Pengintegralan Fungsi Rasional Ahmad Kamsyakawuni, M.Kom Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember 25 Maret 2014
Pengintegralan Fungsi Rasional 1 Pengintegralan Fungsi Rasional 2
Pengintegralan Fungsi Rasional 1 Pengintegralan Fungsi Rasional 2
Pengintegralan Fungsi Rasional Fungsi Rasional (FR) merupakan hasil bagi dua fungsi suku banyak (polinom). 1 Derajat pembilang kurang dari derajat penyebut (FR Sejati). f (x) = 2 (x + 1) 3 g(x) = 2x + 2 x 2 4x + 8 2 Derajat pembilang lebih dari derajat penyebut (FR Tidak Sejati). h(x) = x 5 + 2x 3 x + 1 x 3 + 5x
Pengintegralan Fungsi Rasional Fungsi Rasional (FR) merupakan hasil bagi dua fungsi suku banyak (polinom). 1 Derajat pembilang kurang dari derajat penyebut (FR Sejati). f (x) = 2 (x + 1) 3 g(x) = 2x + 2 x 2 4x + 8 2 Derajat pembilang lebih dari derajat penyebut (FR Tidak Sejati). h(x) = x 5 + 2x 3 x + 1 x 3 + 5x
Pengintegralan Fungsi Rasional Fungsi Rasional (FR) merupakan hasil bagi dua fungsi suku banyak (polinom). 1 Derajat pembilang kurang dari derajat penyebut (FR Sejati). f (x) = 2 (x + 1) 3 g(x) = 2x + 2 x 2 4x + 8 2 Derajat pembilang lebih dari derajat penyebut (FR Tidak Sejati). h(x) = x 5 + 2x 3 x + 1 x 3 + 5x
Pengintegralan Fungsi Rasional FR Tidak Sejati selalu dapat ditulis sebagai jumlah fungsi suku banyak dan FR sejati. h(x) = x 5 + 2x 3 x + 1 x 3 + 5x = x 2 3 + 14x + 1 x 3 + 5x
Pengintegralan Fungsi Rasional Tentukan 2 (x + 1) 3 dx = 2 (x + 1) 3 (x + 1) 2 d(x + 1) = 2 + C = 1 2 (x + 1) 2 + C Tentukan 2x + 2 x 2 4x + 8 dx Misal u = x 2 4x + 8; du = 2x 4
Pengintegralan Fungsi Rasional Tentukan 2 (x + 1) 3 dx = 2 (x + 1) 3 (x + 1) 2 d(x + 1) = 2 + C = 1 2 (x + 1) 2 + C Tentukan 2x + 2 x 2 4x + 8 dx Misal u = x 2 4x + 8; du = 2x 4
Pengintegralan Fungsi Rasional Tentukan 2 (x + 1) 3 dx = 2 (x + 1) 3 (x + 1) 2 d(x + 1) = 2 + C = 1 2 (x + 1) 2 + C Tentukan 2x + 2 x 2 4x + 8 dx Misal u = x 2 4x + 8; du = 2x 4
Pengintegralan Fungsi Rasional catatan: = 2x 4 x 2 4x + 8 dx + = ln x 2 4x + 8 + C + 6 1 x 2 4x + 4 + 4 dx = 6 x 2 4x + 8 dx 1 x 2 4x + 4 + 4 dx 1 (x 2) 2 d(x 2) + 4 ( x 2 2x + 2 x 2 4x + 8 dx = ln x 2 4x + 8 + 3 tan 1 du a 2 + u 2 = 1 ( u ) a tan 1 + C = 1 ( x 2 a 2 tan 1 2 2 ) + K ) + C
