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→∞ (−3x³ + 3x − 2)/(2x³ + 2x + 7).

f(x) = (−3x³ + 3x − 2)/(2x³ + 2x + 7)x → ∞

L =

2.LimitSulit

Cari limit L = lim_x→0 (e^2x − 1 − 2x)/x².

f(x) = (e^2x − 1 − 2x)/x²x → 0

L =

3.TurunanSedang

Misalkan f(x) = ln(x² + 1). Tentukan f′(−2).

f(x) = ln(x² + 1)x = −2

f′(−2) =

4.TurunanSulit

Misalkan f(x) = x³ − 13,5x² + 54x + 5. Tentukan koordinat x x dari minimum lokal.

f(x) = x³ − 13,5x² + 54x + 5

x =

5.OptimasiSedang

Sebuah kotak terbuka (tanpa tutup) beralas persegi harus memuat 108000 cm³. Gunakan bahan sesedikit mungkin, yaitu luas terkecil dari alas ditambah keempat sisinya. Cari luas permukaan minimum S.

V = 108000 cm³

S = cm²

6.OptimasiSulit

Sebuah perusahaan menjual q unit per minggu. Harga jualnya adalah p = 200 − 0,5q euro per unit, dan biayanya C(q) = 200 + 165q euro. Cari produksi mingguan q yang memaksimumkan laba.

p = 200 − 0,5qC = 200 + 165q

q = unit

7.IntegralSedang

Hitung I = ∫₀³ e^0,5x dx.

f(x) = e^0,5x[0, 3]

I =

8.IntegralSulit

Tentukan luas A daerah yang dibatasi oleh y = 2x² dan y = x.

y = 2x²y = x

A =

3Larutan

1.Limit

Jawaban: L = −1,5

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

(−3 + 3/x² + (−2)/x³)/(2 + 2/x² + 7/x³)

Biarkan x → ∞

L = −3/2 = −1,5

Jawaban

L = −1,5

Untuk derajat yang sama, limitnya adalah rasio koefisien utama.

2.Limit

Jawaban: L = 2

Penerapan pertama

(2·e^2x − 2)/(2x) → 0/0

Penerapan kedua

4·e^2x/2

Substitusikan x = 0

L = 4·1/2 = 2

Jawaban

L = 2

3.Turunan

Jawaban: f′(−2) = −0,8

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 + 1)

Substitusikan

f′(−2) = −4/5 = −0,8

Jawaban

f′(−2) = −0,8

4.Turunan

Jawaban: x = 6

Turunan

f′(x) = 3x² − 27x + 54 = 3·(x² − 9x + 18)

Selesaikan f′(x) = 0

x = 3 atau x = 6

Mana yang mana

f″(x) = 6x − 27: negatif di maksimum, positif di minimum.

f″(3) = −9, f″(6) = 9

x = 6

Jawaban

x = 6

5.Optimasi

Jawaban: S = 10800 cm²

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 + 432000/x

Samakan turunan dengan nol

S″(x) = 2 + 864000/x³ > 0, sehingga ini minimum.

x³ = 216000 → x = 60 cm

Tinggi dan luas

h = 108000/60² = 30 cm

S = 60² + 432000/60 = 10800 cm²

Jawaban

S = 10800 cm²

Kotak terbuka terbaik tingginya setengah dari lebarnya.

6.Optimasi

Jawaban: q = 35 unit

Fungsi laba

P(q) = (200 − 0,5q)·q − (200 + 165q) = −0,5q² + 35q − 200

Samakan turunan dengan nol

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

q = 35/1 = 35

Harga dan laba

p = 200 − 0,5·35 = €182,5

P = 35·35 − 0,5·35² − 200 = €412,5

Jawaban

q = 35

7.Integral

Jawaban: I = 6,963

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) = e^0,5x/0,5

Substitusikan batasnya

I = (e^1,5 − 1)/0,5 = (4,482 − 1)/0,5 = 6,963

Jawaban

I = 6,963

8.Integral

Jawaban: A = 0,04167

Titik potong

2x² = x → x = 0, x = 0,5

Integralkan atas dikurangi bawah

A = [0,5x² − 0,6667x³]₀^0,5 = 0,04167

Jawaban

A = 0,04167

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1