Kalkulus Contoh
f(x)=x4+2x2-8xf(x)=x4+2x2−8x
Langkah 1
Langkah 1.1
Tentukan turunan pertamanya.
Langkah 1.1.1
Diferensialkan.
Langkah 1.1.1.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari x4+2x2-8xx4+2x2−8x terhadap xx adalah ddx[x4]+ddx[2x2]+ddx[-8x]ddx[x4]+ddx[2x2]+ddx[−8x].
ddx[x4]+ddx[2x2]+ddx[-8x]ddx[x4]+ddx[2x2]+ddx[−8x]
Langkah 1.1.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn]ddx[xn] adalah nxn-1nxn−1 di mana n=4n=4.
4x3+ddx[2x2]+ddx[-8x]4x3+ddx[2x2]+ddx[−8x]
4x3+ddx[2x2]+ddx[-8x]4x3+ddx[2x2]+ddx[−8x]
Langkah 1.1.2
Evaluasi ddx[2x2]ddx[2x2].
Langkah 1.1.2.1
Karena 22 konstan terhadap xx, turunan dari 2x22x2 terhadap xx adalah 2ddx[x2]2ddx[x2].
4x3+2ddx[x2]+ddx[-8x]4x3+2ddx[x2]+ddx[−8x]
Langkah 1.1.2.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn]ddx[xn] adalah nxn-1nxn−1 di mana n=2n=2.
4x3+2(2x)+ddx[-8x]4x3+2(2x)+ddx[−8x]
Langkah 1.1.2.3
Kalikan 22 dengan 22.
4x3+4x+ddx[-8x]4x3+4x+ddx[−8x]
4x3+4x+ddx[-8x]4x3+4x+ddx[−8x]
Langkah 1.1.3
Evaluasi ddx[-8x]ddx[−8x].
Langkah 1.1.3.1
Karena -8−8 konstan terhadap xx, turunan dari -8x−8x terhadap xx adalah -8ddx[x]−8ddx[x].
4x3+4x-8ddx[x]4x3+4x−8ddx[x]
Langkah 1.1.3.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn]ddx[xn] adalah nxn-1nxn−1 di mana n=1n=1.
4x3+4x-8⋅14x3+4x−8⋅1
Langkah 1.1.3.3
Kalikan -8−8 dengan 11.
f′(x)=4x3+4x-8
f′(x)=4x3+4x-8
f′(x)=4x3+4x-8
Langkah 1.2
Turunan pertama dari f(x) terhadap x adalah 4x3+4x-8.
4x3+4x-8
4x3+4x-8
Langkah 2
Langkah 2.1
Buat turunan pertamanya agar sama dengan 0.
4x3+4x-8=0
Langkah 2.2
Faktorkan sisi kiri persamaannya.
Langkah 2.2.1
Faktorkan 4 dari 4x3+4x-8.
Langkah 2.2.1.1
Faktorkan 4 dari 4x3.
4(x3)+4x-8=0
Langkah 2.2.1.2
Faktorkan 4 dari 4x.
4(x3)+4(x)-8=0
Langkah 2.2.1.3
Faktorkan 4 dari -8.
4(x3)+4x+4⋅-2=0
Langkah 2.2.1.4
Faktorkan 4 dari 4(x3)+4x.
4(x3+x)+4⋅-2=0
Langkah 2.2.1.5
Faktorkan 4 dari 4(x3+x)+4⋅-2.
4(x3+x-2)=0
4(x3+x-2)=0
Langkah 2.2.2
Faktorkan.
Langkah 2.2.2.1
Faktorkan x3+x-2 menggunakan uji akar rasional.
Langkah 2.2.2.1.1
Jika fungsi Polinomial memiliki koefisien bilangan bulat, maka setiap nol rasional akan memiliki bentuk pq di mana p adalah faktor dari konstanta dan q adalah faktor dari koefisien pertama.
p=±1,±2
q=±1
Langkah 2.2.2.1.2
Tentukan setiap gabungan dari ±pq. Ini adalah akar yang memungkinkan dari fungsi polinomial.
±1,±2
Langkah 2.2.2.1.3
Substitusikan 1 dan sederhanakan pernyataannya. Dalam hal ini, pernyataannya sama dengan 0 sehingga 1 adalah akar dari polinomialnya.
Langkah 2.2.2.1.3.1
Substitusikan 1 ke dalam polinomialnya.
13+1-2
Langkah 2.2.2.1.3.2
Naikkan 1 menjadi pangkat 3.
1+1-2
Langkah 2.2.2.1.3.3
Tambahkan 1 dan 1.
2-2
Langkah 2.2.2.1.3.4
Kurangi 2 dengan 2.
