Tampilkan postingan dengan label Derivative of the trigonometric function. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Derivative of the trigonometric function. Tampilkan semua postingan

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










Lanjutan Materi (6) Turunan Pertama Fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

MASALAH YANG MELIBATKAN TURUNAN PERTAMA FUNGSI

E. Persamaan Garis Singgung

1. Fungsi Aljabar

Perhatikanlah gambar berikut!


Perhatikanlah kurva di atas, yaitu sebuah gambar grafik fungsi kuadrat  f(x)=x22x+1. Misalkan kita menginginkan garis mana yang merupakan persamaan garis singgung di titik (2,1)?
Ada 2 unsur penting dalam menentukan persamaan garis singgung, yaitu:
  • titik singgung
  • gradien (kemiringan) dari garis singgung itu sendiri, yaitu : m=dydx
Karena salah satu unsur penentuan persamaan garis singgung telah diketahui, yaitu sebuah titik singgung, langkah berikutnya kita tinggal mencari gradien. Dalam hal ini gradien dari garis singgung diperoleh dengan memasukkan absis seteleh kurva singgung itu diturunkan pertama dan kadang dituliskan dengan notasi  Leibniz  m=(dydx)x=a atau kadang juga dituliskan dengan bentuk notasi m=dydx|x=a. Untuk mempermudah, oerhatikanlah kurva di atas, dari keempat garis lurus yang ada, tidak semunya menyinggung. Karena sebagian bahkan berpotongan dengan kurva. Walaupun antara titik potong dan titik singgung sama, tetapi cara mendapatkannya berbeda. Sementara kita fokus pada aplikasi turunan pertama pada suatu kurva. Coba kita perjelas lagi dengan menyertakan persamaan keempat garis lurusnya berikut

Mari kita tentukan persamaan garis singgung kurva di atas dari keempat garis lurus itu, garis yang mana?
Persamaan Garis Singgung kurva dituliskan sebagai: y=m(xa)+b, dengan  (a,b)  adalah titik singgung. Kada titik singgung juga dituliskan dengan  (a,f(a)).

Sehingga persamaan garis singgung kurva di atas adalah:
f(x)=y=x22x+1=(x1)2m=2x2(dydx)x=2=m=2(2)2=42=2makapersamaan garis singgung kurvanyay=m(xa)+b=2(x2)+1=2x4+1y=2x3.
Jadi, garis pada gambar di atas yang merupakan garis singgung kurva yang dimaksud adalah garis g3:y=2x3.

2. Fungsi Trigonometri

Tidak jauh berbeda dengan fungsi aljabra, maka pada fungsi trigonometri berlaku sifat yang sama yang membedakan hanyanya kurvanya serta sumbu X (letak absis).

Sebagai misal kita diberikan sebuah fungsi trigonometri  f(x)=y=sin2x. Jika dituntut untuk menunjukkan persamaan garis singgung di titik yang berabsis  π2, maka kita juga dapat dengan mudah menentukannya.
Perhatikan uraian berikut sebagai pembahasan dari permasalahan di atas.
Diketahuix=a=π2Kita mencari titik singgungnya dulu, yaituf(a)=sin2(π2)=sinπ=0,(a,f(a))=(π2,0)f(x)=y=sin2xm=2cos2x......(turunan pertama)(dydx)x=π2=m=2cos2(π2)=2cosπ=2.(1)=2makapersamaan garis singgung kurvanyay=m(xa)+b=2(xπ2)+0=2x+π

DAFTAR PUSTAKA
  1. Kurnia, N. 2018. Jelajah Matematika 3 SMA Kelas XII Peminatan MIPA. Bogor: Yudhistira.
  2. Tampomas, H. 1999. SeribuPena Matematika SMU Kelas 2. Jakarta: ERLANGGA
  3. Wirodikromo, S. 2007. Matematika Jilid 2 IPA untuk Kelas XI. Jakarta: ERLANGGA.




