Kalkulus 1: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 8 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baru Kembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Limit

Substitusi langsung: coba x = a dulu; 0/0 berarti sederhanakan
Faktorkan dan coret: xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Sekawan: (√x − √a)(√x + √a) = x − a
Limit di tak hingga: bagi dengan pangkat tertinggi x; derajat yang sama menghasilkan rasio koefisien utama
Limit khusus: lim_x→∞ (1 + a/x)^bx = e^ab
Aturan L'Hôpital: lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Turunan

Aturan pangkat: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Aturan perkalian: (uv)′ = u′v + uv′
Aturan hasil bagi: (u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Aturan rantai: f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Turunan umum: (eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Metode

Kenali strukturnya: jumlah, hasil kali, hasil bagi, atau komposisi.
Terapkan aturan pangkat pada setiap pangkat x.
Gunakan aturan hasil kali, hasil bagi, atau rantai bila diperlukan.
Sederhanakan, dan hitung nilainya di titik tersebut jika diminta.

Optimasi

Metode: tulis Q(x) dengan satu variabel, selesaikan Q′(x) = 0, periksa Q″ atau titik ujungnya
Maksimum: Q′(x) = 0, Q″(x) < 0
Minimum: Q′(x) = 0, Q″(x) > 0
Silinder tertutup: V = πr²h, A = 2πr² + 2πrh
Laba: P = R − C, R = p·q, maximum where MR = MC

Integral

Aturan pangkat: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Integral tentu: ∫_a^b f dx = F(b) − F(a)
Integral umum: ∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Luas daerah antara kurva: ∫_a^b (f − g) dx

Metode

Tulis ulang integran sebagai jumlah suku-suku sederhana bila memungkinkan.
Terapkan aturan pangkat: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1), dan integral standar untuk e^x, 1/x, sin, dan cos.
Gunakan substitusi saat Anda melihat suatu fungsi bersama turunannya.
Untuk integral tentu, hitung F(b) − F(a).

2Soal latihan

1.LimitSedang

Cari limit L = lim_x→∞ (−4x³ − 6x + 7)/(3x³ + x + 1).

f(x) = (−4x³ − 6x + 7)/(3x³ + x + 1)x → ∞

L =

2.LimitSulit

Cari limit L = lim_x→0 ln(1 + 2x)/sin(3x), dengan x dalam radian.

f(x) = ln(1 + 2x)/sin(3x)x → 0

L =

3.TurunanSedang

Misalkan f(x) = ln(x² + 5). Tentukan f′(−2).

f(x) = ln(x² + 5)x = −2

f′(−2) =

4.TurunanSulit

Garis singgung f(x) = 3x² + 5x + 2 di x = 2 memotong sumbu y di y = b. Tentukan b.

f(x) = 3x² + 5x + 2x = 2

b =

5.OptimasiSedang

Sebuah kotak terbuka (tanpa tutup) beralas persegi harus memuat 13500 cm³. Gunakan bahan sesedikit mungkin, yaitu luas terkecil dari alas ditambah keempat sisinya. Cari tinggi h.

V = 13500 cm³

h = cm

6.OptimasiSulit

Sebuah perusahaan menjual q unit per minggu. Harga jualnya adalah p = 80 − 0,5q euro per unit, dan biayanya C(q) = 400 + 30q euro. Cari produksi mingguan q yang memaksimumkan laba.

p = 80 − 0,5qC = 400 + 30q

q = unit

7.IntegralSedang

Hitung I = ∫₂¹⁰ 3/x dx.

f(x) = 3/x[2, 10]

I =

8.IntegralSulit

Tentukan luas A daerah antara parabola y = 4 − x² dan sumbu x.

y = 4 − x²

A =

3Larutan

1.Limit

Jawaban: L = −1,333

Limit: coba dulu substitusi langsung. Jika hasilnya 0/0, sederhanakan dulu: faktorkan dan coret faktor yang sama, atau kalikan dengan bentuk sekawan. Untuk x → ∞, bagi pembilang dan penyebut dengan pangkat tertinggi x. Aturan L'Hôpital: jika f/g memberikan 0/0 atau ∞/∞, maka lim f/g = lim f′/g′, dengan menurunkan pembilang dan penyebut secara terpisah (bukan dengan aturan hasil bagi).

