Halaman
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 2 LIMIT FUNGSI DI KETAKHINGGAAN MATEMATIKA PEMINATAN KELAS XII PENYUSUN Yuyun Sri Yuniarti SMA Negeri 1 Pedes Kabupaten Karawang
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 3 DAFTAR ISI PENYUSUN .......................................................................................................................................... 2DAFTAR ISI ......................................................................................................................................... 3GLOSARIUM ........................................................................................................................................ 4PETA KONSEP .................................................................................................................................... 5PENDAHULUAN................................................................................................................................. 6A. Identitas Modul ......................................................................................................... 6B. Kompetensi Dasar ..................................................................................................... 6C. Deskripsi Singkat Materi ........................................................................................... 6D. Petunjuk Penggunaan Modul ...................................................................................... 7E. Materi Pembelajaran .................................................................................................. 7KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 ...................................................................................................... 8Limit di Ketakhinggaan Fungsi Aljabar ...................................................................................... 8A.Tujuan Pembelajaran ................................................................................................. 8B.Uraian Materi ............................................................................................................ 8C.Rangkuman ............................................................................................................. 14D.Latihan Soal ............................................................................................................ 15E.Penilaian Diri .......................................................................................................... 20KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 .................................................................................................... 21Limit di Ketakhinggaan Fungsi Trigonometri ........................................................................ 21A.Tujuan Pembelajaran ............................................................................................... 21B.Uraian Materi .......................................................................................................... 21C.Rangkuman ............................................................................................................. 25D.Latihan Soal ............................................................................................................ 25E.Penilaian Diri .......................................................................................................... 30EVALUASI .......................................................................................................................................... 31DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................................... 36
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 4 GLOSARIUM Asimtot: Suatu garis lurus yang didekati oleh lengkung dengan jarak semakin lama semakin kecil mendekati nol di tak hingga.Asimtot datar:Suatu garis yang mendekati nilai y tertentu tidak melewati atau menyinggungnya Fungsi:Merupakan suatu relasi yang memetakan setiap anggota dari suatu himpunan yang disebut daerah asal atau domain ke tepat satu anggota himpunan lain yang disebut daerah kawan atau kodomain Limit:Batas atau suatu fungsi f(x) akan mendekati nilai tertentu jika x mendekati nilai tertentu Limit di ketakhinggaan: Batas atau suatu fungsi f(x) akan mendekati nilai tertentu jika x mendekati tak hingga.Tak hingga : “sesuatu” yang lebih besar dari bilangan manapun tetapi sesuatu itu BUKAN bilangan, dengan kata lain tidak ada bilangan yang lebih besar dari ∞. Trigonometri:Sebuah cabang matematika yang berkaitan dengan sudut segitiga dan fungsi trigonometri seperti sinus, cosinus, dan tangen.
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 5 PETA KONSEP LIMIT FUNGSI DI KETAKHINGGAAN Rumus Dasar Limit Trigonometri Masalah Kontekstual dan Asimtot Datar Limit di Ketakhinggaan Fungsi Aljabar Limit di Ketakhinggaan Fungsi Trigonometri Rumus Pembantu
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 6 PENDAHULUAN A. Identitas Modul Mata Pelajaran : Matematika Peminatan Kelas : XII Alokasi Waktu : 12 jam pelajaran Judul Modul : Limit Fungsi di Ketakhinggaan B. Kompetensi Dasar 3.2 Menjelaskan dan menentukan limit di ketakhinggaan fungsi aljabar dan fungsi trigonometri 4.3 Menyelesaikan masalah berkaitan dengan eksistensi limit di ketakhinggaan fungsi aljabar dan fungsi trigonometri C. Deskripsi Singkat Materi Salam jumpa melalui pembelajaran matematika dengan materi Limit di Ketakhinggaan. Modul ini disusun sebagai satu alternatif sumber bahan ajar siswa untuk memahami materi matematika peminatan kelas XII khusunya Limit di Ketakhinggaan. Melalui modul ini diharapkan Anda dapat menjelaskan dan menentukan limit di ketakhinggaan fungsi aljabar dan fungsi trigonometri serta dapat menyelesaikan masalah berkaitan dengan eksistensi limit di ketakhinggaan fungsi aljabar dan fungsi trigonometri. Gambar 1 Fungsi ekonomi dapat diselesaikan dengan aturan limit Sumber: https://surabaya.tribunnews.com/2018/07/11/indonesia-memasuki-era-new-normal-investasi-harus-penuh-strategi? Gambar 1 merupakan contoh fungsi bisnis dan ekonomi. Fungsi-fungsi dalam bisnis dan ekonomi banyak yang berbentuk fungsi asinambung, terutama fungsi permintaan dan penawaran untuk jenis-jenis barang tertentu. Untuk menentukan nilai permintaan atau penawaran suatu barang dari fungsi tersebut dapat menggunakan aturan limit. Masalah dalam kehidupan sehari-hari lainnya yang berkaitan dengan limit fungsi di ketakhinggaan adalah hubungan inang dan parasit tertentu. Diketahui bahwa kerapatan inang (jumlah inang per satuan luas) adalah x dan jumlah parasit selama periode waktu adalah =. Jika kerapatan inang ditingkatkan tanpa batas, berapakah nilai yang akan didekati oleh y?
