Kalkulus Contoh

Hitung Panjang Busur f(x)=x^2+2x , 0<x<6
f(x)=x2+2x , 0<x<6
Langkah 1
Periksa apakah f(x)=x2+2x kontinu.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1
Domain dari pernyataan adalah semua bilangan riil, kecuali di mana pernyataannya tidak terdefinisi. Dalam hal ini, tidak ada bilangan riil yang membuat pernyataannya tidak terdefinisi.
Notasi Interval:
(-,)
Notasi Pembuat Himpunan:
{x|x}
Langkah 1.2
f(x) kontinu di [0,6].
Fungsinya kontinu.
Fungsinya kontinu.
Langkah 2
Periksa apakah f(x)=x2+2x terdiferensiasi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1
Tentukan turunannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1.1
Tentukan turunan pertamanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1.1.1
Diferensialkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1.1.1.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari x2+2x terhadap x adalah ddx[x2]+ddx[2x].
ddx[x2]+ddx[2x]
Langkah 2.1.1.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=2.
2x+ddx[2x]
2x+ddx[2x]
Langkah 2.1.1.2
Evaluasi ddx[2x].
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1.1.2.1
Karena 2 konstan terhadap x, turunan dari 2x terhadap x adalah 2ddx[x].
2x+2ddx[x]
Langkah 2.1.1.2.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=1.
2x+21
Langkah 2.1.1.2.3
Kalikan 2 dengan 1.
f(x)=2x+2
f(x)=2x+2
f(x)=2x+2
Langkah 2.1.2
Turunan pertama dari f(x) terhadap x adalah 2x+2.
2x+2
2x+2
Langkah 2.2
Tentukan apakah turunannya kontinu di [0,6].
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.2.1
Domain dari pernyataan adalah semua bilangan riil, kecuali di mana pernyataannya tidak terdefinisi. Dalam hal ini, tidak ada bilangan riil yang membuat pernyataannya tidak terdefinisi.
Notasi Interval:
(-,)
Notasi Pembuat Himpunan:
{x|x}
Langkah 2.2.2
f(x) kontinu di [0,6].
Fungsinya kontinu.
Fungsinya kontinu.
Langkah 2.3
Fungsinya terdiferensialkan pada [0,6] karena turunannya kontinu di [0,6].
Fungsinya terdiferensialkan.
Fungsinya terdiferensialkan.
Langkah 3
Agar panjang busur yang terjamin, fungsi dan turunannya harus kontinu pada interval tertutup [0,6].
Fungsi dan turunannya kontinu pada interval tertutup [0,6].
Langkah 4
Tentukan turunan dari f(x)=x2+2x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1
Diferensialkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari x2+2x terhadap x adalah ddx[x2]+ddx[2x].
ddx[x2]+ddx[2x]
Langkah 4.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=2.
2x+ddx[2x]
2x+ddx[2x]
Langkah 4.2
Evaluasi ddx[2x].
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.2.1
Karena 2 konstan terhadap x, turunan dari 2x terhadap x adalah 2ddx[x].
2x+2ddx[x]
Langkah 4.2.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=1.
2x+21
Langkah 4.2.3
Kalikan 2 dengan 1.
2x+2
2x+2
2x+2
Langkah 5
Untuk menghitung panjang busur fungsi, gunakan rumus L=ba1+(f(x))2dx.
601+(2x+2)2dx
Langkah 6
Evaluasi integralnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1
Lengkapi kuadratnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1
Gunakan bentuk ax2+bx+c, untuk menemukan nilai dari a, b, dan c.
a=4
b=8
c=5
Langkah 6.1.2
Mempertimbangkan bentuk verteks parabola.
a(x+d)2+e
Langkah 6.1.3
Temukan nilai dari d menggunakan rumus d=b2a.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.3.1
Substitusikan nilai-nilai dari a dan b ke dalam rumus d=b2a.
d=824
Langkah 6.1.3.2
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.3.2.1
Hapus faktor persekutuan dari 8 dan 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.3.2.1.1
Faktorkan 2 dari 8.
d=2424
Langkah 6.1.3.2.1.2
Batalkan faktor persekutuan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.3.2.1.2.1
Faktorkan 2 dari 24.
d=242(4)
Langkah 6.1.3.2.1.2.2
Batalkan faktor persekutuan.
d=2424
Langkah 6.1.3.2.1.2.3
Tulis kembali pernyataannya.
d=44
d=44
d=44
Langkah 6.1.3.2.2
Batalkan faktor persekutuan dari 4.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.3.2.2.1
Batalkan faktor persekutuan.
d=44
Langkah 6.1.3.2.2.2
Tulis kembali pernyataannya.