2 x 1 + 3 2(x + 1) + 3(x 1) = x + 1 (x 1)(x + 1) = 5x 1 (x 1)(x + 1) = 5x 1 x 2 1 Untuk keperluan yang kita pelajari adalah mengerjakan sebaliknya Contoh Jabarkan 3x 1, kemudian tentukan integralnya! x 2 x 6 3x 1 (x + 2)(x 3) = A x + 2 + B x 3
2 x 1 + 3 2(x + 1) + 3(x 1) = x + 1 (x 1)(x + 1) = 5x 1 (x 1)(x + 1) = 5x 1 x 2 1 Untuk keperluan yang kita pelajari adalah mengerjakan sebaliknya Contoh Jabarkan 3x 1, kemudian tentukan integralnya! x 2 x 6 3x 1 (x + 2)(x 3) = A x + 2 + B x 3
Penjabarannya 3x 1 = A(x 3) + B(x + 2) 3x 1 = Ax 3A + Bx + 2B 3x 1 = (A + B)x + ( 3A + 2B) A + B = 3 A = B + 3 3A + 2B = 1 3( B + 3) + 2B = 1 B = 8 5 ; A = 8 5 + 3 = 7 5 3x 1 (x + 2)(x 3) = 7/5 x + 2 + 8/5 x 3
Faktor Linear Berlainan Integralnya = = 3x 1 x 2 x 6 dx 3x 1 (x + 2)(x 3) dx 7/5 x + 2 dx + 8/5 x 3 dx = 7 5 ln x + 2 + 8 ln x 3 + C 5
Faktor Linear Berbeda Tentukan Jawab 5x + 3 (x 3 2x 2 3x) dx 5x + 3 (x 3 2x 2 3x) = 5x + 3 x(x + 1)(x 3) = A x + B x + 1 + 5x + 3 = A(x + 1)(x 3) + Bx(x 3) + Cx(x + 1) C x 3 substitusikan x = 0; x = 1; x = 3 3 = A( 3) A = 1 2 = B(4) B = 1 2 18 = C(12) C = 3 2
Faktor Linear Berbeda Tentukan Jawab 5x + 3 (x 3 2x 2 3x) dx 5x + 3 (x 3 2x 2 3x) = 5x + 3 x(x + 1)(x 3) = A x + B x + 1 + 5x + 3 = A(x + 1)(x 3) + Bx(x 3) + Cx(x + 1) C x 3 substitusikan x = 0; x = 1; x = 3 3 = A( 3) A = 1 2 = B(4) B = 1 2 18 = C(12) C = 3 2
Faktor Linear Berbeda 5x + 3 x 3 2x 2 3x dx 1 = x dx 1 1 2 x + 1 dx + 3 2 1 x 3 = ln x 1 2 ln x + 1 +3 ln x 3 +C 2
Faktor Linear Berulang Tentukan Jawab Penjabarannya x (x 3) 2 dx substitusi : x = 3; x = 0 3 = B 0 = A( 3) + B A = 1 x (x 3) 2 = A x 3 + B (x 3) 2 x = A(x 3) + B
Faktor Linear Berulang Tentukan Jawab Penjabarannya x (x 3) 2 dx substitusi : x = 3; x = 0 3 = B 0 = A( 3) + B A = 1 x (x 3) 2 = A x 3 + B (x 3) 2 x = A(x 3) + B
Faktor Linear Berulang Integralnya x (x 3) 2 dx = 1 x 3 dx + 3 1 (x 3) 2 dx = ln x 3 3 x 3 + C
Faktor Linear Berbeda dan Berulang Tentukan 3x 2 8x + 13 (x + 3)(x 1) 2 dx Jawab Penjabarannya 3x 2 8x + 13 (x + 3)(x 1) 2 = A x + 3 + B (x 1) + C (x 1) 2 3x 2 8x + 13 = A(x 1) 2 + B(x 1)(x + 3) + C(x + 3)
Faktor Linear Berbeda dan Berulang Tentukan 3x 2 8x + 13 (x + 3)(x 1) 2 dx Jawab Penjabarannya 3x 2 8x + 13 (x + 3)(x 1) 2 = A x + 3 + B (x 1) + C (x 1) 2 3x 2 8x + 13 = A(x 1) 2 + B(x 1)(x + 3) + C(x + 3)
