Makalah Turunan Fungsi
MAKALAH
MATEMATIKA WAJIB
“TURUNAN
FUNGSI”
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa.
Berkat limpahan dan rahmat-Nya kami mampu menyelesaikan Makalah yang
berjudul “Turunan Fungsi”.
Dalam penyusunan makalah ini, tidak sedikit hambatan yang
kami hadapi. Namun kami menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini
tidak lain berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan orang tua serta guru,
sehingga kendala-kendala kami dapat teratasi.
Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas
dan menjadi sumbangan pemikiran kepada pembaca khususnya teman-teman kami
sesama siswa/siswi. Kami sadar bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan jauh
dari sempurna. Untuk kami
meminta masukannya demi perbaikan
pembuatan makalah kami di masa yang
akan datang dan mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca.
Bontang, 23 Maret 2017
Penyusun
DAFTAR ISI
Halaman
judul.......................................................................................
i
Kata
pengantar.....................................................................................
ii
Daftar Isi.............................................................................................. iii
Bab I
Latar
Belakang ..................................................................................... 1
Rumusan
Masalah ................................................................................ 2
Tujuan ................................................................................................... 2
Masalah ................................................................................................ 2
Bab II
Uraian
Materi ....................................................................................... 3
Pengertian .......................................................................................... 12
Contoh Soal dan
Pembahasan............................................................. 13
Bab
III
A. Soal ................................................................................................ 18
B.
Kesimpulan .................................................................................... 19
C.
Saran ............................................................................................. 20
Daftar
Pustaka..................................................................................... 21
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
Seiring dengan perkembangan zaman, pengetahuan terus
berkembang sehingga lebih kompleks sehingga memicu para pelajar untuk
lebih meningkatkan ilmu pengetahuan dan teknologinya. Matematika merupakan Ilmu
pasti, yang tidak berubah dari dahulu hingga sampai saat ini bahkan terus
berkembang.
Matematika adalah studi besaran, struktur, ruang, dan perubahan. Para matematikawan mencari berbagai pola, merumuskan konjektur baru, dan membangun kebenaran melalui metode deduksi yang ketat diturunkan dari aksioma-aksioma dan definisi-definisi yang bersesuaian. Matematika selalu berkembang seiring
dengan berjalannya waktu dan berkembangnya zaman. Kini, matematika
digunakan di seluruh dunia sebagai alat penting di berbagai bidang, termasuk ilmu alam, teknik, kedokteran/medis, dan ilmu sosial seperti ekonomi, dan psikologi. Matematika terapan, cabang matematika yang melingkupi
penerapan pengetahuan matematika ke bidang-bidang lain.
Salah satu materi dalam matematika
adalah materi turunan, materi turunan dalam matematika mulai dipelajari sejak
Sekolah Menengah Atas atau SMA.
Turunan fungsi
( diferensial ) adalah fungsi lain dari suatu fungsi sebelumnya, misalnya
fungsi f menjadi f' yang mempunyai nilai tidak beraturan. Konsep turunan sebagai
bagian utama dari kalkulus dipikirkan pada saat yang bersamaan oleh Sir
Isaac Newton ( 1642 – 1727 ), ahli matematika
dan fisika
bangsa Inggris
dan Gottfried Wilhelm Leibniz
( 1646 – 1716 ), ahli matematika bangsa Jerman.
Turunan merupakan salah satu dasar atau fondasi dalam analisis sehingga
penguasaan terhadap berbagai konsep dan prinsip turunan fungsi dapat membantu
dalam memecahkan suatu permasalahan dalam kehidupan sehari-hari. Suatu fungsi
dapat dianalisis berdasarkan ide naik atau turun, keoptimalan, dan titik
beloknya dengan menggunakan konsep turunan. Pada bagian berikut, kita akan
mencoba mengamati berbagai permasalahan nyata dan mempelajari beberapa kasus dan
contoh untuk menemukan konsep turunan.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menjumpai laju perubahan. Laju
perubahan erat kaitannya dengan kecepatan. Pada pembahasan berikut, penulis
terfokus pada subbab turunan fungsi.
