soal dan penyelesaian tugas kalkulus
TRANSCRIPT
BAB I
9. ∫𝑥+1
𝑥2 −4𝑥+8 =
1
2∫
2(𝑥+1)
𝑥2−4𝑥+8𝑑𝑥 =
1
2 ∫
2𝑥+2
𝑥2−4𝑥 +8𝑑𝑥 =
1
2∫
(2𝑥−4)+6
𝑥2 −4𝑥+8𝑑𝑥
= 1
2∫
2𝑋−4
𝑥2−4𝑋 +8𝑑𝑥 +
1
2 ∫
6
𝑥2 −4𝑥+8𝑑𝑥
= 1
2 ln (𝑥 2 − 4𝑥 + 8) +
1
2 . 6∫
𝑑𝑥
𝑥2−4𝑥+8
= 1
2 ln (𝑥 2 − 4𝑥 + 8) +3∫
𝑑𝑥
(𝑥−2)2+(√4)2
= 1
2 ln (𝑥 2 − 4𝑥 + 8) + 3.
1
2𝑎𝑟𝑐 tan
𝑥−2
2+ 𝑐
13. ∫(5−4𝑥)𝑑𝑥
√12𝑥 −4𝑥2−8 =
1
2∫
2 (5−4𝑥) 𝑑𝑥
√12𝑥 −4𝑥2−8𝑑𝑥 =
1
2∫
10 −8𝑥
√12𝑥 −4𝑥2 −8𝑑𝑥
= 1
2∫
−2𝑥+(12−8𝑥 )
√12𝑥 −4𝑥2−8𝑑𝑥
= 1
2∫
−2
√12𝑥 −4𝑥2−8𝑑𝑥 +
1
2∫
12−8𝑥
√12𝑥 −4𝑥2−8𝑑𝑥
= 1
2∫
−2𝑑𝑥
√(1)2−(2𝑥 −3)2+ √12𝑥 − 4𝑥2 − 8 + 𝑐
= 1
2. −1 ∫
2𝑑𝑥
√(1)2−(2𝑥 −3)2+ √12𝑥 − 4𝑥2 − 8 + 𝑐
= −1
2 𝑎𝑟𝑐 sin
2𝑥 −3
1+ √12𝑥 − 4𝑥 2 − 8 + 𝑐
15. ∫(𝑥−1)𝑑𝑥
3𝑥2−4𝑥 +3 =
1
6∫
6(𝑥−1)𝑑𝑥
3𝑥2−4𝑥 +3=
1
6∫
6𝑥−6
3𝑥2 −4𝑥+3𝑑𝑥 =
1
6∫
(6𝑥−4)−2
3𝑥2−4𝑥 +3𝑑𝑥
= 1
6∫
6𝑥 −4
3𝑥2−4𝑥 +3𝑑𝑥 +
1
6∫
−2
3𝑥2−4𝑥 +3𝑑𝑥 =
1
6ln(3𝑥2 − 4𝑥 +
3) +1
6. −2 ∫
𝑑𝑥
3𝑥2−4𝑥+3
= 1
6ln(3𝑥2 − 4𝑥 + 3) −
1
3∫
𝑑𝑥
(√5)2
−(3𝑥−2)2
= 1
6ln(3𝑥2 − 4𝑥 + 3) −
1
3.