 







Contoh Soal 5 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 1)

21.Turunan pertama dari fungsig(x)=sinxcosx+cosxsinxadalah....a.1cos2x1sin2xb.1cos2x+1sin2xc.1sin2xcos2xd.1sin2xcos2xe.sin2xcos2xJawab:aDiketahuig(x)=sinxcosx+cosxsinx=sin2x+cos2xsinxcosx=1sinxcosxmakag(x)=0.(sinxcosx)1.(cos2xsin2x)(sinxcosx)2=sin2xcos2xsin2xcos2x=1cos2x1sin2x

22.Diketahuih(x)=cos(3x),makadhdxa.3sin3xb.3x2sin3xc.3xsin3xd.3x2sin3xe.3xsin3xJawab:dcos3x=sin3x(0.(x)3.1x2)=(3)x2sin3x=3x2sin3x

23.Turunan pertama daritan(cosx),terhadapxadalah....a.sec2(cosx)sinxb.sec2(cosx)sinxc.sec2(sinx)cosxd.sinxe.sinxJawab:aMisalkany=tanx(cosx)y=sec2(cosx)×(sinx)=sec2(cosx).sinx

24.(UN 2005)Turunan pertama darif(x)=cos2(3x2+5x)3adalah....a.23cos.13(3x2+5x)sin(3x2+5x)b.23(6x+5)cos.13(3x2+5x)c.23cos.13(3x2+5x)sin(3x2+5x)d.23(6x+5)tan(3x2+5x)cos2(3x2+5x)3e.23(6x+5)tan(3x2+5x)cos2(3x2+5x)3Jawab:dMisalkanf(x)=cos2(3x2+5x)3f(x)=cos.23(3x2+5x)=23cos.12(3x2+5x)×(sin(3x2+5x))×(6x+5)=23(6x+5)cos.13(3x2+5x)sin(3x2+5x)=23(6x+5)cos.23(3x2+5x)×cos1(3x2+5x)×sin(3x2+5x)=23(6x+5)tan(3x2+5x)cos2(3x2+5x)3

Contoh Soal 4 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 1)

16.Turunan pertama darif(x)=1cosxxadalah....a.xsinx+cosx+1x2b.xcosx+sinx1x2c.xsinxcosx+1x2d.xsinx+cosx1x2e.xcosxsinx+1x2Jawab:dDiketahuif(x)=1cosxxGunakan formulay=uvy=uvu.vv2u=1cosxu=sinxv=xv=1makaf(x)=sinx.(x)(1cosx).1x2=xsinx+cosx1x2

17.Turunan pertama darif(x)=tanxcosxadalah....a.1+cos2xcos3xb.1cosxcos3xc.1+sin2xcos3xd.1+sinxcos3xe.1sin2xcos3xJawab:cDiketahuif(x)=tanxcosxGunakan formulay=uvy=uvu.vv2u=tanxu=sec2xv=cosxv=sinxmakaf(x)=sec2x.(cosx)(tanx).(sinx)cos2x=sec2x.cosx+tanxsinxcos2x=(1cos2x)cosx+(sinxcosx)sinxcos2x=1cosx+sin2xcosxcos2x=1+sin2xcos3x

18.Turunan pertama darig(t)=cost+2tsintadalah....a.2sint+2tcost1sin2tb.2sint2tcost+1sin2tc.2sint+2tcost+1sin2td.2sint2tcost1sin2te.2sint+2tcost1sin2tJawab:dDiketahuig(t)=cost+2tsintGunakan formulay=uvy=uvu.vv2u=cost+2tu=sint+2v=sintv=costmakag(t)=(sint+2)(sint)(cost+2t)(cost)sin2t=sin2t+2sintcos2t2tcostsin2t=t+2sint2tcostsin2tcos2tsin2t=t+2sint2tcost(sin2t+cos2t)sin2t=2sint2tcost1sin2t

19.Turunan pertama darih(x)=sinxsinx+cosxadalah....a.1cos2xsin2xb.1sin2xcos2xc.1(sinx+cosx)2d.sin2xcos2xe.1Jawab:cDiketahuih(x)=sinxsinx+cosxGunakan formulay=uvy=uvu.vv2u=sinxu=cosxv=sinx+cosxv=cosxsinxmakah(x)=cosx.(sinx+cosx)sinx.(cosxsinx)(sinx+cosx)2=cosxsinx+cos2xsinxcosx+sin2x(sinx+cosx)2=sin2x+cos2x(sinx+cosx)2=1(sinx+cosx)2

20.Diketahuif(x)=sinxcosxtanx.Nilaiturunan pertama fungsifsaatx=45adalah....a.122b.123c.1d.2e.3Jawab:dDiketahuif(x)=sinxcosxtanxGunakan formulay=uvy=uvu.vv2u=sinxcosxu=cosx+sinxv=tanxv=sec2xmakaf(x)=(cosx+sinx).tanx(sinxcosx).sec2xtan2xf(45)=(122+122).1(122122).(2)212=201=2

Contoh Soal 3 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 1)