1.2.
Rumusan Masalah
1. Apa pengertian turunan fungsi ?
2. Bagaimanakah
konsep turunan fungsi ?
3. Apa saja aturan-aturan pencarian
turunan fungsi ?
4. Bagaimana sifat-sifat Turunan fungsi ?
5.
Bagaimana penggunaan turunan fungsi ?
1.3.
Tujuan
Menjelaskan pengertian Turunan Fungsi, konsep Turunan Fungsi, menjelaskan aturan -aturan pencarian turunan dengan
menggunakan berbagai teorema – teorema yang ada, dan menjelaskan
sekaligus membuktikan sifat-sifat fungsi berdasarkan konsep yang ada serta
menjelaskan penggunaan turunan fungsi.
1.4.
Manfaat
Dapat mengetahui pengertian Turunan
Fungsi , konsep
Turunan Fungsi mampu mengerti dan memahami aturan – aturan pencarian
turunan dengan menggunakan berbagai teorema – teorema yang ada, sifat-sifat
fungsi, penggunaan turunan fungsi. Serta dapat memperluas wawasan bagi penulis maupun pembaca
makalah ini.
BAB II
ISI
2.1.
Uraian Materi
Limit
ini disebut turunan atau diferensial dari f(x) pada x = a. Jika f(x) adalah
suatu fungsi yang kontinu pada selang -
berlaku
=
(turunan pertama dari
).
Jika nilai limitnya ada, fungsi
dikatakan diferensiabel di
, dan
disebut fungsi turunan dari
.
Turunan dari
sering kali ditulis dengan
. Notasi dari
juga dapat ditulis:
.
Persamaan
diferensial adalah persamaan yang memuat turunan satu (atau beberapa) fungsi
yang tak diketahui. Meskipun persamaan seperti itu seharusnya disebut
“Persamaan Turunan”, namun istilah “persamaan diferensial” (aequatio differentialis) yang
diperkenalkan oleh Gottfried Wilhelm
Leibniz (1646-1716) pada tahun 1676 sudah umum digunakan. Sebagai contoh,
persamaan diferensial
dapat ditulis dalam
bentuk ;
Aturan Rantai Turunan Fungsi
Sebagai contoh
carilah turunan dari f(x) = (2x+3)2. Tentu saja
kita bisa menjabarkan fungsi f(x) di atas menjadi f(x) = 4x2+12x+9
sehingga f′(x)=8x+12.
Dengan dalil
rantai turunan di atas bisa kita lakukan dengan menganggap u(x) = 2x+3 sehingga f(x) = u(x)2 maka f′(x) = 2(u(x))1.u′(x) = 2(2x+3).2 = 8x+12
Itu adalah salah satu penerapan
dalil rantai yang paling sering ketemu dan dituliskan sbb: Jika f(x)=(u(x))n maka f′(x)= nu(x)n−1.u′(x)
PENGGUNAAN
TURUNAN
PERSAMAAN GARIS SINGGUNG DAN GARIS NORMAL SUATU KURVA
Gradien Garis disimbolkan dengan mm dimana :
·
gradien pada persamaan
garis y = mx + cy = mx + c adalah m
·
gradien pada persamaan
garis ax + by = cax + by = c adalah m = −abm = −ab
·
gradien jika diketahui
dua titik (x1,y1)(x1,y1) dan (x2,y2)(x2,y2) adalah m = y2 − y1x2 − x1m = y2 − y1x2 − x1
Gradien dua
garis lurus :
·
yang saling sejajar
maka m1= m2 m1 = m2
·
yang saling tegak
lurus maka m1 m2 =− 1. m1 m2 =−1
Persamaan
Garis Lurus :
·
Jika diketahui satu
titik (x1,y1)(x1,y1) dan gradien m, maka persamaan garisnya
: y−y1 =m y− y1 = m(x−x1)
·
Jika diketahui
dua titik (x1,y1)(x1,y1) dan (x2,y2)(x2,y2) maka
persamaan garisnya :
·
Perhatikan Gambar
Grafik fungsi y = f(x)
Persamaan garis lurus yang melalui titik (x1,y1)(x1,y1) dengan gradien m adalah y− y1 = m(x−x1) sehingga Persamaan
Garis Singgung di titik (a,f(a))(a,f(a)) pada kurva adalah y − f (a) = f′(a)(x−a)
MAKSIMUM DAN
MINIMUM
Andaikan fungsi f dengan domain S, untuk menentukan nilai
maksimum dan minimum, yaitu
1.
