• Tidak ada hasil yang ditemukan

Turunan

Dalam dokumen DASAR-DASAR KALKULUS (Halaman 45-56)

BAB III TURUNAN

3.1. Turunan

Pemikiran dasar turunan yaitu pada kemiringan garis singgung dan kecepatan sesaat.

Kecepatan merupakan satu dari sekian banyak laju perubahan yang sangat penting dan kecepatan juga merupakan laju perubahan jarak terhadap waktu. Laju perubahan lain yang sangat penting yaitu kepadatan (atau densitas) suatu kawat (laju perubahan massa terhadap jarak), pendapatan marjinal (laju perubahan pendapatan terhadap beberapa jenis produk) dan arus listrik (laju perubahan muatan listrik terhadap waktu). Harus bisa membedakan antara laju perubahan rata-rata pada suatu interval dan laju perubahan sesaat pada suatu titik. Istilah laju perubahan tanpa keterangan apapun bermakna laju perubahan sesaat

Garis singgung merupakan gagasan Euclides merupakan garis yang menyentuh suatu kurva hanya pada satu titik, benar untuk lingkaran (gambar 1) tetapi sama sekali tidak memuaskan untuk kebanyakan kurva lain (gambar 2). Gagasan bahwa garis singgung pada suatu kurva di 𝑃𝑃 sebgai garis yang paling baik mengaproksimasi kurva dekat 𝑃𝑃 adalah lebih baik, tetapi masih tetap agak samar untuk kecermatan matematis. Konsep limit menyediakan suatu cara untuk memperoleh deskripsi yang terbaik. Misalkan 𝑃𝑃 merupakan sebuah titik pada suatu kurva dan misalkan 𝑄𝑄 merupakan sebuah titik terdekat yang dapat dipindah-pindahkan pada kurva tersebut. Pandang garis yang melalui 𝑃𝑃 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑄𝑄 disebut garis sekan (tali busur). Garis singgung (garis tangen) di 𝑃𝑃 adalah posisi pembatas (jika ada) dari garis sekan itu bila 𝑄𝑄 bergerak ke arah 𝑃𝑃 di sepanjang kurva (gambar 3). Misalkan kurva tersebut adalah grafik dari persamaan 𝑦𝑦=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) maka 𝑃𝑃 mempunyai koordinat (𝑐𝑐,𝑓𝑓(𝑐𝑐)), titik 𝑄𝑄 di dekatnya mempunyai koordinat (𝑐𝑐+β„Ž,𝑓𝑓(𝑐𝑐+β„Ž)), dan tali busur yang melalui 𝑃𝑃 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑄𝑄 mempunyai kemiringan π‘šπ‘šπ‘ π‘ π‘ π‘ π‘ π‘  yang diberikan oleh (gambar 4):

D a s a r - d a s a r K a l k u l u s | 39 Turunan (derivative) merupakan kata yang netral dalam istilah matematis. Turunan sebagai kata kunci dalam kalkulus dan tambahan kata pada fungsi dan limit.

Definisi:

Turunan fungsi 𝑓𝑓 adalah fungsi lain 𝑓𝑓′ (dibaca "𝑓𝑓 π‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Ž") yang nilainya pada sebarang bilangan 𝑐𝑐 adalah:

𝑓𝑓′(𝑐𝑐) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(𝑐𝑐+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐) β„Ž atau

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) β„Ž asalkan limit ini ada dan bukan ∞ π‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘Žπ‘’π‘’ βˆ’ ∞

Jika limit ini memang ada maka dikatakan bahwa 𝑓𝑓 terdiferensiasi di 𝑐𝑐. Pencarian turunan disebut diferensiasi dan bagian yang berhubungan dengan turunan disebut kalkulus diferensiasi.

