Aturan Sinus dan Aturan Cosinus

A. Pendahuluan

Aturan sinus maupun aturan cosinus keduanya sangat bermanfaat berkaitan dengan unsur segitiga baik siku-siku maupun segitiga bebas dalam penentuan besar sudut dalam segitiga tersebut maupun panjang sisi yang diingin. Dalam hal penentuan besar sudut atau menentukan permasalahan panjang salah satu sisi segitiga jika nantinya sudut diketahui, terkadang besar sudutnya tidak cuma lancip, dibanyak soal dimunculkan sudut tumpul. Oleh karenanya ada baiknya pembaca mengetahui nilai perbandingan trigonometri diberbagai kuadran dan nilai sudut-sudut istimewa dalam trigonometri serta tak lupa juga beberapa identitas trigonometri.

sinα=BCABcscα=ABBC=1sinαcosα=ACABsecα=ABAC=1cosαtanα=BCACcotα=ACBC=1tanα.

α000300450600900180027003600sinα00121221231010cosα01123122120101tanα0013313TD0TD0.

Macam-Macam Identitas Trigonometri Dasar1.cscα=1sinα5.tanα=sinαcosα2.secα=1cosα6.tan2α+1=sec2α3.cotα=1tanα7.cot2α+1=csc2α4.cotα=cosαsinα8.sin2α+cos2=1.

B. Aturan Sinus

asinA=bsinB=csinC=2R.

C. Aturan Cosinus


cosA=b2+c2a22bccosB=a2+c2a22accosC=a2+b2a22ab.

D. Luas Segitiga

LuasABC=12bc.sinA=12ac.sinB=12ab.sinC.

CONTOH SOAL.

1.DiketahuiABCdengan panjang sisiAC=10cmdanBC=16cmserta luasABC=40cm2,maka  besarACBjika  sudutnya lancip adalahJawab:Diketahui{AC=10cmBC=16cmL=40cm2,makaLABC=12.AC.BC.sinACB40=12.10.16.sinACB40=80.sinACB4080=sinACBsinACB=12sinACB=sin300ACB=300..

2.Perhatikanlah gambar berikut.

.Jika AB+3=BC+2=CD+1=AD=4cm,makacosBADadalahJawab:Perhatikan kembali ilustrasi berikut.

.Langkah awal kita gunakan garis bantu BDuntuk nantinya kita mendapatkan nilaicosdari sudut A, yaitu:BD2=BA2+DA22.BA.DA.cosA=12+422.1.4.cosA=178cosABD2=BC2+DC22.BC.DC.cosC=22+322.2.3.cosC=1312cosCPerlu diketahui bahwaA+C=B+C=1800karena  ABCD  segiempat  talibusur, sehinggaC=1800ABD2=BD2178cosA=1312cosC12cosC8cosA=131712(cos(1800A))8cosA=412(cosA)8cosA=412cosA8cosA=420cosA=4cosA=420cosA=15.




Ketidaksamaan

 Pada sebuah segitiga ABC dengan panjang sisi AB = c , AC = b,  dan BC = a, dari ketiga sisi ini maka akan berlaku pertidaksamaan umum yang melibatkan ketiga sisinya sebagai berikut:

a+b>ca+c>bb+c>a


Identitas-Identitas Aljabar yang Menakjubkan

 Banyak sekali keunikan-keunikan saat kita mencoba melihat identitas-identitas aljabar yang sudah ditemukan sampai saat ini. Tentu semuanya sangat membantu ketika kita menyelesaikan suatu problem yang mengarah ke sana. Kadang sebagian ada yang menyebutkan dengan manipulasi aljabar.

Berikut bentuk dasar dari identitas-identitas aljabar tersebut

a2b2=(ab)(a+b)a3+b3=(a+b)(a2ab+b2)a3b3=(ab)(a2+ab+b2)(a+b)2=a2+2ab+b2(ab)2=a22ab+b2(a+b)3=a3+b3+3ab(a+b)(ab)3=a3b33ab(ab)(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(ab+ac+bc)(a+b+c)3=a3+b3+c3+3(a+b)(a+c)(b+c)a3+b3+c33abc=(a+b+c)(a2+b2+c2abacbc)a3+b3+c33abc=12(a+b+c)((ab)2+(ac)2+(bc)2)abc=(a+b+c)(ab+ac+bc)(a+b)(a+c)(b+c)Sophie Germain:a4+4b4=(a22ab+2b2)(a2+2ab+2b2)


Contoh Soal 13 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 3)

 61.(UM UNBRAW)Nilai maksimum dari fungsif(x)=4cos2x+14sin2x+24sinxcosx+10adalah....a.6b.24c.26d.32e.92Jawab:df(x)=4cos2x+14sin2x+24sinxcosx+10f(x)=4cos2x+4sin2x+10sin2x+12sin2x+10f(x)=4+5(1cos2x)+12sin2x+10f(x)=195cos2x+12sin2xf(x)=19+12sin2x5cos2xf(x)=19+122+(5)2cos(2xθ)f(x)=19+13cos(2xθ)Karena nilaicos(2xθ)=±1,makaf(x)maks=19+13=32

Contoh Soal 12 Turunan Fungsi Trigonometri (Bagian 3)

