MATEMATIKA DASAR
UNTUK
SAINS & TERAPAN
(VERSI MODUL KULIAH)Basic Mathematical For Science & Applied (Lecture Module Version)
2
1
2 2
lim
x xx
a
b dx
DISUSUN OLEH:
Baiq Desy Aniska Prayanti, M.Sc Maxrizal, M.Sc.
FAKULTAS PERTANIAN PERIKANAN DAN BIOLOGI UNIVERSITAS BANGKA BELITUNG
DAFTAR ISI
Daftar Isi ...
Bab 1. Himpunan ...
Bab 2. Sistem Bilangan...
Bab 3. Fungsi ...
Bab 4. Limit ...
Bab 5. Turunan ...
Bab 6. Integral ...
Bab 7. Bank Soal ...
CHAPTER I HIMPUNAN
(SETS)
A. Pengertian Himpuan
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai istilah
kelompok atau grup. Misalknya kelompok pemuda desa, grup
tari, grup paduan suara ataupun kumpulan mahasiswa dari suatu
program studi di universitas.
Definisi 1. Himpunan (sets) adalah kumpulan objek-objek yang didefinisikan dengan jelas.
Contoh 1.
a. Kumpulan mahasiswa jurusan Pertanian se-Indonesia.
b. Kumpulan mahasiswa jurusan Biologi yang berumur
kurang dari 19 tahun.
c. Kumpulan mahasiswa peminat UKM Marching Band
dan UKM Penelitian.
Dalam matematika, tidak semua pengelompokkan benda disebut
dengan himpunan.
Contoh 2.
a. Kumpulan mahasiswa jurusan Pertanian yang ganteng
dan imut-imut.
b. Kumpulan masakan Bangka yang enak.
c. Kumpulan mahasiswa yang berbadan tinggi.
Perhatikan bahwa contoh-contoh diatas melibatkan sisi kualitas
sehingga menimbulkan sifat ambiguitas. Kita tidak bisa
mendefinisikan dengan jelas, kriteria-kriteria ganteng ataupun
kelompok yang tidak dapat didefinisikan dengan jelas bukanlah
suatu himpunan.
Test 1. (Question and Answer)
Randam Sampel : 5 orang mahasiswa.
1. Berilah dua contoh himpunan!
2. Berilah tiga contoh yang bukan himpunan!
B. Notasi Himpunan
Himpunan biasanya dinyatakan dengan huruf kapital seperti
, , ,
A B C dan diikuti oleh tanda kurung kurawal
. Anggotaatau elemen dari himpunan berupa huruf, biasanya dinyatakan
dalam huruf kecil.
Contoh 3.
a. A
1, 2,3
b. B
x x3,x
c. C
a b c d, , ,
Berdasarkan Contoh 3, 1 adalah anggota dari himpunan A
dinotasikan 1A dan d adalah anggota himpunan C , dinyatakan sebagai dC. Selanjutnya, a bukan anggota dari
himpunan A dinotasikan aA. Banyaknya anggota himpunan
A ada 3 dan dinotasikan n A
3 atau A 3 .Selanjutnya cara penyajian pada contoh a) dan c) disebut
bentuk pendaftaran (tabular-form) dan cara penyajian pada
contoh b) disebut bentuk perincian (set-builder form).
Contoh 4.
2. B
Andi Canas Toni, ,
Bentuk diatas bisa diubah menjadi bentuk perincian (set-builder
form).
1. A
x x adalah bilangan ganjil
2. B
x x adalah pelajar pemenang lari100m
Perhatikan bahwa pada bentuk pendaftaran (tabular-form),
semua elemen/anggota himpunan dituliskan dalam kurung
kurawal. Sedangkan pada bentuk perincian (set-builder form),
elemen himpunan hanya diwakili dengan sifat/ketentuan yang
sesuai.
Test 2. (Question and Answer)
Randam Sampel : 8 orang mahasiswa.
1. Berilah dua contoh cara penyajian himpunan dengan
pendaftaran (tabular-form)!
2. Berilah dua contoh cara penyajian himpunan dengan
bentuk perincian (set-builder form)!
3. Ubahlah bentuk berikut ke cara penyajian himpunan
dengan pendaftaran (tabular-form)!
a. A
x x adalah mahasiswa berawalan huruf Y
b. B
x x adalah bilangan prima genap
4. Ubahlah bentuk berikut ke cara penyajian himpunan
dengan bentuk perincian (set-builder form)!
a. A
1, 4,9,16, 25,
b. B
becak bemo bajaj, ,
C. Jenis-Jenis Himpunan a. Himpunan kosong (null sets)
Himpunan kosong adalah himpunan yang tidak memiliki
Contoh 5.
1. A
x x adalah manusia normal berkaki empat
2.
2
4
B x x dan xganjil
Jelas bahwa A , karena tidak ada manusia normal yang
berkaki empat. Sedangkan B , karena tidak ada angka
ganjil yang memenuhi persamaan itu. Nilai x yang mungkin
hanyalah 2 atau 2 .
Test 3. (Question and Answer)
Randam Sampel : 2 orang mahasiswa.
Berilah dua contoh himpunan kosong!
b. Himpunan semesta (universal sets)
Himpunan yang memuat semua anggota yang sedang
dibicarakan disebut himpunan semesta.
Contoh 6.
1. Misalkan A
1,3,5,
. Himpunan semesta dari Aadalah himpunan bilangan asli
, yaitu S .2. Misalkan diberikan beberapa himpunan berikut ini.
A x x adalah mahasiswa agribisnis
Himpunan semestaS
x x adalah mahasiswa FPPB
Test 4. (Question and Answer)
Randam Sampel : 4 orang mahasiswa.
Tentukan himpunan semesta dari himpunan berikut ini!
1. A
1, 2,3
2. K
mawar melati anggrek, ,
3. S
x x adalah ikan karnivora
c. Himpunan bagian (subsets)
Himpunan A dikatakan himpunan bagian dari himpunan B jika
setiap anggota A merupakan anggota B , yang dinotasikan
dengan AB.
Jika paling sedikit ada satu anggota dari A bukan merupakan
anggota B maka A bukan himpunan bagian dari B ,
dinotasikan AB.
Contoh 7.
1. merupakan himpunan bagian dari setiap himpunan.
2. Misalkan A
2,3 dan B
1, 2,3, 4
maka jelasAB.