Contoh:

(1) Misalkan 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) = 13π‘₯π‘₯ βˆ’6, Tentukan 𝑓𝑓′(4) (2) Jika 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =π‘₯π‘₯3+ 7π‘₯π‘₯ Tentukan 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) (3) Jika 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =1π‘₯π‘₯ Tentukan 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯)

(4) Jika 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =√π‘₯π‘₯,π‘₯π‘₯> 0, Tentukan 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) Penyelesaian:

(1) 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) = 13π‘₯π‘₯ βˆ’6

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) β„Ž 𝑓𝑓′(4) = lim

β„Žβ†’0

𝑓𝑓(4 +β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(4)

β„Ž = lim

β„Žβ†’0

[13(4 +β„Ž)βˆ’6]βˆ’[13(4)βˆ’6]

β„Ž

= lim

β„Žβ†’0

13 β„Ž

β„Ž = limβ„Žβ†’013 = 13

40 | D a s a r - d a s a r K a l k u l u s (2) 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =π‘₯π‘₯3+ 7π‘₯π‘₯

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = lim

β„Žβ†’0

𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) β„Ž

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0[(π‘₯π‘₯+β„Ž)3+ 7(π‘₯π‘₯+β„Ž)]βˆ’[π‘₯π‘₯3+ 7π‘₯π‘₯]

β„Ž

= limβ„Žβ†’03π‘₯π‘₯2β„Ž+ 3π‘₯π‘₯β„Ž2+β„Ž3+7β„Ž β„Ž

= limβ„Žβ†’0β„Ž(3π‘₯π‘₯2+ 3π‘₯π‘₯β„Ž+β„Ž2+ 7) β„Ž

= limβ„Žβ†’0 (3π‘₯π‘₯2+ 3π‘₯π‘₯β„Ž+β„Ž2+ 7)

= 3π‘₯π‘₯2+ 7 (3) 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =1π‘₯π‘₯

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = lim

β„Žβ†’0

𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) β„Ž 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0

π‘₯π‘₯+1β„Ž βˆ’1 β„Ž π‘₯π‘₯

= limβ„Žβ†’0[1 β„Ž βˆ™

π‘₯π‘₯ βˆ’(π‘₯π‘₯+β„Ž) π‘₯π‘₯(π‘₯π‘₯+β„Ž) ]

= limβ„Žβ†’0[1 β„Ž βˆ™

βˆ’β„Ž π‘₯π‘₯(π‘₯π‘₯+β„Ž)]

= limβ„Žβ†’0 βˆ’1 π‘₯π‘₯(π‘₯π‘₯+β„Ž)

=βˆ’ 1 π‘₯π‘₯2 (4) 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =√π‘₯π‘₯,π‘₯π‘₯> 0

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) β„Ž 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = lim

β„Žβ†’0

√π‘₯π‘₯+β„Ž βˆ’ √π‘₯π‘₯ β„Ž

Pencarian turunan selalu melibatkan pengambilan limit suatu hasil bagi dengan pembilang dan penyebut keduanya menuju nol. Tugas kita yaitu menyederhanakan hasil bagi agar kita dapat mencoret faktor β„Ž dari pembilang dan penyebut, sehingga membolehkan untuk menghitung limit.

D a s a r - d a s a r K a l k u l u s | 41 Pada contoh diatas dapat dilaksanakan dengan merasionalkan pembilang.

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0√π‘₯π‘₯+β„Ž βˆ’ √π‘₯π‘₯

β„Ž βˆ™βˆšπ‘₯π‘₯+β„Ž+√π‘₯π‘₯

√π‘₯π‘₯+β„Ž+√π‘₯π‘₯

= limβ„Žβ†’0 π‘₯π‘₯+β„Ž βˆ’ π‘₯π‘₯

β„Ž(√π‘₯π‘₯+β„Ž+√π‘₯π‘₯)= limβ„Žβ†’0 β„Ž β„Ž(√π‘₯π‘₯+β„Ž+√π‘₯π‘₯)

= limβ„Žβ†’0 1

√π‘₯π‘₯+β„Ž+√π‘₯π‘₯= 1

√π‘₯π‘₯+√π‘₯π‘₯= 1 2√π‘₯π‘₯ Jadi turunan dari 𝑓𝑓 diberikan oleh (𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) =2√π‘₯π‘₯1 dan daerah asalnya (0,∞)

Turunan (derivative) meliputi:

1. Bentuk-bentuk Setara Turunan

Turunan dengan berbagai bentuk dengan menggunakan lambang huruf tertentu, misalnya:

𝑓𝑓′(𝑐𝑐) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(𝑐𝑐+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐) β„Ž 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)

β„Ž 𝑓𝑓′(𝑐𝑐) = lim

𝑝𝑝→0

𝑓𝑓(𝑐𝑐+𝑝𝑝)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐) 𝑝𝑝 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = lim𝑠𝑠→0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+𝑠𝑠)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)

𝑠𝑠 𝑓𝑓′(𝑐𝑐) = lim𝑠𝑠→0𝑓𝑓(𝑐𝑐+𝑠𝑠)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐)

𝑠𝑠

Perubahan bagaimana π‘₯π‘₯ menggantikan 𝑐𝑐+β„Ž, sehingga π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐 menggantikan β„Ž, diperoleh:

𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐) π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐

Perhatikan bahwa dalam semua kasus, bilangan dimana 𝑓𝑓′ dihitung tidak berubah selama operasi limit.

