Contoh Soal 11 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 3)

51.Diketahuif(x)=cos22x.Jikaf(x)=asin2bx+ccos2dx,nilai untukabcd=....a.53b.23c.35d.65e.95Jawab:cf(x)=cos22xf(x)=2cos2x(sin2x)(2)=4sin2xcos2xf(x)=4cos2x.(2).cos2x4sin2x.(sin2x)(2)=8sin22x8cos22xBandingkan denganf(x)=asin2bx+ccos2dxmaka,a=8,b=2,c=8,d=2Jadi,abcd=8282=35

52.Diketahuif(x)=cosxsinx+cosx.Jikaf(x)=mcos2x(sin2x+n)2,nilai darim.n=....a.2b.4c.5d.8e.10Jawab:af(x)=cosxsinx+cosxf(x)=sinx(sinx+cosx)cosx(cosxsinx)(sinx+cosx)2=sin2xcos2x+0sin2+2sinxcosx+cos2x=11+sin2xf(x)=0((1).2cos2x)(sin2x+1)2=2cos2x(sin2x+1)2Bandingkan dengan yang diketahuif(x)=mcos2x(sin2x+n)2{m=2n=2Jadi,m.n=2.1=2

53.Salah satu titik belok dari fungsif(x)=sin2xdengan0x2πadalah....a.(π4,0)b.(π2,0)c.(π4,1)d.(π2,1)e.(π,1)Jawab:bf(x)=sin2xf(x)=2cos2xf(x)=4sin2xSyarat belokf(x)=04sin2x=0sin2x=0sin2x=sin02x=0+k.2πatau2x=π+k.2πx=0+k.πataux=π2+k.πx=0,x=π2,x=π,x=3π2ataux=2πf(π2)=sin2(π2)=0(π2,0)f(π)=sin2(π)=0(π,0)f(3π2)=sin2(3π2)=0(3π2,0)

54.Diketahui fungsif(x)=3cos2x+1dengan0<x<2π.Salah satu koordinat titik belokdari fungsif(x)tersebut....a.(π2,2)b.(2π3,52)c.(3π2,4)d.(5π4,1)e.(5π3,52)Jawab:df(x)=3cos2x+1untuk0<x<2πf(x)=6sin2xf(x)=12cos2xSyarat belokf(x)=012cos2x=0cos2x=0cos2x=cosπ22x=±π2+k.2πx=±π4+k.πx=π4,x=3π4,x=5π4ataux=7π4f(π4)=3cos2(π4)+1=1(π4,1)f(3π4)=3cos2(3π4)+1=1(3π4,1)f(5π4)=3cos2(5π4)+1=1(5π4,1)f(7π4)=3cos2(7π4)+1=1(7π4,1)
55.Diketahui fungsif(x)=sin2x+2dengan0<x<2π.Salah satu koordinat titik belokdari fungsif(x)tersebut....a.(π4,52)b.(π3,114)c.(π,2)d.(4π3,114)e.(11π6,94)Jawab:af(x)=sin2x+2untuk0<x<2πf(x)=2sinxcosxf(x)=sin2xf(x)=2cos2xSyarat belokf(x)=02cos2x=0cos2x=0cos2x=cosπ22x=±π2+k.2πx=±π4+k.πx=π4,x=3π4,x=5π4ataux=7π4f(π4)=sin2(π4)+2=52(π4,52)f(3π4)=sin2(3π4)+2=52(3π4,52)f(5π4)=sin2(5π4)+2=52(5π4,52)f(7π4)=sin2(7π4)+2=52(7π4,52)








Contoh Soal 10 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 3)

46.Turunan kedua darif(x)=x3sin3xadalah... .a.6x2+9sin3xb.3x2+6sin3xc.3x9sin3xd.6x+9sin3xe.9x6sin3xJawab:df(x)=x3sin3xf(x)=3x23cos3xf(x)=6x+9sin3x

47.Diketahui fungsig(x)=1cosxsinx.Nilaiturunan kedua saatx=π4adalah....a.2+4b.223c.22+3d.324e.32+4Jawab:dg(x)=1cosxsinxg(x)=sinx(sinx)cosx(1cosx)sin2x=sin2xcosx+cos2xsin2x=1cosxsin2xg(x)=sinx(sin2x)2sinxcosx(1cosx)sin4x=sinx(sin2x)sin2x(1cosx)sin4x=sinπ4(sin2π4)sin2π4(1cosπ4)sin4π4=(12)(12)21.(1(12))(12)4=12121+1214×44=224+421=624=324

48.Turunan kedua fungsif(x)=sin2xcos2xadalahf(x)=....a.6sin2xb.4cos2xc.2cos2xd.2cos2xe.4cos2xJawab:bf(x)=sin2xcos2xf(x)=2sinxcosx2cosx(sinx)=2sinxcosx+2sinxcosx=2(2sinxcosx)=2sin2xf(x)=2.2cos2x=4cos2x