Perhatikan bahwa AB dibaca A subset B atau bisa juga
dinyatakan sebagai B super set dari A .
Jika himpunan A memiliki n anggota maka banyak himpunan
bagian dari A adalah 2n. Misalkan A
1, 2,3
maka himpunanbagiannya adalah
,
1 ,
2 ,
3 ,
1, 2 ,
1,3 ,
2,3 dan
1, 2,3 .
Test 5. (Question and Answer)
Randam Sampel : 5 orang mahasiswa.
Manakah yang merupakan himpunan bagian dari
0 10
A x x adalah bilangan bulat antara dan .
1. C
0,1, 2,3
2. K
7,83. S
x x adalah bilangan genap antara0 dan10
4. 1 2 3, ,2 3 4
C
d. Keluarga himpunan (family of sets)
Himpunan A dinamakan keluarga himpunan jika semua
elemennya berupa himpunan.
Contoh 8.
1. A
1 , 1, 2
2. B
x x bilangan genap
,
a b c, ,
,
Selanjutnya C
0, 1 ,
a b,
bukan merupakan contohkeluarga himpunan karena ada satu anggota yang bukan
merupakan himpunan yaitu 0 .
Test 6. (Question and Answer)
Randam Sampel : 2 orang mahasiswa.
1. Berilah satu contoh keluarga himpunan!
2. Berilah satu contoh yang bukan keluarga himpunan!
e. Himpunan kuasa (power sets)
Himpunan kuasa
2A adalah keluarga himpunan dari semua himpunan bagian dari himpunan A.Contoh 9.
1. Diberikan A
1, 2 , maka banyak himpunan bagiandari A adalah 22 4 yaitu , 1 , 2 , 1, 2
.Jadi 2A
, 1 , 2 , 1, 2
.2. Diberikan B
a , maka banyak himpunan bagiandari B adalah 21 2 yaitu ,
a .Jadi 2B
,
a
.Randam Sampel : 3 orang mahasiswa.
Tentukan himpunan kuasa dari himpunan berikut!
1. A
a b,2. B
x x adalah bilangan ganjil antara 0 dan 5
3. C
1, 2,3
f. Himpunan terhingga (finite) dan himpunan tak terhingga (infinite)
Himpunan terhingga adalah himpunan yang banyak anggotanya
berhingga.
Contoh 10.
1. Himpunan
2. Himpunan dengan n anggota.
3. M
ayam itik bangau, ,
Himpunan tak terhingga adalah himpunan yang
berkorespondensi satu-satu dengan bilangan asli, yaitu
himpunan yang banyak anggotanya tak terhingga.
Contoh 11.
1. Himpunan bilangan asli.
2. Himpunan bilangan bulat.
3. M
x x adalah bakteri di dunia
Test 8. (Question and Answer)
Randam Sampel : 4 orang mahasiswa.
1. Buatlah dua contoh himpunan terhingga!
2. Apakah himpunan berikut terhingga?
a. A
x x adalah namanama hari
g. Himpunan terhitung (countable) dan tak terhitung (uncountable)
Himpunan terhitung adalah himpunan terhingga (finite) atau tak
terhingga (infinite).
Contoh 12.
1. A
a b c, ,
2. Himpunan bilangan ganjil.
Himpunan tak terhitung adalah himpunan yang tidak terhitung
jumlahnya.
Himpunan bilangan Real
adalah contoh himpunan yang takterhitung. Hal ini cukup beralasan karena kita tidak bisa
menentukan berapa banyak bilangan Real yang terletak diantara
dua bilangan bulat yang berurutan.
Sifat bilangan Real akan kita bicarakan lebih mendalam pada
bab 2.
Test 9. (Question and Answer)
Randam Sampel : 2 orang mahasiswa.
Apakah himpunan berikut terhitung?
1. A
x x adalah namanama planet
2. B
y y adalah namanama presiden di bumi
h. Himpunan saling lepas (disjoint sets)
Himpunan A dan B dikatakan saling lepas jika himpunan A
dan B tidak memiliki elemen yang sama.
Contoh 13.
Misalkan himpunan A
1, 2,3
dan B
a b, maka himpunanTest 10. (Question and Answer)
Randam Sampel : 3 orang mahasiswa.
Apakah kedua himpunan berikut saling lepas?
1. A
x x adalah namanama planet
,
B Venus Bumi
2. K
y y adalah bilangan genap
L x x adalah bilangan ganjil
3. C
0, 2
14
D x x adalah salah satu faktor dari
D. Kesamaan Himpunan
Himpunan A dikatakan sama dengan himpunan B jika setiap
elemen dari A merupakan elemen dari B dan sebaliknya.
Contoh 14.
1. A
1, 2,3
dan B
3, 2,1
maka AB.2. C
1, 2, 2, 2,1
dan D
2,1, 2
maka CD.3. E
5, 6 ,
2
11 30 0
F x x x maka EF . Perhatikan bahwa jika ada elemen yang sama cukup dihitung
sekali dan pada himpunan urutan elemen tidak dipermasalahkan.
Berdasarkan sifat himpunan bagian, himpunan A dikatakan
sama dengan himpunan B jika berlaku AB dan BA .
Test 11. (Question and Answer)
Randam Sampel : 2 orang mahasiswa.
Apakah kedua himpunan berikut sama?
1. K
y y adalah bilangan genap
, L
, 2, 0, 2,
2. C
2
E. Representasi Himpunan
Ada dua cara untuk menyajikan himpunan yaitu menggunakan
diagram Venn dan diagram garis. Diagram Venn biasanya lebih
umum digunakan karena dapat menyajikan elemen himpunan
dengan jelas.
a. Diagram Venn
Pada diagram Venn, daerah persegi untuk menggambarkan
himpunan semesta dan daerah lingkaran untuk menggambarkan
himpunan di dalamnya.
Contoh 15.
1. Misalkan S
a b c d e, , , ,
, A
a b, dan B
c d, .2. Diberikan diagram Venn sebagai berikut.
Dari diagram diperoleh S
a b c d e, , , ,
, AS dan
,Pada contoh 1, himpunan A dan B tidak dapat diperbandingkan
(not comparable) sedangkan pada contoh 2, himpunan A dan B
dapat diperbandingkan (comparable).
Test 12. (Question and Answer)
Randam Sampel : 2 orang mahasiswa.
