Pertemuan 6 APLIKASI TURUNAN

Kalkulus Pertemuan 6 APLIKASI TURUNAN Menggambar Grafik Fungsi Contoh: Gambarlah grafik dari fungsi berikut! f ( x)  x 2  2x  4 x2 Beberapa informasi yang diperlukan untuk mengambar grafik dari fungsi tersebut adalah sebagai berikut! Titik Potong dengan Sumbu-x dan Sumbu-y x 2  2x  4 a. Titik potong dengan sumbu-x diperoleh jika y=0, sehingga  0 , akibatnya x2 x 2  2 x  4  0  ( x  1) 2  3  0  ( x  1) 2  3 Tidak ada nilai x yang memenuhi sehingga f tidak punya titik potong dengan sumbu-x. b. Titik potong dengan sumbu-y diperoleh jika x=0, sehingga y  0 2  2(0)  4  2 02 Jadi f berpotongan dengan sumbu-y di (0, -2) Turunan Pertama Perhatikan bahwa f ( x)  f ' ( x)  Jika f =0, x 2  2x  4 maka x2 2 x  2( x  2)  x 2  2 x  41  x 2  4 x  xx  4 x  22 x  22 x  22 x x  4  aka kita peroleh x  22 0 Titik pemecahan x=0, x=4, dan x≠2 +++ --0 --- +++ 2 4 Berdasarkan turunan pertama kita peroleh: a. Interval Kemonotonan Monoton naik, f 0, yaitu pada ( Monoton turun, f 0, yaitu pada ] ( ] 1 Aplikasi Turunan b. Titik Kritis Titik Stationer, f Titik singular, f = 0, aitu ketika =0 da =4 tidak ada, aitu ketika =2 c. Nilai Ekstrim (Nilai Maksimum dan Minimum Lokal) Nilai f(c), di mana c adalah titik kritis dan terjadi perubahan kemonotonan c = 0 maka f(0) = -2 (maksimum, perubahan tanda dari monoton naik ke monoton turun) c = 4 maka f(4) = 6 (minimum, perubahan tanda dari monoton turun ke monoton naik) c = 2 maka f(2) tidak ada, sehingga bukan nilai maksimum atau minimum lokal Turunan Kedua Perhatikan bahwa f ' ( x)  x 2  4x x  22 maka f ' ( x)  x  23 8 dengan x ≠ 2 - -- +++ 2 Berdasarkan turunan kedua kita peroleh 1. Interval Kecekungan Cekung ke atas, f 0, yaitu pada ( Cekung ke bawah, f 0, yaitu pada ( 2. Titik Belok Titik dimana f =0 atau f tidak ada terjadi peru aha ke eku ga Karena f 2 tidak ada, aka titik elok terjadi pada = 2. Asimtot Asimtot fungsi adalah garis lurus yang didekati oleh grafik fungsi. Ada Tiga jenis asimtot fungsi, yakni (i) Asimtot Tegak Garis x = c disebut asimtot tegak dari y = f(x) jika lim f ( x)   x c (ii) Asimtot Datar Garis y = b disebut asimtot datar dari y = f(x) jika lim f ( x)  b x   (iii) Asimtot Miring f ( x) Garis y = ax + b disebut asimtot miring jika lim  a dan lim f ( x)  ax  b x   x x   Untuk mencari asimtot dari fungsi f, maka kita harus mencari nilai limit ketika x ketika x , di mana f(c) tidak ada. ------------------------------------------------ Enjun Junaeti, M.Si. ------------------------------------------- dan 2 Aplikasi Turunan 1. Asimtot tegak lim f ( x)  lim x 2 x 2 x 2 x 2 lim f ( x)  lim x 2  2x  4   x2 x 2  2x  4   x2 Jadi fungsi f memiliki asimtot tegak yaitu garis x=2 2. Asimtot Datar x 2  2x  4   lim f ( x)  lim x  x  x2 Jadi fungsi f tidak memiliki asimtot data 3. Asimtot miring f ( x)  lim x  x x2 4 x 1 x2 4 x 2  2x  4 x 2  2x x 2  2x  4  lim 0   x  lim lim f ( x)  x  lim x  x  x  x  x  2 x2 x2 x2 lim x  Jadi fungsi f memiliki asimtot miting yaitu