Bagi dengan pangkat tertinggi

(−4 + (−6)/x² + 7/x³)/(3 + 1/x² + 1/x³)

Biarkan x → ∞

L = −4/3 = −1,333

Jawaban

L = −1,333

Untuk derajat yang sama, limitnya adalah rasio koefisien utama.

2.Limit

Jawaban: L = 0,6667

Aturan L'Hôpital

L = lim_x→0 [2/(1 + 2x)]/[3·cos 3x]

Substitusikan x = 0

L = 2/3 = 0,6667

Jawaban

L = 0,6667

3.Turunan

Jawaban: f′(−2) = −0,4444

Diferensial: turunan f′(x) adalah kemiringan grafik di x. Aturan pangkat: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Aturan perkalian: (uv)′ = u′v + uv′. Aturan rantai: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Di mana f′(x) = 0, grafik memiliki garis singgung mendatar: maksimum, minimum, atau titik pelana.

Aturan rantai untuk logaritma

f′(x) = 2x/(x² + 5)

Substitusikan

f′(−2) = −4/9 = −0,4444

Jawaban

f′(−2) = −0,4444

4.Turunan

Jawaban: b = −10

Titik dan kemiringan

f(2) = 24

f′(x) = 6x + 5 → f′(2) = 17

Garis singgung di x = 0

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 24 − 17·2 = −10

Jawaban

b = −10

5.Optimasi

Jawaban: h = 15 cm

Optimasi: tulis besaran yang akan dioptimalkan sebagai fungsi satu variabel, dengan memakai kendala untuk mengeliminasi variabel lainnya. Samakan turunannya dengan nol dan selesaikan. Periksa bahwa titik kritisnya merupakan maksimum atau minimum (turunan kedua atau perubahan tanda turunan pertama) dan berada di dalam rentang yang diperbolehkan; titik ujung seperti panjang sisi nol bukanlah jawabannya.

Luas sebagai fungsi x

S(x) = x² + 54000/x

Samakan turunan dengan nol

S″(x) = 2 + 108000/x³ > 0, sehingga ini minimum.

x³ = 27000 → x = 30 cm

Tinggi dan luas

h = 13500/30² = 15 cm

S = 30² + 54000/30 = 2700 cm²

Jawaban

h = 15 cm

Kotak terbuka terbaik tingginya setengah dari lebarnya.

6.Optimasi

Jawaban: q = 50 unit

Fungsi laba

P(q) = (80 − 0,5q)·q − (400 + 30q) = −0,5q² + 50q − 400

Samakan turunan dengan nol

P″(q) = −1 < 0, sehingga ini maksimum.

q = 50/1 = 50

Harga dan laba

p = 80 − 0,5·50 = €55

P = 50·50 − 0,5·50² − 400 = €850

Jawaban

q = 50

7.Integral

Jawaban: I = 4,828

Integral tentu: ∫ₐᵇ f(x) dx adalah luas bertanda antara grafik dan sumbu x dari a ke b. Cari antiturunan F (dengan F′ = f) dan hitung F(b) − F(a). Aturan pangkat: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Luas antara dua kurva adalah ∫(atas − bawah) dx.

Antiturunan

F(x) = 3·ln x

Substitusikan batasnya

I = 3·(ln 10 − ln 2) = 3·ln 5 = 4,828

Jawaban

I = 4,828

8.Integral

Jawaban: A = 10,67

Pembuat nol

4 − x² = 0 → x = ±2

Integralkan

A = [4x − x³/3]₋₂² = 5,333 − (−5,333) = 10,67

Jawaban

A = 10,67

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1