Faktor Linear Berbeda dan Berulang Substitusikan : x = 1; x = 3; x = 0 8 = C(4) C = 2 64 = A(16) A = 4 13 = A + B( 3) + C(3) 13 = 4 + B( 3) + 6 B = 1 3x 2 8x + 13 (x + 3)(x 1) 2 dx = 4 dx x + 3 dx x 1 + 2 = 4 ln x + 3 ln x 1 2 x 1 + C dx (x 1) 2
Faktor Linear Berbeda dan Berulang Substitusikan : x = 1; x = 3; x = 0 8 = C(4) C = 2 64 = A(16) A = 4 13 = A + B( 3) + C(3) 13 = 4 + B( 3) + 6 B = 1 3x 2 8x + 13 (x + 3)(x 1) 2 dx = 4 dx x + 3 dx x 1 + 2 = 4 ln x + 3 ln x 1 2 x 1 + C dx (x 1) 2
Faktor Kuadrat yang Berbeda Tentukan 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) dx Jawab Penjabarannya 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) = A 4x + 1 + Bx + C (x 2 + 1) 6x 2 3x + 1 = A(x 2 + 1) + (Bx + C)(4x + 1)
Faktor Kuadrat yang Berbeda Tentukan 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) dx Jawab Penjabarannya 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) = A 4x + 1 + Bx + C (x 2 + 1) 6x 2 3x + 1 = A(x 2 + 1) + (Bx + C)(4x + 1)
Faktor Kuadrat yang Berbeda Substitusikan : x = 1 4 ; x = 0; x = 1 6 16 + 3 4 + 1 = A( 17 6 ) A = 2 1 = 2 + C C = 1 4 = 4 + (B 1)(5) B = 1 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) dx = 2 x 1 4x + 1 dx + x 2 + 1 dx
Faktor Kuadrat yang Berbeda Substitusikan : x = 1 4 ; x = 0; x = 1 6 16 + 3 4 + 1 = A( 17 6 ) A = 2 1 = 2 + C C = 1 4 = 4 + (B 1)(5) B = 1 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) dx = 2 x 1 4x + 1 dx + x 2 + 1 dx
Faktor Kuadrat yang Berbeda 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) dx = 1 2 4dx 4x + 1 + 1 2 2xdx x 2 + 1 dx x 2 + 1 = 1 2 ln 4x + 1 +1 2 ln x 2 + 1 tan 1 x + C du a 2 + u 2 = 1 a tan 1 ( u a ) + C
Faktor Kuadrat yang Berbeda 6x 2 3x + 1 (4x + 1)(x 2 + 1) dx = 1 2 4dx 4x + 1 + 1 2 2xdx x 2 + 1 dx x 2 + 1 = 1 2 ln 4x + 1 +1 2 ln x 2 + 1 tan 1 x + C du a 2 + u 2 = 1 a tan 1 ( u a ) + C
Faktor Kuadrat Berulang Tentukan 6x 2 15x + 22 (x + 3)(x 2 + 2) 2 dx Jawab Penjabarannya 6x 2 15x + 22 (x + 3)(x 2 + 2) 2 = A x + 3 + Bx + C x 2 + 2 + Dx + E (x 2 + 2) 2 6x 2 15x + 22 = A(x 2 + 2) 2 + (Bx + C)(x + 3)(x 2 + 2)+ (Dx + E)(x + 3)