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 7 Gambar 2 Hubungan inang dan parasit Sumber: https://www.kompas.com/skola/read/2020/02/03/200000469/tumbuhan-parasit--arti-dampak-dan-jenisnya? Salah satu tokoh yang berjasa dalam mempelajari konsep limit adalah Agustin Louis Cauchy (1789-1857) seorang ilmuwan yang pertama kali memperkenalkan definisi yang tepat tentang limit. Cauchy adalah seorang maha guru di di Ecola Polytechnique, Sarbone, dan College de France. D. Petunjuk Penggunaan Modul Modul ini dirancang untuk memfasilitasi Anda dalam melakukan kegiatan pembelajaran secara mandiri. Untuk menguasai materi ini dengan baik, ikutilah petunjuk penggunaan modul berikut. 1.Berdoalah sebelum mempelajari modul ini. 2.Pelajari uraian materi yang disediakan pada setiap kegiatan pembelajaran secara berurutan. 3.Perhatikan contoh-contoh penyelesaian permasalahan yang disediakan dan kalau memungkinkan cobalah untuk mengerjakannya kembali. 4.Kerjakan latihan soal yang disediakan, kemudian cocokkan hasil pekerjaan Anda dengan kunci jawaban dan pembahasan pada bagian akhir modul. 5.Jika menemukan kendala dalam menyelesaikan latihan soal, cobalah untuk melihat kembali uraian materi dan contoh soal yang ada. 6.Setelah mengerjakan latihan soal, lakukan penilaian diri sebagai bentuk refleksi dari penguasaan Anda terhadap materi pada kegiatan pembelajaran. 7.Di bagian akhir modul disediakan soal evaluasi, silahkan mengerjakan soal evaluasi tersebut agar Anda dapat mengukur penguasaan terhadap materi pada modul ini. Cocokkan hasil pengerjaan dengan kunci jawaban yang tersedia. 8.Ingatlah, keberhasilan proses pembelajaran pada modul ini tergantung pada kesungguhan Anda untuk memahami isi modul dan berlatih secara mandiri. E. Materi Pembelajaran Modul ini terbagi menjadi 2 kegiatan pembelajaran dan di dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi. Pertama : Limit di Ketakhinggaan Fungsi Aljabar Kedua : Limit di Ketakhinggaan Fungsi Trigonometri
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 8 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 Limit di Ketakhinggaan Fungsi Aljabar A.Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini, diharapkan Anda dapat menjelaskan dan menentukan limit di ketakhinggaan fungsi aljabar serta dapat menyelesaikan masalah berkaitan dengan eksistensi limit di ketakhinggaan fungsi aljabar. B.Uraian Materi Pada pelajaran matematika wajib kelas XI, Anda telah belajar mengenai definisi limit fungsi aljabar yaitu bahwa suatu limit fungsi f(x) dikatakan mendekati a {f(x), a} sebagai suatu limit. Bila x mendekati a, dinotasikan limit F(x) = L. Cara menyelesaikan limit fungsi aljabar, terdapat 3 cara untuk menyelesaikan limit fungsi aljabar yaitu dengan metode (1) substitusi langsung; (2) pemfaktoran; (3) merasionalkan. Nahhh semoga Anda masih mengingat ini yaa... Pada kegiatan pembelajaran ini kalian akan belajar bagaimana menyelesaikan limit fungsi di ketakhinggaan. Sebelum belajar bagaimana cara menyelesaikan limit fungsi di ketakhinggaan, kita kenalan dulu yuk sama yang namanya tak hingga. Jika kita berbicara tentang definisi, definisi dari simbol tak hingga (Infinity) adalah sebuah konsep abstrak yang menggambarkan sesuatu yang tanpa batas dan relevan dalam sejumlah bidang, terutama matematika dan fisika. Tak hingga diberi simbol ∞“sesuatu” yang lebih besar dari bilangan manapun tetapi sesuatu itu BUKAN bilangan, dengan kata lain tidak ada bilangan yang lebih besar dari ∞.Karena ∞ bukan sebuah bilangan, maka ∞ tidak ganjil, tidak genap dan tidak prima. Dalam kamus matematika Carol Vorderman, definisi tak hingga adalah tanpa batas-batas ukuran atau jumlah, tidak terbatas, tidak ada akhirnya. Cara menyelesaikan limit di ketakhinggaan dibagi menjadi 3, yaitu (1) substitusi langsung; (2) membagi dengan pangkat tertinggi; (3) merasionalkan penyebut. Sebagai materi prasyarat pada bahasan limit fungsi di ketakhinggaan, Anda harus mengingat kembali cara merasionalkan penyebut. Kalo Anda lupa gak perlu khawatir, di modul ini akan disajikan contoh soal beserta cara penyelesaiannya secara rinci. <∞,∀∈dan∞Ïlim→()= Misalkan f adalah fungsi yang didefinisikan pada suatu interval (a, ∞). Maka Bermakna bahwa nilai f(x) dapat dibuat sebarang dekat ke Ldengan cara mengambil x cukup besar. Definisi 1
