Soal 26. Nilai dari \( \lim_{x\to\infty}\left(\sqrt{4x^2+4x-3}-(2x-5)\right) \) = ….
A. | \( -6 \) |
B. | \( -4 \) |
C. | \( -1 \) |
D. | \( 4 \) |
E. | \( 6 \) |
Jawaban dan Analisis Soal 26
Ide: Gunakan sekawan karena bentuk \( \sqrt{\cdots}-(\cdots) \) saat \( x\to\infty \).
Misalkan \( L=\lim_{x\to\infty}\left(\sqrt{4x^2+4x-3}-(2x-5)\right) \).
Kalikan dengan sekawan:
\( L=\lim_{x\to\infty}\left(\sqrt{4x^2+4x-3}-(2x-5)\right)\cdot\dfrac{\sqrt{4x^2+4x-3}+(2x-5)}{\sqrt{4x^2+4x-3}+(2x-5)} \).
Pembilang menjadi:
\( (4x^2+4x-3)-(2x-5)^2 \).
Hitung \( (2x-5)^2=4x^2-20x+25 \), maka:
\( (4x^2+4x-3)-(4x^2-20x+25)=24x-28 \).
Sehingga:
\( L=\lim_{x\to\infty}\dfrac{24x-28}{\sqrt{4x^2+4x-3}+(2x-5)} \).
Karena \( x\to\infty \Rightarrow x \gt 0 \), maka:
\( \sqrt{4x^2+4x-3}=x\sqrt{4+\dfrac{4}{x}-\dfrac{3}{x^2}} \).
Bagi pembilang dan penyebut dengan \( x \):
\( L=\lim_{x\to\infty}\dfrac{24-\dfrac{28}{x}}{\sqrt{4+\dfrac{4}{x}-\dfrac{3}{x^2}}+2-\dfrac{5}{x}} \).
Saat \( x\to\infty \), \( \dfrac{28}{x}\to 0 \) dan \( \dfrac{5}{x}\to 0 \), sehingga:
\( L=\dfrac{24}{\sqrt{4}+2}=\dfrac{24}{2+2}=\dfrac{24}{4}=6 \).
Jawaban: E yaitu \( 6 \).
Soal 27. Nilai dari \( \lim_{x\to 0}\left(\dfrac{\cos 4x-1}{1-\cos 2x}\right) \) = ….
A. | \( -4 \) |
B. | \( -2 \) |
C. | \( -\dfrac{1}{2} \) |
D. | \( -\dfrac{1}{4} \) |
E. | \( 0 \) |
Jawaban dan Analisis Soal 27
Konsep limit trig dasar: Untuk \( t\to 0 \), berlaku \( 1-\cos t \sim \dfrac{t^2}{2} \). Maka \( \cos t-1=-(1-\cos t)\sim -\dfrac{t^2}{2} \).
Pembilang: \( \cos 4x-1 \sim -\dfrac{(4x)^2}{2}=-\dfrac{16x^2}{2}=-8x^2 \).
Penyebut: \( 1-\cos 2x \sim \dfrac{(2x)^2}{2}=\dfrac{4x^2}{2}=2x^2 \).
Maka:
\( \lim_{x\to 0}\left(\dfrac{\cos 4x-1}{1-\cos 2x}\right)=\lim_{x\to 0}\left(\dfrac{-8x^2}{2x^2}\right)=-4 \).
Jawaban: A yaitu \( -4 \).
Soal 28. Turunan pertama dari fungsi \( f(x)=\cos^5(\pi-2x) \) adalah ….
A. | \( f'(x)=5\cos^3(\pi-2x)\sin(2\pi-4x) \) |
B. | \( f'(x)=5\cos^3(\pi-2x)\sin(\pi-2x) \) |
C. | \( f'(x)=5\cos^3(\pi-2x)\cos(2\pi-4x) \) |
D. | \( f'(x)=-5\cos^3(\pi-2x)\sin(2\pi-4x) \) |
E. | \( f'(x)=-5\cos^3(\pi-2x)\sin(\pi-2x) \) |
Jawaban dan Analisis Soal 28
Langkah 1 (aturan rantai): Misalkan \( u=\pi-2x \), maka \( f(x)=\left(\cos u\right)^5 \) dan \( u'=-2 \).
