2. DIFERENSIAL FUNGSI SEDERHANA
Diferensial membahas tentang tingkat perubahan
suatu fungsi sehubungan dengan perubahan kecil
dalam variabel bebas fungsi yang bersangkutan.
Dengan diferensial dapat disidik kedudukan-
kedudukan khusus dari fungsi yang sedang dipelajari
seperti titik maksimum, titik belok dan titik
minimumnya.
Secara umum, membentuk turunan sebuah fungsi
dapat dilakukan dengan cara terlebih dahulu
menemukan kuosien diferensinya, kemudian
menentukan limit kuosien diferensi tersebut untuk
pertambahan variabel bebas mendekati nol.
By : BIDA SARI, t SP, MSi
3. Kuosien Diferensi dan Derivatif
Misal y = f(x) dan terdapat tambahan variabel bebas x
sebesar ∆x ,
Maka :
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
x
f
x
x
f
y
y
x
x
f
y
x
x
f
y
y
x
f
y
∆ x adalah tambahan x, sedangkan ∆ y adalah tambahan y
akibat adanya tambahan x. Jadi ∆y timbul karena adanya ∆x.
Apabila pada persamaan (1) ruas kiri dan ruas kanan sama-
sama dibagi ∆x, maka diperoleh
x
x
f
x
x
f
x
y
)
(
)
(
By : BIDA SARI, SP, MSi
4. Bentuk ∆y/ ∆x inilah yang disebut sebagai hasil
bagi perbedaan atau kuosien diferensi (difference
quotient), yang mencerminkan tingkat perubahan
rata-rata variabel terikat y terhadap perubahan
variabel bebas x
Proses penurunan fungsi disebut juga proses
diferensiasi merupakan penentuan limit suatu
kuosien diferensi (∆x sangat kecil)
Hasil proses diferensiasi dinamakan turunan atau
derivatif (derivative).
By : BIDA SARI, SP, MSi
5. Penotasian
Cara penotasian dari turunan suatu fungsi dapat
dilakukan dengan beberapa macam :
dx
x
df
dx
dy
x
f
y
x
f
y
x
y
x
x
x
)
(
)
(
)
(
'
0
lim '
∆x sangat kecil maka = ∆y / ∆x
Kuosien diferensi ∆y/ ∆x slope / lereng dari
garis kurva y = f(x)
Paling lazim
digunakan
By : BIDA SARI, SP, MSi
6. Hakekat Derivatif dan Diferensial
dx
dy
x
y
x
f(x)
y
x
y
0
lim
kurva
dari
lereng
dy/dx terdiri dari 2 suku, dy dinamakan diferensial y,
dx merupakan diferensial dari x.
Diferensial dari x : dx = ∆x
Diferensial dari y : dy=(dy/dx) ∆x
Variabel terikat
By : BIDA SARI, SP, MSi
7. dy/dx lereng taksiran (approximated slope)
dari kurva y = f(x) pada kedudukan x tertentu.
∆y/∆x lereng yang sesungguhnya (the true
slope)
Lereng taksiran ini dapat lebih besar (over
estimated), atau lebih kecil (under estimated),
atau sama dengan lereng sesungguhnya
(teragantung pada jenis fungsinya dan besar
kecilnya perubahan pada variabel bebas)
By : BIDA SARI, SP, MSi
8. Fungsi y = f(x) yang linier,
lereng taksiran = lereng sesungguhnya,
berapapun ∆x dy/dx = ∆y/ ∆x
∆x = dx
P
Q
R
∆y = dy
y = f(x) Perubahan x = ∆x
Perubahan y = ∆y
Diferensial x = dx
Diferensial y = dy
Kuosien diferensi =
∆y/ ∆x
Derivatif = dy/dx
dy/dx = ∆y/ ∆x
By : BIDA SARI, SP, MSi
9. Fungsi y = f(x) yang non-linier
∆x = dx
P
S
R
Q
QS=dy
QR=∆y
P Q
R
S
∆x = dx
QR=dy
QS=∆y
(a) (b)
y y
x x
0 0
dy > ∆y
Over-estimated
dy < ∆y
Under-estimated
By : BIDA SARI, SP, MSi
10. Kaidah-kaidah diferensiasi
1. Diferensiasi konstanta
Jika y = k, dimana k adalah konstanta,
maka : y’ = dy/dx = 0
contoh : y = 5 y’ = dy/dx = 0
2. Diferensiasi fungsi pangkat
Jika y = xn, dimana n adalah konstanta,
maka : y’ = dy/dx = nxn-1
contoh : y=x3 y’ = dy/dx = 3x3-1 = 3x2
By : BIDA SARI, SP, MSi
11. 3. Diferensiasi perkalian konstanta dengan fungsi
Jika y = kv, dimana v = h(x), maka :
y’ = dy/dx = k dv/dx
contoh : y = 5x3 dy/dx = 5(3x2) = 15x2
4. Diferensiasi pembagian konstanta dengan fungsi
jika y = k/v, dimana v=h(x), maka :
y’ =
2
/
v
dx
kdv
dx
dy
4
6
2
2
3
2
3
x
15
x
x
15
x
x
3
5
dx
dy
y
x
5
y
contoh
)
(
)
(
'
,
:
By : BIDA SARI, SP, MSi
13. 7. Diferensiasi pembagian fungsi
Jika y = u/v. dimana u = g(x) dan v = h(x)
2
2
6
4
4
2
3
2
2
3
2
3
2
2
2
x
4
x
4
x
x
12
x
8
x
x
3
x
4
x
8
x
v
dx
dv
u
dx
du
v
dx
dy
y
x
x
4
y
contoh
v
v
u
u
v
v
dx
dv
u
dx
du
v
dx
dy
y
maka
)
(
)
)(
(
)
)(
(
'
:
'
.