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 9 Okay.. berikut ini kita simak bersama satu persatu cara menyelesaikan limit fungsi di ketakhinggaan. Metode Substitusi Langsung Penerapan metode substitusi langsung dalam menentukan atau menyelesaikan limit fungsi di ketakhinggan sangat mudah, sama halnya dengan limit fungsi aljabar, yakni dengan langsung mengganti x atau variabel lain dengan angka yang tertera di soal, seperti berikut: lim→()= ()Hal ini berlaku pula untuk limit fungsi di ketakhinggaan: lim→()= (∞)Sebagai contoh, gunakan metode substitusi untuk menentukan nilai Limit fungsi berikut : 1.lim → + 3 = ∞ + 3 = ∞2.lim → + 2 − 4 =(∞)+ 2(∞)− 4 = ∞ + ∞ − 4 = ∞ Membagi dengan Pangkat Tertinggi Misal kita akan mencari nilai lim→Amati bahwa ketika x cukup besar, semakin kecil. Misalkan = 0,1= 0,01.= 0,0001..= 0,000001Nyatanya, dengan mengambil x cukup besar, kita dapat membuat sedekat yang diinginkan ke 0. Oleh karena itu, menurut definisi 1, kita mempunyai lim→1= 0Gambar 1 sungsi y = Teorema limit yang diberikan pada modul sebelumnya berlaku juga untuk limit di ketakhinggaan. Berdasarkan contoh di atas kita peroleh aturan penting untuk perhitungan limit berikut. lim→1=0Jika r > 0 adalah bilangan rasional, maka Teorema
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 10 Sebuah bilangan jika dibagi dengan tak hingga atau bilangan yang sangaaattttt besar, makanya nilainya akan mendekati NOL Sebuah bilangan jika dibagi dengan tak hingga atau bilangan yang sangaaattttt besar, makanya nilainya akan mendekati NOL Agar Anda dapat memahami cara penyelesaian soal limit fungsi di ketakhinggaan, Anda dapat memperhatikan contoh soal berikut:1.Tentukan nilai lim → Perhatikan contoh soal nomor 1 tersebut, dapat Anda lihat soal tersebut memuat pangkat tertinggi yaitu 2. Oleh karena itu kita bagi semua komponen dalam fungsi tersebut dengan seperti ini: lim → − 2 + 3 + 3= lim → − + + = lim → 1 − + + = → → → → → (sifat limit)= (teorema 1)= ∞2. Tentukan nilai lim → Nah untuk soal ini, Anda lihat bahwa pangkat tertinggi adalah 3 sehingga Anda dapat membagi semua komponen dengan 3. Begini yaa.. lim → 2 + 33+ 5 − 2 = lim → + + − = lim → + 3 + − =0 + 03 + 0 − 0= 03= 03.Tentukan nilai dari lim → = − lim →3+ 23 − 5 = lim → + − = lim → 3 +− = 3 + 00 − 5= − 35Okay.. kita lihat kembali secara seksama ketiga contoh tersebut, untuk nomor satu Anda dapat lihat bahwa pangkat tertinggi terdapat di bagian pembilang dan hasil dari limitnya adalah ∞. Lalu untuk contoh soal nomor dua, pangkat tertingginya ada di bagian penyebut, dan hasil limitnya adalah 0. Kemudian contoh soal ketiga, baik pembilang maupun penyebut mempunyai pangkat tertinggi yang sama, dan menghasilkan nilai limit sama dengan − . Jika Anda jeli menyimak, kita dapat menyimpulkan ketiga contoh soal tersebut menjadi bentuk umum limit di ketakhinggaan fungsi aljabar sebagai berikut:
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 11 Wahh ternyata setelah kita simpulkan bersama, tampak mudah yaa pengerjaan limit dengan cara membagi dengan pangkat tertinggi, gak ribet dan gak pakai sulit. Pasti dapat langsung mengerjakannya dengan sekejap. Menggunakan rumus umum di atas maka untuk mengerjakan soal berikut pasti mudah. 1.xxxxx510753 lim32¥= 0 karena m < p2.1536)43( lim2422¥xxxxx= = karena m = p3.)5)(13()12( lim24xxxxx¥=¥ karena m > pMerasionalkan Pada bagian ini Anda akan diajak mengenang masa lalu saat Anda belajar merasionalkan penyebut di SMP, jangan ditinggalkan yaa kenangan masa lalu nya (hehehe), karena secara konsep masih sama dan berlaku dalam penyelesaian limit fungsi di ketakhinggaan ini. Mengapa harus dengan merasionalkan?? Dari namanya juga merasionalkan, maka kita bertujuan agar fungsi irasional yang diberikan dalam limit tak hingga tersebut dapat berubah menjadi rasional sehingga memudahkan dalam pengerjaan soalnya. Okay Anda perhatikan contoh soal berikut: 1.lim → √+ 2 − 3− √ + 2= ⋯ Cara menyelesaikan soal ini, kita akan mengalikan dengan bentuk sekawan dari fungsi tersebut yakni √ √√ √ (ingat kembali pelajaran merasionalkannya yaa...). Penyelesaian: lim → + 2 − 3− √ + 2= lim → + 2 − 3− √ + 2 .√+ 2 − 3 + √ + 2√+ 2 − 3 + √ + 2= lim → + 2 − 3 − ( + 2) .1√+ 2 − 3 + √ + 2lim→ ()= lim→ + + + ... + + + + + ... + + ; Untuk ∈ℝJika > ,maka lim → ()= ∞Jikam<p,makalim → f(x)=0=,makalim→()=Bentuk Umum 1