11.Turunan pertama fungsih(x)=5sinxcosxadalahh(x)=....a.5sin2xb.5cos2xc.5sin2xcosxd.5sin2xcos2xe.5sin2xcosxJawab:bDiketahuih(x)=5sinxcosxh(x)=52(2sinxcosx)=52sin2xh(x)=52(cos2x).(2)=5cos2x

12.Turunan pertama fungsik(x)=cosxtanxadalahk(x)=....a.sinxcotx+cosxsec2xb.sinxtanx+cosxsec2xc.sinxtanxcosxsec2xd.1+sin2xcosxe.1+sin2xcosxJawab:bDiketahuik(x)=cosxtanxgunakan formulay=u.vy=uv+u.vu=cosxu=sinxv=tanxv=sec2xmakak(x)=(sinx)tanx+cosx.(sec2x)=sinxtanx+cosxsec2x

13.Jika diketahuif(x)=|tanx|,makadydxsaatx=k,di mana12π<k<πadalah....a.sinkb.coskc.sec2kd.sec2ke.cotkJawab:cDiketahuif(x)=|tanx|saatx=kdengan12π<k<πadalah:f(x)=|tanx|,maka saatx=kf(k)=|tank|=tank,karena di12π<k<πdydx=f(k)=sec2k

14.Turunan pertamag(x)=|cosx|adalahg(x)=....a.|sinx|b.sinxc.sin2x2|cosx|d.sin2x2|cosx|e.|sinx|Jawab:dDiketahuig(x)=|cosx|=cos2x=(cos2x).12g(x)=12(cos2x).12.(2cosx).(sinx)=2sinxcosx2(cos2x).12=sin2x2cos2x=sin2x2|cosx|

15.Turunan pertama darif(x)=sinxxadalah....a.xcosx+sinxx2b.xcosxsinxx2c.xcosxsinxx2d.cosxxsinxx2e.cosx+xsinxx2Jawab:bDiketahuif(x)=sinxxGunakan formulay=uvy=uvu.vv2u=sinxu=cosxv=xv=1makaf(x)=cosx.(x)sinx.1x2=xcosxsinxx2

Contoh Soal 2 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 1)

6.Turunan pertamaq(x)=sin2x+cos2xadalahq(x)=....a.cos2xsin2xb.2cos2x2sin2xc.cosxsinxd.2cosx2sinxe.0Jawab:eq(x)=sin2x+cos2xgunakan formula identitas:sin2x+cos2x=1Sehingga soal di atas dapat dituliskan menjadiq(x)=1,makaq(x)=0ingat bahway=adydx=0

7.Nilai darilimh0sin(π3+h)sinπ3hadalah....a.123b.12c.0d.12e.123Jawab:cDarisoal diketahui:f(x)=sinπ3Nilai darilimh0sin(π3+h)sinπ3hartinya bermakna, berapkahf(x)?makaf(x)=0

8.Jikaf(x)=8xsin3x,maka nilailimh0f(x+h)f(x)hadalah....a.4x23cos2xb.8x3sin2xcosxc.83sin2xcosxd.8+sin2xcosxe.3sin2xcosxJawab:cDiketahui dari soalf(x)=8xsin3xmakanilai darilimh0f(x+h)f(x)h=f(x)f(x)=83sin2xcosx

9.Turunan pertama fungsif(x)=sinx,adalahf(x)=....a.12sinxb.cosxsinxc.cosx2sinxd.sinx2cosxe.2cosxsinxJawab:cDiketahuif(x)=sinx=sin.12xf(x)=12(sin.12x).(cosx)=cosx2sin.12x=cosx2sinx

10.Jikag(x)adalah turunan pertamafungsig(x)dengang(x)=5tan2x,makag(x)=....a.10cos2xsinxb.10sin2xcosxc.10sinxcos3xd.10cos3xsinxe.10sin2xcos2xJawab:cDiketahuig(x)=5tan2xg(x)=5(2tanx).(sec2x)=10tanx×(1cos2x)=10(sinxcosx)×(1cos2x)=10sinxcos3x

Contoh Soal 1 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 1)

1.Diketahuif(x)=2cosx2020Turunan pertama fungsif(x)adalah....a.2sinxb.2sinxc.2sinx2020xd.2sin2xe.2cosx2020xJawab:bf(x)=2cosx2020f(x)=2sinx

