ma1101 matematika 1a · 5.1 luas daerah menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh...
TRANSCRIPT
![Page 1: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/1.jpg)
MA1101 MATEMATIKA 1A
Hendra GunawanSemester I, 2019/2020
30 Oktober 2019
![Page 2: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/2.jpg)
Apa yang Telah Dipelajari pada Bab 4
1. Notasi Sigma dan Luas Daerah di BawahKurva
2. Jumlah Riemann dan Integral Tentu
3. Teorema Dasar Kalkulus I dan MetodeSubstitusi
4. Teorema Dasar Kalulus II
5. Sifat-sifat Integral Tentu & Teorema NilaiRata-rata Integral
6. Pengintegralan Numerik
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 2
![Page 3: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/3.jpg)
Galat pada Pengintegralan Numerik
Aturan Jumlah Riemann Kiri/Kanan:
𝐸 ≤𝑏 − 𝑎 2
2𝑛2max |𝑓′ 𝑥 |
Aturan Jumlah Riemann Tengah:
𝐸 ≤𝑏 − 𝑎 3
24𝑛3max 𝑓′′ 𝑥
Aturan Trapesium:
𝐸 ≤𝑏 − 𝑎 3
12𝑛3max 𝑓′′ 𝑥
Aturan Parabola:
𝐸 ≤𝑏 − 𝑎 5
180𝑛5max 𝑓 4 𝑥
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 3
![Page 4: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/4.jpg)
Contoh
Dalam menaksir 12 1
𝑥𝑑𝑥 dengan Aturan
Parabola, dengan 𝑛 = 4, galat yang terjadiadalah
𝐸 ≤1
180 ⋅ 45⋅ 24 = 0,000130.
Catatan. Turunan ke-4 dari1
𝑥adalah
24
𝑥5. Nilai
maksimumnya pada [1, 2] adalah 24.
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 4
![Page 5: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/5.jpg)
BAB 5. PENGGUNAAN INTEGRALMA1101 MATEMATIKA 1A
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 5
![Page 6: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/6.jpg)
Sasaran Kuliah Hari Ini
5.1 Luas Daerah
Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva.
5.2 Volume Benda Putar dan Benda denganPenampang Tertentu
Menghitung volume benda putar (denganmetode cakram/cincin) dan volume bendadengan penampang tertentu (dengan metodeirisan sejajar).
11/08/2013 6(c) Hendra Gunawan
![Page 7: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/7.jpg)
5.1 LUAS DAERAHMA1101 MATEMATIKA 1A
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 7
Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva.
![Page 8: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/8.jpg)
Luas Daerah
Bila f(x) kontinu dan bernilai tak negatif, maka
menyatakan luas daerah pada bidang-xy
yang terletak di bawah kurva y = f(x), a ≤ x ≤ b,
dan di atas sumbu-x.
Bila f(x) bernilai tak positif, maka luas daerah
yang terletak di atas kurva y = f(x), a ≤ x ≤ b, dan
di bawah sumbu-x sama dengan
b
a
dxxf )(
(c) Hendra Gunawan
b
a
dxxf )(
![Page 9: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/9.jpg)
Luas Daerah
Secara umum, luas daerah yang dibatasi oleh kurva y = f(x), garis x = a, garis x = b, dan sumbu-x adalah
Contoh: Tentukan luas daerah yang dibatasi oleh kurva y = x2 – 1, garisx = -2, garis x = 2, dan sumbu-x. [Petunjuk: Gambar terlebih dahuludaerah yang dimaksud.]
(c) Hendra Gunawan
.|)(|b
a
dxxf
![Page 10: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/10.jpg)
Jawab: Luas daerah yang dimaksud adalah
Karena f(x) = |x2 – 1| genap, maka luas daerahtsb sama dengan
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 10
2
2
1
2
1
1
2
1
2222 .)1()1()1(|1| dxxdxxdxxdxx
.4
3
2
3
20
3
22
332
)1()1(2|1|
2
1
31
0
3
2
2
1
0
2
1
222
xxx
x
dxxdxxdxx
![Page 11: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/11.jpg)
Luas Daerah di Antara Dua Kurva
Misalkan f(x) ≥ g(x) pada [a, b] dan kita inginmenentukan luas daerah yang dibatasi oleh duakurva y = f(x) dan y = g(x), serta garis x = a dangaris x = b. Luas irisan ke-i dapat ditaksir sbb:
∆Li ≈ [f(xi) – g(xi)].∆xi.