0
0
Langkah 2.2.2.1.4
Karena 1 adalah akar yang telah diketahui, bagi polinomial tersebut dengan x-1 untuk mencari polinomial hasil bagi. Polinomial ini kemudian dapat digunakan untuk menemukan akar yang belum diketahui.
x3+x-2x-1
Langkah 2.2.2.1.5
Bagilah x3+x-2 dengan x-1.
Langkah 2.2.2.1.5.1
Tulis polinomial yang akan dibagi. Jika tidak ada suku untuk setiap eksponen, masukan suku dengan nilai 0.
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 |
Langkah 2.2.2.1.5.2
Bagilah suku dengan pangkat tertinggi pada bilangan yang dibagi x3 dengan suku berpangkat tertinggi pada pembagi x.
x2 | |||||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 |
Langkah 2.2.2.1.5.3
Kalikan suku hasil bagi baru dengan pembagi.
x2 | |||||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
+ | x3 | - | x2 |
Langkah 2.2.2.1.5.4
Pernyataannya perlu dikurangi dari bilangan yang dibagi sehingga ubah semua tanda dalam x3-x2
x2 | |||||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 |
Langkah 2.2.2.1.5.5
Setelah mengubah tandanya, tambahkan pembagi terakhir dari perkalian polinomial untuk mencari pembagi baru.
x2 | |||||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 |
Langkah 2.2.2.1.5.6
Mengeluarkan suku-suku berikutnya dari bilangan yang dibagi asli ke dalam bilangan yang dibagi saat ini.
x2 | |||||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x |
Langkah 2.2.2.1.5.7
Bagilah suku dengan pangkat tertinggi pada bilangan yang dibagi x2 dengan suku berpangkat tertinggi pada pembagi x.
x2 | + | x | |||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x |
Langkah 2.2.2.1.5.8
Kalikan suku hasil bagi baru dengan pembagi.
x2 | + | x | |||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
+ | x2 | - | x |
Langkah 2.2.2.1.5.9
Pernyataannya perlu dikurangi dari bilangan yang dibagi sehingga ubah semua tanda dalam x2-x
x2 | + | x | |||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
- | x2 | + | x |
Langkah 2.2.2.1.5.10
Setelah mengubah tandanya, tambahkan pembagi terakhir dari perkalian polinomial untuk mencari pembagi baru.
x2 | + | x | |||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
- | x2 | + | x | ||||||||
+ | 2x |
Langkah 2.2.2.1.5.11
Mengeluarkan suku-suku berikutnya dari bilangan yang dibagi asli ke dalam bilangan yang dibagi saat ini.
x2 | + | x | |||||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
- | x2 | + | x | ||||||||
+ | 2x | - | 2 |
Langkah 2.2.2.1.5.12
Bagilah suku dengan pangkat tertinggi pada bilangan yang dibagi 2x dengan suku berpangkat tertinggi pada pembagi x.
x2 | + | x | + | 2 | |||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
- | x2 | + | x | ||||||||
+ | 2x | - | 2 |
Langkah 2.2.2.1.5.13
Kalikan suku hasil bagi baru dengan pembagi.
x2 | + | x | + | 2 | |||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
- | x2 | + | x | ||||||||
+ | 2x | - | 2 | ||||||||
+ | 2x | - | 2 |
Langkah 2.2.2.1.5.14
Pernyataannya perlu dikurangi dari bilangan yang dibagi sehingga ubah semua tanda dalam 2x-2
x2 | + | x | + | 2 | |||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
- | x2 | + | x | ||||||||
+ | 2x | - | 2 | ||||||||
- | 2x | + | 2 |
Langkah 2.2.2.1.5.15
Setelah mengubah tandanya, tambahkan pembagi terakhir dari perkalian polinomial untuk mencari pembagi baru.
x2 | + | x | + | 2 | |||||||
x | - | 1 | x3 | + | 0x2 | + | x | - | 2 | ||
- | x3 | + | x2 | ||||||||
+ | x2 | + | x | ||||||||
- | x2 | + | x | ||||||||
+ | 2x | - | 2 | ||||||||
- | 2x | + | 2 | ||||||||
0 |
Langkah 2.2.2.1.5.16
Karena sisanya adalah 0, maka jawaban akhirnya adalah hasil baginya.
x2+x+2
x2+x+2
Langkah 2.2.2.1.6
Tulis x3+x-2 sebagai himpunan faktor.
4((x-1)(x2+x+2))=0
4((x-1)(x2+x+2))=0
Langkah 2.2.2.2
Hilangkan tanda kurung yang tidak perlu.
4(x-1)(x2+x+2)=0
4(x-1)(x2+x+2)=0
4(x-1)(x2+x+2)=0
Langkah 2.3
Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan 0, seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan 0.
x-1=0
x2+x+2=0
Langkah 2.4
Atur x-1 agar sama dengan 0 dan selesaikan x.