2.Jikaf(x)adalah turunan pertama darifungsif(x)=sin7x,makaf(x)=....a.7cos6xb.7cos7xc.7sin6xcosxd.7cos6xsinxe.7cos6xsin6xJawab:cf(x)=sin7xgunakan formula:y=a.uny=n.a.un1.uf(x)=7sin6x(cosx)=7sin6xcosx

3.Turunan pertama fungsig(x)=5sin3xadalahg(x)=....a.5sin2xcosxb.5sin2cos2xc.15sin2xcosxd.15cos3xe.15sin4xJawab:cg(x)=5sin3xgunakan formula:y=a.uny=n.a.un1.ug(x)=5(3sin2x)(cosx)=15sin2xcosx

4.Jikah(x)=4x3+sinx+cosxmakah(x)=....a.12x2+cosxsinxb.12x2cosx+sinxc.4x3cosxsinxd.4x3sinxcosxe.12x3+cosx+sinxJawab:ah(x)=4x3+sinx+cosxgunakan formula:y=a.uny=n.a.un1.upadafungsi aljabarnya, yaitu:y=4x3y=12x2sedangkan fungsi transendennya mengikutiturunan fungsi trigonometri biasa. Sehinggaf(x)=12x2+cosxsinx

5.Jikap(x)=cos4x,maka nilaimakap(π3)=....a.0b.3c.123d.143e.1Jawab:dp(x)=cos4xp(x)=4cos3x.(sinx)=4cos3xsinxp(π3)=4cos3(π3).sin(π3)=4cos360×sin60=4(12)3×(123)=4163=143

Lanjutan Materi (5) Turunan fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

 D. Aturan Rantai Turunan Fungsi Trigonometri

Jika fungsi  y=(fg)(x)=f(g(x))=f(u)  dengan  u=g(x), maka turunan dari fungsi komposisi tersebut adalah:

y=(fg)(x)=f(g(x))×g(x)ataudydx=dydu×dudx

Perluasan dari teorema di atas, adalah berikut:

Diberikan y=(fgh)(x)=h(f(g(x)))=f(u)  dengan  u=g(v)  dan  v=h(x), maka turunan pertama dari fungsi komposisi tersebut adalah:

y=(fgh)(x)=f(g(h(x)))×g(h(x))×h(x)ataudydx=dydu×dudv×dvdx

CONTOH SOAL

1.Tentukan turunan pertama darif(x)=sin20(8x5+π)Jawab:f(x)=sin20(8x5+π)=(sin(8x5+π))20Dimisalkany=u20,denganu=sin(8x5+π)sertau=sinvdanv=(8x5+π),makadydu=20u19=20sin19(8x5+π),dudv=cosv=cos(8x5+π),dvdx=40x4Sehinggaf(x)=dydx=dydu×dudv×dvdx=20sin19(8x5+π)×cos(8x5+π)×40x4=800x4sin19(8x5+π)cos(8x5+π)atau kalau ingin langsungan sajaTentunya jika Anda sudah lancar adalahf(x)=sin20(8x5+π)f(x)=20(sin19(8x5+π))×cos(8x5+π)×(40x4)=800x4sin19(8x5+π)cos(8x5+π)

2.Tentukan turunan pertama darig(x)=cos3(x2π)5Jawab:g(x)=cos3(x2π)5=cos.35(x2π)Dimisalkany=u.35,denganu=cos(x2π)sertau=cosvdanv=(x2π),makadydu=35u.25=35cos.25(x2π),dudv=sinv=sin(x2π),dvdx=2xSehinggag(x)=dydx=dydu×dudv×dvdx=35cos.25(x2π)×(sin(x2π))×(2x)=6xsin(x2π)5cos.25(x2π)=6xsin(x2π)5cos2(x2π)5atau kalau ingin langsungan sajag(x)=cos3(x2π)5=cos.35(x2π)g(x)=35cos.25(x2π)×(sin(x2π))×(2x)=6xsin(x2π)5cos.25(x2π)=6xsin(x2π)5cos2(x2π)5

3.Tentukan turunan pertama darih(x)=cos(sinx2020)Jawab:h(x)=cos(sinx2020)Dimisalkany=cos(sinx2020)=cosu,denganu=sinx2020=sinv,sertav=x2020makadydu=sinu=sin(sinx2020),ataudy=sinudududv=cosvataudu=cosvdvdvdx=2020x2019ataudv=2020x2019dxSehinggah(x)=dydx=dydu×dudv×dvdx=sin(sinx2020)×cosx2020×(2020x2019)=2020x2019sin(sinx2020)cosx2020ataudy=sinudu=sinu×cosvdv=sinu×cosv×(2020x2019)dxdydx=sinu×cosv×(2020x2019)=.......(tinggal dimasukkan)