'
.
'
By : BIDA SARI, SP, MSi
14. 8. Diferensiasi Fungsi komposit
Jika y=f(u) sedangkan u=g(x),dengan bentuk lain
y=f{g(x)} = , maka :
2
5
2
3
2
2
2
3
2
3
x
120
x
96
x
12
5
x
4
2
x
12
u
2
dx
du
du
dy
dx
dy
y
u
2
du
dy
x
12
dx
du
u
y
5
x
4
u
misal
5
x
4
y
contoh
dx
du
du
dy
dx
dy
y
)
)(
(
)
(
'
,
:
)
(
:
'
By : BIDA SARI, SP, MSi
15. 9. Diferensiasi fungsi berpangkat
Jika y=un, dimana u=g(x) dan n adalah konstanta,
maka dy/dx =nun-1 .(du/dx)
Contoh :
2
5
2
3
1
2
3
2
3
120
96
)
12
)(
5
4
(
2
12
5
4
:
,
)
5
4
(
x
x
x
x
dx
du
nu
dx
dy
x
dx
du
x
u
misal
x
y
n
By : BIDA SARI, SP, MSi
16. 10. Diferensiasi fungsi balikan
Jika y = f(x) dan x = g(y) adalah fungsi-fungsi yang
saling berbalikan (inverse functions)
Maka :
)
(
/
,
:
/
3
3
4
y
2
5
1
dy
dx
1
dx
dy
y
2
5
dy
dx
y
5
0
y
5
x
contoh
dy
dx
1
dx
dy
By : BIDA SARI, SP, MSi
17. 11. Diferensiasi Implisit
Jika f (x, y)=0 merupakan fungsi implisit sejati (tidak
mungkin dieksplisitkan), dy/dx dapat diperoleh dengan
mendiferensiasi kan suku demi suku, dengan menganggap y
sebagai fungsi dari x
1
xy
4
y
2
x
2
xy
8
y
4
x
2
dx
dy
y
4
x
2
dx
dy
2
xy
8
0
dx
dy
2
x
2
y
4
dx
dy
xy
8
dx
dy
tentukan
,
0
y
2
x
xy
4
:
contoh
2
2
2
2
2
2
By : BIDA SARI, SP, MSi
18. Soal ke-1
Jika f(x) = 3x2
+ 4 maka nilai f1
(x) yang mungkin
adalah ….
A. 3x C. 9x2
E. 12x2
B. 6x D. 10x2
3
3x
D.
3x
B.
1
x
3
E.
2
x
3
C.
x
3
A.
...
adalah
3
x
y
dari
1
-
ke
Turunan
2
2
6
Latihan :
Soal ke-2
By : BIDA SARI, SP, MSi
19. Derivatif dari derivatif
Setiap fungsi bisa diturunkan lebih dari 1 kali
(tergantung derajatnya).
Turunan pertama (turunan dari fungsi awal),
turunan kedua (turunan dari fungsi pertama, dst.)
0
dx
y
d
y
6
dx
y
d
y
8
x
6
dx
y
d
y
5
x
8
x
3
dx
dy
y
7
x
5
x
4
x
x
f
y
contoh
4
4
v
3
3
2
2
2
2
3
/
/
'
'
'
/
'
'
/
'
)
(
:
'
By : BIDA SARI, SP, MSi
20. Hubungan antara fungsi dan Derivatifnya
Dengan mengetahui hub. antara fungsi dan
derivatifnya besarnya turunan pertama dan turunan
kedua akan bisa dikenali bentuk gambar dari fungsi
tersebut
Kita akan mengetahui kurva menaik atau menurun,
titik ekstrim dan juga titik beloknya.
By : BIDA SARI, SP, MSi
22. Fungsi Menaik dan Menurun
Turunan pertama dari sebuah fungsi non-linear dapat
digunakan untuk menentukan apakah kurva dari fungsi
yang bersangkutan menaik atau menurun pada kedudukan
tertentu.
Lereng
positif
fungsi
menaik
Lereng negatif
fungsi
menurun
Lereng nol
Lereng nol
y = f(x)
f’(a) > 0, y = f(x) menaik
f’(a) < 0, y = f(x)menurun
By : BIDA SARI, SP, MSi
23. Uji Tanda
Apabila turunan pertama f’(x) = 0, berarti
y = f(x) berada di titik ekstrim
Untuk menentukan apakah titik ekstrim tersebut
merupakan titik maksimum ataukah minimum,
maka perlu dilakukan uji tanda terhadap f’(a) = 0.
