PENGGUNAAN TURUNAN. Agustina Pradjaningsih, M.Si. Jurusan Matematika FMIPA UNEJ

dokumen-dokumen yang mirip
TEOREMA UJI TURUNAN. Agustina Pradjaningsih, M.Si. Jurusan Matematika FMIPA UNEJ

5. Aplikasi Turunan 1

BAB 5 PENGGUNAAN TURUNAN

KALKULUS I MUG1A4 PROGRAM PERKULIAHAN DASAR DAN UMUM (PPDU) TELKOM UNIVERSITY V. APLIKASI TURUNAN

TURUNAN, EKSTRIM, BELOK, MINIMUM DAN MAKSIMUM

Aplikasi Turunan. Diadaptasi dengan tambahan dari slide Bu Puji Andayani, S.Si, M.Si, M.Sc

PENGGUNAAN TURUNAN. Agustina Pradjaningsih, M.Si. Jurusan Matematika FMIPA UNEJ

TERAPAN TURUNAN. Bogor, Departemen Matematika FMIPA IPB. (Departemen Matematika FMIPA IPB) Kalkulus I Bogor, / 61

5.1 Menggambar grafik fungsi

-LIMIT- -KONTINUITAS- -BARISAN- Agustina Pradjaningsih, M.Si. Jurusan Matematika FMIPA UNEJ

PENGGUNAAN TURUNAN. Maksimum dan Minimum. Definisi. Andaikan S, daerah asal f, memuat titik c. Kita katakan bahwa:

Respect, Professionalism, & Entrepreneurship. Mata Kuliah : Kalkulus Kode : CIV Turunan. Pertemuan 3, 4, 5, 6, 7

(b) M merupakan nilai minimum (mutlak) f apabila M f(x) x I..

INTEGRAL TAK TENTU (subtitusi parsial) Agustina Pradjaningsih, M.Si. Jurusan Matematika FMIPA UNEJ

BAB IV. PENGGUNAAN TURUNAN. Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia

Respect, Professionalism, & Entrepreneurship. Mata Kuliah : Kalkulus Kode : CIV 101. Limit Fungsi. Pertemuan - 2

5. Aplikasi Turunan MA1114 KALKULUS I 1

KED PENGGUNAAN TURUNAN

a home base to excellence Mata Kuliah : Kalkulus Kode : TSP 102 Limit Fungsi Pertemuan - 2

Hendra Gunawan. 2 Oktober 2013

DASAR-DASAR ANALISIS MATEMATIKA

Matematika I: APLIKASI TURUNAN. Dadang Amir Hamzah. Dadang Amir Hamzah Matematika I Semester I / 70

SATUAN ACARA PERKULIAHAN PROGRAM KOMPETENSI GANDA DEPAG S1 KEDUA PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

Catatan Kuliah MA1123 KALKULUS ELEMENTER I BAB III. TURUNAN

Penerapan Turunan MAT 4 D. PERSAMAAN GARIS SINGGUNG KURVA A. PENDAHULUAN B. DALIL L HÔPITAL C. PERSAMAAN PADA KINEMATIKA GERAK TURUNAN. materi78.co.

Kelompok Mata Kuliah : MKU Program Studi/Program : Teknik Tenaga Elektrik/S1 Status Mata Kuliah : Wajib Prasyarat : - : Aip Saripudin, M.T.

Turunan Fungsi. h asalkan limit ini ada.

Rencana Pembelajaran

LIMIT DAN KEKONTINUAN

TKS 4003 Matematika II. Nilai Ekstrim. (Extreme Values) Dr. AZ Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

MA3231 Analisis Real

Kelompok Mata Kuliah : MKU Program Studi/Program : Pendidikan Teknik Elektro/S1 Status Mata Kuliah : Wajib Prasyarat : - : Aip Saripudin, M.T.