DAFTAR PUSTAKA

  1. Wirodikromo, S. 2007. Matematika Jilid 2 IPA untuk Kelas XI Berdasarkan Standar Isi 2006. Jakarta: ERLANGGA.



Lanjutan Materi (4) Turunan fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

 C. Sifat-Sifat Turunan Fungsi Trigonometri

Sebelumnya silahkan ingat kembali pada dalil-dalil yang berlaku pada materi turunan fungsi aljabar di kelas XI, maka turunan fungsi trigonometri pun serupa, yaitu:

NoFungsiTurunan Pertama1.y=k.uy=k.u2.y=u±vy=u±v3.y=u.vy=v.u+u.v4.y=k.un=n.k.u(n1).u5.y=uvy=u.vu.vv2

Selanjutnya untuk turunan pertama fungsi di atas semisal fungsi  y=f(x) diturunkan terhadap  x, maka turunan pertamnya dapat dituliskan dengan

y=dydx=f(x)=limh0f(x+h)f(x)h

dan untuk turunan keduanya dari fungsi di atas adalah:

y=d2ydx2=f(x)atau kadang dituliskandf(x)dx=d2fdx2

Selanjutnya perhatikanlah tabel berikut

TurunanNotasiPertamay=f(x)=dydx=dfdxKeduay=f(x)=d2ydx2=d2fdx2Ketigay=f(x)=d3ydx3=d3fdx3Ke-nyn=fn(x)=dnydxn=dnfdxn

CONTOH SOAL

1.Tentukanlah turunan pertama daria.y=sin2xb.y=cos4xc.y=sin2xd.y=cos4xe.y=sinxf.y=5cos2xg.y=7tanxh.y=3sin3xi.y=10cos5xj.y=4tan2xk.y=cosxl.y=2sinx+5xm.y=3cos2x+2x2n.y=cscx2tan2x+4x

.JawabTurunan pertamanya masingfungsidi atas adalah berikut:(a).y=sin2xy=2cos2x(b).y=cos4xy=4sin4x(c).y=sin2xy=2sinxcosx,atau boleh juga=sin2x(d).y=cos4xy=4cos3(sinx)=4cos3x.sinx(e).y=2sinxy=2cosx(f).y=5cos2xy=5(sin2x.(2))=10xsin2x(g).y=7tanxy=7sec2x(h).y=3sin3xy=3.(3sin2x).(cosx)=9sin2xcosx(i).y=10cos5xy=5(10cos4x).(sinx)=50cos4xsinx(j).y=4tan2x=2(4tanx).(sec2x)=8tanxsec2x(k).y=cosx=cos.12xy=12(cos.12x).(sinx)=12cos.12xsinx=sinx2cosx(l).y=2sinx+5xy=2cosx+5(m).y=3cos2x+2x2y=2(3cosx).(sinx)+4x=6cosxsinx+4x,atau=3sin2x+4x=4x3sin2x(n).y=cscx2tan2x+4x=cscxcotx2(2tanx).(sec2x)+4=cscxcotx4tanxsec2x+4

2.Jika diketahuia.f(x)=1+sinxcosx.Tentukanlahf(x)b.g(x)=sinx+cosxcosx.Tentukanlah nilaisaatx=π6c.h(x)=sinxtanx.Tentukanlah nilaisaatx=45d.k(x)=sinx+ncosxdank(π3)=0.Tentukanlah nilainJawab:

.2.(a)diketahuif(x)=1+sinxcosxgunakan formulay=uvy=uvuvv2f(x)=(cosx)(cosx)(1+sinx)(sinx)cos2x=cos2x+sinx+sin2xcos2x=cos2x+sin2x+sinxcos2x=1+sinxcos2x=1cos2x+sinxcos2x=1cos2x+1cosx.sinxcosx=sec2x+secxtanx

.2.(b)diketahuig(x)=sinx+cosxcosxgunakan formulay=uvy=uvuvv2g(x)=(cosxsinx)(cosx)(sinx+cosx)(sinx)cos2x=cos2xsinxcosx+sinx+sin2x+sinxcosxcos2x=cos2x+sin2xcos2x=1cos2xg(π6)=1cos2(π6)=(1cos(π6))2=(1cos30)2=(1123)2=(23)2=43Jika Anda tidak terganggu dengan nilaiperbandingan trigonometri, Anda bisa langsung sajake jawabannya, yaitu43