Langkah 2 (turunan pangkat):
\( f'(x)=5(\cos u)^4\cdot\dfrac{d}{dx}(\cos u) \).
Karena \( \dfrac{d}{dx}(\cos u)=-\sin u\cdot u' \), maka:
\( \dfrac{d}{dx}(\cos u)=-\sin u\cdot(-2)=2\sin u \).
Sehingga:
\( f'(x)=5(\cos u)^4\cdot 2\sin u=10\cos^4 u\sin u \).
Langkah 3 (ubah agar sesuai opsi): Gunakan \( \sin(2u)=2\sin u\cos u \).
\( 10\cos^4 u\sin u=5\cos^3 u\cdot(2\sin u\cos u)=5\cos^3 u\sin(2u) \).
Karena \( 2u=2(\pi-2x)=2\pi-4x \), maka:
\( f'(x)=5\cos^3(\pi-2x)\sin(2\pi-4x) \).
Jawaban: A yaitu \( f'(x)=5\cos^3(\pi-2x)\sin(2\pi-4x) \).
Soal 29. Persamaan garis singgung kurva \( y=2x^2-3x+5 \) melalui titik berabsis \( 2 \) pada kurva tersebut adalah ….
A. | \( y=5x+5 \) |
B. | \( y=5x-3 \) |
C. | \( y=5x-17 \) |
D. | \( y=4x+3 \) |
E. | \( y=4x-3 \) |
Jawaban dan Analisis Soal 29
Langkah 1 (titik pada kurva): Jika \( x=2 \), maka:
\( y=2(2)^2-3(2)+5=2\cdot 4-6+5=7 \).
Titik singgung adalah \( (2,7) \).
Langkah 2 (gradien garis singgung): Turunan \( y=2x^2-3x+5 \) adalah:
\( y'=4x-3 \).
Pada \( x=2 \): \( m=4(2)-3=5 \).
Langkah 3 (persamaan garis):
\( y-7=5(x-2) \Rightarrow y-7=5x-10 \Rightarrow y=5x-3 \).
Jawaban: B yaitu \( y=5x-3 \).
Soal 30.
Sebidang tanah akan dibatasi oleh pagar dengan menggunakan kawat berduri seperti pada gambar. Batas tanah yang dibatasi pagar adalah yang tidak bertembok. Kawat yang tersedia \( 800 \) meter, berapakah luas maksimum yang dapat dibatasi oleh pagar yang tersedia?
A. | \( 80{.}000\ \text{m}^2 \) |
B. | \( 40{.}000\ \text{m}^2 \) |
C. | \( 20{.}000\ \text{m}^2 \) |
D. | \( 5{.}000\ \text{m}^2 \) |
E. | \( 2{.}500\ \text{m}^2 \) |
Jawaban dan Analisis Soal 30
Informasi dari gambar: Pagar hanya untuk \( 3 \) sisi (satu sisi menempel tembok). Kawat berduri pada pagar terdiri dari \( 4 \) utas sejajar.
Misalkan: panjang sisi sejajar tembok \( =x \) meter dan lebar \( =y \) meter, dengan \( x \gt 0 \) dan \( y \gt 0 \).
Panjang pagar untuk satu utas: \( x+2y \).
Karena ada \( 4 \) utas: \( 4(x+2y)=800 \Rightarrow x+2y=200 \).
Luas: \( L=xy \). Dari \( x=200-2y \), maka:
\( L(y)=y(200-2y)=200y-2y^2 \).
Fungsi kuadrat \( L(y)=-2y^2+200y \) maksimum di puncak, yaitu:
\( y=-\dfrac{200}{2(-2)}=\dfrac{200}{4}=50 \).
Maka \( x=200-2(50)=100 \).
Luas maksimum: \( L_{\max}=100\cdot 50=5000 \Rightarrow L_{\max}=5{.}000\ \text{m}^2 \).
Jawaban: D yaitu \( 5{.}000\ \text{m}^2 \).