49.Diketahuif(x)=sinx.Jikaf(x)adalah turunan keduafungsif,makanilai darif(π2)adalah....a.12b.14c.0d.14e.12Jawab:af(x)=sinx=sin12xf(x)=12sin12x.cosx=cosx2sin12xf(x)=sinx(2sin12x)cosx(2.12sin12x.cosx)4sinx=2sinxsinxcos2xsinx4sinxf(π2)=2sinπ2.sinπ2cos2π2sinπ24sinπ2=2.1.104.1=12

50.Jikaf(x)=tan2(3x2)makaf(x)=....a.36tan2(3x2)sec2(3x2)18sec4(3x2)b.36tan2(3x2)sec2(3x2)+18sec2(3x2)c.36tan2(3x2)sec2(3x2)+18sec4(3x2)d.18tan2(3x2)sec2(3x2)+36sec4(3x2)e.18tan2(3x2)sec2(3x2)+18sec4(3x2)Jawab:cf(x)=tan2(3x2)f(x)=2tan(3x2)sec2(3x2)(3)=6tan(3x2)sec2(3x2)f(x)=6sec2(3x2).(3)sec2(3x2)+6tan(3x2).2sec(3x2).sec(3x2)tan(3x2)(3)=18sec4(3x2)+36tan2(3x2)sec2(3x2)

Lanjutan Materi (10) Turunan Kedua Fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

H. Turunan Kedua Fungsi Trigonometri

Definisi dari bahasan ini adalah jika turunan pertama dari suatu fungsi  f dan dinyatakan dengan  f ada dan terdefinisi untuk setiap nilai  x  dalam daerah terdefinisi  f, maka turunan kedua dari fungsi  f  dinyatakan dengan f adalah:

f(x)=limx0f(x+h)f(x)h=ddx(f(x))

CONTOH SOAL

1.Tentukan turunan kedua dariy=sinxJawab:y=sinxy=cosxy=sinx

2.Tentukan turunan kedua dariy=sin2xJawab:y=sin2xy=2cos2xy=4sin2x

3.Tentukan turunan kedua dariy=sin2xJawab:y=sin2xy=2sinx(cosx)=sin2xy=2cos2x

4.Tentukan turunan kedua dariy=cosxJawab:y=cosxy=sinxy=cosx

5.Tentukan turunan kedua dariy=tanxJawab:y=tanxy=sec2xy=2secx(secxtanx)=2sec2xtanx

6.Tentukan turunan kedua dariy=cotxJawab:y=cotxy=csc2xy=2cscx(cscxcotx)=2csc2xcotx

7.Tentukan turunan kedua dariy=secxJawab:y=secxy=secxtanxy=secxtanx(tanx)+secx(sec2x)=secxtan2x+sec3x

8.Tentukan turunan kedua dariy=cscxJawab:y=cscxy=cscxcotxy=(cscxcotx)cotx+(cscx)(csc2x)=cscxcot2x+csc3x

I. Fungsi Naik dan Fungsi Turun

Sebelumnya telah diketahui bahwa pada selang terbuka

untukf(x)>0maka fungsi naikuntukf(x)<0maka fungsi turun

Misalkanfdanfada untuk setiaptitik pada suatu interval yang memuatcdenganf(c)=0jikaf(c)>0makaf(c)adalahnilai minimum lokal (titik minimum)jikaf(c)<0makaf(c)adalahnilai maksimum lokal (titik maksimum)jikaf(c)=0maka nilai stasionerbelum dapat ditentukan

Titik BelokJika(c,f(c))adalah titik belok grafikf,makaf(x)=0atauftidak adapadax=c

CONTOH SOAL

Perhatikan lagi contoh pada bagian ini LANJUTAN MATERI 8 berikut

1.Tentukanlah semua titik stasionerberikut jenisnya dari fungsif(x)=sinx+cosxdengan0x2πJawab:Dengan Turunan PertamaDiketahuif(x)=sinx+cosxf(x)=cosxsinxSaatf(x)=0,f(x)=cosxsinx=0cosx=sinxcosx=cos(π2x)x=±(π2x)+k.2π{x+x=π2+k.2π,atauxx=π2+k.2πmaka{x=π4+k.π,atau0=π2+k.2π(tidak memenuhi)Sehingga ada dua absis yang memenuhisebagai titik STASIONER,yaitux=π4danx=5π4untukx=π4f(π4)=sin(π4)cos(π4)=122+122=2untukx=5π4f(5π4)=sin(5π4)+cos(5π4)=122122=2Jadi titik stasionernya:(π4,2)&(5π4,2)Langkah berikutnya gunakanlah titikuji di sekitar nilai stasioner yaitu:0π4π5π42πSelanjutnyaUntukf(x)=cosxsinxx=0f(0)=cos0sin0=1+0=1>0(positif)x=πf(π)=cosπsinπ=1+0=1<0(negatif)x=0f(2π)=cos2πsin2π=1+0=1>0(positif)x0π4π5π42πf(x)+00+Garfik//____Dari tabel di atas didapatkan{(π4,2)titik balik maksimum(5π4,2)titik balik minimum

.Dengan Turunan Keduaf(x)=sinx+cosxf(x)=cosxsinxf(x)=sinxcosx=(sinx+cosx)f(π4)=(sinπ4+cosπ4)=2<0(maksimum atau cekung ke bawah)f(5π4)=(sin5π4+cos5π4)=2>0(minimum atau cekung ke atas)Denganf(x)=sinx+cosx,makanilai maksimumnya:sinπ4+cosπ4=2nilai minimumnya:sin5π4+cos5π4=2Jadi, titik maksimumnya(π4,2)dan nilai minimumnya(5π4,2)