d=1
d=1
d=1
d=1
Langkah 6.1.4
Temukan nilai dari e menggunakan rumus e=c-b24a.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.4.1
Substitusikan nilai-nilai dari c, b, dan a ke dalam rumus e=c-b24a.
e=5-8244
Langkah 6.1.4.2
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.4.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.4.2.1.1
Naikkan 8 menjadi pangkat 2.
e=5-6444
Langkah 6.1.4.2.1.2
Kalikan 4 dengan 4.
e=5-6416
Langkah 6.1.4.2.1.3
Bagilah 64 dengan 16.
e=5-14
Langkah 6.1.4.2.1.4
Kalikan -1 dengan 4.
e=5-4
e=5-4
Langkah 6.1.4.2.2
Kurangi 4 dengan 5.
e=1
e=1
e=1
Langkah 6.1.5
Substitusikan nilai-nilai dari a, d, dan e ke dalam bentuk verteks 4(x+1)2+1.
604(x+1)2+1dx
604(x+1)2+1dx
Langkah 6.2
Biarkan u=x+1. Kemudian du=dx. Tulis kembali menggunakan u dan du.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.1
Biarkan u=x+1. Tentukan dudx.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.1.1
Diferensialkan x+1.
ddx[x+1]
Langkah 6.2.1.2
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari x+1 terhadap x adalah ddx[x]+ddx[1].
ddx[x]+ddx[1]
Langkah 6.2.1.3
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=1.
1+ddx[1]
Langkah 6.2.1.4
Karena 1 konstan terhadap x, turunan dari 1 terhadap x adalah 0.
1+0
Langkah 6.2.1.5
Tambahkan 1 dan 0.
1
1
Langkah 6.2.2
Substitusikan batas bawah untuk x di u=x+1.
ulower=0+1
Langkah 6.2.3
Tambahkan 0 dan 1.
ulower=1
Langkah 6.2.4
Substitusikan batas atas untuk x di u=x+1.
uupper=6+1
Langkah 6.2.5
Tambahkan 6 dan 1.
uupper=7
Langkah 6.2.6
Nilai-nilai yang ditemukan untuk ulower dan uupper akan digunakan untuk mengevaluasi integral tentunya.
ulower=1
uupper=7
Langkah 6.2.7
Tulis kembali soalnya menggunakan u, du, dan batas integral yang baru.
714u2+1du
714u2+1du
Langkah 6.3
Biarkan u=12tan(t), di mana -π2tπ2. Kemudian du=sec2(t)2dt. Perhatikan bahwa karena -π2tπ2, sec2(t)2 positif.
1.499488861.107148714(12tan(t))2+1sec2(t)2dt
Langkah 6.4
Sederhanakan suku-suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.1
Sederhanakan 4(12tan(t))2+1.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.1.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.1.1.1
Gabungkan 12 dan tan(t).
1.499488861.107148714(tan(t)2)2+1sec2(t)2dt
Langkah 6.4.1.1.2
Terapkan kaidah hasil kali ke tan(t)2.
1.499488861.107148714tan2(t)22+1sec2(t)2dt
Langkah 6.4.1.1.3
Naikkan 2 menjadi pangkat 2.
1.499488861.107148714tan2(t)4+1sec2(t)2dt
Langkah 6.4.1.1.4
Batalkan faktor persekutuan dari 4.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.1.1.4.1
Batalkan faktor persekutuan.
1.499488861.107148714tan2(t)4+1sec2(t)2dt
Langkah 6.4.1.1.4.2
Tulis kembali pernyataannya.
1.499488861.10714871tan2(t)+1sec2(t)2dt
1.499488861.10714871tan2(t)+1sec2(t)2dt
1.499488861.10714871tan2(t)+1sec2(t)2dt
Langkah 6.4.1.2
Terapkan identitas pythagoras.
1.499488861.10714871sec2(t)sec2(t)2dt
Langkah 6.4.1.3
Mengeluarkan suku-suku dari bawah akar, dengan asumsi bahwa bilangan riil positif.
1.499488861.10714871sec(t)sec2(t)2dt
1.499488861.10714871sec(t)sec2(t)2dt
Langkah 6.4.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.1
Gabungkan sec(t) dan sec2(t)2.
1.499488861.10714871sec(t)sec2(t)2dt
Langkah 6.4.2.2
Kalikan sec(t) dengan sec2(t) dengan menambahkan eksponennya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.2.1
Kalikan sec(t) dengan sec2(t).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.2.1.1
Naikkan sec(t) menjadi pangkat 1.
1.499488861.10714871sec1(t)sec2(t)2dt
Langkah 6.4.2.2.1.2
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
1.499488861.10714871sec(t)1+22dt
1.499488861.10714871sec(t)1+22dt
Langkah 6.4.2.2.2
Tambahkan 1 dan 2.