Menentukan apakah f memiliki nilai maksimum atau minimum
pada S.
2.
Anggap bahwa nilai itu ada.
3.
Menentukan nilai maksimum dan minimum.
Adapun definisi formal untuk menentukan nilai maksimum
dan minimum adalah sebagai berikut :
Definisi : Andaikan S, daerah asal f, memuat titik c,
kita katakan bahwa :
i.
f(c) adalah nilai maksimum f pada S jika f(c) ³ f(x)
untuk semua x di S;
ii.
f(c) adalah nilai minimum f pada S jika f(c) £ f(x) untuk
semua x di S;
iii.
f(c) adalah nilai ekstrim f pada S jika ia adalah nilai
maksimum atau nilai minimum.
Akan tetapi, tidak semua fungsi bisa mencapai nilai
maksimum dan nilai minimum, akan tetapi f harus kontinu dan himpunan S harus
berupa selang tertutup sebagaimana teorema berikut :
Teorema A : (Teorema Eksistensi Maks-Min). Jika f kontinu
pada selang tertutup [a, b], maka f mencapai nilai maksimum dan minimum. Titik-titik
kunci dari teori maksimum dan minimum terdiri dari tiga jenis titik, yaitu
titik ujung, titik stasioner, dan titik singular. Kemudian yang disebut titik
kritis fungsi yaitu sebarang titik dalam daerah asal fungsi yang termasuk salah
satu dari tiga tipe titik kunci di atas.
Teorema B (Teorema Titik Kritis). Andaikan f
didefinisikan pada selang I yang memuat titik c. Jika f(c) adalah titik
ekstrim, maka c haruslah suatu titik kritis; yakni c berupa salah satu :
i.
titik ujung dari I.;
ii.
titik stasioner dari f(f’(c) = 0);
iii.
titik singular dari f(f’(c) tidak ada).
max-n-min
Jadi dapat disimpulkan cara sederhana untuk menghitung
nilai maksimum atau minimum suatu fungsi kontinu f pada selang tertutup I,
yaitu :
1.
Carilah titik-titik kritis dari f pada I.
2.
Hitunglah f pada setiap titik kritis. Yang terbesar
adalah nilai maksimum; yang terkecil adalah nilai minimum.
KEMONOTONAN DAN
KECEKUNGAN
Definisi Andaikan f terdefinisi pada selang I (terbuka,
tertutup, atau tak satupun). Kita katakan bahwa:
i.
f adalah naik pada I jika untuk setiap pasang bilangan x1
dan x2 dalam I, x1 < x2 → f(x1) < f(x2)
ii.
f adalah turun pada I jika untuk setiap pasang bilangan
xi dan x2 dalam I, x1 < x2 → f(x1) > f(x2)
iii.
f monoton murni pada I jika ia naik pada I atau turun
pada pada I.
Teorema A (Teorema Kemonotonan). Andaikan f kontinu pada
selang I dan dapat didiferensialkan pada setiap titik dalam dari I.
a.
Jika f’(x) > 0 untuk semua titik dalam x dari I, maka
f naik pada I.
b.
Jika f’(x) < 0 untuk semua titik dalam x dari I, maka
f turun pada I.
Teorema B ; (Terorema Kecekungan). Andaikan f terdiferensial dua kali pada selang
terbuka (a,b).
i.
Jika f “ (x) > 0 untuk semua x dakam (a,b), maka f
cekung ke atas pada (a,b).
ii.