Buatlah diagram Venn untuk himpunan berikut!
1. Himpunan Semesta S
a b c d e f, , , , ,
,
,A a e , B
a d, dan C
a d e, ,
2. Himpunan Semesta S
x x adalah namanama hari
,
A senin rabu dan B
rabu sabtu,
.b. Diagram garis
Cara kedua untuk menyatakan hubungan antar himpunan dengan
menggunakan diagram garis. Pada diagram garis AB
dinyatakan sebagai
Contoh 16.
1. Misalkan A
1, 2,3
, B
3 dan C
1, 2 .Jelas bahwa BA , CA dan BC . Dengan kata
2. Perhatikan diagram garis berikut ini!
Jelas bahwa B A E , B A F , C A E ,
C A F, BCdan EF.
Test 13. (Question and Answer)
Randam Sampel : 4 orang mahasiswa.
1. Buatlah diagram garis untuk himpunan berikut!
a. A
a e, , B
a d, dan C
a d e, ,
b. A
senin
, B
senin rabu,
, ,
C senin rabu kamis
2. Buatlah diagram garis untuk himpunan berikut!
a. A B C ,D E C .
b. AD ,C E F ,DFH . F. Operasi Pada Himpuan
Jika kita memiliki dua himpunan atau lebih, kita bisa
mengoperasikan himpunan-himpunan tersebut.
Beberapa operasi yang dikenakan pada himpunan:
a. Irisan
A B x xA dan xB
b. Gabungan
A B x xA atau xB
c. Penjumlahan
, ,
A B x xA xB x A B
d. Selisih
e. Komplemen
c
A x xA dan xS
Contoh 17.
1. Diketahui S
1, 2, ,10
, A
2,3 dan
2, 4, 6,8,10
B maka diperoleh
a. A B
2b. A B
2,3, 4, 6,8,10
c. A B
3, 4, 6,8,10
d. A B
3e. B A
4, 6,8,10
f. Ac
1, 4,5, 6, 7,8,9,10
g. Bc
1,3,5, 7,9
2. Perhatikan diagram Venn berikut ini!
Berdasarkan diagram diperoleh
, , , , , , ,
S a b c d e f g h
a. A
a b f h, , ,
b. B
c d g, ,
c. C
d e f g h, , , ,
d. A B
Test 14. (Question and Answer)
Randam Sampel : 6 orang mahasiswa.
Diberikan A
x0 x 10,x
, B
x5 x 9,x
, dan semesta S
x 0 x 12,x
Tentukan!
1. AB
2. AB
3. AB
4. AB
5. BA
6.
AB
c7.
AB
cG. Sifat-Sifat Operasi Himpunan
Beberapa sifat yang berlaku pada operasi himpunan:
a. Sifat komutatif
A B B A dan A B B A.
b. Sifat Asosiatif
AB
C A
BC
dan
AB
C A
BC
. c. Sifat Distributif
A BC AB BC dan
A BC AB BC .
d. Sifat Identitas
A , A S A,A A dan A S S.
e. Sifat Idempoten
A A A dan A A A.
f. Sifat De Morgan
c c cAB A B dan
c c cContoh 18.
Diberikan himpunan semesta S
a b, , ,z
, A
a b, dan
,B C a e . Tentukan
AB
C !Perhatikan bahwa
AB
C A
BC
a .Test 14. (Question and Answer)
Randam Sampel : 2 orang mahasiswa.
Diberikan A
rabu kamis jumat, ,
, B
jumat sabtu,
, dansemesta S
x x adalah namanama hari
Tentukan!
1.
AB
c2.
AB
cH. Task and Exercise
1. Manakah yang merupakan himpunan bagian dari
1, 2, , 20
A . Berikan penjelasanmu !
a. M
0,3, 6,9
b. N
x x bilangan bulat antara11dan12
c. O
19, 20, 21
d. A
x x bilangan prima kurang dari 23
2. Diberikan S
1, 2, , 7
1, 2A .
3,5, 7
B
Tentukanlah:
a. AB
b. AB
c. A B
e. AcBc
f.
AB
cg.
AB
ch. Diagram Venn
3. Perhatikan diagram Venn di bawah ini!
Tentukan himpunan dari
a. Laut
b. Sungai
c. Danau
d. Laut Danau e. Laut Sungai f. Sungai Danau
g. Laut Danau Sungai
4. Berikut ini daftar olahraga favorit beberapa mahasiswa
Agribisnis.
A menyukai sepak bola dan futsal. B menyukai
bulutangkis. C tidak menyukai sepak bola, dan
menyukai futsal. D menyukai semua jenis olahraga. E
tidak menyukai semua jenis olahraga yang ada.
a. Buatlah diagram Venn untuk masalah di atas!
5. Diberikan S
1, 2,3, 4,5
,
AB
c 1, 2 dan
2c
A . Tentukan:
a. Bc
b.
AB
cc.
AB
CHAPTER II SISTEM BILANGAN
PART 1 (Numbers System)
A. Bilangan Real
Sistem bilangan terdiri atas dua himpunan utama yaitu
himpunan bilangan real
dan himpunan bilangan imajiner
I . Gabungan antara bilangan real dan imajiner dinamakandengan bilangan kompleks
.Himpunan bilangan real terdiri atas bilangan rasional dan
irrasional. Berikut ini diberikan diagram garis untuk himpunan
bagian dari bilangan real.
B. Bilangan Bulat
Bilangan bulat positif berbentuk
1, 2,3,
atau lebihdikenal dengan bilangan asli
. Bilangan asli digunakanSelanjutnya bilangan bulat negatif berbentuk
1, 2, 3,
. Gabungan antara , 0 dan
membentuk bilangan bulat
.Task 1 (Quetion and Answer)
Sebutkan dua contoh penggunaan bilangan bulat negatif dalam
kehidupan nyata!
C. Bilangan Pecahan
Bilangan pecahan berbentuk a
b , dengan a b, dan b0 .
Bilangan pecahan bisa berbentuk pecahan biasa, pecahan
campuran dan pecahan desimal.