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 12 = lim → + − 5√+ 2 − 3 + √ + 2= lim → + − + − + + = lim → 1 + − + − + + = 1 + 0 − 0√0 + 0 − 0 + √0 + 0=10= ∞2.lim → √5 − 3− √ + 7= ⋯Penyelesaian: lim → √5 − 3− + 7 = lim → √5 − 3− + 7 .√5 − 3 + √ + 7√5 − 3 + √ + 7= lim → 5 − 3 −(+ 7 )√5 − 3 + √ + 7= lim → − − − − + + = lim → − − 1 − − + + = 0 − 0 − 1 − 0√0 − 0 + √0 + 0 = − 10= − ∞3.lim → √4− 4 + 5− (2 + 1)= ⋯Penyelesaian : lim → 4− 4 + 5− (2 + 1)= lim → 4− 4 + 5− 4+ 4 + 1 = lim → 4− 4 + 5− 4+ 4 + 1 . √4− 4 + 5+ √4+ 4 + 1 √4− 4 + 5+ √4+ 4 + 1 = lim → 4− 4 + 5 − (4+ 4 + 1)√4− 4 + 5+ √4+ 4 + 1 = lim → − 8 + 4√4− 4 + 5+ √4+ 4 + 1 = lim → + − + + + + = − 8 + 0√4 − 0 + 0 + √4 + 0 + 0 = − 8 2 + 2 = − 8 4= −2Bagaimana Anda setelah melihat ketiga contoh soal tersebut? Apakah merasa pusing? Hmmm... tenang.. kita simak lagi yuk contohnya (Anda lihat soalnya lagi yaa.. ). Bentuk soal nomor 1 dan 2 adalah lim→ ()− (). Perhatikan pangkat tertingginya deh.
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 13 Untuk soal nomor 1 pangkat tertinggi ada di () maka hasil limitnya sama dengan ∞. Soal kedua pangkat tertinggi ada di () maka hasilnya sama dengan −∞, sedangkan untuk soal nomor 3 baik () maupun () pangkat nya sama yaitu , dan hasilnya sama dengan −2. Jadi... yuk kita buat rumus umum untuk bentuk soal di atas secara singkat sebagai berikut: Berdasarkan bentuk umum2 tentukan nilai limit di ketakhinggan berikut. 1.¥42632 lim22xxxxx = √=() √= √=√22.lim → √3+ 4 + 1− ( − 1)= lim → √3+ 4 + 1− √− 2 + 1=¥karena a > p3.lim → ( + 2)−√2− 4 + 1= lim → ( + 2)− 2− 4 + 1= lim → + 4 + 1− 2− 4 + 1= −¥karena a < p Aplikasi Limit Fungsi di Ketakhinggaan Fungsi Aljabar Bagaimana cara menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan konsep limit fungsi di ketakhinggaan fungsi aljabar ? untuk memahaminya pelajari contoh berikut. Beberapa ilmuwan sedang meneliti suatu senyawa. Senyawa ini merupakan hasil reaksi kimia dari beberapa senyawa. Setelah diteliti ternyata jumlah senyawa baru yang terbentuk mengikuti fungsi ()= ()(), dengan f(t) menyatakan jumlah senyawa dalam milligram dan t waktu dalam detik. Tentukan jumlah senyawa yang terbentuk untuk jangka waktu yang sangat lama adalah .... Penyelesaian: Waktu yang sangat lama artinya → ∞()=2+ 3 + 4 (3 + 2)( − 1)=2+ 3 + 4 2+ − 3 lim → + + − + + =⎩⎪⎨⎪⎧−2√jika=∞ jika > −∞ jika < dengan,,,,,∈Bentuk Umum 2 Contoh
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 14 lim→() =lim→2+ 3 + 4 2+ − 3 = 1(karena pangkat tertinggi pembilang dan penyebut sama) Jadi, senyawa yang terbentuk dalam waktu yang sangat lama adalah 1 miligram. Asimtot Datar Asimtot adalah suatu garis lurus yang didekati oleh lengkung dengan jarak semakin lama semakin kecil mendekati nol di tak hingga. Asimtot juga diartikan sebagai garis batas atau garis arah kelengkungan kurva dan ada pada domain tertentu. Asimtot datar adalah suatu garis yang mendekati nilai y tertentu tidak melewati atau menyinggungnya. Tentukan asimtot datar untuk fungsi fungsi tigonometri berikut. ()=Penyelesaian: Asimtot datar fungsi tersebut adalah: =lim→= 2Jadi, asimtot datar dari fungsi di atas adalah y =2. C.Rangkuman lim→() = artinya limit f(x) seraya x mendekati tak hingga, adalah L. lim→ ()= lim→ ... ... ; Jika > ,maka lim → ()= ∞Jika m < p,maka lim → f(x)= 0 = ,maka lim → ()= lim → √+ + − + + =⎩⎪⎨⎪⎧ √ jika = ∞ jika > −∞ jika < Asimtot adalah suatu garis lurus yang didekati oleh lengkung dengan jarak semakin lama semakin kecil mendekati nol di tak hingga. Asimtot datar adalah suatu garis yang mendekati nilai y tertentu tidak melewati atau menyinggungnya. Contohlim→()=ataulim→()=Garis y = L disebut asimtot datar dari fungsi f(x) jika memenuhi salah satu dari: y=2