CATATAN KULIAH Pertemuan VIII: Optimasi Tanpa Kendala dan Aplikasinya (Fungsi dengan Satu Variabel)

11. FUNGSI MONOTON (DAN FUNGSI KONVEKS)

TURUNAN FUNGSI TRIGONOMETRI

SATUAN ACARA PERKULIAHAN

KALKULUS I MUG1A4 PROGRAM PERKULIAHAN DASAR DAN UMUM (PPDU) TELKOM UNIVERSITY IV. TURUNAN

Bab 2. Penggambaran Grafik Canggih

Silabus. Sekolah : : 2. Menentukan Komposisi Dua Fungsi Dan Invers Suatu Fungsi. Kegiatan Pembelajaran. Kompetensi Dasar.

Matematika Dasar NILAI EKSTRIM

4. TURUNAN. MA1114 Kalkulus I 1

Open Source. Not For Commercial Use

TERAPAN INTEGRAL. Bogor, Departemen Matematika FMIPA IPB. (Departemen Matematika FMIPA IPB) Kalkulus I Bogor, / 22

a home base to excellence Mata Kuliah : Kalkulus Kode : TSP 102 Turunan Pertemuan - 4

Turunan Fungsi dan Aplikasinya

MAT 602 DASAR MATEMATIKA II

AFTAR ISI KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii SOAL - SOAL... 2 PEMBAHASAN... 19

Definisi. Fungsi f(x) dikatakan monoton naik pada interval I jika untuk ( ) ( ) x < x f x > f x, x, x I. monoton turun pada interval I jika untuk

Pertemuan 6 APLIKASI TURUNAN

4.1 Konsep Turunan. lim Turunan di satu titik. Pendahuluan ( dua masalah dalam satu tema ) a. Garis Singgung Kemiringan tali busur PQ adalah :

DASAR-DASAR ANALISIS MATEMATIKA

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

UJIAN TENGAH SEMESTER KALKULUS/KALKULUS1

BAB I SISTEM BILANGAN REAL

1 Sistem Bilangan Real

MA1201 MATEMATIKA 2A Hendra Gunawan

Bagian 1 Sistem Bilangan

UJIAN TENGAH SEMESTER KALKULUS I Senin, 5 Maret 1999 Waktu : 2,5 jam

BAB II TEOREMA NILAI RATA-RATA (TNR)

DASAR-DASAR ANALISIS MATEMATIKA

SATUAN ACARA PERKULIAHAN MATA KULIAH: KALKULUS 1 ; 3 SKS OLEH: FIRDAUS-0716 TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS Sistem Bilangan Real

Fungsi. Pengertian Fungsi. Pengertian Fungsi ( ) ( )

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS

BAB III TURUNAN DALAM RUANG DIMENSI-n

UJIAN TENGAH SEMESTER KALKULUS I

BAB II LANDASAN TEORI

UJIAN PERTAMA KALKULUS/KALKULUS I SEMESTER PENDEK 2004 SABTU, 17 JULI (2 JAM)

BAB 3 LIMIT DAN KEKONTINUAN FUNGSI

PENERAPAN TURUNAN MAT 4 D. PERSAMAAN GARIS SINGGUNG KURVA A. PENDAHULUAN B. DALIL L HÔPITAL C. PERSAMAAN PADA KINEMATIKA GERAK TURUNAN. MATERI78.

Bagian 2 Turunan Parsial

PENGGUNAAN TURUNAN IKA ARFIANI, S.T.

4.1 Konsep Turunan. lim. m PQ Turunan di satu titik. Pendahuluan ( dua masalah dalam satu tema )

SOAL-SOAL LATIHAN KALKULUS I SISTEM BILANGAN REAL, PERTAKSAMAAN DAN OPERASI GEOMETRIS KURVA SEDERHANA

MA5031 Analisis Real Lanjut Semester I, Tahun 2015/2016. Hendra Gunawan

Hendra Gunawan. 4 April 2014

APLIKASI TURUNAN ALJABAR. Tujuan Pembelajaran. ) kemudian menyentuh bukit kedua pada titik B(x 2

II. LANDASAN TEORI ( ) =

Bahan Diskusi/Tugas Kelompok Topik: Turunan Fungsi

ANALISIS VARIABEL REAL 2

SRI REDJEKI KALKULUS I

BAB II KAJIAN PUSTAKA. pemrograman nonlinear, fungsi konveks dan konkaf, pengali lagrange, dan