Langkah 2.4.1
Atur x-1 sama dengan 0.
x-1=0
Langkah 2.4.2
Tambahkan 1 ke kedua sisi persamaan.
x=1
x=1
Langkah 2.5
Atur x2+x+2 agar sama dengan 0 dan selesaikan x.
Langkah 2.5.1
Atur x2+x+2 sama dengan 0.
x2+x+2=0
Langkah 2.5.2
Selesaikan x2+x+2=0 untuk x.
Langkah 2.5.2.1
Gunakan rumus kuadrat untuk menghitung penyelesaiannya.
-b±√b2-4(ac)2a
Langkah 2.5.2.2
Substitusikan nilai-nilai a=1, b=1, dan c=2 ke dalam rumus kuadrat, lalu selesaikan x.
-1±√12-4⋅(1⋅2)2⋅1
Langkah 2.5.2.3
Sederhanakan.
Langkah 2.5.2.3.1
Sederhanakan pembilangnya.
Langkah 2.5.2.3.1.1
Satu dipangkat berapa pun sama dengan satu.
x=-1±√1-4⋅1⋅22⋅1
Langkah 2.5.2.3.1.2
Kalikan -4⋅1⋅2.
Langkah 2.5.2.3.1.2.1
Kalikan -4 dengan 1.
x=-1±√1-4⋅22⋅1
Langkah 2.5.2.3.1.2.2
Kalikan -4 dengan 2.
x=-1±√1-82⋅1
x=-1±√1-82⋅1
Langkah 2.5.2.3.1.3
Kurangi 8 dengan 1.
x=-1±√-72⋅1
Langkah 2.5.2.3.1.4
Tulis kembali -7 sebagai -1(7).
x=-1±√-1⋅72⋅1
Langkah 2.5.2.3.1.5
Tulis kembali √-1(7) sebagai √-1⋅√7.
x=-1±√-1⋅√72⋅1
Langkah 2.5.2.3.1.6
Tulis kembali √-1 sebagai i.
x=-1±i√72⋅1
x=-1±i√72⋅1
Langkah 2.5.2.3.2
Kalikan 2 dengan 1.
x=-1±i√72
x=-1±i√72
Langkah 2.5.2.4
Sederhanakan pernyataan untuk menyelesaikan bagian + dari ±.
Langkah 2.5.2.4.1
Sederhanakan pembilangnya.
Langkah 2.5.2.4.1.1
Satu dipangkat berapa pun sama dengan satu.
x=-1±√1-4⋅1⋅22⋅1
Langkah 2.5.2.4.1.2
Kalikan -4⋅1⋅2.
Langkah 2.5.2.4.1.2.1
Kalikan -4 dengan 1.
x=-1±√1-4⋅22⋅1
Langkah 2.5.2.4.1.2.2
Kalikan -4 dengan 2.
x=-1±√1-82⋅1
x=-1±√1-82⋅1
Langkah 2.5.2.4.1.3
Kurangi 8 dengan 1.
x=-1±√-72⋅1
Langkah 2.5.2.4.1.4
Tulis kembali -7 sebagai -1(7).
x=-1±√-1⋅72⋅1
Langkah 2.5.2.4.1.5
Tulis kembali √-1(7) sebagai √-1⋅√7.
x=-1±√-1⋅√72⋅1
Langkah 2.5.2.4.1.6
Tulis kembali √-1 sebagai i.
x=-1±i√72⋅1
x=-1±i√72⋅1
Langkah 2.5.2.4.2
Kalikan 2 dengan 1.
x=-1±i√72
Langkah 2.5.2.4.3
Ubah ± menjadi +.
x=-1+i√72
Langkah 2.5.2.4.4
Tulis kembali -1 sebagai -1(1).
x=-1⋅1+i√72
Langkah 2.5.2.4.5
Faktorkan -1 dari i√7.
x=-1⋅1-(-i√7)2
Langkah 2.5.2.4.6
Faktorkan -1 dari -1(1)-(-i√7).
x=-1(1-i√7)2
Langkah 2.5.2.4.7
Pindahkan tanda negatif di depan pecahan.
x=-1-i√72
x=-1-i√72
Langkah 2.5.2.5
Sederhanakan pernyataan untuk menyelesaikan bagian - dari ±.
Langkah 2.5.2.5.1
Sederhanakan pembilangnya.
Langkah 2.5.2.5.1.1
Satu dipangkat berapa pun sama dengan satu.
x=-1±√1-4⋅1⋅22⋅1
Langkah 2.5.2.5.1.2
Kalikan -4⋅1⋅2.