Jika f “ (x) < 0 untuk semua x dalam (a,b), maka f
cekung ke bawah pada (a,b).
PENERAPAN
EKONOMIK
Dalam kehidupan sehari-hari banyak masalah-masalah yang
berkaitan dengan penentuan nilai maksimum dan minimum. Misalnya dalam bidang
ekonomi contohnya dalam mencari keuntungan (laba) maksimum serta mencari biaya
produksi minimum.
Konsep dasar untuk sebuah perusahaan adalah total laba
P(x), yakni sisih antara pendapatan dan biaya
PERHITUNGAN KECEPATAN DAN PERCEPATAN
2.2.
Pengertian Turunan Fungsi
“Turunan
fungsi
( diferensial ) adalah fungsi lain dari suatu fungsi sebelumnya, misalnya
fungsi f menjadi f' yang mempunyai nilai tidak beraturan / tidak tentu.”
|
Turunan
dapat ditentukan tanpa proses limit
Untuk keperluan ini dirancang teorema
tentang turunan dasar, turunan dari operasi aljabar pada dua fungsi, aturan
rantai untuk turunan fungsi komposisi, dan turunan fungsi
invers.
Turunan dasar ; Aturan
- aturan dalam turunan fungsi adalah :
- f(x),
maka f'(x) = 0
- Jika
f(x) = x, maka f’(x) = 1
- Aturan
pangkat : Jika f(x) = xn, maka f’(x) = n X n – 1
- Aturan
kelipatan konstanta : (kf) (x) = k. f’(x)
- Aturan
rantai : ( f o g ) (x) = f’ (g (x)). g’(x))
Turunan jumlah, selisih, hasil kali, dan hasil bagi
dua fungsi
Misalkan fungsi f dan g terdiferensialkan pada
selang I, maka fungsi f + g, f – g, fg, f/g, ( g (x) ≠ 0 pada I )
terdiferensialkan pada I dengan aturan:
- (
f + g )’ (x) = f’ (x) + g’ (x)
- (
f – g )’ (x) = f’ (x) - g’ (x)
- (fg)’
(x) = f’(x) g(x) + g’(x) f(x)
- ((f)/g
)’ (x) = (g(x) f' (x)- f(x) g' (x))/((g(x)2)
Turunan fungsi trigonometri
- d/dx
( sin x ) = cos x
- d/dx
( cos x ) = - sin x
- d/dx
( tan x ) = sec2 x
- d/dx
( cot x ) = - csc2 x
- d/dx
( sec x ) = sec x tan x
- d/dx
( csc x ) = -csc x cot x
Turunan
fungsi invers ; (f-1)(y) = 1/(f' (x)),
atau dy/dx 1/(dx/dy)
2.3. Contoh Soal
dan Pembahasan
7.
Tentukan
persamaan garis singgung kurva y=x2y=x2 di
titik (−1,1)(−1,1) !
Penyelesaian :
- cari m dulu di x =−1
m = f′(a)
= 2x
m = 2(−1) = −2
- maka persamaan garris
singgung kurva dengan gradien m = −2 di (−1,1)(−1,1) adalah:
y−y1 = m(x−x1)
y−1 = 2(x−(−1)) = −2x−2= −2x−1
8.
Carilah
nilai maksimum dan minimum dari y(x) = x2 + 6x + 5 pada interval [ -4,0].
Penyelesaian :
Turunan dari y(x) adalah y’ (x) = 2x + 6
Titik kritis dari y(x) adalah penyelesaian dari persamaan
:
y’(x) = 2x + 6 = 0 ( dikali ½)
x + 3 = 0
x = -3
sehingga, nilai yang menghasilkan ekstrim dari y(x) = -4,
-3, 0.
y(-4) = (-4)2 + 6 (-4) + 5 = -3
y(-3) = (-3)2 + 6 (-3) + 5 = -4
y(0) = 02 + 6 (0) + 5 = 5
Jadi, nilai maksimum adalah 5 [dicapai pada y(0)] dan
nilai minimum adalah -4 [dicapai pada y(-3)].