.Untuk TITIK BELOKSyarat titik belok adalahf(x)=0Diketahuif(x)=sinx+cosxf(x)=(sinx+cosx)=0sinx+cosx=0sinx=cosxsinxcosx=1tanx=1tanx=tan135x=135+k.180k=0x=135=3π4k=1x=135+180=315=7π4Adapun titik beloknya pada fungsif(x)adalah:x=3π4f(3π4)=sin(3π4)+cos(3π4)=0maka titiknya(3π4,0)x=7π4f(7π4)=sin(7π4)+cos(7π4)=0maka titiknya(7π4,0)

.Berikut Sketsa grafiknya

2.Tentukanlah semua titik stasionerberikut jenisnya dari fungsif(x)=2sinxdengan0x2πJawab:Diketahuif(x)=2sinxf(x)=2cosxSyarat titik stasionerf(x)=02cosx=0cosx=0cosx=cos90x=90±k.360k=0x=90yang memenuhik=1x=270yang memenuhiTurunan kedua fungsi di atas adalah:f(x)=2sinxmaka,NilaiHasilKeteranganTitikx=90f(90)=2sin90=2<0Maksimumf(90)=2sin90=2(90,2)x=270f(270)=2sin270=2>0Minimumf(270)=2sin270=2(270,2)Syaratf(x)=0Belok2sinx=0sinx=0sinx=sin0x={0+k.360180+k.360Yang memenuhix=0,180,dan360Lalu hasilnya disubstitusikanke persamaanf(x)=2sinxHasilnya:(0,0),(180,0),(360,0)

J. Selang Kecekungan

Lihat keterkaitan materi dan contoh di atas berkaitan dengan selang kecekungan kurva fungsi trigonometri

Misalkan pada suatu selang(a,b)terdapat sembarang bilangan realcserta turunan kedua fungsifadapada selang tersebutsaatf(c)<0,maka kurvafcekung ke bawahsaatf(c)>0,maka kurvafcekung ke atas

CONTOH SOAL

(Perhatikan lagi contoh soal no.1 di atas)Tentukanlah interval di mana kurvacekung ke bawah dan atas dari fungsif(x)=sinx+cosxdengan0<x<2πJawab:f(x)=sinx+cosxf(x)=cosxsinxf(x)=(sinx+cosx)Sebelum menentukan batas kecekungandengan menentukan titik beloknya duluyaitu:f(x)=0Sebelumnya telah dibahas titik beloknyafungsifdi atas mempunyai 2 buahtitik belok pada selang0<x<2πx=3π4danx=7π4Melihat banyaknya titik belok, makaakan terdapat 3 selang kecekungan, yaitu:{10<x<3π423π4<x<7π437π4<x<2πKita ambil titik uji tiap selang di atasdan substitusikan ke turunan kedua fungsiff(π2)=(sinπ2+cosπ2)=1<0Sehingga pada selang ini, kurva cekung ke bawahf(π)=(sinπ+cosπ)=1>0Sehingga pada selang ini, kurva cekung ke atasf(11π6)=(sin11π6+cos11π6)=12123<0Sehingga pada selang ini, kurva cekung ke bawah



DAFTAR PUSTAKA

  1. Kurnia, N., dkk. 2018. Jelajah Matematika 3 SMA Kelas XII Peminatan MIPA. Bogor: YUDHISTIRA
  2. Noormandiri. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA


Contoh Soal 9 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 2)

41.Sebuah mesin diprogram untuk dapatbegerak tiap waktu mengikuti posisix=2cos3tdany=2cos2tdi manax,ydalamcm,dantdalam detikJika kecepatakan dirumuskan denganv=(vx)2+(vy)2,maka nilaivsaatt=30detikadalah...cm/detika.43b.211c.210d.6e.42Jawab:aDiketahui Kecepatan gerak mesin{x=2cos3xdxdt=6sin3ty=2cos2xdydt=4sin2tMaka kecepatan mesin saatt=30v=(vx)2+(vy)2v=(6sin3t)2+(4sin2t)2=(6sin3(30))2+(4sin2(30))2=(6(1))2+(4(123))2=36+12=48=16.3=43

42.Sebuah benda duhubungkan denganpegas dan bergerak sepanjang sumbuX dengan formula persamaan:x=sin2t+3cos2tJarak terjauh dari titikOyang dapatdicapai oleh benda tersebut adalah....a.1b.2c.3d.4e.5Jawab:bDiketahui gerak benda yang bergerakmengikuti formula:x=sin2t+3cos2tJarak terjauh dicapai saatx=dxdt=0x=2cos2t23sin2t=02cos2t=23sin2tsin2tcos2t=133tan2t=tan302t=30+k.180t=15+k.90{k=0,t=15k=1,t=105k=2,t=195k=3,t=285k=4,t=375dstAmbilt=15,maka nilaixnya adalah:x=sin2t+3cos2tx=sin2(15)+3cos2(15)x=12+3(123)x=12+32=2