.2.(c)diketahuih(x)=sinxtanxgunakan formulay=u.vy=u.v+u.vh(x)=cosx.(tanx)+sinx.(sec2x)h(45)=cos(45)tan(45)+sin(45)sec2(45)=(122).1+(122)(2)2=122+2=322

.2.(d)diketahuik(x)=sinx+ncosxk(x)=cosxnsinx,dengank(π3)=0k(π6)=cos(π3)nsin(π3)0=cos60nsin60=12n(123)n(123)=12n=12123n=13×33n=133

3.Diketahui fungsiy=12sin2x.TentukanlahTurunan pertama, kedua, ketiga, keempat,dan kelima dari fungsi tersebut di atasJawab:y=12sin2xTurunan pertamadydx=2(12sin1x)×cosx=sinxcosx=12(2sinxcosx)=12sin2xTurunan keduanyad2ydx2=12(cos2x).(2)=cos2xTurunan ketiganyad3ydx3=sin2x.(2)=2sin2xTurunan keempatnyad4ydx4=2cos2x.(2)=4cos2xTurunan kelimanyad5ydx5=4(sin2x),(2)=8sin2xTurunan keenamnyad6ydx6=8cos2x.(2)=16cos2x


DAFTAR PUSTAKA

  1. Kurnia, N. 2018. Jelajah Matematika 3 SMA Kelas XII Peminatan MIPA. Bogor: Yudhistira
  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: SRIKANDI EMPAT.
  4. Tasari, Aksin, N., Miyanto & Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: INTAN PARIWARA.
  5. Wirodikromo, S. 2007. Matematika Jilid 2 IPA untuk Kelas XI Berdasarkan Standar Isi 2006. Jakarta: ERLANGGA.





Lanjutan Materi (3) Turunan fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

Selanjutnya saat kita masih kukuh menggu nakan rumus semual, maka saat menentukan turunan pertama fungsi  tanx, kita akan ketemu bentuk sin(x+h)cosx  dan cos(x+h)sinx, maka saat ketemu bentuk itu kita gunakan rumus:

{sinAcosB=12(sin(A+B)+sin(AB))cosAsinB=12(sin(A+B)sin(AB))

Coba perhatikanlah uraian turunan fungsi tangen berikut:

f(x)=Limh0f(x+h)f(x)h=Limh0tan(x+h)tanxh=Limh0sin(x+h)cos(x+h)sinxcosxh=Limh0sin(x+h)cosxcos(x+h)cosxcos(x+h)sinxcos(x+h)cosxh=Limh0sin(x+h)cosxcos(x+h)sinxcos(x+h).cosx.h=Limh0...+12sinh...+12sinhcos(x+h).cosx.h=Limh0sinhh.cos(x+h).cosx=Limh0(sinhh)(1cos(x+h)cosx)=1×1cos(x+0).cosx=1cos2x=sec2x

Atau kita juga dapat menggunakan rumus sin(AB)=sinAcosBcosAsinB sebagaimana berikut ini (perhatikanlah proses langkah 5 ke langkah 6):

f(x)=Limh0f(x+h)f(x)h=Limh0tan(x+h)tanxh=Limh0sin(x+h)cos(x+h)sinxcosxh=Limh0sin(x+h)cosxcos(x+h)cosxcos(x+h)sinxcos(x+h)cosxh=Limh0sin(x+h)cosxcos(x+h)sinxcos(x+h).cosx.h=Limh0sin((x+h)x)cos(x+h).cosx.h=Limh0sinhh.cos(x+h).cosx=Limh0(sinhh)(1cos(x+h)cosx)=1×1cos(x+0).cosx=1cos2x=sec2x

Berikut hasil turunan pertama untuk fungsi trigonometri yang perlu diingat:

1.f(x)=sinxf(x)=cosx2.f(x)=cosxf(x)=sinx3.f(x)=tanxf(x)=sec2x4.f(x)=cotxf(x)=csc2x5.f(x)=secxf(x)=secxtanx6.f(x)=cscxf(x)=cscxcotx




Lanjutan Materi (2) Turunan fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

B. Turunan Fungsi Trigonometri

Fungsi trigonometri di sini adalah suatu fungsi yang mengandung perbandingan trigonometri serta perbandingan trigonometri tersebut bukan merupakan ekponen

Kita ingat sebelumnya untuk menentukan turunan pertama suatu fungsi  f(x) yang selanjutnya di dinotasikan dengan  f(x) adalah:

f(x)=limh0f(x+h)f(x)h

Selanjutnya dalam menentukan turunan formula di atas dapat digunakan untuk menentukan turunan pertama fungsi trigonometri, sebagai mana contoh berikut:

Ambil contoh  f(x)=sinx, maka kita akan menentukan turuan pertamanya, yaitu:

f(x)=Limh0f(x+h)f(x)h=Limh0sin(x+h)sinxh=Limh02cos12(2x+h)sin12hh=Limh02cos12(2x+h).sin12hh=Limh02cos12(2x+h)×12=2cos12(2x+0)×12=cos12(2x)=cosx

Pada salah satu langkah di antara langkah di atas ada beberapa rumus yang perlu diingat saat Anda duduk di kelas XI, yaitu penggunaan rumus

sinAsinB=2cos12(A+B)sin12(AB).

Anda boleh juga menggunakan rumus yang lain. Karena di dalamnya ada sin(x+h), Anda dapat menggunakan rumus berikut:

sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB

Coba perhatikan penggunaanya berikut, tapi malah agak panjang dikit jadinya

f(x)=Limh0f(x+h)f(x)h=Limh0sin(x+h)sinxh=Limh0sinxcosh+cosxsinhsinxh=Limh0sinx(cosh1)+cosxsinhh=Limh0sinx(cosh1)h+Limh0cosxsinhh=sinx.Limh0cosh1h+cosx.Limh0sinhh=sinx.Limh02sin212hh+cosx.1=sinx.0+cosx=cosx

Sampai di sini kita akan bisa coba lagi menentukan turunan pertama fungsi  kosinus, sebagaimana uraian berikut:

f(x)=Limh0f(x+h)f(x)h=Limh0cos(x+h)cosxh=Limh02sin12(2x+h)sin12hh=Limh02sin12(2x+h).sin12hh=Limh02sin12(2x+h)×12=2sin12(2x+0)×12=sin12(2x)=sinx



Contoh Soal Turunan Fungsi Trigonomometri (Bagian 1)

1.Sebuah partikel bergerak menurutf(t)=3sin16t(dalam cm).Posisi partikel saatt=5πdetik adalah....cma.323b.32c.32d.322e.323Jawab:cf(t)=3sin16tposisi benda saatt=5πdetik adalah:f(5π)=3sin16(5π)=3sin56π=3sin150=3(12)=32

2.Sebuah objek bergerak melingkar mengikuti rumusf(t)=2sintpada waktut.Fungsi kecepatandari benda tersebut adalah....cma.2cos2tb.2costc.cos2td.coste.2costJawab:bf(t)=2sintfungsi kecepatannya adalah:v(t)=f(t)=2cost

3.Kedudukan sebuah partikel yang bergerakmengikuti modelf(t)=cos5t(dalam cm)pada saatt=πdetik adalah....a.1 cm di bawah sumbu horizontalb.1 cm di atas sumbu horizontalc.5 cm di bawah sumbu horizontald.5 cm di atas sumbu horizontale.tepat pada sumbu horizontalJawab:af(t)=cos5tkedudukannya adalah:f(π)=cos5(π)=cosπ=1

4.Kedudukan sebuah partikel yang bergerakmengikuti rumusf(t)=2sint+cos12tSelang waktu berikut yang menunjukkanposisi partikel di bawah sumbu X danbergerak naik adalah....a.0<t<12πb.12π<t<πc.12π<t<32πd.π<t<32πe.32π<t<2πJawab:df(t)=2sint+cos12tkedudukannya adalah:

Lanjutan Materi Turunan Fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

3.Diketahui suatu gelombang bergerak teratursebagaimana gambar berikut

.Gelombang tersebut pada waktutdetik mengikutirumusy=f(t)=2sin12πt.Dan diketahui pula cepatrambat gelomnya dapat dinyatakan dalamvt=Limh0f(t+h)f(t)hdenganh0,tentukanlah:a.posisi gelombang pada ketikat=1,5detikb.rumus cepat rambat gelombang pada saattc.cepat rambat gelombang saatt=212detik

.Jawab:a.Posisi gelombang saatt=1,5=32detikf(1,5)=2sin12π(32)f(1,5)=2sin34π=2sin135=2(122)=2b.Cepat rambat gelombang saattdetikvt=Limh0f(t+h)f(t)h=Limh02sin12π(t+h)2sin12πth=Limh02.2cos(12t+14h).sin14πhh=4×14π×cos12πt=πcos12πtc.Cepat rambat saatt=212=52detikvt=πcos12πt=πcos12π(52)=πcos54π=π(122)=12π2



Turunan Fungsi Trigonometri (Matematika Peminatan Kelas XII)

 A. Pendahuluan

Konsep turunan fungsi pada awalnya digunakan dalam bidang kususnya Matematika dan fisika, dalam hal hal ini kita berikan contohnya adalah laju perubahan kecepatan.