Langkah 2.5.2.5.1.2.1
Kalikan -4 dengan 1.
x=-1±√1-4⋅22⋅1
Langkah 2.5.2.5.1.2.2
Kalikan -4 dengan 2.
x=-1±√1-82⋅1
x=-1±√1-82⋅1
Langkah 2.5.2.5.1.3
Kurangi 8 dengan 1.
x=-1±√-72⋅1
Langkah 2.5.2.5.1.4
Tulis kembali -7 sebagai -1(7).
x=-1±√-1⋅72⋅1
Langkah 2.5.2.5.1.5
Tulis kembali √-1(7) sebagai √-1⋅√7.
x=-1±√-1⋅√72⋅1
Langkah 2.5.2.5.1.6
Tulis kembali √-1 sebagai i.
x=-1±i√72⋅1
x=-1±i√72⋅1
Langkah 2.5.2.5.2
Kalikan 2 dengan 1.
x=-1±i√72
Langkah 2.5.2.5.3
Ubah ± menjadi -.
x=-1-i√72
Langkah 2.5.2.5.4
Tulis kembali -1 sebagai -1(1).
x=-1⋅1-i√72
Langkah 2.5.2.5.5
Faktorkan -1 dari -i√7.
x=-1⋅1-(i√7)2
Langkah 2.5.2.5.6
Faktorkan -1 dari -1(1)-(i√7).
x=-1(1+i√7)2
Langkah 2.5.2.5.7
Pindahkan tanda negatif di depan pecahan.
x=-1+i√72
x=-1+i√72
Langkah 2.5.2.6
Jawaban akhirnya adalah kombinasi dari kedua penyelesaian tersebut.
x=-1-i√72,-1+i√72
x=-1-i√72,-1+i√72
x=-1-i√72,-1+i√72
Langkah 2.6
Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat 4(x-1)(x2+x+2)=0 benar.
x=1,-1-i√72,-1+i√72
x=1,-1-i√72,-1+i√72
Langkah 3
Nilai-nilai yang membuat turunannya sama dengan 0 adalah 1.
1
Langkah 4
Setelah mencari titik yang membuat turunan f′(x)=4x3+4x-8 sama dengan 0 atau tidak terdefinisi, interval untuk memeriksa di mana f(x)=x4+2x2-8x meningkat dan di mana menurun yaitu (-∞,1)∪(1,∞).
(-∞,1)∪(1,∞)
Langkah 5
Langkah 5.1
Ganti variabel x dengan 0 pada pernyataan tersebut.
f′(0)=4(0)3+4(0)-8
Langkah 5.2
Sederhanakan hasilnya.
Langkah 5.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 5.2.1.1
Menaikkan 0 ke sebarang pangkat positif menghasilkan 0.
f′(0)=4⋅0+4(0)-8
Langkah 5.2.1.2
Kalikan 4 dengan 0.
f′(0)=0+4(0)-8
Langkah 5.2.1.3
Kalikan 4 dengan 0.
f′(0)=0+0-8
f′(0)=0+0-8
Langkah 5.2.2
Sederhanakan dengan menambahkan dan mengurangkan.
Langkah 5.2.2.1
Tambahkan 0 dan 0.
f′(0)=0-8
Langkah 5.2.2.2
Kurangi 8 dengan 0.
f′(0)=-8
f′(0)=-8
Langkah 5.2.3
Jawaban akhirnya adalah -8.
-8
-8
Langkah 5.3
Pada x=0, turunannya adalah -8. Karena ini negatif, fungsinya menurun pada (-∞,1).
Menurun pada (-∞,1) karena f′(x)<0
Menurun pada (-∞,1) karena f′(x)<0
Langkah 6
Langkah 6.1
Ganti variabel x dengan 2 pada pernyataan tersebut.
f′(2)=4(2)3+4(2)-8
Langkah 6.2
Sederhanakan hasilnya.
Langkah 6.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Langkah 6.2.1.1
Naikkan 2 menjadi pangkat 3.
f′(2)=4⋅8+4(2)-8
Langkah 6.2.1.2
Kalikan 4 dengan 8.
f′(2)=32+4(2)-8
Langkah 6.2.1.3
Kalikan 4 dengan 2.
f′(2)=32+8-8
f′(2)=32+8-8
Langkah 6.2.2
Sederhanakan dengan menambahkan dan mengurangkan.
Langkah 6.2.2.1
Tambahkan 32 dan 8.
f′(2)=40-8
Langkah 6.2.2.2
Kurangi 8 dengan 40.
f′(2)=32
f′(2)=32
Langkah 6.2.3
Jawaban akhirnya adalah 32.
32
32
Langkah 6.3
Pada x=2, turunannya adalah 32. Karena ini positif, fungsinya meningkat pada (1,∞).
Meningkat pada (1,∞) karena f′(x)>0
Meningkat pada (1,∞) karena f′(x)>0
Langkah 7
Sebutkan interval-interval yang fungsinya naik dan turun.
Meningkat pada: (1,∞)
Menurun pada: (-∞,1)
Langkah 8