Jika f’(x) > 0 untuk x < a dan f’(x) < 0 untuk x > a,
maka titik ekstrimnya adalah titik maksimum.
Jika f’(x) < 0 untuk x < a dan f’(x) > 0 untuk x > a,
maka titik ekstrimnya adalah titik minimum.
By : BIDA SARI, SP, MSi
24. Titik ekstrim fungsi parabolik
Turunan pertama dari fungsi parabolik y = f(x) berguna
untuk menentukan letak titik ekstrimnya.
Parabola y = f(x) mencapai titik ekstrim pada y’ = 0.
Sedangkan turunan kedua berguna untuk mengetahui
jenis titik ekstrim yang bersangkutan.
Jika y” < 0 : bentuk parabolanya terbuka ke bawah, titik
ekstrimnya adalah titik maksimum.
Jika y” > 0 : bentuk parabolanya terbuka ke atas, titik
ekstrimnya adalah titik minimum.
By : BIDA SARI, SP, MSi
25. Contoh: titik ekstrim fungsi parabolik
Perhatikan fungsi parabolik berikut dan turunan-
turunannya, serta hubungan secara grafik.
y = f(x) = x2 - 8x + 12 ……………fungsi parabolik
y’ = f’(x) = dy/dx = 2x – 8 …….fungsi linear
y” = f”(x) = d2y/dx2 = 2 …………konstanta
y’ = 0, 2x – 8 = 0 maka nilai variabel bebas x = 4.
x = 4 dimasukkan ke dalam persamaan parabola
y = f(x) = 42 – 8(4 )+ 12 = -4
Parabola y = f(x) = x2 - 8x + 12 , mencapai titik ekstrim pada
koordinat (4, -4) dan merupakan titik ekstrim minimum
By : BIDA SARI, SP, MSi
26. 4
2 6
-4
-8
2
12
(4,-4)
y” = 2
x
y
y’= 2x - 8
y = x2 – 8x + 12
0
By : BIDA SARI, SP, MSi
Grafik Fungsi y = x2 – 8x + 12
Titik Esktrim Minimum
27. Titik Ekstrim dan Titik Belok Fungsi Kubik
Titik maksimum atau minimum fungsi kubik, serta titik
beloknya dapat dicari melalui turunan pertama dan
kedua dari fungsi tersebut.
Parabola y = f(x) mencapai titik ekstrim pada y’ = 0
Jika y” < 0 : bentuk parabolanya terbuka ke bawah, titik
ekstrimnya adalah titik maksimum.
Jika y” > 0 : bentuk parabolanya terbuka ke atas, titik
ekstrimnya adalah titik minimum.
Fungsi kubik y = f(x) berada di titik belok pada y” = 0
Perhatikan fungsi kubik dan turunannya berikut :
y = 1/3x3 – 3x2 + 8x – 3 …………. fungsi kubik
y’ = x2 – 6x + 8 ……………………… fungsi kuadratik
y” = 2x – 6 …………………………… fungsi linear
By : BIDA SARI, SP, MSi
28. Jika y’ = 0, x2 – 6x + 8 = 0
(x – 2)(x – 4) = 0 x1 = 2, x2 = 4
Untuk x1 = 2 dimasukkan pada persamaan kubik
y = 1/3(2)3 – 3(2)2 + 8(2) – 3 = 3,67
maka y = 3.67 koordinat titik ekstrim(2, 3.67)
Untuk x1 = 2 apabila dimasukkan dalam turunan ke dua, y”= 2.2 – 6 =-2
maka y” = -2 < 0 (turunan kedua negatif) titik ekstrim maksimum
Untuk x2 = 4 dimasukkan pada persamaan kubik
y = 1/3(4)3 – 3(4)2 + 8(4) – 3 = 2,33
maka y = 2.33 koordinat titik ekstrim (4, 2.33)
Untuk x2 = 4 apabila dimasukkan dalam turunan ke dua, y”= 2.4 – 6 =2
maka y” = 2 > 0 (turunan kedua positif) titik ekstrim minimum
Jika y” = 0 2x – 6 = 0 x = 3, nilai x = 3 dimasukkan dalam
persamaan kubik y = 1/3(3)3 – 3(3)2 + 8(3)– 3 = 3 titik belok (3,3)
By : BIDA SARI, SP, MSi
29. 3
2 4
-4
-6
2
8
(3,-1)
y” = 2
x
y
y’’= 2x – 6
y’ = x2 – 6x + 8
0
-2
3.67 y = 1/3x3 – 3x2 + 8x - 3
(3,3)
(2,3.67)
(4,2.33)
Grafik Fungsi y = 1/3x3 – 3x2 + 8x - 3
By : BIDA SARI, SP, MSi
30. By : BIDA SARI, SP, MSi
Thank You
Semoga Bermanfaat