BAB III LIMIT DAN KEKONTINUAN FUNGSI

asimtot.wordpress.com BAB I PENDAHULUAN

Pengertian Fungsi. MA 1114 Kalkulus I 2

SATUAN ACARA PEMBELAJARAN (SAP)

Matematika

Definisi 4.1 Fungsi f dikatakan kontinu di titik a (continuous at a) jika dan hanya jika ketiga syarat berikut dipenuhi: (1) f(a) ada,

BAHAN AJAR PERSAMAAN GARIS SINGGUNG PADA KURVA

BAB II KAJIAN PUSTAKA. Pada bab ini akan diberikan landasan teori tentang optimasi, fungsi, turunan,

Bagian 4 Terapan Differensial

BAB II DASAR TEORI. Di dalam BAB II ini akan dibahas materi yang menjadi dasar teori pada

10. TEOREMA NILAI RATA-RATA

BAGIAN KEDUA. Fungsi, Limit dan Kekontinuan, Turunan

Nilai Ekstrim. (Extreme Values)

KALKULUS I TEOREMA NILAI RATAAN (Mean Value Theorem) SUTRIANI HIDRI Matematika B

INTERVAL, PERTIDAKSAMAAN, DAN NILAI MUTLAK

Definisi. Turunan (derivative) suatu fungsi f di sebarang titik x adalah. f merupakan fungsi baru yang disebut turunan dari f (derivative of f).

TEKS UTAMA MATEMATIKA

Analisis Riil II: Diferensiasi

G. Minimum Lokal dan Global Berikut diberikan definisi minimum local (relatif) dan minimum global (mutlak) dari fungsi dua variabel.

Transkripsi:

PENGGUNAAN TURUNAN Agustina Pradjaningsih, M.Si. Jurusan Matematika FMIPA UNEJ agustina.mipa@unej.a.id

Pada materi sebelumnya telah dijelaskan bahwa Teorema Nilai Rata-Rata (TNR dierensial) memegang peranan penting dalam kalkulus. Pembuktian TNR membutuhkan Teorema ROLLE (kalkulus dierensial) yang selanjutnya akan dipakai pada Penggunaan Turunan, Kalkulus Integral dan Analisis Numerik.

Penggunaan Turunan yang akan dibahas adalah 1. Penggambaran graik ungsi 2. Penarian nilai optimum Pada materi tersebut dibutuhkan beberapa teorema dan beberapa konsep yang akan saling menunjang satu sama lain.

Pada materi turunan dijelaskan bahwa kemiringan garis singgung merupakan tasiran geometris dari TURUNAN ungsi, sehingga turunan dapat digunakan sebagai alat bantu menggambar graik ungsi. Bantuan tersebut dalam hal penentuan titik-titik garis singgung atau penentuan interval dimana graik terletak di atas garis singgung atau dibawahnya dst.

ILUSTRASI GRAFIK ekung kebawah maks lokal B, y 2 2 y ekung keatas H maks lokal turun D 4, y 4 G F E 5, y 5 min lokal 7, y 7 6, y 6 8, y 8 maks mutlak ekung kebawah titik belok min mutlak A naik 1, y 1 C 3, y 3 min lokal naik ekung keatas

ekstrim relati/ekstrim lokal (i) F punya nilai maksimum relati di jika ada selang terbuka I memuat dimana terdeinisi, sehingga () (), I a b a b (ii) F punya nilai minimum relati di jika ada selang terbuka I memuat dimana terdeinisi, sehingga () (), I

TEOREMA 1 Jika () ada untuk semua nilai dalam selang terbuka (a,b) dan jika mempunyai ekstrim relati di dimana a<<b maka () ada dan () =. Jika ungsi mempunyai nilai maksimum relati atau nilai minimum relati di, maka dikatakan mempunyai ekstrim relati di.