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 15 D.Latihan Soal Kerjakan latihan soal berikut dengan jujur dan benar. 1.Nilai ....)34()23(lim33¥xxxA.1 B.C.D.−E.−2.Nilai dari 342(2 3 )(1 )lim2 5 1xx x xx x¥ ....A. 0 B.1 C.23D.23E. -2 3.Nilai 23lim....91xxx x¥ A.0 B.C.1 D.3 E.∞4.Nilai 325454 26 6lim....3 5 2 2xx x x xx x x¥ A.∞B.3 C.2 D.0 E.−∞5.Nilai ....23615lim2xxxxA.−B.−C.0 D.E.6.Nilai ....7315lim¥xxxA.0 B.2
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 16 C.6 D.8 E.∞7.Nilai dari 5 4 3 9lim4xx xx¥ .... A.0 B.C.1 D.2 E.4 8.Nilai dari 4 9 1lim....4 57xx xx x¥ A.3 B.2 C.1 D.−2E.−39.Diketahui22( )2xf x xx x , nilai dari ( )lim....xf xx¥ A.−2B.0C.1 D.2 E.∞10.Nilai dari ¥xxxxx5434lim22 adalah .... A.0 B.1 C.2 D.4 E.8
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 17 Pembahasan Latihan Soal Kegiatan Pembelajaran 1 1.Penyelesaian Jawab B lim→()()Untuk menyelesaikan soal ini, Ananda cukup memangkatkan yang terdapat variabel x nya yaitu sebagai berikut: lim→(3 − 2)(4 + 3)= lim→(3)(4)= lim→2764= 27642.Penyelesaian Jawab D lim→(2 − 3)(1 + )2+ 5− 1Agar lebih singkat pekerjaan cukup Ananda kalikan di bagian pembilang −3 sehingga: lim→(2 − 3)(1 + )2+ 5− 1= lim→(−3)()2+ 5− 1= lim→−32+ 5− 1= −323.Penyelesaian Jawab A lim→39+ + 1= Soal ini dapat Ananda langsung jawab dengan menggunakan konsep di atas ya. Jika dilihat pangkat tertinggi dari fungsi limit tersebut berada di bagian penyebut, maka nilai limit fungsinya adalah 0. 4.Penyelsaian Jawab B lim→4− 2 − + 6 + 63− 5 − 2 + 2Ananda lihat bahwa pangkat bagian pembilang dan penyebut sama yaitu pangkat 5, oleh karena itu nilai dari limit fungsi ini adalah = 35.Penyelsaian Jawab A lim→√5 − 1 − √6 − 3 − 2
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 18 Jika kita substitusikan nilai x = 2 ke fungsi limit akan menghasilkan bentuk tak tentu, oleh karena itu kita rasionalkan bagian pembilang sehingga diperoleh: lim→√5 − 1 − √6 − 3 − 2 .√5 − 1 + √6 − 3√5 − 1 + √6 − 3lim→5 − 1 − (6 − 3)( − 2)(√5 − 1 + √6 − 3)lim→− + 2( − 2)(√5 − 1 + √6 − 3)lim→−( − 2)( − 2)(√5 − 1 + √6 − 3)lim→−1(√5 − 1 + √6 − 3)= −1(5(2) − 1 + 6(2) − 3)−1(√10 − 1 + √12 − 3= −1√9+ √9= −13 + 3= −166.Penyelesaian Jawab E lim(√5 + 1− √3 + 7) kita kalikan dengan sekawan, diperoleh: lim(√5 + 1− √3 + 7).√5 + 1+ √3 + 7√5 + 1+ √3 + 7lim→5 + 1 − 3 − 7√5 + 1+ √3 + 7= lim→2 − 6√5 + 1+ √3 + 7= ∞Soal bentuk ini dapat langsung dijawab oleh Ananda dengan melihat rumus: lim(√ + − √ + ) jika > c maka nilai fungsi tersebut adalah ∞7.Penyelsaian Jawab A Ananda dapat langsung menjawab soal ini dengan melihat pangkat tertingginya. Soal ini mempunyai pangkat tertinggi ada di bagian penyebut, sehingga soal ini nilainya adalah 0. 8.Penyelesaian Jawab D lim→√ − 4− √9 − 1√4 + 5−√ − 7semua unsur kita bagi dengan x, sehingga didapat: lim→√ − 4− √9 − 1√4 + 5−√ − 7 = lim→−− −+− − = lim→√1 − 0−√9 − 0√4 + 0−√1 − 01 − 32 − 1= −2
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 19 9.Penyelesaian Jawab D lim→ +√lim→ √√+√lim→ (√ )√+√√lim→ √ ()lim→√− 2 + (− 2)− 2lim→() ()lim→1 + lim→(− 2)( − 2)1 + lim→− − 1 + lim→√1 − 01 − 0= 1 + 1 = 210.Penyelesaian Jawab C Dengan menggunakan rumus √Diperoleh nilai limit tersebut sama dengan 3 − (−5)2√4= 82 (2)= 2
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 20 E.Penilaian Diri Anda isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang Anda ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda centang pada kolom pilihan. No.Pertanyaan JawabanYaTidak1. Apakah Anda mampu menentukan limit di ketakhinggaan aljabar dengan substitusi ? 2. Apakah Anda mampu menentukan limit di ketakhinggaan aljabar dengan membagi pangkat tertinggi ? 3. Apakah Anda mampu menentukan limit di ketakhinggaan aljabar dengan merasionalkan ? 4. Apakah anda telah mampu menggunakan limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri dalam masalah kontekstual. 5. Apakah anda telah mampu menentukan asimtot datar? Catatan: Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran. Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 21 Mengingat Kembali KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 Limit di Ketakhinggaan Fungsi Trigonometri A.Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan pembelajaran 2 ini, diharapkan Anda dapat menjelaskan dan menentukan limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri serta dapat menyelesaikan masalah berkaitan dengan eksistensi limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri. B.Uraian Materi Pada kegiatan pembelajaran 2 ini kita akan membahas Limit Tak Hingga Fungsi Trigonometri. Materi Limit Tak Hingga Fungsi Trigonometri merupakan gabungan bentuk limit di ketakhinggaan dan limit fungsi trigonometri. Jika kita perdalam lagi, ternyata bentuk Limit Tak Hingga Fungsi Trigonometri lebih menekankan pada limit fungsi trigonometrinya, sehingga Anda harus benar-benar menguasai materi limit fungsi trigonometri pada modul sebelumnya. Bentuk tak hingga (¥) jika sebagai sudut suatu fungsi trigonometri maka tidak bisa ditentukan nilainya misal sin (¥), cos (¥), tan (¥) tidak bisa ditentukan nilainya karena nilai sin x berkisar –1 ≤ sin x ≤ 1, begitu juga niai cos x berkisar –1 ≤ cos x ≤ 1, dan untuk tan x berkisar –¥ ≤ tan x ≤ ¥, tentu dengan x yang sudah pasti. Nah untuk memudahkan, maka bentuk yang digunakan adalah ¥≈ 0, sehingga nilai fungsi trigonometrinya bisa kita hitung yaitu sin ¥ = 0, cos ¥ = 1, tan ¥ = 0. Dan bentuk ini cocok dengan limit fungsi trigonometri yang akan di bahas dalam kegiatan belajar ini. Limit fungsi trigonometri yang sudah dipelajari pada modul sebelumnya dan identitas trigonometri materi prasyarat untuk memahami konsep limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri. Rumus dasar limit fungsi trigonometri yang diperumum adalah: 1. lim→sin=5. lim→tantan=2. lim→sin=6. lim→sin=3. lim→tan=7. lim→tansin=4. lim→tan=8. lim→sintan=9. lim→1=0
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 22 Rumus Trigonometri cos x – cos y = –2sin (x + y)sin(x – y) 1 – cos ax = 2sin()sin2x + cos2x = 1 Langkah-langkah menentukan limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri. 4.Lakukan pemisalan =. 5.Substitusikan = ke persamaan awal 6.Selesaikan dengan rumus dasar limit fungsi trigonometri. 7.Tentukan hasil limitnya. Agar Anda lebih memahami modul ini, pelajari beberapa contoh soal dari limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri. Tentukan limit di ketakhinggaan fungsi tigonometri berikut. 1. lim→ sin22. lim→tan5csc23. lim→5tan 1 − cos4. lim→cos− 1sintan5. lim→(cos− cos)sinPenyelesaian: 1. lim→ sin2Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→ sin 2 =lim→1sin 2=lim→1sin(2)=lim→sin2= 22. lim→tan5csc2Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0Contoh 1
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 23 lim→tan5csc2=lim→tan5.1csc 2.1=lim→tan5csc 2=lim→tan5sin2=523. lim→5tan 1 − cosMisalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→5tan 1 − cos=lim→15tan2 sin=lim→5tan3(2sin3)=lim→5 tan32 sin 3 sin3=521333=564. lim→cos− 1sintanMisalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→cos− 1sintan=lim→cos− 1sintan=lim→cos6 − 1sin 3 tan2=lim→− sin6sin 3 tan2=lim→− sin 6sin 6sin3 tan2= −63 .62= −6 5. lim→(cos− cos)sinMisalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→(cos− cos)sin=lim→1(cos− cos)sin
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 24 =lim→cos3 − cos sin 2 =lim→−2sin 2sin sin 2 =lim→ −2sin2 sin sin 2 =(−2)(2)12= −2Aplikasi Limit Fungsi di Ketakhinggaan Fungsi Trigonometri Bagaimana cara menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan konsep limit fungsi di ketakhinggaan fungsi trigonometri ? untuk memahaminya pelajari contoh berikut. Jumlah pertumbuhan penduduk suatu kota diperkirakan t tahun dari sekarang akan menjadi N(t) = 35.000 + t sin .Tentukan pertumbuhan jumlah penduduk kota tersebut dalam jangka waktu yang sangat lama di masa depan. Penyelesaian: Waktu yang sangat lama artinya → ∞N(t) = 35.000 + t sin .lim→() =lim→ 35.000 + sin 40.000Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→() =lim→ 35.000 + sin 40.000=lim→ 35.000 +lim→ sin 40.000= 35.000 +lim→sin .= 35.000 + sin40.000= 35.000 + 40.000= 75.000Jadi, pertumbuhan jumlah penduduk kota tersebut dalam jangka waktu yang sangat lama di masa depan adalah 75.000. Asimtot Datar Asimtot adalah suatu garis lurus yang didekati oleh lengkung dengan jarak semakin lama semakin kecil mendekati nol di tak hingga. Asimtot juga diartikan sebagai garis batas atau garis arah kelengkungan kurva dan ada pada domain tertentu. Asimtot Contoh 2