Faktor Kuadrat Berulang Tentukan 6x 2 15x + 22 (x + 3)(x 2 + 2) 2 dx Jawab Penjabarannya 6x 2 15x + 22 (x + 3)(x 2 + 2) 2 = A x + 3 + Bx + C x 2 + 2 + Dx + E (x 2 + 2) 2 6x 2 15x + 22 = A(x 2 + 2) 2 + (Bx + C)(x + 3)(x 2 + 2)+ (Dx + E)(x + 3)
Faktor Kuadrat Berulang substitusikan : x = 3; x = 0; x = 1; x = 2; x = 3 x = 3 121 = A(121) A = 1 x = 0 22 = A(4) + C(6) + E(3) 18 = C(6) + E(3) E = 6 C(2) x = 1 13 = A(9) + B(12) + C(12) + D(4) + E(4) 4 = B(12) + C(12) + D(4) + E(4)...(1) x = 2 16 = A(36) + B(60) + C(30) + D(10) + E(5) 20 = B(60) + C(30) + D(10) + E(5)...(2) x = 3 31 = A(121) + B(198) + C(66) + D(18) + E(6) 90 = B(198) + C(66) + D(18) + E(6)...(3)
Faktor Kuadrat Berulang E = 6 + C(2)...(4) 1 = B(3) + C(3) + D + E 5 = B(3) + C + D...(5) 4 = B(12) + C(6) + D(2) + E 10 = B(12) + C(4) + D(2) 5 = B(6) + C(2) + D...(6) 15 = B(33)+C11)+D(3)+E 21 = B(33)+C(9)+D(3) 7 = B(11) + C(3) + D...(7) (5) dan (7) 5 = B(3) + C + D 7 = B(11) + C(3) + D 2 = B( 8) + C( 2)...(8)
Faktor Kuadrat Berulang E = 6 + C(2)...(4) 1 = B(3) + C(3) + D + E 5 = B(3) + C + D...(5) 4 = B(12) + C(6) + D(2) + E 10 = B(12) + C(4) + D(2) 5 = B(6) + C(2) + D...(6) 15 = B(33)+C11)+D(3)+E 21 = B(33)+C(9)+D(3) 7 = B(11) + C(3) + D...(7) (5) dan (7) 5 = B(3) + C + D 7 = B(11) + C(3) + D 2 = B( 8) + C( 2)...(8)
Faktor Kuadrat Berulang (6) dan (7) 5 = B(6) + C(2) + D 7 = B(11) + C(3) + D 2 = B( 8) + C( 2)...(9) (8) dan (9) 1 = B( 4) + C( 1) 2 = B( 5) + C( 1) B = 1 substitusi ke: (5), (6) dan (7) 2 = C + D...(10) 1 = C(2) + D...(11) 4 = C(3) + D...(12)
Faktor Kuadrat Berulang (6) dan (7) 5 = B(6) + C(2) + D 7 = B(11) + C(3) + D 2 = B( 8) + C( 2)...(9) (8) dan (9) 1 = B( 4) + C( 1) 2 = B( 5) + C( 1) B = 1 substitusi ke: (5), (6) dan (7) 2 = C + D...(10) 1 = C(2) + D...(11) 4 = C(3) + D...(12)
Faktor Kuadrat Berulang (6) dan (7) 5 = B(6) + C(2) + D 7 = B(11) + C(3) + D 2 = B( 8) + C( 2)...(9) (8) dan (9) 1 = B( 4) + C( 1) 2 = B( 5) + C( 1) B = 1 substitusi ke: (5), (6) dan (7) 2 = C + D...(10) 1 = C(2) + D...(11) 4 = C(3) + D...(12)
Faktor Kuadrat Berulang (10) dan (11) 2 = C + D 1 = C(2) + D 3 = C( 1) C = 3 substitusi ke pers (10) 2 = C + D D = 5 substitusi ke pers (4) E = 6 + C( 2) E = 0 sehingga diperoleh : A = 1; B = 1; C = 3; D = 5; E = 0
Faktor Kuadrat Berulang (10) dan (11) 2 = C + D 1 = C(2) + D 3 = C( 1) C = 3 substitusi ke pers (10) 2 = C + D D = 5 substitusi ke pers (4) E = 6 + C( 2) E = 0 sehingga diperoleh : A = 1; B = 1; C = 3; D = 5; E = 0
