-->

Teorema Limit

- Minggu, September 24, 2017

 Teorema A  : Teorema Dasar Limit
Jika n bilangan bulat positif, k konstan, f dan g fungsi yang mempunyai limit di c, maka berlaku

1.  limxclimxc k  = k

2.  limxclimxc x  = c

3.  limxclimxc k f(x)  = k limxclimxc f(x)

4.   limxclimxc [ f(x) + g(x) ]  = limxclimxc f(x)  +  limxclimxc g(x)

5.  limxclimxc [ f(x) − g(x) ]  = limxclimxc f(x)  −  limxclimxc g(x)

6.  limxclimxc [ f(x) . g(x) ]  = limxclimxc f(x)  .  limxclimxc g(x)

7.  limxcf(x)g(x)limxcf(x)g(x)  = limxcf(x)limxcg(x)limxcf(x)limxcg(x),  dengan  limxclimxc g(x)  ≠ 0

8.   limxclimxc [ f(x) ]n  = [limxcf(x)]n[limxcf(x)]n

9.  limxcnf(x)limxcnf(x)  = nlimxcf(x)nlimxcf(x)
     dengan  limxclimxc f(x) > 0 ketika n genap.

 Contoh 1 
Hitung limit berikut dengan menggunakan teorema dasar limit !
a.  limx3limx3 (2x + 3)
     Jawab :
     limx3limx3 (2x + 3) = limx3limx3 2x  +  limx3limx3 3   (teorema A.4)
     limx3limx3 (2x + 3) = 2 limx3limx3 x  +  3   (A.3 dan A.1)
     limx3limx3 (2x + 3) = 2 . 3  +  3   (A.2)
     limx3limx3 (2x + 3) = 9

b.  limx5x216limx5x216
     Jawab :
     limx5x216limx5x216 = limx5(x216)limx5(x216)   (A.9)
     limx5x216limx5x216 = limx5x2limx516limx5x2limx516   (A.5)
     limx5x216limx5x216 = [limx5x]216[limx5x]216   (A.8 dan A.1)
     limx5x216limx5x216 = 52165216   (A.2)
     limx5x216limx5x216 = 3

 Contoh 2 
Jika  limxalimxa f(x)  = 3  dan  limxalimxa g(x)  = 8, tentukan nilai dari  limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x)limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x)
Jawab :
limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x)limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x) = [limxaf(x)]2limxag(x)2limxaf(x)+3limxag(x)[limxaf(x)]2limxag(x)2limxaf(x)+3limxag(x)
limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x)limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x) = 3282.3+383282.3+38
limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x)limxaf2(x)g(x)2f(x)+3g(x) = 1818


 Teorema B  : Teorema Substitusi
Jika f adalah fungsi polinom atau fungsi rasional dan f terdefinisi di c, maka limxcf(x)=f(c)limxcf(x)=f(c)
 Contoh 3 
Jika f(x) = x3 − 3x, tentukan  limx2limx2 f(x)
Jawab :
Perhatikan bahwa f(x) adalah fungsi polinom dan kita tahu bahwa fungsi polinom terdefinisi untuk setiap x bilangan real. Jadi, f(x) terdefinisi di 2, akibatnya
limx2limx2 (x3 − 3x) = 23 − 3.2 = 2


 Contoh 4 
Jika g(x) = x2+x6x2x2+x6x2, tentukan  limx1limx1 g(x)
Jawab :
Perhatikan bahwa g(x) adalah fungsi rasional dan kita tahu bahwa fungsi rasional terdefinisi untuk setiap x bilangan real kecuali nilai-nilai x yang menyebabkan penyebutnya bernilai nol, yaitu x = 2. Jadi, g(x) terdefinisi di 1, akibatnya
limx1limx1 x2+x6x2x2+x6x212+161212+1612 = 4


 Contoh 5 
Diketahui f(x) = {2xjikax<1x2jika1x<2x+2jikax22xjikax<1x2jika1x<2x+2jikax2
Tentukan limit berikut jika ada !
a.  limx1limx1 f(x)
b.  limx2limx2 f(x)

Jawab :
a.  Untuk x < 1,  f(x) = 2x, sehingga
     limx1limx1 f(x) = limx1limx1 2x = 2 . 1 = 2

     Untuk x > 1,  f(x) = x², sehingga
     limx1+limx1+ f(x) = limx1+limx1+ x2 = 12 = 1

     Limit kiri ≠ limit kanan, akibatnya
     limx1limx1 f(x)  tidak ada

b.  Untuk x < 2,  f(x) = x², sehingga
     limx2limx2 f(x) = limx2limx2 x2 = 22 = 4

     Untuk x > 2, f(x) = x + 2, sehingga
     limx2+limx2+ f(x) = limx2+limx2+ (x + 2) = 2 + 2 = 4

     Limit kiri = limit kanan = 4, akibatnya
     limx2limx2 f(x) = 4



 Teorema C 
Jika f(x) = g(x) ketika x ≠ c, maka limxcf(x)=limxcg(x)limxcf(x)=limxcg(x) asalkan limitnya ada.