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 25 datar adalah suatu garis yang mendekati nilai y tertentu tidak melewati atau menyinggungnya. Tentukan asimtot datar untuk fungsi fungsi tigonometri berikut. ()= tan1Penyelesaian: Asimtot datar fungsi tersebut adalah: =lim→ tan1Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0 =lim→ tan1 =lim→1tan1=lim→1sin()=lim→sin= 1Jadi, asimtot datar dari fungsi di atas adalah y =1. C.Rangkuman Langkah-langkah menentukan limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri. Lakukan pemisalan =. Substitusikan = ke persamaan awal Selesaikan dengan rumus dasar limit fungsi trigonometri. Tentukan hasil limitnya. Asimtot adalah suatu garis lurus yang didekati oleh lengkung dengan jarak semakin lama semakin kecil mendekati nol di tak hingga. Asimtot datar adalah suatu garis yang mendekati nilai y tertentu tidak melewati atau menyinggungnya. D.Latihan Soal Kerjakan latihan soal berikut dengan jujur dan benar. Tentukan limit di ketakhinggaan fungsi tigonometri berikut. 1. lim→2cot 1Contoh 3lim→()=ataulim→()=Garis y = L disebut asimtot datar dari fungsi f(x) jika memenuhi salah satu dari:
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 26 2. lim→√6cos3√sin5√3. lim→ − costan4. lim→1 − cossin5. lim→(sin− sin)sin6.Kenaikan jumlah bakteri setiap jamnya pada makanan jatuh dinyatakan dalam funsi B(x) = sin+ tan, dengan x lama waktu makanan jatuh. Mula-mula jumlah bakteri pada makanan tersebut hanya 50 bakteri. Tentukan jumlah bakteri pada makan tersebutketika makanan tersebut tidak pernah diambil. 7.Tentukan asimtot datar untuk fungsi fungsi tigonometri berikut. ()=2 tan Penyelesaian: Waktu yang sangat lama artinya → ∞N(t) = 35.000 + t sin .lim→() =lim→ 35.000 + sin 40.000Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→() =lim→ 35.000 + sin 40.000=lim→ 35.000 +lim→ sin 40.000= 35.000 +lim→sin .= 35.000 + sin40.000= 35.000 + 40.000= 75.000Jadi, pertumbuhan jumlah penduduk kota tersebut dalam jangka waktu yang sangat lama di masa depan adalah 75.000.
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 27 Pembahasan Latihan Soal Kegiatan Pembelajaran 2 1. lim→2cot 1Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→2cot 1 =lim→2cot1=lim→2cot=lim→2tan= 2(skor 10)2. lim→√6cos3√sin5√Misalkan =√√=Ketika → ∞ maka √→ 0 atau → 0lim→√6cos3√sin5√=lim√→√61√cos3√sin5√=lim→√61cos3 sin5=lim→√6cos3sin5=√6(1)(5)= 5√6(skor 15)3. lim→ − costanMisalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→ − costan=lim→1 − costan=lim→11 − costan=lim→11 − cos6 tan3=lim→ 2sin 3 tan3=lim→2sin 3 sin 3 tan3= 2(3)(1)= 6(skor 15)
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 28 4. lim→1 − cossinMisalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→ 1 − cossin =lim→11 − cossin=lim→11 − cossin=lim→sin2 sin 4=lim→sin 2 sin2 sin4= 2(24}= 1 (skor 15)5. lim→(sin− sin)sinMisalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0lim→(sin− sin)sin=lim→(sin− sin)sin=lim→sin4 − sin2sin2 =lim→sin4sin2 − sin 2sin 2 = 2 – 1 = 1 (skor 15)6.Kenaikan jumlah bakteri setiap jamnya pada makanan jatuh dinyatakan dalam fungsi B(x) = sin+ tan, dengan x lama waktu makanan jatuh. Mula-mula jumlah bakteri pada makanan tersebut hanya 50 bakteri. Tentukan jumlah bakteri pada makan tersebutketika makanan tersebut tidak pernah diambil. Penyelesaian: Karena makanan tidak pernah diambil (waktu yang sangat lama artinya → ∞), maka kenaikan jumlah bakteri dapat diselesaikan dengan cara berikut. lim→() =lim→ 35.000 + sin 40.000Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 29 lim→() =lim→ sin4+ tan3 =lim→1sin4+ tan3 =lim→sin 4+tan= 4 + 3= 7Jadi, jumlah bakteri yang terdapat pada makanan jatuh tersebut ketika tidak pernah diambil adalah: Bakteri = 50 + 7(5) = 400. (skor 15)7.Tentukan asimtot datar untuk fungsi fungsi tigonometri berikut. ()=2 tan Penyelesaian: Asimtot datar fungsi tersebut adalah: =lim→2 tan Misalkan = =Ketika → ∞ maka → 0 atau → 0 =lim→2 tan =lim→tan =lim→2tan= 2Jadi, asimtot datar dari fungsi di atas adalah y =2. (skor 15)