Bila kita jumlahkan dan ambil limitnya, makaluas daerah yang dimaksud dapat dinyatakansebagai
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 11
.)]()([
b
a
dxxgxfL
![Page 12: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/12.jpg)
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 12
Li
y=f(x)
y=g(x)
∆Li ≈ [f(xi) – g(xi)].∆xi
.)]()([
b
a
dxxgxfL
IRIS,TAKSIR,INTEGRALKAN
![Page 13: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/13.jpg)
Contoh
Tentukan luas daerah tertutup yang dibatasi olehkurva y = x dan y = x2.
Jawab: Luas irisan sama dengan ∆Li ≈ [xi – xi2].∆xi;
jadi luas daerah tsb sama dengan
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 13
.6
1
3
1
2
1
32][
1
0
321
0
2
xx
dxxxL
![Page 14: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/14.jpg)
Latihan
Tentukan luas daerah tertutup yang dibatasioleh kurva-kurva:
1. y = x2 dan y = √x.
2. y = x dan y = x3.
3. y = √x, y = x – 2, dan x = 0.
4. x = y2 dan y = x – 2.
5. x = y2 – 2y dan x – y = 4.
[Petunjuk: Bila dianggap lebih memudahkan, iris daerahnya secara horisontal!]
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 14
![Page 15: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/15.jpg)
5.2 VOLUME BENDA PUTAR DAN BENDADENGAN PENAMPANG TERTENTU
MA1101 MATEMATIKA 1A
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 15
Menghitung volume benda putar (denganmetode cakram/cincin) dan volume bendadengan penampang tertentu (dengan metodeirisan sejajar).
![Page 16: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/16.jpg)
Benda Putar
Benda pejal seperti bola, tabung lingkaran, dankerucut merupakan contoh benda putar, yang dapat diperoleh dengan memutar daerah setengahlingkaran, persegipanjang, dan segitiga terhadapsumbu putar yang berimpit dengan salah satu sisidaerah tsb.
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 16
![Page 17: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/17.jpg)
Menghitung Volume Benda Putar: Metode Cakram/Cincin
Misalkan daerah yang dibatasi oleh kurva y = x dany = x2 diputar mengelilingi sumbu-x, dan kita inginmenghitung volume benda putar yang terbentuk. Kita iris dan taksir volume cincin yang terbentuk, yaitu ∆Vi ≈ π[xi
2 – xi4].∆xi.
Jadi, volume benda putar yang terbentuk adalah
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 17
.15
2
5
1
3
1
53][
1
0
531
0
42
xxdxxxV
![Page 18: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/18.jpg)
Menghitung Volume Benda Putar: Metode Cakram/Cincin
Tentukan volume benda putar yang terbentuk biladaerah yang dibatasi oleh kurva y = x dan y = x2
diputar mengelilingi sumbu-y. Irislah secara men-datar, taksir volumenya, dan integralkan!
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 18
![Page 19: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/19.jpg)
Benda dengan Penampang Tertentu
Piramida bukan benda putar, tetapi ia mempunyaipenampang mendatar yang sama, berbentuk persegi.
Volumenya dapat dihitungdengan mengiris piramida tsbsecara mendatar, menaksirvolume tiap irisannya, lalumengintegralkannya.
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 19
![Page 20: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/20.jpg)
Metode Irisan Sejajar
Bila panjang sisi alas = S dantinggi piramida = T, makavolume irisan mendatar padaketinggian t sama dengan
∆V ≈ (St/T)2.∆t;
jadi volume piramida tsbsama dengan
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 20
.3
0
22
2
2
TTS
dttT
SV
![Page 21: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/21.jpg)
Contoh Lainnya
Alas sebuah benda berbentuk setengah lingkaranberjari-jari 1. Misalkan penampang benda tsbyang tegak lurus terhadap sisi setengah lingkaran(yang merupakan diameter) berbentuk persegi. Tentukan volume benda tsb. (Buat sketsa benda tsbterlebih dahulu!)
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 21
![Page 22: MA1101 MATEMATIKA 1A · 5.1 Luas Daerah Menghitung luas daerah (pada bidang) yang dibatasi oleh beberapa kurva. 5.2 Volume Benda Putar dan Benda dengan Penampang Tertentu Menghitung](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021605/5e25453bec6d4d49437f3ab0/html5/thumbnails/22.jpg)
Latihan
1. Tentukan volume benda putar yang terbentukbila daerah yang dibatasi oleh kurva y = x2
dan y = √x diputar mengelilingi:a. sumbu-x c. sumbu-y
b. garis x = 1 d. garis y = 1.
2. Alas sebuah benda berbentuk lingkaranberjari-jari 1. Misalkan semua penampangbenda tsb yang tegak lurus terhadap suatudiameter berbentuk persegi. Tentukanvolume benda tsb.
11/08/2013 (c) Hendra Gunawan 22