Faktor Kuadrat Berulang (10) dan (11) 2 = C + D 1 = C(2) + D 3 = C( 1) C = 3 substitusi ke pers (10) 2 = C + D D = 5 substitusi ke pers (4) E = 6 + C( 2) E = 0 sehingga diperoleh : A = 1; B = 1; C = 3; D = 5; E = 0
Faktor Kuadrat Berulang (10) dan (11) 2 = C + D 1 = C(2) + D 3 = C( 1) C = 3 substitusi ke pers (10) 2 = C + D D = 5 substitusi ke pers (4) E = 6 + C( 2) E = 0 sehingga diperoleh : A = 1; B = 1; C = 3; D = 5; E = 0
Faktor Kuadrat Berulang = 6x 2 15x + 22 (x + 3)(x 2 + 2) 2 = A x + 3 + Bx + C x 2 + 2 + Dx + E (x 2 + 2) 2 6x 2 15x + 22 (x + 3)(x 2 + 2) 2 dx 1 x + 3 = x + 3 dx + x 2 + 2 dx + 5x (x 2 + 2) 2 dx dx x + 3 1 2 2x x 2 + 2 dx + 3 1 x 2 + 2 dx 5 2 2x (x 2 + 2) 2 dx = ln x + 3 1 2 ln(x 2 + 2) + 3 tan 1 ( x 5 ) + 2 2 2(x 2 + 2) + C
Faktor Kuadrat Berulang catatan: = 1 a tan 1 ( u a ) + C du a 2 +u 2 Untuk faktor berbentuk (ax + b) k, penjabarannya: A 1 (ax + b) + A 2 (ax + b) 2 + A 3 (ax + b) 3 +... + A k (ax + b) k Untuk faktor berbentuk (ax 2 + bx + c) m, penjabarannya: B 1 x + C 1 (ax 2 + bx + c) + B 2 x + C 2 (ax 2 + bx + c) 2 + B 3 x + C 3 (ax 2 + bx + c) 3 +... + B mx + C m (ax 2 + bx + c) m
Pengintegralan Fungsi Rasional Latihan Soal 1 2 3 4 5 5x+3 x 2 9 dx 2x 2 +x 4 x 3 x 2 2x dx 2x 2 +x 8 dx x 3 +4x x 3 8x 2 1 (x+3)(x 2)(x 2 +1) dx x 3 4x (x 2 +1) 2 dx
Pengintegralan Fungsi Rasional Latihan Soal 1 2 3 4 5 5x+3 x 2 9 dx 2x 2 +x 4 x 3 x 2 2x dx 2x 2 +x 8 dx x 3 +4x x 3 8x 2 1 (x+3)(x 2)(x 2 +1) dx x 3 4x (x 2 +1) 2 dx
Pengintegralan Fungsi Rasional Latihan Soal 1 2 3 4 5 5x+3 x 2 9 dx 2x 2 +x 4 x 3 x 2 2x dx 2x 2 +x 8 dx x 3 +4x x 3 8x 2 1 (x+3)(x 2)(x 2 +1) dx x 3 4x (x 2 +1) 2 dx
Pengintegralan Fungsi Rasional Latihan Soal 1 2 3 4 5 5x+3 x 2 9 dx 2x 2 +x 4 x 3 x 2 2x dx 2x 2 +x 8 dx x 3 +4x x 3 8x 2 1 (x+3)(x 2)(x 2 +1) dx x 3 4x (x 2 +1) 2 dx
Pengintegralan Fungsi Rasional Latihan Soal 1 2 3 4 5 5x+3 x 2 9 dx 2x 2 +x 4 x 3 x 2 2x dx 2x 2 +x 8 dx x 3 +4x x 3 8x 2 1 (x+3)(x 2)(x 2 +1) dx x 3 4x (x 2 +1) 2 dx
Pengintegralan Fungsi Rasional Latihan Soal 1 2 3 4 5 5x+3 x 2 9 dx 2x 2 +x 4 x 3 x 2 2x dx 2x 2 +x 8 dx x 3 +4x x 3 8x 2 1 (x+3)(x 2)(x 2 +1) dx x 3 4x (x 2 +1) 2 dx