43.Pada kurvay=sinxdibuatgaris singgung melalui titik(2π3,k)garis singgung tersebut memotongsumbu-X di A dan sumbu-Y di B.LuasAOBadalah....a.(3π+23)236b.(3π+33)236c.(3π+23)216d.(3π+23)218e.(3π+33)218Jawab:bPerhatikan ilustrasi berikut


.Misalkan koordinat titikP(2π3,k)maka,xp=2π3,yp=k=sin2π3=123Persamaan garis singgung di titik P:y=mxp(xxp)+yp{(2π3,k)=(2π3,123)mxp=dydx=y=cosxmxp=cos(2π3)=12Sehingga persamaan garis singgungnyay=(12)(x2π3)+1232y=x+2π3+123memotong sumbu-X, makayA=02yA=xA+2π3+30=xA+2π3+3xA=2π3+3memotong sumbu-Y, makaxB=02yB=xB+2π3+32yB=0+2π3+3yB=π3+123LuasAOB=[AOB]=xA.yB2=(2π3+3).(π3+123)2=16(2π+33).16(2π+33)=136(2π+33)2

44.Sebuah wadah penampung air hujanmemiliki ukuran sisi samping 3 m dansisi horisontal juga 3 m. Sisi sampingmembentuk sudutθ(0θπ2)dengan garis vertikal (lihat gambar)Nilaiθsupaya wadah dapat menampungair hujan maksimum adalah....
.a.π3b.π4c.π5d.π6e.π8Jawab:aSupaya memuat dapat maksimummaka luas penampang haruslahMAKSIMUM, yaitu
gambar 1
gambar 2
.Luas penampang=Luas Trapesiumdengan{t=3sinθn=3cosθLuas Penampang=12(sisi sejajar)×tL=12(6+2n)×tL=(3+n)×tL=(3+3cosθ)×3sinθL=9sinθ+9sinθcosθL=9sinθ+92sin2θSuapa luas penampangMAKSIMUMmakaL=dLdθ=0L=9cosθ+9cos2θ=09cosθ+9cos2θ=09cosθ+9(2cos2θ1)=02cos2θ+cosθ1=0(cosθ+1)(2cosθ1)=0cosθ=1atau2cosθ=1cosθ=1ataucosθ=12cosθ=cosπataucosθ=cosπ3θ=πatauθ=π3

45.Seseorang melempar bola dari atapsebuah rumah. Ketinggian bola saatt(detik)dinyatakan dengan persamaanh(t)=5+cos2πt.Kecepatan boladitentukan dengan formulav=dhdtBesar kecepatan bola saatt=0,25detik adalah....a.0b.πc.2πd.3πe.4πJawab:bDiketahuih(t)=5+cos2πt.makav=dhdt=2cosπt(sinπt).(π)v=πsin2πtSaatt=0,25=14,makabesar kecepatannya adalah:v=πsin2π(14)=πsinπ2=πTanda negatif menunjukkanarah kecepatan ke bawahKarena kecepatan merupakan salahsatu besaranVEKTOR

DAFTAR PUSTAKA
  1. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., & Akhmad G. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA
  2. Noormandiri. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan MAtematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA
  3. Sembiring, S., Zulkifli, M., Marsito, & Rusdi, I. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: SEWU









Contoh Soal 8 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 2)

36.Titik stasioner fungsif(x)=cos3xpada0xπadalah....a.(0,1),(π4,1),(π3,1),dan(π2,1)b.(0,1),(π3,1),(π2,1),dan(π,1)c.(π6,1),(π3,1),(π2,1),dan(2π3,1)d.(π6,1),(π3,1),(π2,1),dan(2π3,1)e.(0,1),(π3,1),(2π3,1),dan(π,1)Jawab:eDiketahuif(x)=cos3xf(x)=3sin3xStasioner fungsifsaatf(x)=0maka,sin3x=0sin3x=0sin3x=sin03x=0+k.2πatau3x=π+k.2πx=k.2π3ataux=π3+k.2π3k=0x=0ataux=π3k=1x=2π3ataux=πSekarang kita tentukan nilai dan titiknyax=0f(0)=cos3(0)=1(0,1)x=π3f(π3)=cos3(π3)=cosπ=1(π3,1)dan seterusnya

37.Titik stasioner fungsif(x)=sin(2xπ6)pada0xπadalah....a.(0,1)dan(π6,1)b.(π6,1)dan(π3,1)c.(π4,1)dan(π2,1)d.(π3,1)dan(5π6,1)e.(π2,1)dan(π,1)Jawab:dDiketahuif(x)=sin(2xπ6)f(x)=2cos(2xπ6)Stasioner fungsifsaatf(x)=0maka,2cos(2xπ6)=0cos(2xπ6)=0cos(2xπ6)=cosπ2(2xπ6)=±π2+k.2πx=π12±π4+k.π{x=π3+k.πx=π6+k.πk=0{x=π3x=π6(tm)k=1{x=4π3tmx=5π6Sekarang kita tentukan nilai dan titiknyax=π3f(π3)=sin(2.π3π6)=sinπ2=1=1(π3,1)x=5π6f(5π6)=sin(2.5π6π6)=sin3π2=1(5π6,1)

