aplikasi integral tentushintarosalia.lecture.ub.ac.id/.../2012/09/kalkulus_materi4_full2.pdf · 2...
TRANSCRIPT
2
Aplikasi Integral Tentu
థ Luas diantara 2 kurva
థ Volume benda dalam bidang
(dengan metode cakram dan cincin)
థ Volume benda putar
(dengan metode kulit tabung)
థ Luas permukaan benda putar
థ Momen dan pusat massa
4
Cara menghitung :
1. Bagi luasan S menjadi n irisan dg lebar yang
sama besar kemudian tentukan irisan ke-i
dengan membuat persegi panjang beralas x
dan tinggi f(xi*)- g(xi*)
6
Luas A yang dibatasi kurva
y=f(x), y=g(x) dan garis x=a,
x=b dengan f dan g kontinu
dan f(x) ≥ g(x) untuk semua
x pada selang [a,b] adalah
b
a
dx g(x)][f(x)A
Luas A dari S sebagai nilai
limit dari jumlah persegi
panjang
xxgxfAn
iii
n
Δ )()(1
**lim
8
Carilah luas daerah yang dilingkupi oleh
parabola y = x2 dan y = 2x-x2
* Cari titik potong batas atas dan bawah
y1 = y2
x2 = 2x-x2
2x2-2x
x (x-1) = 0
Jadi x = 0 atau x = 1
Titik potongnya = (0,0) dan (1,1)
y1= x2 dan y2 = 2x-x2
Luas persegi panjang khas :
(y2-y1)x = (2x-x2-x2)x
Daerah terletak diantara
x=0 dan x=1
10
2. VOLUME BENDA DALAM BIDANG
Volume benda padat yang luas penampangnya
A(x) dan berada antara x=a dan x=b adalah
bn*i
n i 1 a
V A(x )Δx A(x)dxlim
Langkah-langkah mencari :
1.Gambarkan daerah yang volumenya akan dicari
2.Carilah luas A(x)
3.Carilah batas-batas integrasi
4.Integralkan
11
METODE CAKRAM
1. Tentukan volume benda putar yang dibentuk
oleh daerah R yang dibatasi kurva y=x, sumbu
x dan garis x=4, bila R diputar mengelilingi
sumbu x.
Volume = A x h
= (x)2 . x
13
METODE CINCIN
Bila sebuah benda putar kita potong-potong tegak
lurus pada sumbu putarnya kita akan
memperoleh sebuah cakram yang lubang bagian
tengahnya (disebut cincin)
V= (r22-r1
2)h
r1 = jari-jari dalam
r2 = jari-jari luar
h = tebal cincin
14
Contoh : Tentukan volume benda putar apabila
daerah yang dibatasi oleh parabola y=x2
dan y2=8x diputar mengelilingi sumbu x.
Titik potong (0,0) dan (2,4)
V [ (8x)2- (x2)2 ] x
16
3. VOLUME BENDA PUTAR : KULIT TABUNG
Sebuah kulit tabung adalah benda yang dibatasi
oleh dua tabung lingkaran tegak yang sumbu
simetrinya berimpit.
V=(luas alas) . (tinggi)
= (r22- r1
2) h
= (r2 + r1) (r2 - r1) h
1212 rr h
2
rr2
π
18
Jika dibuat potongan jalur yang vertikal dan diputar
mengelilingi sumbu y, maka akan terbentuk benda
seperti kulit tabung.
19
Untuk memperoleh volume,
hitung V dari kulit tabung,
jumlahkan lalu tarik limit
jumlahnya shg menghasilkan
sebuah integral
b
a
dx f(x)x 2V
x f(x) x 2V
π
ΔπΔ
20
Contoh : Daerah yang dibatasi kurva y=1/x,
sumbu x, garis x=1 dan garis x=4 diputar
mengelilingi sumbu y.
Tentukan volume benda yang terbentuk
dengan metode kulit tabung
21
Contoh : Daerah yang dibatasi kurva y=1/x,
sumbu x, garis x=1 dan garis x=4 diputar
mengelilingi sumbu y.
Tentukan volume benda yang terbentuk
dengan metode kulit tabung
32,293
281.8.
3
22
x3
22
dx x2 dxx 2V
32
4
1
23
4
1
214
1 x
1
Jawab
b
a
dx f(x)x 2V
x f(x) x 2V
π
ΔπΔ
22
4. LUAS PERMUKAAN BENDA PUTAR
Diketahui x=f(t) dan y=g(t), atb, adl pers kurva licin
pada bidang xy yang terbagi menjadi n bagian.
Bila kurva itu diputar mengelilingi sumbu x, ia akan
membentuk suatu permukaan dan bagian Si akan
membentuk permukaan bagian.
Luas bagian ini dpt didekati oleh luas kerucut
terpancung yakni 2yiSi
23
Kurva y=f(x) pada batas axb, diputar
mengelilingi sumbu x, maka luasnya adalah
dx (x)f 1 f(x)2yds2b
a
2 '**
* ππA
24
5. MOMEN DAN PUSAT MASSA
Hasilkali massa m dan jarak berarah dari suatu
titik disebut momen benda thd titik tersebut
Jumlah momen M suatu sistem yg terdiri dari n massa
sebesar m1, m2,…mn yg berada pd x1,x2,…xn, yaitu :
i
n
1iimx
M= x1m1 + x2m2+…+ xnmn =
x
m
M = x . m
25
Syarat keseimbangan M = 0
m1m2 m3
mn-1 mn
x1 x2 0 x3xn-1 xn
Dimanakah koordinat x titik seimbang itu?
(Misalnya titik seimbang = x), maka momen sistem
HARUS NOL
(x1-x)m1 + (x2-x)m2+…+ (xn –x)mn = 0
atau
x1m1 + x2m2+…+ xnmn = xm1+xm2 +…+xmn
27
Titik berat kawat yang berada pada suatu sistem
koordinat dimana kepadatannya sebesar (x) adalah
Distribusi massa yang kontinu pada suatu garis
0 a b
x
x
b
a
dx δ(x)m
x δ(x)m ΔΔ
sehingga
b
a
b
a
dx (x)
dx (x)x
m
M x
δ
δ
28
Distribusi massa pada bidang
(x1,y1)
(xn,yn)
m1
mn
m2
m3
(x2,y2)
(x3,y3)
Jumlah momen
i
n
1iiy
i
n
1iix
mxM
myM
y,xKoordinat titik berat sistem tersebut :
n
1ii
n
1iii
y
m
mx
m
Mx
n
1ii
n
1iii
x
m
my
m
My