B U K T I (i) punya maksimum relati di. Jika () ada maka ( ) - () '() lim menurut deinisi (i) > sehingga jika ( )- () (ii) punya minimum relati di. Jika () ada maka ( ) - () '() lim menurut deinisi (ii) > sehingga jika ( )- ()

lim kasus (i) -Jika mendekati dari kanan > & jika () berdasar teorema tambahan limit jika limitnya ada maka () lim '() -Jika mendekati dari kiri < & jika () berdasar teorema tambahan limit jika limitnya ada maka () '() Karena () ada dan '() serta '() maka '()

-Jika mendekati dari kanan > & jika () berdasar teorema tambahan limit jika limitnya ada maka () lim '() -Jika mendekati dari kiri < & jika () berdasar teorema tambahan limit jika limitnya ada maka lim kasus (ii) () '() Karena () ada dan '() serta '() maka '()

Bila ungsi dideinisikan di suatu bilangan maka syarat perlu (bukan syarat ukup) agar mempunyai ekstrim relati di adalah ()= atau () tidak ada. Bila bilangan dalam daerah asal dan bila ()= atau () tidak ada maka dikatakan bilangan kritis dari.

TEOREMA 2 Andaikan dideinisikan pada suatu selang yang memuat, misalkan I. Jika () adalah titik ekstrim maka haruslah suatu titik kritis, yakni berupa salah satu : 1. Titik ujung dari selang 2. Titik stasioner dari [ ()=] 3. Titik singular dari [ () tidak ada]

B U K T I (1) () nilai maksimum relati pada I Andaikan bukan titik ujung dan bukan titik singular maka titik stasioner. Karena () maksimum dari deinisi (i), () (), I ()-(). (2) () nilai minimum relati pada I Andaikan bukan titik ujung dan bukan titik singular maka titik stasioner. Karena () minimum dari deinisi (ii), ()(), I ()-().

kasus (1) jika,maka () karena bukan titik singular '()ada, shg () karena bukan titik singular '()ada, shg,sehingga () '() lim '() - jika, maka,sehingga () '() lim '() Karena '()ada dan '() serta '() maka '()

. '() maka '() serta '() '()ada dan karena '() () ) ( lim '() ada,shg '() bukan titik singular maka karena () ) ( sehingga maka jika '() () ) ( lim '() ada,shg '() bukan titik singular maka karena () ) ( sehingga maka jika kasus (2)

ekstrim mutlak/ekstrim global 1. () dikatakan nilai maksimum mutlak ungsi jika di daerah asal dan () () untuk semua nilai dalam daerah asal. 2. () dikatakan nilai minimum mutlak ungsi jika di daerah asal dan () () untuk semua nilai dalam daerah asal.

Ekstrim mutlak suatu ungsi adalah nilai maksimum mutlak atau nilai minimum mutlak ungsi didaerah asal. Daerah asal disini bisa berupa suatu selang ataupun himpunan dst.

Misalkan ungsi yg dideinisikan pd [-4,3] ( ) ontoh 1 1 3 3 Cari titik-titik kritisnya dan nilai ekstrim nya! 1 2 2 6 8 Jawab titik-titik ujungnya adalah -4 dan 3 titik stasionernya =-3 dan =2 [jika ()= titik singularnya tidak ada. titik-titik kritisnya adalah -4, -3, 2 dan 3

Nilai () pada titik-titik kritisnya adalah = -4 (-4) = 18,67; = -3 (-3) = 21,5; = 2 (2) =,67; = 3 (3) = 3,5 Jadi pada selang [-4,3] punyai nilai maksimum mutlak 21,5 punya nilai minimum mutlak,67

( ) 1 3 3 1 2 2 6 8

TEOREMA 3 Bila ungsi kontinu pada selang tertutup [a,b] maka ungsi mempunyai nilai maksimum dan nilai minimum mutlak (nilai ekstrim) pada [a,b] (syarat ukup bukan syarat perlu) Bukti dapat dilihat pada buku teks kalkulus lanjut, pada kuliah ini teorema ini hanya akan dipakai tanpa dibuktikan.

nilai maksimum & nilai minimum ungsi kontinu pada selang tertutup I ujung Cari titik kritis ungsi pd I stasioner singular Hitung ungsi pd titik kritis Terbesar Maksimum Terkeil Minimum

ontoh 2 Cari nilai maksimum dan minimum dari ungsi berikut pada [-½,2] 3 2 2 3 Jawab ungsi polinomial kontinu pada [-½,2] sehingga teorema-teorema nilai ekstrim dapat digunakan