1
√5 𝑎𝑟𝑐 tan
3𝑥 −2
√5+ 𝑐
BAB II
7. ∫ 𝑎𝑟𝑐 tan 𝑥 𝑑𝑥 = 𝑥 𝑎𝑟𝑐tan 𝑥 − ln √1 + 𝑥2 + 𝑐
∫ 𝑎𝑟𝑐 tan 𝑥 𝑑𝑥 = uv− ∫ 𝑣𝑑𝑢
U= arc tan x dv = dx du = 1
1+𝑥2 𝑑𝑥 v = x
∫ 𝑎𝑟𝑐 tan 𝑥 𝑑𝑥 = 𝑎𝑟𝑐 tan 𝑥. 𝑥 − ∫ 𝑥.1
1+𝑥2 𝑑𝑥
= 𝑥 𝑎𝑟𝑐 tan 𝑥 − 1
2∫
2𝑥
1+𝑥2 𝑑𝑥
= 𝑥 𝑎𝑟𝑐 tan 𝑥 −1
2ln|1 + 𝑥2| + 𝑐
= 𝑥 𝑎𝑟𝑐 tan 𝑥 − 𝑙𝑛 √1 + 𝑥2 + 𝑐
9.∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚 𝑢𝑑𝑢 =𝑐𝑜𝑠𝑚−1𝑢 𝑠𝑖𝑛𝑢
𝑚+
𝑚−1
𝑚∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2𝑢𝑑𝑢
∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢𝑑𝑢 = ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−1+1𝑢𝑑𝑢 = ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 𝑢 𝑐𝑜𝑠𝑢𝑑𝑢
𝑦 = 𝑐𝑜𝑠𝑚−1𝑢
𝑑𝑦 = 𝑚 − 1𝑐𝑜𝑠𝑚−2𝑢 − sin 𝑢 = −(𝑚 − 1).𝑐𝑜𝑠𝑚−2 sin 𝑢 𝑑𝑢
dx= cos u du
x= sin u
→ ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢𝑑𝑢 = 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 𝑢 sin 𝑢 − ∫ sin 𝑢. −𝑚 − 1. 𝑐𝑜𝑠𝑚−1
= 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢 + 𝑚 − 1 ∫ 𝑠𝑖𝑛2 𝑢. 𝑐𝑜𝑠𝑚−2𝑑𝑢
= 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢 + 𝑚 − 1 ∫(1 − 𝑐𝑜𝑠2𝑢).𝑐𝑜𝑠𝑚−2 𝑢 𝑑𝑢
= 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢 + 𝑚 − 1 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2 − 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢 𝑑𝑢
= 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢 + 𝑚 − 1 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2 − (𝑚 − 1) ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚 𝑢 𝑑𝑢
= 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢 + 𝑚 − 1 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2 − 𝑚 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢 𝑑𝑢 + ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢 𝑑𝑢
∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢 𝑑𝑢 + 𝑚 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢 𝑑𝑢 − ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚 𝑢 𝑑𝑢 = 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢 + 𝑚 −
1 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2𝑑𝑢
m∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚 𝑢 𝑑𝑢 = 𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢 + 𝑚 − 1 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2𝑑𝑢
∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑢 𝑑𝑢 =𝑐𝑜𝑠𝑚−1 sin 𝑢
𝑚+
𝑚−1
𝑚∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2𝑢 𝑑𝑢
REDUKSI
1. ∫𝑑𝑥
(1−𝑥2)3 = 1
12 {𝑥
(2.3−2)(12−𝑥2)3−1 +2.3−3
2.3−2∫
𝑑𝑥
(1−𝑥2)3−2
=𝑥
4(12−𝑥2)2 +3
4∫
𝑑𝑥
(1−𝑥2 )2
=𝑥
4(12−𝑥2)2 +3
4{
𝑥
(2.2−2) (1−𝑥2)+
2.2−3
2.2−2∫
𝑑𝑥
(1−𝑥2)
=𝑥
4(12−𝑥2)2 +3
4{
𝑥
2(1−𝑥2)+
1
2.
