝜋 =𝜋2𝑥→𝜋lim
2 sin 𝜋 − 𝑥 cos𝑥
𝑥 − 𝜋 =𝜋2∙2∙ −1 ∙ −1 = 2𝜋2.