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 4

Hitunglah integral dari fungsi berikut:

\int x^2 \sqrt{x^2 + 7} \, dx

Penyelesaian:

1. Pilih 𝑒 dan 𝑑𝑣:

𝑒=π‘₯, karena mudah diturunkan,

dv= \sqrt{x^2 + 7} \, dx

2. Hitung 𝑑𝑒 dan 𝑣:

𝑑𝑒=2 π‘₯ 𝑑π‘₯

Untuk menghitung 𝑣, kita perlu menyelesaikan integral \int x^2 \sqrt{x^2 + 7} \, dx

3. Kamu bisa menggunakan substitusi sederhana:

\text{Biarkan } t = x^2 + 7 \\ \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 + 7)^{\frac{3}{2}} \\ \text{Jadi, } v = \frac{1}{3} (x^2 + 7)^{\frac{3}{2}}

4. Terapkan Rumus Integral Parsial berikut:

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

Substitusi Nilai-nilai Tadi ke Rumus:

\int x^2 \sqrt{x^2 + 7} \, dx = x^2 \cdot \frac{1}{3} (x^2 + 7)^{\frac{3}{2}} - \int x \cdot \frac{1}{3} (x^2 + 7)^{\frac{3}{2}} \cdot 2x \, dx

6. Penyelesaian Akhir

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

\int x^2 \sqrt{x^2 + 7} \, dx = \frac{1}{3} x^2 (x^2 + 7)^{\frac{3}{2}} + C

Integral Parsial dalam Fungsi Trigonometri

Integral parsial adalah metode kalkulus yang digunakan untuk menghitung integral dari dua fungsi yang dikalikan bersama.

Metode ini sangat berguna ketika salah satu fungsi dalam produk lebih mudah diintegrasikan setelah didiferensiasikan.

Integral ini sering diterapkan pada fungsi trigonometri, yang umumnya melibatkan sinus (sin), kosinus (cos), atau fungsi trigonometri lainnya.

Dalam integral trigonometri terutama sinus π‘₯ dan cosinus x memiliki alur khusus yaitu:

Integral Parsial dalam Trigonometri
Mamikos

Keterangan:

Ketika fungsi sinus (π‘₯) diintegralkan, hasilnya adalah βˆ’cosinus (π‘₯). Demikian pula, jika kita mengintegralkan fungsi kosinus cos (π‘₯) maka, hasilnya adalah sin (π‘₯).

Karena fungsi sinus dan kosinus dapat terus diintegralkan, metode parsial sangat berguna dalam menyelesaikan masalah ini.

Bagaimana Cara Kerja Integral Parsial dengan Fungsi Trigonometri?

Ketika menghadapi integral yang melibatkan produk antara fungsi polinomial dan fungsi trigonometri, integral parsial menjadi sangat efektif. Berikut adalah contoh dasar penggunaannya:

Misalkan kita ingin mengintegrasikan \int x \cos(x) \, dx untuk itu kita:

  1. Pilih 𝑒 dan 𝑑𝑣:
    • 𝑒=π‘₯, karena turunan dari π‘₯ (yang adalah 𝑑π‘₯) lebih sederhana daripada π‘₯ itu sendiri.
    • 𝑑𝑣=cos (π‘₯) 𝑑π‘₯, karena fungsi kosinus mudah diintegrasikan.
  2. Hitung 𝑑𝑒 dan 𝑣:
    • 𝑑𝑒=𝑑π‘₯ (turunan dari π‘₯),
    • 𝑣=sin (π‘₯) (integral dari cos (π‘₯)).
  3. Terapkan rumus integral parsial

Rumusnya adalah \int x^2 e^x \, dx

Substitusikan nilai-nilai menjadi:

\int x \cos(x) \, dx = x \sin(x) - \int \sin(x) \, dx

  1. Selesaikan integral yang tersisa:

\\Jika \int \sin(x) \, dx \quad adalah -\cos(x), jadi: \\ \int x \cos(x) \, dx = x \sin(x) + \cos(x) + C, \text{ dimana } C \text{ adalah konstanta integrasi.}

35 Contoh Soal Relasi dan Fungsi Matematika beserta Jawabannya Lengkap

Tips Menggunakan Integral Parsial untuk Fungsi Trigonometri

  • Pilih 𝑒 dengan baik

Biasanya fungsi yang lebih mudah diturunkan (dan hasil turunannya tidak membuat integral lebih rumit) adalah pilihan yang baik untuk 𝑒.

  • Periksa hasilnya

Terkadang, mengulangi metode integral parsial dua kali atau lebih bisa diperlukan jika masih terlalu kompleks.

Halaman:

Advertisement