 Contoh 6 
Hitung  limx2(x2)(x+3)x2limx2(x2)(x+3)x2
Jawab :
Karena (x2)(x+3)x2(x2)(x+3)x2 = x + 3,  ketika x ≠ 2, akibatnya

limx2(x2)(x+3)x2limx2(x2)(x+3)x2 = limx2limx2 (x + 3)
limx2(x2)(x+3)x2limx2(x2)(x+3)x2 = 2 + 3
limx2(x2)(x+3)x2limx2(x2)(x+3)x2 = 5


 Contoh 7 
Diketahui f(x) = |x1|x1|x1|x1. Hitung  limx1f(x)limx1f(x) jika ada !

Jawab :
Berdasarkan definisi nilai mutlak :
|x − 1| = x − 1       jika x ≥ 1
|x − 1| = −(x − 1)  jika x < 1

Untuk x < 1, f(x) = (x1)x1(x1)x1 = -1, sehingga
limx1limx1 f(x) =  limx1(1)limx1(1) =  -1

Untuk x > 1, f(x) = x1x1x1x1 = 1, sehingga
limx1+limx1+ f(x) =  limx1+(1)limx1+(1) =  1

Limit kiri ≠ limit kanan, akibatnya
limx1|x1|x1limx1|x1|x1 tidak ada


 Teorema D  : Teorema Apit
Misalkan f, g dan h adalah fungsi-fungsi yang memenuhi f(x) ≤ g(x) ≤ h(x) untuk setiap x di dekat a, kecuali mungkin di a. limxcf(x)=limxch(x)=Llimxcg(x)=Llimxcf(x)=limxch(x)=Llimxcg(x)=L

 Contoh 8 
Jika untuk setiap x berlaku  2x ≤ f(x) ≤ x2 + 1, hitunglah  limx1limx1 f(x)
Jawab :
2x ≤ f(x) ≤ x2 + 1
limx1limx1 2x  = 2 . 1 = 2
limx1limx1 (x2 + 1)  = 12 + 1 = 2

Karena  limx1limx1 2x  = limx1limx1 (x2 + 1)  = 2, berdasarkan teorema apit kita simpulkan
limx1limx1 f(x)  = 2


 Contoh 9 
Gunakan teorema apit untuk menunjukkan bahwa  limx0limx0 x sin(1x)(1x) = 0
Jawab :
Nilai sin θ selalu berada pada interval -1 dan 1 berapapun θ. Secara matematis kita tulis
-1 ≤ sin θ ≤ 1

Jika θ = (1x)(1x),  maka  -1 ≤ sin(1x)(1x) ≤ 1

Jika setiap ruas dikalikan dengan x akan diperoleh 2 kasus berikut :
Kasus 1 : Untuk x > 0 diperoleh
-x ≤ x sin(1x)(1x) ≤ x
Karena limx0+limx0+-x  =  limx0+limx0+x  = 0, sesuai teorema apit kita simpulkan
limx0+limx0+ x sin(1x)(1x) = 0   ..........(1)

Kasus 2 : Untuk x < 0 diperoleh
-x ≥ x sin(1x)(1x) ≥ x  atau dapat pula ditulis
x ≤ x sin(1x)(1x) ≤ -x
Karena  limx0limx0x  =  limx0limx0-x  = 0, sesuai teorema apit kita simpulkan
limx0limx0 x sin(1x)(1x) = 0   ...........(2)

Dari persamaan (1) dan (2), dapat kita lihat bahwa limit kiri dan limit kanan x sin(1x)(1x) untuk x menuju 0 nilainya sama, yaitu 0. Akibatnya
limx0limx0 x sin(1x)(1x) = 0

Teorema Apit

Dari grafiknya jelas terlihat, kurva y = x sin(1x)(1x) diapit oleh garis y = -x dan y = x dan ketika x mendekati nol, nilai limitnya dipaksa untuk sama dengan nilai limit kedua garis tersebut.


 

Start typing and press Enter to search