Task 2 (Question and Answer)
1. Ubahlah bilangan berikut ke dalam pecahan biasa!
a. 0,5
b. 41 3
2. Ubahlah bilangan berikut ke dalam pecahan campuran!
a. 7
3
b. 2,5
D. Bilangan Rasional
Gabungan antara pecahan dan bilangan bulat dinamakan
bilangan rasional. Secara umum bilangan rasional adalah
bilangan yang dapat dibentuk menjadi a
b dengan ,a b dan
0
Contoh 1. 1. 1, 3
2 4
merupakan contoh bilangan rasional
2.
4
juga bilangan rasional karena bisa dibentuk dari 8 2atau 16
4 dan seterusnya.
Task 3 (Question and Answer)
Apakah bilangan berikut bilangan rasional?
a. 100
b. 0,875
c. 11
17
E. Bilangan Irrasional
Bilangan irrasional terlahir dari pengukuran panjang sisi miring
pada suatu segitiga siku-siku. Misalkan c adalah sisi miring dan
,
a b adalah alas dan tinggi segitiga siku-siku maka berlaku
teorema pythagoras, yaitu:
2 2 2
a b c
Jika diketahui a b 1 cm maka diperoleh
c
2
. Nah,2
termasuk bilangan irrasional karena tidak bisa dibentuk menjadi
a
b . Jika dihitung menggunakan kalkulator 2 1, 4142135
Jelas bahwa, billangan irrasional merupakan bilangan desimal.
Jadi, bilangan irrasional adalah bilangan yang berbentuk akar
dan tidak bisa dibentuk menjadi a
b dengan ,a b dan b0 .
Seperti pada bilangan rasional, bilangan irrasional juga dapat
dinyatakan dalam desimal. Namun, pada bilangan irrasional,
misalnya pada 3 1, 7320508075 . Berikut perbedaaan
bilangan rasional dan irrasional dalam bentuk bilangan desimal.
Contoh 2.
Buktikan 0,333 adalah bilangan rasional!
Jawab:
Misalkan x0,333 . Dengan teknik manipulasi, kita peroleh
Jadi 0,333 bilangan rasional.
Contoh 3.
Buktikan 1,1818 bilangan rasional.
Jawab:
Misalkan x1,1818 Dengan teknik manipulasi, kita peroleh
100 118,1818
Jadi 1,1818 bilangan rasional.
Perhatikan bahwa bilangan desimal yang mempunyai akhir atau
akan berulang dalam daur (siklus) yang tetap selamanya
merupakan bilangan rasional.
Task 4 (Question and Answer)
1. Manakah yang merupakan bilangan irrasional?
b. 1 2 c.
3 2 5 2 d. 5 2e. 3, 75
2. Buktikan bilangan di bawah ini rasional
a. x0,136136136
b. x0, 271717171
c. x0,1999999
d. x2,567567
e. x0,3999999
3. Apakah bilangan 0,12345678910111213 rasional atau
irrasional?
4. Apakah bilangan 0,10100100010000 rasional atau
irrasional?
F. Sifat Urutan Pada Bilangan Real
Karena sifat urutan pada bilangan real maka diantara dua
bilangan real pasti terdapat bilangan real yang lain. Misalkan
,
a b maka pasti terdapat c , karena
2
a b
c begitu
seterusnya. Dengan demikian, diantara dua bilangan real yang
sangat dekat pasti terdapat bilangan real yang lain. Bilangan ini
bisa berupa bilangan rasional ataupun bilangan irrasional.
Contoh 4.
Carilah suatu bilangan rasional dan irrasional yang terletak
diantara a0,12345678 dan b0,12345700 !
Jawab:
Dipilih r0,123456800000 merupakan bilangan rasional
karena berakhir dengan perulangan nol. Dipilih
0,123456801001000100001
irrasional karena pola penyisipan nol yang semakin banyak. Jadi
terlihat bahwa a r s b .
Selanjutnya, gabungan antara bilangan rasional dan irrasional
dinamakan bilangan real.
Task 5 (Question and Answer)
1. Carilah sebuah bilangan rasional dan irrasional diantara
0,123456 dan 0,123467 !
2. Carilah dua bilangan irrasional yang jumlahnya bilangan
rasional!
G. Sifat Himpunan Bilangan Real
Himpunan bilangan real dapat dinyatakan pada sebuah garis
bilangan dengan mengambil titik nol sebagai titik awal.
Selanjutnya, kita definisikan titik-titik di sebelah kanan nol
sebagai bilangan real positif dan titik-titik di sebelah kiri nol
sebagai bilangan real negatif. Setiap titik-titik itu hanya
mewakili satu bilangan real.
Perhatikan bahwa pada garis bilangan ini, 12 atau 2 2 . Jelaslah bahwa pada bilangan Real mengenal sifat urutan.
Beberapa sifat urutan yang dikenal pada bilangan Real,yaitu:
a. Trikotomi
Jika ,x y maka berlaku xy atau x y atau xy
b. Transitif
Untuk ,x y , jika x y danyz maka berlaku xz c. Penambahan
Untuk , ,x y z , berlaku xy jika dan hanya jika
d. Perkalian
Untuk x y z, , dan z0 , jika x y maka berlaku
xz yz . Jika z0 maka berlaku xzyz.
Misalkan a b, dan ab maka beberapa himpunan dapat
dinyatakan pada selang atau interval itu, diantaranya:
a.
a b,
x a x b
b.
a b,
x a x b
c.
a b,
x a x b
d.
a b,
x a x b
e.
a,
x xa
f.
a,
x xa
g.
,b
x xb
i.
,
Task 6 (Question and Answer)
1. Nyatakan apakah urutan berikut benar atau salah!
a. 2 20 b. 3 2
3
c. 6 14
715
d. 1 1 e. 4 1
5 2
2. Nyatakan himpunan berikut kedalam selang (interval)
dan simbolnya, untuk x bilangan Real.
a. x3 b. 12 x 7 c. 12 x 13
d. x5 dan x 10 e. x 1 dan x4
H. Pertidaksamaan
Misalkan diberikan ,a b maka berdasarkan sifat urutan pada
bilangan real berlaku xy atau xy atau xy. Pernyataan
xy, x y, xy dan xydisebut pertidaksamaan.
a. Pertidaksamaan Linear
Pertidaksamaan linear merupakan pertidaksamaan yang
melibatkan salah satu ruas atau kedua ruasnya bentuk linear
himpunan penyelesaian dari f x
0 , f x
0,f x
0 danTentukan himpunan penyelesaian dari 4 6 2 4 1 1 2
Task 7 (Question and Answer)
Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan berikut!
a. x 4 5 b. 3x 2 10 c. 52x7
b. Pertidaksamaan Kuadrat dan Polinomial
Pertidaksamaan kuadrat adalah pertidaksamaan yang melibatkan
bentuk kuadarat pada salah satu ruas atau kedua ruasnya. Hal
yang sama juga didefiniskan pada pertidaksamaan polinomial
(bentuk pangkat tiga atau lebih)
Contoh 7.