56.Diketahui fungsif(x)=12sin2xdengan0<x<360.Kurva akan cekungke atas pada interval....a.0<x<90b.0<x<90atau180<x<270c.45<x<225d.90<x<180atau270<x<360e.180<x<225atau225<x<360Jawab:df(x)=12sin2xf(x)=cos2xf(x)=2sin2xSyarat belokf(x)=02sin2x=0sin2x=0sin2x=sin02x=0+k.360atau2x=180+k.360x=0+k.180ataux=90+k.180x=0,x=90,x=180danx=270sertax=360Selang0<x<90,misalx=45⇒⇒f=2sin2(45)=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawahSelang90<x<180,misalx=135⇒⇒f=2sin2(135)=2>0pada selang ini kurva cekung ke atasSelang180<x<270,misalx=225⇒⇒f=2sin2(225)=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawahSelang270<x<360,misalx=315⇒⇒f=2sin2(315)=2>0pada selang ini kurva cekung ke atas

57.Diketahui fungsif(x)=cos2xsin2xdengan0<x<2π.Kurva akan cekung ke bawahpada interval....a.0<x<π2b.π4<x<3π4atau5π4<x<7π4c.3π4<x<5π4atau7π4<x<2πd.7π4<x<2πe.5π4<x<2πJawab:cf(x)=cos2xsin2x=cos2xf(x)=2sin2xf(x)=4cos2xSyarat belokf(x)=04cos2x=0cos2x=0cos2x=cosπ22x=±π2+k.2πx=π4+k.πx=π4,x=3π4,x=5π4danx=7π4Ingat bahwa domain0<x<2πsajaSelang0<x<π4,misalx=30=π6f(30)=4cos2(30)=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawahSelangπ4<x<3π4,misalx=120=2π3f(120)=4cos2(90)=2>0pada selang ini kurva cekung ke atasSelang3π4<x<5π4,misalx=210=7π6f(210)=4cos2(210)=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawahSelang5π4<x<7π4,misalx=300=5π3f(300)=4cos2(300)=2>0pada selang ini kurva cekung ke atasSelang7π4<x<2π,misalx=330=11π6f=4cos2(330)=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawah
58.Diketahui fungsif(x)=sin2xdengan0<x<2π.Kurva fungsi tersebut akancekung ke bawah pada interval....a.π4<x<3π4atau5π4<x<7π4b.π4<x<3π4atau7π4<x<2πc.0<x<π2atau3π4<x<5π4d.π4<x<3π4e.0<x<π4Jawab:af(x)=sin2xf(x)=2sinxcosx=sin2xf(x)=2cos2xSyarat belokf(x)=02cos2x=0cos2x=0cos2x=cosπ22x=±π2+k.2πx=π4+k.πx=π4,x=3π4,x=5π4danx=7π4Ingat bahwa domain0<x<2πsajaSelang0<x<π4,misalx=30=π6f(30)=2cos2(30)=2>0pada selang ini kurva cekung ke atasSelangπ4<x<3π4,misalx=120=2π3f(120)=2cos2(90)=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawahSelang3π4<x<5π4,misalx=210=7π6f(210)=2cos2(210)=2>0pada selang ini kurva cekung ke atasSelang5π4<x<7π4,misalx=300=5π3f(300)=2cos2(300)=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawahSelang7π4<x<2π,misalx=330=11π6f=2cos2(330)=2>0pada selang ini kurva cekung ke atas


59.Diketahui fungsif(x)=2sinx2cosxdengan0<x<2π.Kurva akan cekung ke ataspada interval....a.0<x<3π4b.π4<x<5π4c.3π4<x<2πd.0<x<π4atau3π4<x<5π4e.0<x<π4atau5π4<x<2πJawab:ef(x)=2sinx2cosxf(x)=2cosx+2sinxf(x)=2sinx+2cosxSyarat belokf(x)=02sinx+2cosx=0sinx=cosxtanx=1x=π4+k.πx=π4,x=5π4Ingat bahwa domain0<x<2πsajaSebagai gambaran sajaSelangπ4<x<3π4,misalx=90=π2f(90)=2sin90+2cos90=2<0pada selang ini kurva cekung ke bawah

60.Diketahui fungsif(x)=sin(3x+π2)dengan0<x<2π.Kurva fungsi tersebutakan cekung ke atas pada interval....a.0<x<π6atauπ2<x<5π6b.π6<x<π2atau5π6<x<πc.π6<x<π2atau3π4<x<5π6d.π6<x<π4atau3π4<x<5π6e.π6<x<π4atau5π6<x<πJawab:bf(x)=sin(3x+π2)f(x)=3cos(3x+π2)f(x)=9sin(3x+π2)Syarat belokf(x)=09sin(3x+π2)=0sin(3x+π2)=0sin(3x+π2)=sin0(3x+π2)=0+k.2π(3x+π2)=π+k.2π3x=π2+k.2π3x=π2+k.2πx=π6+k.2π3x=π6+k.2π3x=π6,x=π2,x=5π6,x=7π6,danx=3π2,sertax=11π6Ingat bahwa domain0x2πsajaSebagai GAMBARAN saja, diberikan 2 nilai selangSelang0<x<π6,misalx=15=π12f(15)=9sin(3(π12)+π2)=922<0pada selang ini kurva cekung ke bawahSelangπ6<x<π2,misalx=60=π3f(60)=9sin(3(π3)+π2)=9>0pada selang ini kurva cekung ke atas


DAFTAR PUSTAKA
  1. Noormandiri. 2017. Matematika Jilid 3 untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan MAtematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA
  2. Tasari, Aksin, N., Miyanto, Muklis. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten. PT. INTAN PARIWARA.





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