9.
Suatu
perusahaan farmasi memproduksi suatu jenis obat dengan harga Rp200,- per unit.
Jika banyaknya produksi x unit, biaya totalnya 5.000.000+80x+0,003x2, berapa
unutkah produk yang harus dijual agar mendapatkan keuntungan maksimum?
Penyelesaian
Pendapatan total = 200x
Biaya total 5.000.000 + 80x + 0,003 x 2
Misalnya keuntungan L9x) = 200x- (5.000.000 + 80x + 0,003
x 2)
Keuntungan akan maksimum jika L’(x) = 0
L’(x)=0 ↔ 120-0,006x = 0
↔ 0,006x = 120
↔x = 20.000
Untuk x=20.000, unit keuntungan yang diperoleh oleh
perusahaan farmasi adalah
L(20.000) =
200.20.000-5.000.000+120.(20.000)-0,003.(20.000)2
=4.000.000-5.000.000+2.400.000-0,003.(400.000.000)
=4.000.000-5.000.000+2.400.000-1.200.000
=200.000
Jadi, keuntungan maksimum diperoleh ketika barang
produksinya terjual 20.000 unit dan keuntungan maksimum sebesar Rp 200.000,00
10. Posisi
partikel ditunjukkan oleh persamaan s=f(t)=t3-6t2+9t (t dalam detik
dan s dalam meter). Tentukan :
a. Kecepatan pada waktu t?
b. Kapan partikel berhenti?
Jawab
:
a.
Fungsi kecepatan adalah turunan dari fungsi posisi.
s = f(t) = t3 - 6t2 + 9t
v(t) =
3t2 - 12t + 9
b. Partikel berhenti jika v(t)=0
v(t) = 3t2 - 12t + 9 = 0
ó3t2 -12t + 9
ó3(t2-4t+3)
ó3(t-1)(t-3)=0
ó t1=1 dan t2=3 Partikel berhenti setelah t = 1
atau t = 3
BAB III
PENUTUP
3.1. Soal
Pilihan Ganda :
1.
Turunan pertama
dari fungsi fx adalah f ' (x). Jika fx = 3x3 – 4x + 6,
maka nilai dari f ' (2) = ...
A. 22 B. 32
C. 38 D. 42 E. 48
2.
Jika f(x) =
(x + 1) (x - 3) maka f '(x) = ....
A. x – 3 B.
x + 1
C. 2x – 2 D.
3x + 1 E. 3x
3.
Suatu pabrik sepatu
memproduksi x sepatu setiap harinya dengan biaya produksi 3x - 180 +
(3000/x) ribu rupiah per pasang. Biaya total minimum perhari adalah...
A. Rp. 450.000 B. Rp. 300.000
C. Rp. 152.000 D. Rp.62.000 E. Rp. 10.000
4.
Fungsi y = x3 + 3x2 - 8x + 1 naik
pada interval....
A. x < 2 atau x < -4 B. x < 2 atau x > -4
C. x > 2 atau x < -4 D. x > 2 atau x > -4
A. x < 2 atau x < -4 B. x < 2 atau x > -4
C. x > 2 atau x < -4 D. x > 2 atau x > -4
E. x = 2
5.
Persamaan
garis singgung kurva y = x2 - 4x - 5 di titik (1, -8) adalah ....
A.
y
= 2x – 10 C.
y = x - 9
B.
y
= -x – 7 D.
y = -2x - 6
E . y = -4x - 4
6.
Fungsi y = x3 + 3x2 - 8x + 1
turun pada interval....
A. x < 2 atau x < -4 B. x < 2 atau x > -4
C. x > 2 atau x < -4 D. x > 2 atau x > -4
A. x < 2 atau x < -4 B. x < 2 atau x > -4
C. x > 2 atau x < -4 D. x > 2 atau x > -4
E. x = 2
7.
Sebuah
balon dipompa.Volum balon bertambah dengan laju 1,08 π cm3/detik. Volum balon yang berjari-jari r adalah V = 4/3 πr3 cm3. Laju pertambahan panjang jari-jari balon pada
saat r = 3cm
adalah...cm/detik
A.