Tentukan himpunan penyelesaian dari x23x 4 0 Jawab:
Diketahuix23x 4 0 . 1. Mencari titik kritis.
Dengan cara faktorisasi, diperoleh
2
3 4 0
4 1 0
4 1
x x
x x
x x
2. Uji selang diantara titik kritis.
Jika x0 maka x23x 4 023 0
4 4.Perhatikan bahwa untuk x0 berlaku nilai negatif
4 .Karena nol berada pada 1 x 4 dan bernilai negatif maka sisi
kiri dan kanan bernilai positif.
Jadi HP
x 1 x 4,x
1, 4
.Contoh 8.
Berdasarkan data pada Contoh 7, diperoleh himpunan
penyelesaian dari x23x 4 0 adalah daerah yang bertanda positif, yaitu x 1 atau x4 .
JadiHP
x x 1 x 4,x
, 1
, 4
.Contoh 9.
Tentukan himpunan penyelesaian dari x37x212x0 Jawab:
Diketahuix37x212x0 . 1. Mencari titik kritis.
Dengan cara faktorisasi, diperoleh
3 2
7 12 0
3 4 0
0 3 4
x x x
x x x
x x x
2. Uji selang diantara titik kritis.
Jika x1 maka x37x212 13 7 1
2126.Perhatikan bahwa untuk x1 berlaku nilai positif
6 . Karena1
x berada pada 0 x 3 dan bernilai positif maka sisi kiri
dan kanan bernilai negatif.
Jadi HP
x 0 x 3 x 4,x
0,3 4,
.Contoh 10.
Tentukan himpunan penyelesaian dari
x1
x1
2 x 2
0Jawab:
Diketahui
x1
x1
2 x 2
0 .1. Mencari titik kritis.
2
1 1 2 0
1 1 2
x x x
x x x
2. Uji selang diantara titik kritis.
Jika x0 maka
x1
x1
2 x2
2. Perhatikan bahwa untuk x0 berlaku nilai negatif
2 . Karena x0 berada pada 1 x 1 dan bernilai negatif maka sisi kiri bernilai positif. Sedangkan sisi kanan tetap bernilai negatif karena 1merupakan akar kembar.
Jadi HP
x 1 x 2,x
1, 2
.Task 8 (Qustion and Answer)
Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan berikut!
1. 2
12 0
x x
2. 2 9 0
x
3. 2
5 6 0
x x
4. 3x211x 4 0
Task and Exercise
1. Ubahlah bilangan berikut ke dalam pecahan biasa!
a. 0,525
b. 311 13
c. 115 2
d. 0,7122222222
2. Nyatakan apakah urutan berikut benar atau salah!
a. 120 b. 11 2
13 3
c. 0 14 15
d. 14 31
5 7
3. Buktikan bilangan di bawah ini rasional!
a. x0,789789 b. x0,11111 c. x4,1999999 d. x2,5611000
4. Apakah bilangan di bawah ini rasional atau irrasional?
Berikan alasanmu!
a. 0,1009998979695
b. 0, 41401400140001
c. 0,123456789100000
d. 0,123321123321
5. Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan
berikut!
a. 6x105x16 b. 2x16 x 25 c. 2
2x 5x 3 0 d. 2
4x 5x 6 0
e.
x2 2
x1 3
x 7
0 f.
2x3 3
x1
2 x 5
06. Manakah yang merupakan bilangan irrasional?
a. 625
CHAPTER II SISTEM BILANGAN
PART 2 (Numbers System)
a. Pertidaksamaan Pecahan
Pertidaksamaan pecahan adalah pertidaksamaan yang
melibatkan bentuk pecahan
f x
g x dengan g x
0 pada salahsatu ruas atau kedua ruasnya.
Contoh 1.
Tentukan himpunan penyelesaian dari 1 0 3
x x
Jawab:
1. Mencari titik kritis.
Titik kritis diperoleh pada x1 atau x3. (Faktorisasi pada pembilang dan penyebut)
Karena
x3
penyebut maka
x 3
0, yaitu x3 . (Titik x3 bukan himpunan penyelesaian)2. Uji selang diantara titik kritis.
Jika x0 maka 1 1
tanda +
3 3x x
.
Jadi HP
x1 x 3,x
1,3
.Contoh 2.
Tentukan himpunan penyelesaian dari 4 1 2 1
x x
Jawab:
Ubahlah 4 1 2
Titik kritis diperoleh pada 1 2
x atau x1. (Faktorisasi pada pembilang dan penyebut)
Karena
x1
penyebut maka
x 1
0, yaitu x1 . (Titik x1 bukan himpunan penyelesaian)2. Uji selang diantara titik kritis.
Jika x0 maka 2 1 1 tanda
Task 1 (Question and Answer)
Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan pecahan
b. Pertidaksamaan Irrasional
Pertidaksamaan Irrasional adalah pertidaksamaan yang
melibatkan bentuk tak rasional atau bentuk akar.
Pertidaksamaan irrasional juga bisa berbentuk pecahan, yaitu
pertidaksamaan irrasional yaitu:a. f x
0 (syarat)b. Kuadratkan kedua ruas, untuk menghilangkan akar
c. Iriskan penyelesaian a) dan b)
Contoh 3.
2. Mengkuadratkan kedua ruas
23. Menentukan irisan
Perhatikan bahwa x4 dan x0 sehingga
0 4,
HP x x x
0, 4
.Contoh 4.
Tentukan himpunan penyelesaian dari 2 x 1
x
Jawab:
2 0
(Faktorisasi pembilang dan penyebut)
Dengan rumus ABC diperoleh x 2 atau x1 .
2
x yaitu x0 (akar kembar) Uji selang diantara titik kritis
Untuk x 1 maka
3. Menentukan irisan
Perhatikan bahwa x2 dan
x 2 atau x1
sehingga
2 atau1 2,
HP x x x x .