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 30 E.Penilaian Diri Anda isilah pertanyaan pada tabel di bawah ini sesuai dengan yang Anda ketahui, berilah penilaian secara jujur, objektif, dan penuh tanggung jawab dengan memberi tanda centang pada kolom pilihan. No.Pertanyaan Jawaban Ya Tidak 1. Apakah Anda telah memahami limit fungsi trigonometri. 2. Apakah Anda telah mampu menentukan limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri. 3. Apakah anda telah mampu menggunakan limit di ketakhinggaan fungsi trigonometri dalam masalah kontekstual. 4.Apakah anda telah mampu menentukan asimtot datar?Catatan: Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran. Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 31 EVALUASI Pilihlah satu jawaban yang paling tepat. 1.Nilai dari 754863 lim22¥xxxxx = ....A.−B.−C.D.E.2.Nilai dari 42592 lim32¥xxxx = ....A.0B.C.D.1E.3.Nilai dari 23265427 limxxxxx¥ = ....A.0B.C.D.E.∞ 4.1 x21 x ... 21 Lim2¥x= ... A.0 B.91C.D.1 E.2 5.Nilai dari ¥xlim(12x– 3x) = .... A.–2 B.–1 C.0 D.1 E.∞
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 32 6.Nilai dari 2lim5xx x x¥ .... A.0 B.C.2 D.E.5 7.Nilai dari 2lim (2 1) 4 3 6xx x x¥ .... A.−B.1 C.D.2 E.8.Nilai dari ¥12)54(limxxxx.... A.0 B.C.D.E.∞9.22lim 1621xx ax d bx x c¥ . Nilai − =... A.– 156 B.– 220 C.220 D.644 E.900 10.lim→√+ 2+ 4−√+ 2− A.0 B.½ C.1 D.E.11.Nilai lim→(√+ 1− ) adalah A.−B.− C.0 D.E.12.¥xxxxxx23652lim22 = .... A.4 B.3 C.2 D.1 E.0
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 33 13.Untuk suatu hubungan inang dan parasite tertentu, ditentukan bahwa kerapatan inang (jumlah inang per satuan luas) adalah x dan jumlah parasite selama suatu periode waktu adalah =. Jika kerapatan inang ditingkatkan tanpa batas, nilai yang akan didekati oleh y adalah .... A.20 B.30 C.40 D.50 E.60 14.Nilai dari lim→2 + adalah....A.0 B.1 C.2 D.3 E.4 15.Nilai dari lim→− + tan ℎ . .A.−∞B.0C.1 D.2 E.∞16.Nilai lim→3 + sin = ... A.0 B.3 C.4 D.5 E.∞17.Nilai dari lim→cot= ⋯.A.–1 B.0 C.1 D.2 E.3 18.Nilai dari lim→ adalah ..A.B.C.D.E.∞19.Nilai dari lim→ sincos = .... A.0 B.3 C.4 D.5 E.15 20.Seorang ilmuwan sedang meneliti suatu senyawa. Senyawa ini merupakan hasil reaksi kimia dari beberapa senyawa. Setelah diteliti ternyata jumlah senyawa baru yang
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 34 terbentuk mengikuti fungsi ()= 40 + sin, dengan f(t) menyatakan jumlah senyawa dalam milligram dan t waktu dalam detik. Jumlah senyawa yang terbentuk untuk jangka waktu yang sangat lama adalah .... A.40 B.50 C.70 D.80 E.90
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 35 KUNCI JAWABAN EVALUASI 1.C 2.A 3.E 4.D 5.E 6.D 7.A 8.D 9.B 10.E 11.E 12.A 13.C 14.D 15.A 16.E 17.D 18.D 19.B 20.C
Modul Matematika Peminatan Kelas XII KD 3.2@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 36 DAFTAR PUSTAKA Domi. https://math.smapetrus.net/kelas-xii/matematika-minat-xii/limit-diketakhinggaan. diakses tanggal 14 Oktober 2020. Priatna, Nanang dan Titi Sukamto. 2016. Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar Matematika untuk SMA/MA Kelas XII Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: Grafindo Media Pratama. Purcell, E.J., dan Dale Varberg. 1990. Kalkulus dan Geometri Analitis Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga. Putu Darmayasa. https://www.konsep-matematika.com/2017/06/limit-tak-hingga-fungsi-trigonometri.html. diakses tanggal 14 Oktober 2020. Siswanto. 2005. Matematika Inovatif: Konsep dan Aplikasinya. Solo: Tiga Serangkai Pustaka Mandiri. Suparmin dan Kurniawati. 2017. ModulkuMatematika Peminatan Matematika dan Ilmu-ilmu Alam untuk SMA/MA Kelas XII. Surakarta: Mediatama. Stewart, James. 2001. Kalkulus Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga. Willa Adrian. 2008. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan Matematika Dasar. Bandung: Yrama Widya.