1.499488861.10714871sec3(t)2dt
1.499488861.10714871sec3(t)2dt
1.499488861.10714871sec3(t)2dt
1.499488861.10714871sec3(t)2dt
Langkah 6.5
Karena 12 konstan terhadap t, pindahkan 12 keluar dari integral.
121.499488861.10714871sec3(t)dt
Langkah 6.6
Terapkan rumus reduksi.
12(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871+121.499488861.10714871sec(t)dt)
Langkah 6.7
Integral dari sec(t) terhadap t adalah ln(|sec(t)+tan(t)|).
12(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871+12ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.10714871)
Langkah 6.8
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.8.1
Gabungkan 12 dan ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.10714871.
12(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148712)
Langkah 6.8.2
Untuk menuliskan tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871 sebagai pecahan dengan penyebut umum, kalikan dengan 22.
12(tan(t)sec(t)2]1.499488861.1071487122+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148712)
Langkah 6.8.3
Gabungkan tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871 dan 22.
12(tan(t)sec(t)2]1.499488861.1071487122+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148712)
Langkah 6.8.4
Gabungkan pembilang dari penyebut persekutuan.
12tan(t)sec(t)2]1.499488861.107148712+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148712
Langkah 6.8.5
Pindahkan 2 ke sebelah kiri tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871.
122(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148712
Langkah 6.8.6
Kalikan 12 dengan 2(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148712.
2(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.1071487122
Langkah 6.8.7
Kalikan 2 dengan 2.
2(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148714
2(tan(t)sec(t)2]1.499488861.10714871)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148714
Langkah 6.9
Substitusikan dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.9.1
Evaluasi tan(t)sec(t)2 pada 1.49948886 dan pada 1.10714871.
2((tan(1.49948886)sec(1.49948886)2)-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(t)+tan(t)|)]1.499488861.107148714
Langkah 6.9.2
Evaluasi ln(|sec(t)+tan(t)|) pada 1.49948886 dan pada 1.10714871.
2((tan(1.49948886)sec(1.49948886)2)-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+(ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)|))-ln(|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.9.3
Hilangkan tanda kurung yang tidak perlu.
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)|)-ln(|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)|)-ln(|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.10
Gunakan sifat hasil bagi dari logaritma, logb(x)-logb(y)=logb(xy).
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-tan(1.10714871)sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.11.1
Sederhanakan pembilangnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.11.1.1
Evaluasi tan(1.10714871).
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-2sec(1.10714871)2)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.1.2
Evaluasi sec(1.10714871).
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-22.236067972)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-22.236067972)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.2
Kalikan 2 dengan 2.23606797.
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-4.472135952)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.3
Bagilah 4.47213595 dengan 2.
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-12.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.4
Kalikan -1 dengan 2.23606797.
2(tan(1.49948886)sec(1.49948886)2-2.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.5
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.11.5.1
Sederhanakan pembilangnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.11.5.1.1
Evaluasi tan(1.49948886).
2(14sec(1.49948886)2-2.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.5.1.2
Evaluasi sec(1.49948886).
2(1414.035668842-2.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(1414.035668842-2.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.5.2
Kalikan 14 dengan 14.03566884.
2(196.499363862-2.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.5.3
Bagilah 196.49936386 dengan 2.
2(98.24968193-2.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
2(98.24968193-2.23606797)+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.6
Kurangi 2.23606797 dengan 98.24968193.
296.01361395+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.7
Kalikan 2 dengan 96.01361395.
192.02722791+ln(|sec(1.49948886)+tan(1.49948886)||sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.8
sec(1.49948886)+tan(1.49948886) mendekati 28.03566884 yang positif sehingga menghapus nilai mutlak
192.02722791+ln(sec(1.49948886)+tan(1.49948886)|sec(1.10714871)+tan(1.10714871)|)4
Langkah 6.11.9
sec(1.10714871)+tan(1.10714871) mendekati 4.23606797 yang positif sehingga menghapus nilai mutlak
192.02722791+ln(sec(1.49948886)+tan(1.49948886)sec(1.10714871)+tan(1.10714871))4
192.02722791+ln(sec(1.49948886)+tan(1.49948886)sec(1.10714871)+tan(1.10714871))4
192.02722791+ln(sec(1.49948886)+tan(1.49948886)sec(1.10714871)+tan(1.10714871))4
Langkah 7
Hasilnya dapat ditampilkan dalam beberapa bentuk.
Bentuk Eksak:
192.02722791+ln(sec(1.49948886)+tan(1.49948886)sec(1.10714871)+tan(1.10714871))4
Bentuk Desimal:
48.47926750
Langkah 8
 [x2  12  π  xdx ]