38.Nilaixpada titik stasionerfungsif(x)=x+sinxuntuk0x360adalah....a.90b.135c.150d.180e.360Jawab:dDiketahuif(x)=x+sinxf(x)=1+cosxStasioner fungsifsaatf(x)=0maka,1+cos=0cosx=1cosx=cos180x=±180+k.360k=0x={180mungkin180tidak mungkink=1x={540tidak mungkin180mungkin

39.Nilaiypada titik stasionerfungsif(x)=4cosx+cos2xuntuk0x360adalah....a.5dan3b.4dan2c.3dan5d.2dan4e.3dan5Jawab:cDiketahuif(x)=4cosx+cos2xf(x)=4sinx2sin2xStasioner fungsifsaatf(x)=0maka,4sinx2sin2x=04sinx4sinxcosx=04sinx(1+cosx)=0sinx(1+cosx)=0sinx=0atau1+cosx=0sinx=0ataucosx=1sinx=sin0ataucosx=cos180x={0+k.360180+k.360ataux={180+k.360180+k.360k=0x=0atau180Nilaiynyax=0f(0)=4cos0+cos2(0)=4+1=5x=180f(180)=4cos180+cos2(180)=4+1=3

40.Nilai stasioner fungsif(x)=sinx2cosxuntuk0x2πadalah....a.(π2,12)dan(π2,12)b.(π3,123)dan(π3,123)c.(π3,133)dan(2π3,133)d.(π3,133)dan(5π3,133)e.(π4,143)dan(3π4,143)Jawab:dDiketahuif(x)=sinx2cosxf(x)=2cosx1(2cosx)2Stasioner fungsifsaatf(x)=0maka,2cosx1(2cosx)2=02cosx1=0cosx=12cosx=cosπ3x=±π3+k.2πk=0x=±π3x={π3memenuhiπ3tidak memenuhik=1x=±π3+2πx={7π3tidak memenuhi5π3memenuhiTitiknya adalahx=π3f(π3)=sinπ32cosπ3=123212=133(π3,133)x=5π3f(5π3)=sin5π32cos5π3=123212=133(5π3,133)


Contoh Soal 7 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 2)

31.Fungsif(x)=sinxcosxdengan0<x<2πnaik pada interval....a.0<x<π4b.π4<x<2πc.3π4<x<7π4d.0<x<3π4atau7π4<x<2πe.0<x<π4atau3π4<x<2πJawab:dDiketahuif(x)=sinxcosxFungsifnaik, jikaf(x)>0Selanjutnyaf(x)=cosx+cosx=0sinx=cosxsinxcosx=1tanx=1tanx=tan3π4x=3π4±k.π k=0x=3π4k=1x=3π4±π=7π4k=2x=3π4±2π=tm++++03π47π42πambil titik ujix=12πuntukx=12πf(12π)=cos12π+sin12π=0+1=1(positif)untukx=32πf(32π)=cos32π+sin32π=01=1(negatif)untukx=116πf(116π)=cos116π+sin116π=12312(positif)

32.Fungsif(x)=sin2xdengan0<x<2πnaik pada interval....a.π2<x<πatau3π2<x<2πb.2π3<x<πc.0<x<π2atauπ<x<3π2d.4π3<x<2πe.π3<x<πatau4π3<x<2πJawab:cDiketahuif(x)=sin2xFungsifnaik, jikaf(x)>0Selanjutnyaf(x)=2sinxcosx=sin2x=0sin2x=0sin2x=sin02x=±k.2πatau2x=π±k.2πx=±k.πataux=π2±k.πk=0x=0ataux=π2k=1x=πataux=π2+π=3π2k=2x=2πataux=π2+2π=52π(tm)++++0π2π3π22πambil titik ujix=16πuntukx=16πf(16π)=sin2(16π)=sin13π=12(positif)untukx=34πf(34π)=sin2(34π)=1(negatif)

33.Fungsif(x)=cos22xuntuk0<x<360turun pada interval....a.45<x<90b.135<x<180c.225<x<270d.270<x<300e.315<x<360Jawab:df(x)=cos22xFungsifturun, jikaf(x)<0f(x)=2cos2x(sin2x)(2)=2sin4xSelanjutnya2sin4x=0sin4x=0sin4x=sin0{4x=0+k.360x=k.904x=180+k.360x=45+k.90k=0x=0ataux=45k=1x=90ataux=135k=2x=180ataux=225k=3x=270ataux=315k=4x=360ataux=405(tm)Gunakan titik uji padax=30untukf(30)=2sin4(30)=3(negatif)Gunakan titik uji padax=60untukf(60)=2sin4(60)=3(positif)Gunakan titik uji padax=120untukf(120)=2sin4(120)=3(negatif)Gunakan titik uji padax=150untukf(150)=2sin4(150)=3(positif)dan seterusnya...++++04590135180++++180225270315360