42 | D a s a r - d a s a r K a l k u l u s Contoh:

(1) Gunakan 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limπ‘₯π‘₯→𝑐𝑐𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)βˆ’π‘“π‘“(𝑐𝑐)

π‘₯π‘₯βˆ’π‘π‘ untuk mencari 𝑔𝑔′(𝑐𝑐) jika 𝑔𝑔(π‘₯π‘₯) =(π‘₯π‘₯+3)2

(2) Masing-masing berikut merupakan suatu turunan tetapi tetap dari fungsi apa dan di titik mana?

a. β„Žβ†’0lim(4+β„Ž)β„Ž2βˆ’16 b. π‘₯π‘₯β†’3limπ‘₯π‘₯βˆ’32π‘₯π‘₯βˆ’23 Penyelesaian:

(1) 𝑔𝑔(π‘₯π‘₯) =(π‘₯π‘₯+3)2 , diperoleh:

𝑔𝑔′(𝑐𝑐) = limπ‘₯π‘₯→𝑐𝑐𝑔𝑔(π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑔𝑔(𝑐𝑐) π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐 𝑔𝑔′(𝑐𝑐) = lim

π‘₯π‘₯→𝑐𝑐

π‘₯π‘₯+ 32 βˆ’ 2 𝑐𝑐+ 3 π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐

= limπ‘₯π‘₯→𝑐𝑐[2(𝑐𝑐+ 3)βˆ’2(π‘₯π‘₯+ 3) (π‘₯π‘₯+ 3)(𝑐𝑐+ 3) βˆ™ 1

π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐]

= lim

β„Žβ†’0[ βˆ’2(π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐) (π‘₯π‘₯+ 3)(𝑐𝑐+ 3)βˆ™ 1

π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐]

= limβ„Žβ†’0 βˆ’2

(π‘₯π‘₯+ 3)(𝑐𝑐+ 3) =

βˆ’2 (𝑐𝑐+ 3)2

Penyelesaian dengan memanipulasi hasil bagi hingga dapat mencoret suatu faktor π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐 dari pembilang dan penyebut, kemudian menghitung limitnya.

(2) Fungsi turunan:

a. Turunan dari 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =π‘₯π‘₯2 di π‘₯π‘₯= 4 b. Turunan dari 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =2π‘₯π‘₯ di π‘₯π‘₯= 3

2. Keterdiferensiasian Mengimplikasikan Kontinuitas

Jika sebuah kurva memiliki garis singgung di sebuah titik maka kurva itu dapat melompat atau sangat berayun di titik tersebut.

Definisi:

Jika 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) ada maka 𝑓𝑓 kontinu di 𝑐𝑐

D a s a r - d a s a r K a l k u l u s | 43 Bukti:

Perhatikan bahwa lim

π‘₯π‘₯→𝑐𝑐𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =𝑓𝑓(𝑐𝑐) dengan menuliskan:

𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =𝑓𝑓(𝑐𝑐) +𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐)

π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐 βˆ™(π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐), π‘₯π‘₯ β‰  𝑐𝑐 karenanya

limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) = lim

β„Žβ†’0 𝑓𝑓 [(𝑐𝑐) +𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐)

π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐 βˆ™(π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐)]

β„Žβ†’0lim 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) = lim

β„Žβ†’0 𝑓𝑓(𝑐𝑐) + lim

β„Žβ†’0

𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐) π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐 βˆ™lim

β„Žβ†’0 (π‘₯π‘₯ βˆ’ 𝑐𝑐)

=𝑓𝑓(𝑐𝑐) +𝑓𝑓′(𝑐𝑐)βˆ™0

=𝑓𝑓(𝑐𝑐) Kebalikan dari teorema ini tidak benar.