Task 2 (Question and Answer)
Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan irrasional
I. Persamaan Nilai Mutlak
Misalnya diberikan x , nilai mutlak x , dinotasikan dengan
x didefiniskan
, 0
Beberapa sifat nilai mutlak, yaitu:
a. ab a b
Ingat kembali definisi nilai mutlak
Berdasarkan definisi nilai mutlak
Ada 4 kemungkinan penyelesaian, yaitu:
a. 4x 3 1 x
b.
4x 3
1 xc. 4x 3
1 x
d.
4x 3
1 x
Perhatikan bahwa bentuk a) dan d) sama. Bentuk b) dan c) juga
sama. Dengan kata lain kita cukup menentukan a) dan b) saja
(cukup memutlakkan salah satu ruas). Untuk 4x 3 1 x maka 4
5
x .
Untuk
4x 3
1 x maka 2 3x .
Jadi 2 4,
3 5
HPx x x x
(Cara Lain: Kedua ruas dikuadratkan)
Task 3 (Question and Answer)
Tentukan himpunan penyelesaian dari persamaan nilai mutlak
berikut!
a. x 3 7
b. 2x 1 6
c. x 1 1 (Konsep penting) d. 10 1
1
x
J. Pertidaksamaan Nilai Mutlak
Pertidaksamaan nilai mutlak adalah pertidaksamaan yang
melibatkan nilai mutlak.
Sifat-sifat persamaan nilai mutlak, diantaranya:
a. x a a x a
b. x a x a atau xa
Contoh 7.
Tentukan himpunan penyelesaian 2 1 3
Sulit dikerjakan karena ada dua tanda mutlak, alternatifnya
Task 4 (Question and Answer)
Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan nilai
mutlak berikut!
K. Latihan Soal
1. Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan
pecahan berikut.
2. Tentukan himpunan penyelesaian dari persamaan nilai
mutlak berikut.
b. 11 2 x 3
c. 1
1 2
x
x
d. 3x 1 x 5 e. x 1 4 x 0
3. Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan
mutlak berikut ini.
a. x 1 4
b. 3 1 4 5
x
c. 3x 1 2 x6
d. 3 1 2x3 e. 1 4 3
x
4. Tentukan himpunan penyelesaian dari pertidaksamaan
irrasional berikut ini.
a. 4x 1 2 b. 1 2
2x1 c. 5 3 x 1
d. 4 1 1 1 2
x
x
CHAPTER III FUNGSI (FUNCTION)
PART I
A. Pengertian Fungsi
Diberikan dua buah himpunan tak kosong yaitu himpunan A
dan B. Elemen pada himpunanA dapat dihubungkan dengan
elemen pada himpunan B, hubungan atau aturan ini dinamakan
relasi.
Relasi yang mengaitkan setiap elemen A dengan tepat satu
elemen B disebut dengan fungsi.
Fungsi dari himpunan A ke B ditulis f A: B, dimana A
disebut sebagai daerah asal atau domain
Df dan B disebut sebagai daerah kawan atau kodomain. Selanjutnya aA disebut sebagai pra-bayangan (pre-image) dari b dan
f a B disebut sebagai bayangan (image) dari a . Himpunan Rf
bB b f a
,aA
disebut sebagai daerah hasil atau range.Berikut ini ilustrasi dari suatu fungsi.
Fungsi
bukan fungsi, sebab ada
elemen A yang mempunyai 2
bukan fungsi sebab ada elemen
A yang tidak mempunyai
kawan.
Untuk lebih mudahnya memahami definisi fungsi pahami 2
aturan berikut ini:
1) Setiap elemen himpunan A harus habis terkait dengan
elemen himpunan B.
2) Tidak boleh membentuk cabang seperti ini.
Contoh:
Diberikan himpunan A
x, y, z
dan himpunan B
1, 2, .didefinisikan suatu fungsi f A: B sebagai berikut: 1, y 2, z 1
x atau f x
1,f y
2, f z
1 . Dari contoh diatas dapat dikatakan bahwa image darix adalah 1 atau x adalah pre-image dari 1 image dariy adalah 2 atau y adalah pre-image dari 2 image dari z adalah 1 atau z adalah pre-image dari 1
Diperoleh Rf
1, 2 .Task 1 (Question and Answer)
Diberikan himpunan A
a b c d, , ,
dan himpunan B
0,1 .didefinisikan suatu fungsi f A: B sebagai berikut:
1,
0,
1,
1f a f b f c f d . Tentukan!
a. Image dari a
b. Pre-image dari 1
c.
1Task 2 (Question and Answer)
1. Untuk f x
x21 , tentukan nilai3. Tentukan nilai x pada fungsi dibawah ini:
a. f x
2x1 dan f x
9b. f x
x21 dan f x
3C. Grafik Fungsi
Suatu fungsi dapat disajikan dalam bentuk grafik dengan
memperhatikan pasangan-pasangan terurut dari fungsi tersebut.
Jika daerah asal (domain) dan daerah hasil (range) merupakan
bilangan riil maka fungsi dapat diganbar dengan menggunakan
sistem koordinat Cartesius.
Contoh:
Diberikan f x
x 4D. Jenis-Jenis Fungsi
Berikut ini disajikan beberapa jenis fungsi:
a. Fungsi injektif (satu-satu, into) adalah jika setiap elemen
himpunan A memiliki pasangan yang berbeda pada
himpunan B.
b. Fungsi surjektif/onto (pada) adalah jika setiap elemen
himpunan B memiliki pasangan pada himpunan A.
c. Fungsi bijektif (satu-satu dan pada) adalah jika setiap
elemen himpunan B memiliki pasangan tepat satu pada
a
bijektif jika fungsi tersebut merupakan fungsi injektif
dan surjektif.
Fungsi injektif, Fungsi surjektif,
bukan surjektif bukan injektif
Bukan fungsi satu-ke-satu Bukan fungsi
maupun pada
Task (Question and Answer)
1. Tentukan jenis fungsi berikut:
a. f x
x2 pada f : b. f x
x 1 pada f : c. f x
2x f : E. Invers Fungsi
Jika f adalah fungsi berkoresponden satu-ke-satu (bijektif) dari A
ke B, maka kita dapat menemukan balikan (invers) dari f. Balikan fungsi dilambangkan dengan f –1. Misalkan a adalah
anggota himpunan A dan b adalah anggota himpunan B, maka f
a
Mengapa contoh di atas tidak memiliki invers fungsi?