34.(SBMPTN 2015)Fungsif(x)=2sin2x+x32pada0<x<πturun pada interval....a.5π12<x<11π12b.π12<x<5π12c.2π3<x<5π6d.3π4<x<πe.3π4<x<3π2Jawab:cDiketahuif(x)=2sin2x+x32Fungsifturun, jikaf(x)<0f(x)=sin2x+123sin2x+x32=0sin2x+123=0sin2x=123sin2x=sin4π32x=4π3+k.2πatau2x=π4π3+k.2πx=2π3+k.πataux=π6+k.πk=0x=2π3ataux=π6(tm)k=1x=5π3ataux=5π6Gunakan titik uji padax=π2=90untukf(π2)=sin2(π2)+123sin2(π2)+(π2)32=+(positif)Gunakan titik uji padax=3π4=135untukf(3π4)=sin2(3π4)+123sin2(3π4)+(3π4)32=(negatif)++02π35π6

35.Fungsif(x)=sin2x+x2denganx>0turun pada interval....a.5π12<x13π12b.7π12<x<11π12c.π12<x<5π12d.7π6<x13π6e.7π6<x11π6Jawab:bDiketahuif(x)=sin2x+x2Fungsifturun, jikaf(x)<0f(x)=sin2x+122sin2x+x2=0sin2x+12=0sin2x=12sin2x=sin7π62x=7π6+k.2πatau2x=π7π6+k.2πx=7π12+k.πataux=π12+k.πk=0x=7π12ataux=π12(tm)k=1x=19π12ataux=11π12Gunakan titik uji padax=π2=90untukf(π2)=sin2(π2)+12sin2(π2)+(π2)2=+(positif)Gunakan titik uji padax=3π4=135untukf(3π4)=sin2(3π4)+12sin2(3π4)+(3π4)2=(negatif)++07π1211π12

Contoh Soal 6 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 2)

25.Persamaan garis singgung pada kurvay=3sinxpada titik yang berabsisπ3adalah....a.y=23(xπ3)223b.y=23(xπ3)+223c.y=32(xπ3)332d.y=32(xπ3)+332e.y=32(xπ3)322Jawab:dy=3sinx,saatx0=π3y0=3sin(π3)=3(123)=332kita cari gradienmsaaty,yaitu:m=y=3cosx,saatx0=π3m=3cos(π3)=3(12)=32Persamaan garis singgungnya adalah:y=m(xx0)+y0y=32(xπ3)+332

26.Kurvay=sinx+cosxuntuk0<x<πmemotong sumbu Xdi titik A. Persamaan garissinggung di titik A adalah....a.y=2(xπ4)b.y=2(xπ2)c.y=2(x3π4)d.y=2(xπ4)e.y=2(x3π4)Jawab:cKurva memotong sumbu Xdi titik A, berartiy=0sinx+cosx=0sinx=cosxsinxcosx=1tanx=1tanx=tan(3π4)x=3π4Jadi, titik A-nya:(3π4,0)dan nilai gradienm=y,yaitu:m=cosxsinxm=cos(3π4)sin(3π4)m=122122=2Persamaan garis singgung di A:y=m(xx0)+y0y=2(x3π4)+0y=2(x3π4)

27.Persamaan garis singgung padakurvay=sec2xpada titik yangberabsisπ3adalah....a.y=83(xπ3)4b.y=83(xπ3)+4c.y=83(xπ3)4d.y=83(xπ3)+4e.y=43(xπ3)4Jawab:by=sec2x,saatx0=π3y0=sec2(π3)=(2)2=4kita cari gradienmsaaty,yaitu:m=y=2sec2xtanx,saatx0=π3m=2sec2(π3)tan(π3)=2(4)3=83Persamaan garis singgungnya adalah:y=m(xx0)+y0y=83(xπ3)+4

28.Kurva berikut yang memilikigaris singgung dengan gradien43adalah....a.y=2sinxpada titik(π3,3)b.y=cos2xpada titik(π12,12)c.y=tanxpada titik(π,0)d.y=2secxpada titik(π3,2)e.y=cotxpada titik(π4,1)Jawab:day=2sinxm=2cosπ3y=2cosxm=2.12=1by=cos2xm=2sin2(π12)y=2sin2xm=2.12=1cy=tanxm=sec2(π)y=sec2xm=(1)2=1dy=2secxm=2sec(π3)tan(π3)y=2secxtanxm=2.2.3=43ey=cotxm=csc2(π4)y=csc2xm=(2)2=2

29.Persamaan garis singgung padakurvay=secxdi titik yangberabsisπ4adalah....a.y=3x3π4+3b.y=3x+3π4+3c.y=2x2π4+2d.y=2x+2π4+2e.y=2x2π4+3Jawab:cy=secx,saatx0=π4y0=sec(π4)=2kita cari gradienmsaaty,yaitu:m=y=secxtanx,saatx0=π4m=sec(π4)tan(π4)=2.1=2Persamaan garis singgungnya adalah:y=m(xx0)+y0y=2(xπ4)+2y=2x2π4+2

30.Persamaan garis singgung padakurvay=sinx+cosxdi titik yangberabsisπ2akan memotong sumbuY dengan ordinatnya berupa....a.π2+1b.π21c.1π2d.2+π2e.2π2Jawab:ay=sinx+cosx,saatx0=π2y0=sin(π2)+cos(π2)=1+0=1kita cari gradienmsaaty,yaitu:m=cosxsinxm=cos(π2)sin(π2)m=01=1Persamaan garis singgungnya adalah:y=m(xx0)+y0y=1(xπ2)+1y=x+π2+1Ordinat garis singgungnya saatmemotong sumbu-Y adalah:x=0,makay=0+π2+1=π2+1