I.Diari titik kritis - Titik ujung adalah -½ dan 2 - Titik stasioner ()=6 2 +6=-6(-1)= diperoleh = dan =1 - Titik singular tidak ada Jadi titik kritis -½,,1,2 II. (-½)=1, ()=, (1)=1, (2)=-4 - Nilai maksimum 1 pada =1 dan = -½ - Nilai minimum 4 pada =2

y

kemonotonan Andaikan terdeinisi pada suatu selang I, (i) naik pada I jika untuk setiap pasangan bilangan 1 dan 2 dalam I 1 2 ( 1 )( 2 ) (ii) turun pada I jika untuk setiap pasangan bilangan 1 dan 2 dalam I 1 2 ( 1 )( 2 ) (iii) monoton pada I jika naik atau turun pada suatu selang I.

TEOREMA 4 Misalkan kontinu pada selang [a,b], dan terdierensiasi pada (a,b): (i) Jika () untuk setiap pada (a,b) maka naik pada [a,b] (ii) Jika () untuk setiap pada (a,b) maka turun pada [a,b]

B U K T I i Misalkan 1, 2 [a,b] dgn 1 2. Karena kontinu pada [ 1, 2 ] dan terdierensial pada ( 1, 2 ), dari teorema TNR bilangan pada [ 1, 2 ] sehingga '() Dari 1 2 2 1 & (), sehingga ( 2 ) ( 1 ) ( 1 )( 2 ) naik pada [a,b] ( ) ( ) 2 1 2 1

B U K T I ii Misalkan 1, 2 [a,b] dgn 1 2. Karena kontinu pada [ 1, 2 ] dan terdierensial pada ( 1, 2 ), dari teorema TNR bilangan pada [ 1, 2 ] sehingga '() ( 2 ) ( 1 ) 2 Dari 1 2 2 1 dan ()<, sehingga ( 2 ) ( 1 )< ( 1 )>( 2 ) turun pd [a,b] 1

ontoh 3 Diberikan ungsi () = 2 3 +9 2-24. Dengan menggunakan teorema kemonotonan, ari dimana ungsi yang diberikan naik dan dimana turun. Jawab ( ) 2 3 9 2 24 '( ) 6 2 18 24

) (1, dan 4), naik pada ( Jadi 4) -1)( ( 4 3 24 18 6 ) '( naik jika (i) 2 2 4,1) pada ( turun Jadi 4) -1)( ( 4 3 24 18 6 ) '( turun jika (ii) 2 2

() =2 3 + 9 2-24 y 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1-5 -4-3 -2-1 -1-2 1 2 3 4

keekungan ungsi Andaikan terdeinisi pada (a,b) yang memuat sehingga (a,b), titik (,()) pada graik terletak 1. Diatas garis singgung pada graik dititik (,()) maka graik ungsi ekung keatas dititik (,()). 2. Dibawah garis singgung pada graik dititik (,()) maka graik ungsi ekung kebawah dititik (,()). ekung keatas (,()) (,()) ekung kebawah

TEOREMA 5 Misalkan ungsi terdierensial pada selang terbuka yang memuat, maka : (i) ()>, ekung keatas di (,()). (ii) ()<, ekung kebawah di (,()). y y ekung keatas ekung kebawah

, '() ) '( eoremalimit berdasar t '() ) '( lim "() karena '() ) '( lim "() B U K T I i

() Q(, ()) (, ()) T Tinjau garis singgung pada graik dititik (,()). Persamaan garisnya : y ( ) '()( )

Misalkan : bilangan pada selang terbuka sehingga. Q titik pada graik dengan titik (, ()). T titik perpotongan garis singgung dan garis sejajar sumbu y melalui Q. Untuk membuktikan ekung keatas dititik (,()) akan ditunjukkan TQ diselang terbuka tersebut. TQ ( ) [ () '()( )] TQ [ ( ) ()] '()( )

Menurut TNR terdapat bilangan d antara dan sehingga Jadi '(d) TQ ( ) () '(d)( ) ( ) () '()( '(d)( ) ) TQ ( )[ '(d) '()] karena d antara dan, dan d pada selang terbuka yang sama sehingga dengan mengambil = d. Diperoleh '(d) d '()

Diketahui TQ ( )[ '(d) '()] jika - d '(d) '() jika - d '(d) '() sehingga ( - )dan [ '(d)- '()] punya tanda yang sama TQ bilangan positip TQ Jadi ekungkeatas di (, ()).

, '() ) '( eoremalimit berdasar t '() ) '( lim "() karena '() ) '( lim "() B U K T I ii

Tinjau garis singgung pada graik dititik (,()). Persamaan garisnya : y ( ) '()( )

Misalkan : bilangan pada selang terbuka sehingga. Q titik pada graik dengan titik (, ()). T titik perpotongan garis singgung dan garis sejajar sumbu y melalui Q. Untuk membuktikan ekung kebawah dititik (,()) akan ditunjukkan TQ diselang terbuka tersebut. TQ ( ) [ () '()( )] TQ [ ( ) ()] '()( )

Menurut TNR terdapat bilangan d antara dan sehingga Jadi '(d) TQ ( ) () '(d)( ) ( ) () '()( '(d)( ) ) TQ ( )[ '(d) '()] karena d antara dan, dan d pada selang terbuka yang sama sehingga dengan mengambil = d. Diperoleh '(d) d '()

()). (, di ekungkebawah Jadi bilangan negati punya tanda yang beda '()] '(d)- [ - )dan ( sehingga '() '(d) d - jika '() '(d) d - jika '()] '(d) )[ ( Diketahui TQ TQ TQ

titik belok Titik (,()) titik belok (balik) dari ungsi jika mempunyai garis singgung di titik (,()) dan terdapat selang buka yang memuat sehingga untuk diselang tersebut berlaku : (i) () < jika < dan () > jika >. (ii) () > jika < dan () < jika >.

TEOREMA 6 Bila ungsi terdierensial pada interval terbuka yang memuat dan (,()) suatu titik belok (balik) dari graik ungsi maka () ada dan () =.

B U K T I Misalkan g()= () g ()= (). Karena (,()) titik belok graik menurut keekungan ungsi maka () berganti tanda di akibatnya g () berganti tanda di. Berdasar teorema uji turunan pertama maka g mempunyai ekstrim relati di dan bilangan kritis dari g. Karena: g () = () dan () ada g () ada Sehingga berdasarkan teorema g () = sehingga () =.

ontoh 4 Diberikan ungsi ()=1/3 3 2 3+4. Tentukan titik belok, graik ekung keatas dan ekung kebawah, sketsa graik dan segmen garis singgung pembelokan graik? Jawab () = 1/3 3 2 3 + 4 () = 2 2 3 = ( 3)( + 1) () = 2 2 = 2( 1)

() =( 3)( + 1) = titik kritis = 3 dan = -1 titik stasioner (-1) = 17/3 (maksimum relati) (3) = -5 (minimum relati) () = 2( 1) = 2( 1) > ( 1) > > 1 maka () > jika > 1 ekung keatas 2( 1) < ( 1) < < 1 maka () < jika < 1 ekung kebawah titik belok = 1 (1) = 1/3

() '( ) ''( ) Keterangan < -1 + - naik, ekung kebawah 17 3 = -1-4 Maksimum relati -1< < 1 - - turun, ekung kebawah 1 3 = 1-4 Titik belok 1< < 3 - + turun, ekung keatas = 3-5 4 Minimum relati > 3 + + naik, ekung keatas

ontoh 5 Diberikan ungsi ()=(1 2) 3. Tentukan titik belok, titik dimana graik ekung keatas dan ekung kebawah, sketsa graik graik? Jawab () = (1 2) 3 () = -6(1 2) 2 () = 24(1 2)

()= -6(1 2) 2 = titik kritis = ½ (titik stasioner) (½) = () = 24(1 2) = (1 2) > < ½ maka () > jika < ½ ekung keatas (1 2) < > ½ maka () < jika > ½ ekung kebawah titik belok = ½ (½) =.

() '( ) ''( ) Keterangan < ½ - + turun, ekung keatas = ½ Titik belok > ½ - - turun, ekung kebawah