1
2ln |
1+𝑥
1−𝑥| + 𝑐
=𝑥
4(12−𝑥2)2 +3𝑥
8(1−𝑥2)+
3
16ln |
1+𝑥
1−𝑥| + 𝑐
=2𝑥
8(1−𝑥2)2 +3𝑥(1−𝑥2)
8(1−𝑥2)2 +3
16ln |
1+𝑥
1−𝑥| = 𝑐
=5𝑥 −3𝑥3
8(1−𝑥2)2 +3
16ln |
1+𝑥
1−𝑥| + 𝑐
=𝑥(5−3𝑥2)
8(1−𝑥2)2 +3
16ln |
1+𝑥
1−𝑥| + 𝑐
3. ∫ 𝑐𝑜𝑠5𝑥 𝑑𝑥 = 1
5(3𝑐𝑜𝑠4𝑥 + 4𝑐𝑜𝑠2𝑥 + 8)𝑠𝑖𝑛𝑥 + 𝑐
Rumus reduksi 7 → 𝑐𝑜𝑠𝑚𝑥 𝑑𝑥 =𝑐𝑜𝑠𝑚−1𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥
𝑚+
𝑚−1
𝑚∫ 𝑐𝑜𝑠𝑚−2 𝑥 𝑑𝑥
∫ 𝑐𝑜𝑠5𝑥 𝑑𝑥 = 𝑐𝑜𝑠5 −1𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥
5+
5−1
5∫ 𝑐𝑜𝑠5−2 𝑥 𝑑𝑥
∫ 𝑦𝑑𝑥 = 𝑦𝑥 − ∫ 𝑥𝑑𝑦
=𝑐𝑜𝑠5−1𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥
5+
4
5∫ 𝑐𝑜𝑠3𝑥 𝑑𝑥
=𝑐𝑜𝑠4 𝑠𝑖𝑛𝑥
5+
4
5{
𝑐𝑜𝑠2 𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥
3+
2
3∫ 𝑐𝑜𝑠𝑥 𝑑𝑥}
=𝑐𝑜𝑠4 𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥
5+
4𝑐𝑜𝑠2 𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥
15
8
15𝑠𝑖𝑛𝑥
=1
15{3𝑐𝑜𝑠4𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥 + 4𝑐𝑜𝑠2𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥 + 8𝑠𝑖𝑛𝑥} + 𝑐
=1
15{3𝑐𝑜𝑠4𝑥 + 4𝑐𝑜𝑠2𝑥 + 8}𝑠𝑖𝑛𝑥 + 𝑐
5. ∫ 𝑒2𝑥 (2 sin 4𝑥 − 5 𝑐𝑜𝑠 4𝑥)𝑑𝑥 =1
25𝑒2𝑥(−14 sin 4𝑥 − 23 cos 4𝑥) + 𝑐
𝑒2𝑥 (𝐴 cos 4𝑥 + 𝐵 sin 4𝑥) → 𝑚𝑎𝑘𝑎:
𝑒3𝑥 (2 sin 4𝑥 − 5 cos 4𝑥) = 𝑒3𝑥 (3𝐴 + 4𝐵)𝐶𝑂𝑆 4𝑋 + 𝑒3𝑥 (3𝐵 −
4𝐴) sin 4𝑥
Maka:
3A+4B=-5 x3 9A+12B=-15 -4A+3B=2 x4 -16A=12B=8 _
25A= -23 A= -23/25
3𝐵 = 2 + 4𝐴 = 2 −92
25=
−42
25↔ 𝐵 =
−14
25
↔ 𝐸2𝑋(2 sin 4𝑥 − 5 cos 4𝑥)𝑑𝑥
= 𝑒2𝑥 (−23
25𝑐𝑜𝑠4𝑥 −
14
25sin 4𝑥) + 𝑐
= −1
25𝑒2𝑥 (23 cos 4𝑥 + 14 sin 4𝑥) + 𝑐
=1
25𝑒2𝑥 (−14 sin 4𝑥 − 23 𝑐𝑜𝑠 4𝑥) + 𝑐
BAB III
10. ∫ (sec 𝑥
tan 𝑥)
4
𝑑𝑥 =1
3 𝑡𝑎𝑛3 𝑥−
1
tan 𝑥+ 𝑐
= ∫ (1
𝑐𝑜𝑠𝑥𝑠𝑖𝑛𝑥
𝑐𝑜𝑠𝑥
)
4
𝑑𝑥 = ∫ (1
𝑐𝑜𝑠𝑥.
𝑐𝑜𝑠𝑥
𝑠𝑖𝑛𝑥)
4
𝑑𝑥 = ∫ (1
𝑠𝑖𝑛𝑥)
4
𝑑𝑥
= ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐4𝑥𝑑𝑥 = ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐2 (1 + 𝑐𝑜𝑡2 𝑥)𝑑𝑥
= ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐2𝑑𝑥 + ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐2𝑥𝑐𝑜𝑡2 𝑥 𝑑𝑥
= −𝑐𝑜𝑡𝑥 + ∫ 𝑐𝑜𝑡2𝑥𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐2 𝑥 𝑑𝑥
= −𝑐𝑜𝑡𝑥 + ∫ 𝑐𝑜𝑡2𝑥 𝑑(−𝑐𝑜𝑡𝑥)
= −𝑐𝑜𝑡𝑥 + −1
3𝑐𝑜𝑡3𝑥 + 𝑐
= −1
3𝑡𝑎𝑛3 𝑥−
1
𝑡𝑎𝑛𝑥+ 𝑐
13.