Lanjutan Materi (9) Turunan Pertama Fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

MENYELESAIKAN MASALAH YANG MELIBATKAN TURUNAN PERTAMA FUNGSI TRIGONOMETRI

(APLIKASI TITIK STASIONER)

1.Masalah Maksimum minimum2.Kecepatan dan percepatan

Aplikasi dari titik stasioner ini yang sering muncul dalam kasus maksimum-manimum khususnya berkaitan dengan fungsi trigonometri di samping juga masalah kecepatan dan percepatan. Berikut ilustrasi contoh-contohnya

CONTOH SOAL

1.Perhatikanlah gambar berikutGambar di bawah menunjukkantrapesium PQRS denganPS=RS=QR=4cmdanSPQ=RQB=2θradiandenganθsudut lancip

.a.Nyatakanlah luas trapesiumdalam fungsiθb.Tentukanlah besarθagarluas trapesium maksimumJawab:aLuas Trapesium=12×jmlh sisi sjjr×tinggiLTrapesium=(PQ+SR2)×SALT=(PA+4+BQ+42)×4sin2θ=(4cos2θ+4+4cos2θ+4)×2sin2θ=(8+8cos2θ)×4sinθcosθ=(8(1+cos2θ))×4sinθcosθ=(8(2cos2θ))×4sinθcosθ=64sinθcos3θbSupaya luas maksimum adalahnilai stasioner fungsi luas=0yaitu:LT=0LT=U.V{U=64sinθV=cos3θLT=UV+UV=64cosθ.cos3θ+64sinθ(3cos2θsinθ)=64cos2θ(cos2θ3sin2θ)Karena syarat luas maksimumLT=0,maka64cos2θ(cos2θ3sin2θ)=064cos2θ=0V(cos2θ3sin2θ)=0cosθ=0cos2θ=3sin2θθ=π2sin2θcos2θ=13tan2θ=13tanθ=13tanθ=133θ=π6=30Jadi,θ=π6

2Sebuah partikel bergerak mengikutisebuah lintasan yang dinyatakan dalams=6cos3t+sin2t+t2+5dalam meterJika waktu yang ditempuh dalamtdetiktentukanlah kecepatan saatt=π2detikJawab:Diketahuiv=dsdtmaka,v=18sin3t+2sintcost+2tKecepatan saatt=π2detikv=18sin3t+sin2t+2tv=18sin3(π2)+sin2(π2)+2(π2)=18(1)+0+π=18+π

DAFTAR PUSTAKA
  1. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., & Akhmad G. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  2. Noormandiri. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.



 

Lanjutan Materi (8) Turunan Pertama Fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

 MASALAH YANG MELIBATKAN TURUNAN PERTAMA FUNGSI TRIGONOMETRI

G. Nilai Stasioner

Jika fungsi  y=f(x)  kontinu dan diferensiabel di  x=f(a)=0 , maka fungsi tersebut mempunyai nilai stasioner di  x=a.

a.Suatu fungsi memiliki nilai stasioneradalahf(x)=0untuk suatu nilaixbJika fungsif(x)mempunyai nilaif(a)dix=a,maka titik(a,f(a))adalahtitik stasioner

Selanjutnya titik stasioner disebut juga dengan titik kritis atau titik ekstrim dan titik stasioner ini terbagi dalam 3 macam

  • titik maksimum
  • titik minimum, dan 
  • titik belok
Sebagai ilustrasi pada fungsi trigonometri, perhatikanlah ilustrasi fungsi sinus berikut

Stasionerf(x)=0saatx=aMaksimumNilaimaksimum=f(a)titiknya=(a,f(a))atauf(x)<0Pada contoh di atasTitik A,C,EMinimumNilaiminimum=f(a)titiknya=(a,f(a))atauf(x)>0Pada contoh di atasTitik B,DBelokNilaibelok=f(a)titiknya=(a,f(a))atauf(x)=0Pada contoh di atasTitik(π,0)(0,0),(π,0),(2π,0)

Sebagai catatan bahwa, nilai maksimum dan minimum yang telah di dapatkan sampai dengan memasukkan titik ujinya adalah sebenarnya titik maksimum atau minimum LOKAL dalam selang yang diberikan. Supaya menjadi nilai maksimum atau minimum mutlak, maka nilai-nilai dari nilai stasioner ini harus dibandingkan dengan nilai-nilai FUNGSI pada titik-titik ujung intervalnya yang diberikan tersebut.