Not injektif dan not surjektif
Tidak memiliki invers fungsi
Fungsi yang berkoresponden satu-ke-satu sering dinamakan juga
fungsi yang invertible (dapat dibalikkan), karena kita dapat
mendefinisikan fungsi balikannya. Sebuah fungsi dikatakan not
invertible (tidak dapat dibalikkan) jika ia bukan fungsi yang
berkoresponden satu-ke-satu, karena fungsi balikannya tidak
F. Operasi Aljabar Pada Fungsi
Diberikan f x
dan g x
. Pada kedua fungsi itu bisadikenakan operasi, yaitu:
a. Penjumlahan dan pengurangan fungsi
Prinsip dasar penjumlahan dan pengurangan adalah
mengoperasikan suku-suku yang sejenis.
Contoh:
Diberikan f x
3x32x1 dan g x
x34 maka
34 2 3
f x g x x x
32 2 5
f x g x x x
b. Perkalian dengan skalar
Prinsip dasarnya sama dengan sifat distributif.
Contoh:
Diberikan f x
3x32x1 maka 2f x
6x34x2.c. Perkalian antar fungsi
Prinsip dasar perkalian antar suku.
Contoh:
Diberikan f x
2x1 dan g x
x31 maka
4 3. 2 2 1
f x g x x x x .
d. Pembagian antar fungsi
Pembagian yang dibahas tidak melibatkan pembagian
yang bersisa.
Contoh:
3 2
2 3
f x x x
x
g x x
.
G. Komposisi Dua Fungsi.
Misalkan g adalah fungsi dari himpunan A ke himpunan B, dan f
adalah fungsi dari himpunan B ke himpunan C. Komposisi f dan
g, dinotasikan dengan f g, adalah fungsi dari A ke C yang
didefinisikan oleh
(fg)(a) = f(g(a))
Contoh:
Diberikan fungsi f(x) = x – 1 dan g(x) = x2 + 1. Tentukan f g
dan gf
Jawab:
a. (fg)(x) = f(g(x)) = f(x2 + 1) = x2 + 1 – 1 = x2.
b. (gf)(x) = g(f(x)) = g(x– 1) = (x –1)2 + 1 = x2 - 2x + 2.
Contoh:
Diberikan fungsi f x
2x1 dan g x
x22 . Tentukan
f g
0 dan
g f
0Jawab:
Perhatikan bahwa f
0 2 0 1 1 dan g
0 02 2 2a.
f g
0 f g
0
f
2 2 2 1 3b.
g f
0 g f
0
g
1 12 2 1Contoh:
Diberikan fungsi f x
2x1 dan
f g
x x23x2 .Tentukan g x .
Jawab:
b.
g f
xc.
f h
x .d.
h g
xBAB IV LIMIT (Pertemuan Ke-9)
A. Pendahuluan Limit
Diberikan
Note: dibaca “limit dari 2 1
1
bagaimana cara memvalidasi fakta diatas.
CONTOH 2. Carilah
Penyelesaian: (Bisa diselesaikan dengan menggunakan
kalkulator seperti tabel bagia awal)
Dengan aljabar
STOP!!! RED LIGHT
Dengan aljabar, carilah limit fungsi di bawah ini!
1.
Secara sederhana, lim
xc f x L jika dan hanya jika limit kanan
sama dengan limit kiri.
CONTOH 3. Perhatikan grafik di bawah ini!
Jika
2
2 2, 1
3 , 1
x x untuk x
f x
x untuk x
.
Tentukan nilai
1
lim
x f x .
Jawab:
Berdasarkan grafik,
2 1
lim 2 2 1
x
x x
. (limit kiri)
dan
1
lim 3 2 x x
(limit kanan)
Karena limit kiri tidak sama dengan limit kanan maka
1
lim
x f x
tidak ada.
For the function f , find the indicated limit or function value, or
state that it dose not exist.
a.
STOP!!! RED LIGHT (No. 29 di Purcell, Hal 78) Sketch the graph of
Then find each of the following or state that it dose not exist.
a.
B. TEOREMA LIMIT Sifat-sifat limit fungsi
1. lim
8. Untuk setiap polinomial
Bagian ini tanpa kita sadari, telah kita pelajari (saya anggap
sudah mahir)
C. KEKONTINUAN FUNGSI
DEFINISI (Kekontinuan di satu titik)
Kita namakan f kontinu di c jika beberapa selang terbuka
disekitar c terkandung dalam daerah asal f dan
lim
xc f x f c .
Bahasa yang lebih sederhana
Suatu f dikatakan kontinu pada c jika
1. lim
xc f x ada
2. f c
ada3. lim
CONTOH. Diberikan
Tetapi jika kita definisi kembali menjadi
Dalam soal-soal 1-7, nyatakan apakah fungsi yang ditunjukkan
kontinu atau tidak di 2. Jika tak kontinu jelaskan sebabnya!
a. f x
4x22x121. Dengan aljabar, carilah limit fungsi di bawah ini!
a.
For the function f , find the indicated limit or function
value, or state that it dose not exist.
a.
4. Dalam soal-soal a-f, nyatakan apakah fungsi yang
ditunjukkan kontinu atau tidak di 2. Jika tak kontinu
e.
5. Dalam soal-soal di bawah ini, di titik mana, jika ada,
fungsi tak kontinu?
a.
22 3Tentukan a dan b sehingga f kontinu dimana-mana!
BAB V TURUNAN (Pertemuan Ke-10)
A. MOTIVASI
Masalah turunan dimotivasi oleh garis singgung dan kecepatan
sesaat.
Garis singgung dipengaruhi oleh kemiringan
mtan
.
cara yang lebih praktis.Kecepatan sesaat. Jika kita mengendarai motor dari kota A ke B yang berjarak 80 km dalam waktu 2 jam, maka kecepatan
rata-rata kitaadalah 40 km tiap jam.
Artinya kecepatan rata-rata adalah jarak antara posisi pertama ke
Tapi selama perjalanan speedometer tidak selalu menunjukkan
angka 40 km. Jadi apa yang diukur oleh speedometer? Tentu
saja bukan kecepatan rata-rata.
Kita perhatikan kasus yang lebih akurat yaitu kecepatan sesaat
pada benda jatuh.