Jika 𝑓𝑓 kontinu di 𝑐𝑐 maka tidak berarti bahwa 𝑓𝑓 mempunyai turunan di 𝑐𝑐. Hal ini dapat ditunjukan dengan memperhatikan 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) = |π‘₯π‘₯| di titik-titik asal. Fungsi ini pasti kontinu di nol, tetapi tidak mempunyai turunan di sana, dengan memperhatika hal berikut:

𝑓𝑓(0 +β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(0)

β„Ž =|0 +β„Ž|

β„Ž =|β„Ž|

β„Ž Jadi

β„Žβ†’0lim+

𝑓𝑓(0 +β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(0)

β„Ž = lim

β„Žβ†’0+

|0 +β„Ž|

β„Ž = lim

β„Žβ†’0+

|β„Ž|

β„Ž = lim

β„Žβ†’0+

β„Ž β„Ž= 1

sedangkan

β„Žβ†’0limβˆ’

𝑓𝑓(0 +β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(0)

β„Ž = limβ„Žβ†’0βˆ’|0 +β„Ž|

β„Ž = limβ„Žβ†’0βˆ’|β„Ž|

β„Ž = limβ„Žβ†’0βˆ’βˆ’β„Ž

β„Ž =βˆ’1

karena limit kanan dan limit kiri berlainan maka:

limβ„Žβ†’0

𝑓𝑓(0 +β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(0) β„Ž

tidak ada

𝑓𝑓′(0) 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑

44 | D a s a r - d a s a r K a l k u l u s

Argumentasi serupa menunjukkan bahwa di sebarang titik dimana grafik suatu fungsi kontinu mempunyai pojok yang tajam mak fungsi tersebut tidak terdeferensiasikan.

Grafik berikut menujukkan sejimlah cara untuk suatu fungsi agar tidak terdeferensiasikan di suatu titik.

Ditegas lagi bahwa dalam grafik di atas tampak bahwa turunan tidak ada di titik 𝑐𝑐, titik tempat garis singgung tegak, ini disebabkan oleh:

limβ„Žβ†’0

𝑓𝑓(𝑐𝑐+β„Ž)βˆ’ 𝑓𝑓(𝑐𝑐)

β„Ž =∞

Hal ini berhubungan dengan realita bahwa kemiringan suatu garis tegak tidak terdefinisi.

3. Pertambahan

Apabila nilai suatu variabel berubah dari π‘₯π‘₯1 ke π‘₯π‘₯2 maka π‘₯π‘₯1βˆ’ π‘₯π‘₯2, perubahan dalam π‘₯π‘₯ disebut pertambahan (increment) π‘₯π‘₯ dan biasanya dinyatakan oleh βˆ†π‘₯π‘₯ (delta π‘₯π‘₯).

Perhatikan βˆ†π‘₯π‘₯ tidak berarti βˆ† π‘˜π‘˜π‘˜π‘˜π‘˜π‘˜π‘˜π‘˜ π‘₯π‘₯.

Jika π‘₯π‘₯1= 4,1 dan π‘₯π‘₯2= 5,7 maka: βˆ†π‘₯π‘₯=π‘₯π‘₯2βˆ’ π‘₯π‘₯1= 5,7βˆ’4,1 = 1,6 Jika π‘₯π‘₯1=𝑐𝑐 dan π‘₯π‘₯2=𝑐𝑐+β„Ž maka: βˆ†π‘₯π‘₯=π‘₯π‘₯2βˆ’ π‘₯π‘₯1= (𝑐𝑐+β„Ž)βˆ’ 𝑐𝑐=β„Ž

Misalkan 𝑦𝑦=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) menentukan suatu fungsi. Jika π‘₯π‘₯ berubah dari π‘₯π‘₯1 ke π‘₯π‘₯2 maka 𝑦𝑦 berubah dari 𝑦𝑦1=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯1) ke 𝑦𝑦2=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯2). Jadi berkorespondensi terhadap pertambahan

βˆ†π‘₯π‘₯=π‘₯π‘₯2βˆ’ π‘₯π‘₯1 dalam π‘₯π‘₯, terdapat suatu pertambahan dalam 𝑦𝑦 yang diberikan oleh:

βˆ†π‘₯π‘₯=𝑦𝑦2βˆ’ 𝑦𝑦1=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯2)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯1)

D a s a r - d a s a r K a l k u l u s | 45 Contoh:

Misalkan 𝑦𝑦=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) = 2βˆ’ π‘₯π‘₯2. Tentukan βˆ†π‘¦π‘¦ saat π‘₯π‘₯ berubah dari 0,4 π‘˜π‘˜π‘˜π‘˜ 1,3 yang tampak pada grafik berikut:

Penyelesaian:

βˆ†π‘¦π‘¦=𝑓𝑓(1,3)βˆ’ 𝑓𝑓(0,4) = [2βˆ’(1,3)2]βˆ’[2βˆ’(0,4)2] = 1,53

4. Lambang Leibniz untuk Turunan

Misalkan sekarang variabel bebas berubah dari π‘₯π‘₯ π‘˜π‘˜π‘˜π‘˜ π‘₯π‘₯+βˆ†π‘₯π‘₯ maka perubahan berkorespondensi dalam variabel tak bebas 𝑦𝑦 berupa:

βˆ†π‘¦π‘¦=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+βˆ†π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) dan hasil bagi:

βˆ†π‘¦π‘¦

βˆ†π‘₯π‘₯=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+βˆ†π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)

βˆ†π‘₯π‘₯

46 | D a s a r - d a s a r K a l k u l u s

Menggambarkan kemiringan suatu garis sekan yang melalui (π‘₯π‘₯,𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)) seperti tampak pada gambar berikut:

Ketika βˆ†π‘₯π‘₯ β†’0 maka kemiriang garis sekan ini mendekati kemiringan garis singgung dan untuk kemiringan garis singgung digunakan lambing 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 sehingga diperoleh:

𝑑𝑑𝑑𝑑

𝑑𝑑π‘₯π‘₯= limβˆ†π‘‘π‘‘β†’0βˆ†π‘‘π‘‘

βˆ†π‘₯π‘₯= limβˆ†π‘‘π‘‘β†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+βˆ†π‘₯π‘₯)βˆ’ 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯)

βˆ†π‘₯π‘₯ =𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯)

𝑑𝑑𝑑𝑑

𝑑𝑑𝑑𝑑 merupakan hasil bagi dari dua bilangan yang sanagt kecil (infinitesimal), artinya tidak jelas dan tidak dapat digunakannya. Namun 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 merupakan lambang baku untuk turunan yang sering digunakan hingga saat ini.

6. Garis Turunan

Turunan 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) memberikan kemiringan garis singgung terhadap garis 𝑑𝑑=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) pada nilai π‘₯π‘₯, sehingga ketika garis singgung miring naik ke kanan maka turunan positif dan ketika gari singgung miring turun ke kiri maka turunan negative, sehingga bisa memperoleh gambaran kasar dari turunan hanya dengan diketuhui grafik fungsi.

Contoh:

Diketahui garis 𝑑𝑑=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) yang tampak pada gambar berikut.

Gambarkan grafik turunan 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯).

D a s a r - d a s a r K a l k u l u s | 47 Penyelesaian:

➒ Untuk π‘₯π‘₯< 0 maka garis singgung terhadap garis 𝑦𝑦=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) mempunyai kemiringan positif. Perhitungan kasar dari plot menyarankan bahwa ketika π‘₯π‘₯=βˆ’2 maka kemiringannya sekitar 3. Ketika bergerak dari kiri ke kanan di sepanjang kurva dalam gambar tampak bahwa kemiringan masih tetap positif (untuk sementara) tetapi garis singgung semakin mendatar.

➒ Ketika π‘₯π‘₯= 0 maka garis singgung mendatar sehingga 𝑓𝑓′(0) = 0

➒ Untuk π‘₯π‘₯ diantara 0 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 2 (0 <π‘₯π‘₯< 2) maka garis singgung mempunyai kemiringan negative di sepnajang interval.

➒ Ketika π‘₯π‘₯= 2 maka ada sebuah titik dengan garis singgung mendatar sehingga turunan sama dengan nol ketika π‘₯π‘₯= 2

➒ Untuk π‘₯π‘₯> 2 maka garis singgung mempunyai kemiringan positif lagi dan grafik turunan tampak pada bagian terakhir.