2,7 C. 3,2
B.
6,5 D. 4,5
E.
7,2
Essay :
1.
Tentukan turunan pertama dari fungsi berikut:
a) f(x) = 3x4 + 2x2 − 5x
b) f(x) = 2x3 + 7x
2.
Diketahui f’(x)
adalah turunan dari f(x) = 5x3 +
2x2 + 6x + 12,tentukan
nilai f’(x) adalah....
3.
Diketahui fungsi f(x) =
3x4 + 2x3 - x + 2 dan f’(x) adalah turunan
pertama dari f(x). Nilai dari f’(1) adalah...
4.
Tentukan
persamaan garis singgung kurva y = x2 di titik yang berabsis (−2)!
5.
Suatu pekerjaan
dapat diselesaikan dalam x hari dengan biaya (4x – 160 +2000/x) ribu rupiah per
hari. Biaya minimum per hari penyelesaian pekerjaan tersebut adalah
6.
Tentukan nilai maksimum dari fungsi f(x) = 3x(x2 − 12)
7.
Diketahui v = (
3t+9 ) î + (6t+9t) j, tentukan percepatan rata - rata partikel selang
waktu 1 sekon hingga 4 sekon
3.2. Kesimpulan
Pembahasan materi Turunan Fungsi Aljabar
dapat diambil kesimpulan :
1.
“Turunan fungsi
( diferensial ) adalah fungsi lain dari suatu fungsi sebelumnya, misalnya
fungsi f menjadi f' yang mempunyai nilai tidak beraturan / tidak tentu.”
2.
Turunan dapat ditentukan tanpa proses limit
Untuk keperluan ini dirancang teorema
tentang turunan dasar, turunan dari operasi aljabar pada dua fungsi, aturan
rantai untuk turunan fungsi komposisi, dan turunan fungsi
invers.
3.
Aturan pencarian turunan terdiri dari :
I.
Aturan Konstanta dan Aturan Pangkat yaitu ;
a. Teorema A : Aturan Fungsi Konstanta
b. Teorema
B : Aturan Fungsi Identitas
c. Teorema
C : Aturan Pangkat
d. Teorema
D : Aturan Kelipatan Konstanta
e. Teorema
E : Aturan Jumlah
f. Teorema
F : Aturan selisih
II.
Aturan
Hasilkali dan Hasilbagi
a. Teorema
G : Aturan Hasil kali
b. Teorema
H : Aturan Hasilbagi
4.
Penggunaan turunan fungsi dapat berupa
nilai persamaan garis singgung dan garis normal suatu kurva , maksimum
minimum, kecekungan, menghitung nilai keuntungan/laba pada ilmu ekonomi , perhitungan kecepatan dan percepatan
C. Saran
Demikianlah Makalah Matematika Dasar
ini, Makalah ini tentunya masih banyakkekurangan yang harus dilengkapi untuk
mencapai kesempurnaan, kedepannya Kami akan lebih fokus dan details dalam
menjelaskan tentang penjelasan di atas dengan sumber-sumber yang lebih banyak
yang tentunya dapat dipertanggung jawabkan. Kami hanyalahmanusia biasa yang
penuh dengan kekurangan, untuk itu penulis mohon dengan segalakerendahan hati,
untuk memberikan Saran dan Kritiknya yang bersifat membangun,dengan harapan agar makalah ini bisa lebih sempurna
DAFTAR PUSTAKA
Lks
matematika kelas XI penerbit Intan Pariwara
NOTE!!!
UNTUK RUMUS YANG DIPERLUKAN TAPI TIDAK TERDAPAT PADA ENTRI INI ,BISA DICOPY DI BLOG LAINNYA, KARENA PADA ENTRI INI RUMUS BANYAK YANG SAYA CROP DIKARENAKAN ADA BEBERAPA KENDALA :) TERIMAKASIH :)
Komentar
Posting Komentar