Advertisement
Source : Canva.com/@esolla

Contoh Soal Integral Parsial Matematika beserta Jawabannya Lengkap

Integral parsial adalah operasi kebalikan turunan yang melibatkan limit terkait luas daerah. Yuk, pelajari contoh soalnya!

16 Mei 2024 Citra

Contoh Soal Integral Parsial Matematika

Untuk meningkatkan pemahaman kamu mengenai integral parsial, maka Mamikos akan menyajikan beberapa contoh soal integral parsial matematika beserta jawabannya hingga bisa kamu gunakan sebagai evaluasi belajar.

Simak contoh soal integral parsial matematika dari Mamikos di bawah ini ya!

Contoh Soal Integral Parsial Matematika 1

Hitunglah integral dari fungsi \int x^2 e^x \, dx

Penyelesaian:

Dalam soal ini, kita menggunakan metode integral parsial. Langkah pertama adalah memilih fungsi u dan dv yang tepat. Untuk soal ini:

  • 𝑒=π‘₯2 (fungsi yang lebih mudah didiferensiasi),
  • 𝑑𝑣=𝑒π‘₯ 𝑑π‘₯ (fungsi yang mudah diintegrasikan).

Selanjutnya, hitung 𝑑𝑒 dan 𝑣:

  • 𝑑𝑒=2π‘₯ 𝑑π‘₯
  • 𝑣=π‘₯ 𝑑π‘₯=𝑒π‘₯
12 Contoh Soal Polinomial beserta Penyelesaiannya Lengkap

Sekarang kita aplikasikan rumus integral parsial:

\int u \, dv = uv - \int v \, du

Substitusi nilai-nilai yang telah kita hitung:

\int x^2 e^x \, dx = x^2 e^x - \int 2x e^x \, dx

Kita perlu mengaplikasikan integral parsial lagi untuk menghitungΒ  π‘₯𝑒π‘₯ 𝑑π‘₯:

  • u=2π‘₯,
  • 𝑑𝑣=𝑒π‘₯ 𝑑π‘₯

Menghitung 𝑑𝑒 dan 𝑣 lagi:

  • 𝑑𝑒=2 𝑑π‘₯
  • 𝑣=𝑒π‘₯.

Menerapkan rumus integral parsial sekali lagi:

\int 2x e^x \, dx = 2x e^x - \int 2 e^x \, dx

\int 2x e^x \, dx = 2x e^x - 2e^x + C_1 (di mana 𝐢1 adalah konstanta integrasi)

Setelah kita menghitung integral parsial kedua, kita mendapatkan hasil:

\int x^2 e^x \, dx = x^2 e^x - (2x e^x - 2e^x + C_1)

Hasil akhir dari penyederhanaan ini adalah:

\int x^2 e^x \, dx = x^2 e^x - 2x e^x + 2e^x + C

Di mana 𝐢 adalah konstanta integrasi yang mencakup semua konstanta yang muncul selama proses.

Contoh Soal Integral Parsial Matematika 2

Hitunglah integral dari fungsi berikut: \int x \sqrt{4 + x^2} \, dx

Penyelesaian

Untuk menemukan jawabannya, kita akan mengikuti langkah-langkah berikut:

  1. Pilih 𝑒 dan 𝑑𝑣:

\\u = x, \text{ karena mudah diturunkan,} \\ \\dv = \sqrt{4 + x^2} \, dx

  1. Temukan 𝑑𝑒 dan 𝑣:

du = dx, \\ \text{Untuk menemukan } v, \text{ kita harus menghitung integral } \int x \sqrt{4+x^2} \, dx \\ \text{Dalam hal ini, kita dapat melakukan substitusi sederhana:} \\ \text{Biarkan } t = 4 + x^2 \\ \text{Maka, } dt = 2x \, dx \text{, atau } dx = \frac{dt}{2x} \\ \text{Integral menjadi:} \\ \int \sqrt{t} \frac{dt}{2x} = \frac{1}{2} \int \sqrt{t} \, dt = \frac{1}{2} \cdot \frac{2}{3} t^{\frac{3}{2}} = \frac{1}{3} (4 + x^2)^{\frac{3}{2}} \\ \text{Jadi, } v = \frac{1}{3} (4 + x^2)^{\frac{3}{2}}

3. Terapkan Rumus Integral Parsial:

\int u \, dv = uv - \int v \, du

  1. Substitusi Nilai-nilai ke dalam Rumus:

\int x \sqrt{4+x^2} \, dx = x \cdot \frac{1}{3} (4 + x^2)^{\frac{3}{2}} - \int \frac{1}{3} (4 + x^2)^{\frac{3}{2}} \, dx

  1. Selesaikan Integral Terakhir: Integral yang tersisa bisa diselesaikan melalui metode substitusi atau pendekatan lainnya, tapi ini umumnya adalah langkah terakhir.

Jawaban Akhir:

\int x \sqrt{4+x^2} \, dx = \frac{1}{3} (4 + x^2)^{\frac{3}{2}} + C

Di mana 𝐢 adalah konstanta integrasi.

Kumpulan Contoh Soal OSN Olimpiade Matematika SMA dan Penjelasannya

Contoh Soal Integral Parsial Matematika 3

Hitunglah integral dari fungsi berikut:

\int x \sqrt{x^2 + 16} \, dx

Penyelesaian:

  1. Pilih 𝑒 dan 𝑑𝑣:

\\u = x, \text{ karena mudah diturunkan,} \\ \\dv = \sqrt{x^2 + 16} \, dx

2. Hitung 𝑑𝑒 dan 𝑣:

𝑑𝑒=𝑑π‘₯

Untuk menghitung 𝑣, kita perlu menyelesaikan integral \int x \sqrt{x^2 + 16} \, dxΒ 

Kamu bisa menggunakan substitusi sederhana:

\text{Biarkan }t = x^2 + 16 \\ \text{Maka } dt = 2x \, dx \text{ atau } dx = \frac{dt}{2x} \\ \text{Integralnya menjadi:} \\ \int \sqrt{t} \frac{dt}{2x} = \frac{1}{2} \int \sqrt{t} \, dt = \frac{1}{2} \cdot \frac{2}{3} t^{\frac{3}{2}} = \frac{1}{3} (x^2 + 16)^{\frac{3}{2}} \\ \text{Jadi, } v = \frac{1}{3} (x^2 + 16)^{\frac{3}{2}}

3. Terapkan Rumus Integral Parsial:

\int u \, dv = uv - \int v \, du

4. Substitusi Nilai-nilai ke dalam Rumus:

\int x \sqrt{x^2 + 16} \, dx = x \cdot \frac{1}{3} (x^2 + 16)^{\frac{3}{2}} - \int x \cdot \frac{1}{3} (x^2 + 16)^{\frac{3}{2}} \, dx

5. Selesaikan Integral Terakhir:

Integral yang tersisa bisa diselesaikan menggunakan metode substitusi atau teknik lainnya untuk menyederhanakan persamaan. Setelah dihitung, jawaban akhirnya akan menjadi:

\int x \sqrt{x^2 + 16} \, dx = \frac{1}{3} x (x^2 + 16)^{\frac{3}{2}} + C

Halaman:

Advertisement