Soal Latihan:

1. Gunakan definisi: 𝑓𝑓′(𝑐𝑐) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(𝑐𝑐+β„Ž)βˆ’π‘“π‘“(𝑐𝑐)

β„Ž untuk mencari turunan:

a. 𝑓𝑓′(1) 𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑑𝑑 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =π‘₯π‘₯2 b. 𝑓𝑓′(3)𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑑𝑑 𝑓𝑓(𝑑𝑑) =𝑑𝑑2βˆ’1

48 | D a s a r - d a s a r K a l k u l u s 2. Gunakan 𝑓𝑓′(π‘₯π‘₯) = limβ„Žβ†’0𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’π‘“π‘“(π‘₯π‘₯)

β„Ž untuk mencari turunan:

a. 𝑠𝑠(π‘₯π‘₯) = 2π‘₯π‘₯+ 1 b. π‘Ÿπ‘Ÿ(π‘₯π‘₯) = 3π‘₯π‘₯2+ 4 c. 𝑓𝑓(π‘₯π‘₯) =π‘₯π‘₯3+ 2π‘₯π‘₯2+ 1 d. β„Ž(π‘₯π‘₯) =2π‘₯π‘₯

e. 𝐹𝐹(π‘₯π‘₯) =π‘₯π‘₯26+1 f. 𝐻𝐻(π‘₯π‘₯) =2π‘₯π‘₯βˆ’1π‘₯π‘₯βˆ’4 g. 𝑔𝑔(π‘₯π‘₯) =√3π‘₯π‘₯ h. β„Ž(π‘₯π‘₯) =√π‘₯π‘₯βˆ’23

3. Limit yang diberikan adalah suatu turunan tetapi dari fungsi apa dan di titik mana?

a. limβ„Žβ†’02(5+β„Ž)β„Ž3βˆ’2(5)3 b. limπ‘₯π‘₯β†’2π‘₯π‘₯π‘₯π‘₯βˆ’22βˆ’4 c. lim𝑑𝑑→π‘₯π‘₯𝑑𝑑2π‘‘π‘‘βˆ’π‘₯π‘₯βˆ’π‘₯π‘₯2 d. limπ‘₯π‘₯→𝑑𝑑π‘₯π‘₯βˆ’12π‘₯π‘₯βˆ’2𝑑𝑑

e. limβ„Žβ†’0cos(π‘₯π‘₯+β„Ž)βˆ’cos π‘₯π‘₯ β„Ž

4. Tentukan βˆ†π‘¦π‘¦ untuk nilai-nilai π‘₯π‘₯1 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 π‘₯π‘₯2 yang diketahui:

a. 𝑦𝑦= 3π‘₯π‘₯+ 2,𝑒𝑒𝑑𝑑𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 π‘₯π‘₯1= 1 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 π‘₯π‘₯2= 1,5 b. 𝑦𝑦=1π‘₯π‘₯,𝑒𝑒𝑑𝑑𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 π‘₯π‘₯1= 1,0 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 π‘₯π‘₯2= 1,5 c. 𝑦𝑦=π‘₯π‘₯+13 ,𝑒𝑒𝑑𝑑𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 π‘₯π‘₯1= 2,34 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 π‘₯π‘₯2= 2,31 d. 𝑦𝑦= cos 2π‘₯π‘₯,𝑒𝑒𝑑𝑑𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 π‘₯π‘₯1= 0,571 𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 π‘₯π‘₯2= 0,573 5. Carilah dan sederhanakan βˆ†π‘¦π‘¦βˆ†π‘₯π‘₯=𝑓𝑓(π‘₯π‘₯+βˆ†π‘₯π‘₯)βˆ’π‘“π‘“(π‘₯π‘₯)

βˆ†π‘₯π‘₯ , kemudian tentukan 𝑑𝑑𝑦𝑦𝑑𝑑π‘₯π‘₯ dengan mengambil jawaban ketika βˆ†π‘₯π‘₯ β†’0

a. 𝑦𝑦=π‘₯π‘₯2 b. 𝑦𝑦=π‘₯π‘₯+11 c. 𝑦𝑦=π‘₯π‘₯βˆ’1π‘₯π‘₯+1

D a s a r - d a s a r K a l k u l u s | 49

Dalam dokumen DASAR-DASAR KALKULUS (Halaman 45-56)

Dokumen terkait