Coba perhatikanlah, misal pada kasus gerak jatuh bebas suatu benda yang dinyaatakan dengan  h=12gt2  dengan  h  adalah tinggi benda dengan percepatan grafitasinya adalah  g=10m/s2 dan  t  adalah waktu tempuh.

Misalkan suatu benda jatuh dari ketinggian 125 meter dari permukaan tanah dengan percepatan grafitasinya adalah g=10m/s2, maka waktu yang dibutuhkan benda tersebut untuk sampai ke tanah adalah:

h=12gt2125=12(10)t225=t25=t

Dari kejadian di atas dapat kita dapatkan kecepatan rata-ratanya yaitu: perubahan tinggi dibagi perubahan waktu terjadinya, atau misal dituliskan

v=yt=yny1tnt1

Sehingga kecepatan rata-ratanya adalah :  1255=25m/s2

Misalkan f(t) untuk fungsi yang menujukkan posisi benda yang terjatuh dalam  t dengan f(t)=5t2, maka kecepatan rata-ratanya kita dapat menghitungnya untuk beberapa selang termasuk kita dapat menghitung kecepatan sesaatnya.
Coba perhatikanlah tabel berikut:

{f(4)=5.42=80f(3)=5.32=45v=804543=351=35{f(3,5)=5.(3,5)2=61,25f(3)=5.32=45v=61,25453,53=16,250,5=32,5{f(3,25)=5.(3,25)2=f(3)=5.32=45v=52,8125453,253=7,81250,25=31,25{f(3,1)=5.(3,1)2=48,05f(3)=5.32=45v=48,05453,13=3,050,1=30,5{f(3,1)=5.(3,01)2=45,3005f(3)=5.32=45v=45,3005453,013=0,30050,01=30,05

Dari ilsutrasi tabel di atas jika selisih waktu diperkecil terus menerus sampai mendekati nol, maka kecepatan sesaatnya akan mendekati nilai 30.

Sehingga kecepatan ketika t=3 ditentukan sebagai laju perubahan jarak terhadap waktu yang dibutuhkan dapat dituliskan dengan:

Limh0f(a+h)f(a)h

Selanjutnya jika benda jatuh yang memenuhi kasus di atas, jika dihitung dengan pendekatan ini saat  t=3  adalah:

Limh0f(t+h)f(t)h=Limh05(t+h)25t2h=Limh05(t2+2th+h2)5t2h=Limh05t2+10th+5h25t2h=Limh010th+5h2h=Limh010t+5h=10t

Dari saat  t=3  kecepatan sesaatnya adalah 10t=10(3)=30m/s2.

Secara matematis, perubahan laju terhadap suatu fungsi di  x=a selanjutnya dinotasikan dengan f(x) dan didefiniskan dengan:

f(x)=Limh0f(x+h)f(x)h

Bentuk di atas dinamakan dengan derivatif atau turunan pertama pada fungsi  f(x)  dan dinotasikan dengan  f(x) dan proses pencarian derivatif ini dinamakan differensial.

CONTOH SOAL

1.Tentukanlah kecepatan jika diketahuif(t)=sintsaattJawab:f(t)=v(t)=Limh0f(t+h)f(t)h=Limh0sin(t+h)sinth=Limh02cos12(2t+h)sin12hh=Limh02cos12(2t+h).sin12hh=Limh02cos12(2t+h)×12=2cos12(2t+0)×12=cos12(2t)=cost

2.Diketahui sebuah bola bergerak melingkar beraturandengan persamaanf(t)=2sin2t.Tentukanlahkecepatan bola saatt=112πJawab:v(t)=Limh0f(t+h)f(t)h=Limh04sin2(t+h)2sin2th=Limh04cos12(4t+2h)sin12(2h)h=Limh04cos12(4t+2h)×Limh0sinhh=4cos12(4t)=4cos2tv(112π)=4cos2(112π)=4cos16π=4(123)=23


DAFTAR PUSTAKA
  1. Noormandiri, B. K. 2004. Matematika SMA Jilid 2A Berdasarkan Kurikulum 2004. Jakarta: ERLANGGA.
  2. Noormandiri, B. K. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.