15. ∫𝑐𝑜𝑡3 𝑥 𝑑𝑥
𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑥 = ∫
𝑐𝑜𝑡2 𝑥.𝑐𝑜𝑡𝑥 𝑑𝑥
𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑥 = ∫
(𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐2 𝑥−1).cot 𝑥 𝑑𝑥
𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑥
= ∫𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐2 𝑥.cot 𝑥
𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑥𝑑𝑥 − ∫
cot𝑥
𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑥𝑑𝑥
= ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑥. cot𝑥 𝑑𝑥 − ∫ cos 𝑑𝑥
= -cosec x – sin x+c = -sin x- cosec x +c
BAB IV
9. ∫√25 −𝑥2
𝑋= 5 ln |
5−√25 −𝑥2
𝑥| + √25 − 𝑥2 + 𝑐
a=5 b=1 u= x 𝑢 =𝑎
𝑏sin 𝑧 𝑥 =
5 𝑠𝑖𝑛𝑧
dx= 5 cos z sin 𝑧 =𝑥
5
√25 − 𝑥2 = 𝑎 cos 𝑧 = 5 cos 𝑧
∫√25 −𝑥2
𝑋𝑑𝑥 = ∫
(5 cos 𝑧)(5 cos 𝑧)
5 sin 𝑧 = ∫
25 𝑐𝑜𝑠 2𝑧
5 sin 𝑧𝑑𝑧
= 5 ∫𝑐𝑜𝑠2 𝑧
sin 𝑧𝑑𝑧 = 5 ∫
(1−𝑠𝑖𝑛2 𝑧)
sin 𝑧𝑑𝑧
= 5(∫1
𝑠𝑖𝑛𝑧𝑑𝑧 − ∫ sin 𝑧 𝑑𝑧
= 5 ∫ 𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑧 𝑑𝑧 − 5 ∫ sin 𝑧 𝑑𝑧
= 5|𝑐𝑜𝑠𝑒𝑐 𝑧 − cot𝑧| + 5 cos 𝑧 + 𝑐
= 5|5
𝑥−
√25−𝑥2
𝑥| + 5.
√25−𝑥2
𝑥+ 𝑐
= 5 |5−√25−𝑥2
𝑥| + √25 − 𝑥2 + 𝑐
13.
BAB V
12. ∫𝑥2+3𝑥−4
𝑥2−2𝑥−8𝑑𝑥 = 𝑥 + ln|(𝑥 + 2)(𝑥 − 4)4| + 𝑐
→ 𝑥 2 − 2𝑥 − 81
√𝑥2+3𝑥 −4𝑥2−2𝑥 −8
5𝑥 +4−
→ ∫ 1 +5𝑥 +4
𝑥2−2𝑥−8𝑑𝑥
→𝑥 2 − 2𝑥 − 8 = (𝑥 + 2)(𝑥 − 4)
5𝑥 +4
𝑥2 −2𝑥−8=
𝐴
𝑥+2+
𝐵
𝑥−4 dikali (x+2)(x-4)
5x+4 = A(x-4)+B(x+2) = (A+B)x-4A+2B
A=1,B=4
→∫ 1 +5𝑥 +4
𝑥2 −2𝑥−8𝑑𝑥 = ∫ 1𝑑𝑥 + ∫
𝐴 𝑑𝑥
(𝑥+2)+ ∫
𝐵 𝑑𝑥
(𝑥−4)
= 𝑥 + ∫𝑑𝑥
(𝑥+2)+ 4 ∫
𝑑𝑥
𝑥−4
= 𝑥 + ln(𝑥 + 2) + 4 ln(𝑥 − 4) + 𝑐
= 𝑥 + ln|(𝑥 + 2)(𝑥 − 4)4| + 𝑐