garis y=x. Grafik Berikutnya tinggal menggambar grafik dari fungsi f ( x)  x2  2x  4 x2 y 0 x x=2 Latihan 6 Gambarlah grafik dari fungsi a. f ( x)  x2 x2  4 b. f ( x)  x4 x3   x2 1 4 3 ------------------------------------------------ Enjun Junaeti, M.Si. ------------------------------------------- 3 Aplikasi Turunan Aturan L’Hopital Atura L Hopital digu aka u tuk 1. Bentuk 0 0 Aturan lim x c Contoh x 0 lim x2   Aturan lim x c 0  , , 0. ,    0  f ' ( x) f ( x)  lim x  c g ( x) g ' ( x) 1  cos 2 x 2. Bentuk e ari ilai li it a g e tuk a  lim 2 sin 2 x 4 cos 2 x  lim 2 2 x 0 2 x x 0 f ' ( x) f ( x)  lim x  c g ( x) g ' ( x) Contoh x2  x 1 2 2x 1  lim  1  lim x  x 2  3 x  5 x  2 x  3 x  2 lim 3. Bentuk 0   Aturan: ubah menjadi bentuk Contoh 0  atau 0  lim x 2 csc x  lim x 0 2x x2  lim 0 x 0 sin x x 0 cos x 4. Bentuk    Misalkan lim f(x)=lim g(x) = . Untuk menghitung lim [ f(x) - g(x) ] dilakukan dengan menyederhanakan bentuk [ f(x)- g(x) ] sehingga dapat dikerjakan menggunakan cara yang telah dikenal sebelumnya.  1 1  cos x cos x  sin x   lim  lim 0 lim csc x  cot x   lim   x 0 x0  sin x sin x  x0 sin x x0 cos x Contoh ------------------------------------------------ Enjun Junaeti, M.Si. ------------------------------------------- 4 Aplikasi Turunan Mencari Nilai Maksimum-Minimum Turunan dapat dipergunakan dalam menyelesaikan masalah sehari-hari yang berkaitan dengan masalah memaksimumkan/meminimumkan fungsi. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah memodelkan masalah tersebut menjadi fungsi satu peubah. Setelah itu gunakan aturanaturan turunan untuk menentukan nilai maksimum atau nilai minimum Contoh Tentukan ukuran persegi panjang yang dapat dibuat dari kawat sepanjang 100 cm agar luasnya maksimum . Jawab: Misal y = panjang dan x = lebar Contoh Sehelai karton berbentuk persegi panjang dengan ukuran 45 x 24 cm. Karton ini akan dibuat kotak tanpa tutup dengan cara memotong keempat pojoknya berupa bujur sangkar dan melipatnya. Tentukan ukuran kotak agar volume kotak maksimum. Jawab: Misal, panjang sisi potongan di pojok persegi panjang x, sehingga Sehingga diperoleh titik stasioner x = 18 dan x = 5 ------------------------------------------------ Enjun Junaeti, M.Si. ------------------------------------------- 5 Aplikasi Turunan Latihan 7 Selesaikan persoalan berikut dengan aplikasi turunan! 1. Tentukan dua buah bilangan yang selisihya 100 dan hasil kalinya minimum 2. Tentukan ukuran persegi panjang dengan luas 1000 cm 2dan kelilingnya minimum 3. Tentukan titik pada garis 6x + y = 9 yang terdekat ke titik (-3,1) 4. Tentukan ukuran persegi panjang yang memiliki luas terbesar dengan alas pada sumbu x serta dua titik sudutnya di atas sumbu x serta terletak pada parabola y  8  x 2 5. Tentukan ukuran segitiga samakaki yang memiliki luas terbesar sehingga dapat diletakkan dalam lingkaran berjari-jari r ------------------------------------------------ Enjun Junaeti, M.Si. ------------------------------------------- 6