0 0
lim rata rata lim
h h
sebuah benda jatuh, beranjak dari posisi pada diam t3,8 detik
dan pada t5, 4 detik.
Jadi kecepatan pada 3,8 detik adalah 32(3,8)=121,6 meter/detik.
Pada 5,4 detik adalah 32(5,4)=172,8 meter/detik.
CONTOH: Berapa lama waktu yang diperlukan oleh benda jatuh pada Contoh di atas untuk mencapai kecepatan sebesar 112
meter/detik?
Penyelesaian:
Kita hanya perlu menyelesaikan persamaan 32c=112. Diperoleh
112 3,5 32
B. TURUNAN
Definisi. Turunan fungsi f adalah fungsi lain f ' yang nilainya pada sebarang bilangan c adalah
0
' lim h
f c h f c
f c
h
asalkan limit itu ada.
C. ATURAN PENCARIAN TURUNAN
Teorema A. (Aturan Fungsi Konstanta)
Jika f x
k maka f '
x 0 atau D k
0 , untuk ksebarang konstanta.
CONTOH: Turunan dari f x
2016 adalah f '
x 0 .Teorema B. (Aturan Fungsi Identitas) Jika f x
x maka f '
x 1 atau D x
1.CONTOH: Turunan dari f x
x adalah f '
x 1 .Teorema C. (Aturan Pangkat) Jika
nf x x maka '
n 1f x nx atau
n n 1D x nx , dengan
n bilangan positif.
CONTOH: Turunan dari f x
x10 adalah f '
x 10x9 .Teorema D. (Aturan Kelipatan Konstanta)
Jika k suatu konstanta dan f suatu fungsi yang terdeferensial
maka
kf ' x k f. '
x atau D k f x .
k Df x.
.CONTOH: Turunan dari f x
7x10 adalah
10
10 9 97 7. 7.10 70
Teorema E. (Aturan Jumlah)
Jika f dan g fungsi-fungsi yang terdeferensialkan, maka
f g
' x f '
x g x'
atau
D f x g x Df x Dg x .
CONTOH: Turunan dari f x
x3x2 adalah
2' 3 2
f x x x.
Teorema F. (Aturan Selisih)
Jika f dan g fungsi-fungsi yang terdeferensialkan, maka
f g
' x f '
x g x'
atau
D f x g x Df x Dg x .
CONTOH: Turunan dari f x
x2x5 adalah
4' 2 5
f x x x .
STOP!!!!
Carilah turunan dari
a. f x
5x27x6b. f x
4x63x510x25x16c. f x
100x2100x10x99Teorema G. (Aturan Hasil Kali)
Jika f dan g fungsi-fungsi yang terdeferensialkan, maka
f g.
' x f '
x g x f x g x
' atau
.
D f x g x Df x g x f x Dg x .
CONTOH: Tentukan turunan dari
2
4
3 5 2
h x x x x .
Penyelesaian:
23 5
f x x maka f '
x 6x
42
Sampai sini OKE. Lebih oke lagi, jika disederhanakan!!!
STOP!!!
Diketahui h x
x21
x1002x34
. Tentukan a. h x'
b. h' 0
c. h' 1
Teorema H. (Aturan Hasil Bagi)
Jika f dan g fungsi-fungsi yang terdeferensialkan dan
Sampai sini OKE. Lebih oke lagi, jika disederhanakan!!!
b. h' 0
c. h' 1
Teorema I. (Aturan Pangkat Negatif) Jika
nf x x maka
1' n
f x nx atau
n n 1D x nx , dengan n bilangan negatif.
CONTOH: Turunan dari f x
x10 adalah f '
x 10x11 .LEBIH BANYAK LATIHAN!!!! 1. Carilah f '
x dari3. Tinggi s dalam kaki dari sebuah bola di atas tanah pada
saat t detik diberikan oleh s 16t240t100 a. Berapa kecepatan sesaat pada t2 ?
b. Kapan kecepatan seseatnya 0 ?
D. TURUNAN SINUS DAN KOSINUS
Teorema A.
Turunan dari f x
sinx adalah f '
x cosx dan turunanCONTOH: Turunan f x
3sinx adalah
3 cos
3cosf x x x.
Fungsi trigonometri yang lain dapat dicari dengan bantuan
fungsi sinus dan cosinus.
CONTOH: Tentukan turunan dari f x
tanx . Penyelesaian:Perhatikan bahwa
tan sin coscos .cos sin sin
cos
turunan berlaku juga di sinus dan kosinus)
E. ATURAN RANTAI
Teorema A. (Aturan Rantai)
Andaikan y f u
dan ug x
menentukan fungsi kompositCONTOH: Tentukan turunan dari
2
602 4 1
PERHATIKAN!!! SECARA GAMPANG KITA NYATAKAN!!!
2. Turunkan yang ada di dalam kurung
2
59
' 60 2 4 1 . 4 4
y x x x
LEBIH BANYAK SOAL Tentukan turunan dari
3. y7 x2sinx
3. Tinggi s dalam kaki dari sebuah bola di atas tanah pada
saat t detik diberikan oleh s 16t220t5 c. Berapa kecepatan sesaat pada t1 ? d. Kapan kecepatan sesaatnya 0 ?
4. Tentukan turunan dari:
a. ycosxsinx
5. Dengan aturan rantai, tentukan turunan dari:
d.
2
sin 3 11
y x x
e. 5
cos 3
BAB V TURUNAN
Bagian II (Pertemuan Ke-11)
A. NOTASI LEIBNIZ
Notasi Leibniz:
CONTOH. Tentukan dy
dx jika
Aturan Rantai Lagi
Andaikan y f u
dan ug x
. Dalam notasi Leibniz,aturan rantai berbentuk dy dy du.
dx du dx .
CONTOH. Tentukan dy
B. TURUNAN TINGKAT TINGGI
Kita telah memperkenalkan 3 notasi untuk turunan (sekarang
disebut turunan pertama)
Turunan Notasi f ' Notasi y' Notasi D Notasi
Kecepatan dan percepatan
CONTOH. Sebuah benda bergerak sepanjang garis koordinat
sehingga posisi s nya memenuhi, s2t212t8 , dengan s dalam cm dan t dalam detik. Tentukan kecepatan benda pada
saat t 1 dan t6 ! Kapan kecepatannya 0 ? Kapan kecepatannya positif?