CONTOH SOAL

Pada contoh soal LANJUTAN MATERI (7) lihat di sini tentang fungsi naik fungsi turun

1.Tentukanlah semua titik stasionerberikut jenisnya dari fungsif(x)=sinx+cosxdengan0x2πJawab:Diketahuif(x)=sinx+cosxf(x)=cosxsinxSaatf(x)=0,f(x)=cosxsinx=0cosx=sinxcosx=cos(π2x)x=±(π2x)+k.2π{x+x=π2+k.2π,atauxx=π2+k.2πmaka{x=π4+k.π,atau0=π2+k.2π(tidak memenuhi)Sehingga ada dua absis yang memenuhisebagai titik STASIONER,yaitux=π4danx=5π4untukx=π4f(π4)=sin(π4)cos(π4)=122+122=2untukx=5π4f(5π4)=sin(5π4)+cos(5π4)=122122=2Jadi titik stasionernya:(π4,2)&(5π4,2)Langkah berikutnya gunakanlah titikuji di sekitar nilai stasioner yaitu:0π4π5π42πSelanjutnyaUntukf(x)=cosxsinxx=0f(0)=cos0sin0=1+0=1>0(positif)x=πf(π)=cosπsinπ=1+0=1<0(negatif)x=0f(2π)=cos2πsin2π=1+0=1>0(positif)x0π4π5π42πf(x)+00+Garfik//____Dari tabel di atas didapatkan{(π4,2)titik balik maksimum(5π4,2)titik balik minimum

Sebagai CATATAN bahwa:Nilai ujung intervalnya adalah:{x=0f(0)=sin0+cos0=0+1=1titiknya(0,1)x=2πf(2π)=sin2π+cos2π=0+1=1dan titiknya(2π,1)

2.Tentukanlah semua titik stasionerberikut jenisnya dari fungsif(x)=sin2xdengan0x2πJawab:Diketahuif(x)=sin2xf(x)=2cos2xStasioner saatf(x)=02cos2x=0cos2x=0cos2x=cosπ22x=±π2+k.2πx=±π4+k.πsaatk=0,x=π4saatk=1,x=5π4danx=3π4saatk=2,x=7π4Nilai stasionernya dari absis di atas:f(π4)=sin2(π4)=1f(3π4)=sin2(3π4)=1f(5π4)=sin2(5π4)=1f(7π4)=sin2(7π4)=1SILAHKAN LANJUTKAN SENDIRI


Lanjutan Materi (7) Turunan Pertama Fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

MASALAH YANG MELIBATKAN TURUNAN PERTAMA FUNGSI TRIGONOMETRI

F. Fungsi Naik dan Fungsi Turun

Dalam menentukan interval-interval di mana fungsi naik atau turun perhatikan dulu ilustrasi berikut ini
Fungsi di atas adalah fungsi y=f(x)=sinx  untuk  0<x<π  yang memepunya sumbu simetri di  x=π2=0,5π. Semua garis singgung yang berada di sebelah kiri sumbu simetri akan mempunyai nilai positif dan semunya garis singgung yang berada di sebelah kanan sumbu simetri bernilai negatif tetapi garis singgung yang tepat pada sumbu simetri memiliki nilai nol.
Pada bahasan sebelumnya-lihat di sini-telah dijelaskan bahwa gradien suatu garis singgung seperti disinggung di atas merupakan nilai dari turunan fungsi pada titik singgung tersebut.
Perhatikanlah gambar ilustrasi berikut

Untuk  
m=f(x)>0(tanda positif)

m=f(x)=0

m=f(x)<0(tanda negatif)


Selanjutnya perhatikan tabel berikut
IntervalNilaiKeteranganx<π2f(x)>0fungsifnaikx=π2f(x)=0tidak naik/turunx>π2f(x)<0fungsifturun

CONTOH SOAL

1.Tentukanlah interval ketika fungsif(x)=sinx+cosxdengan0<x<2πa.naikb.turunJawab:Diketahuif(x)=sinx+cosxf(x)=cosxsinxSaatf(x)=0,f(x)=cosxsinx=0cosx=sinxcosx=cos(π2x)x=±(π2x)+k.2π{x+x=π2+k.2π,atauxx=π2+k.2πmaka{x=π4+k.π,atau0=π2+k.2π(tidak memenuhi)Sehingga nilaixyang memenuhi:x=π4danx=54π0π45π42πPilih titik uji bebas, misalkanx=π6,x=π3,danx=3π2untukx=π6f(x)=cos(π6)sin(π6)=12312(positif)untukx=π3f(x)=cos(π3)sin(π3)=12123(negatif)dan untukx=3π2f(x)=cos(3π2)sin(3π2)=0(1)=1(positif)++++0π45π42πBerdasarkan garis bilangan di atasfnaik pada:0<x<π4atau5π4<x<2πfturun pada:π4<x<5π4

2.Tentukanlah interval ketika fungsif(x)=cos2xdengan0<x<360a.naikb.turunJawab:f(x)=cos2xf(x)=2cosx(sinx)=2sinxcosx=sin2xSaatf(x)=0sin2x=0sin2x=0sin2x=sin02x=0+k.360x=0+k.180k=0x1=180k=1x2=3602x=180+k.360x=90+k.180k=0x3=90k=1x4=270Lalau kita buat diagram nilaif(x)nya++++090180270360Berdasar garis bilangan di atas(untuk mengecek gunakan titik uji)maka fungsif(x)naik90<x<180dan270<x<360turun0<x<90dan180<x<270


DAFTAR PUSTAKA
  1. Noormandiri. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA