05

Teknik integrasi: substitusi & parsial

05 · Perubahan & kalkulus awal9 menit · Menengah

Kalau turunan punya aturan yang jelas untuk setiap bentuk, integral tidak sesederhana itu: tidak ada aturan hasil kali untuk integral. Yang ada adalah dua teknik yang menebak balik cara turunan bekerja, yaitu substitusi dan parsial.

Lihat dulu

LIHAT DULU

Menebak balik aturan rantai

Integral tidak punya aturan hasil kali. Yang ada adalah substitusi, yang membalik cara kerja aturan rantai pada turunan.

∫ 2x(x² + 1)3 dxyang dicari
u = x² + 1  →  du = 2x dxbagian dalam & turunannya
∫ u3 dusetelah diganti
= u4/4 + Caturan pangkat
(x² + 1)4/4 + Ckembalikan u
d/dx: 2x(x² + 1)3periksa, kembali ke soal
6
6/6
Memeriksa hasil integral selalu bisa: turunkan kembali. Kalau hasilnya bukan soal aslinya, ada langkah yang salah.

Konsep

Integral adalah antiturunan

Aturan pangkatnya membalik aturan turunan: pangkatnya naik satu, lalu dibagi pangkat baru itu. Konstanta C tidak boleh dilupakan, karena fungsi yang berbeda konstanta punya turunan yang sama. Jadi antiturunannya bukan satu fungsi, melainkan satu keluarga fungsi.

Substitusi

Kalau di dalam integral ada fungsi dan turunannya sekaligus, ganti fungsi itu dengan u. Untuk ∫2x(x² + 1)³ dx, ambil u = x² + 1 sehingga du = 2x dx, dan seluruh integralnya berubah menjadi ∫u³ du.

Parsial

Untuk hasil kali dua fungsi yang tidak berhubungan, pakai aturan parsial. Pilih u yang menjadi lebih sederhana saat diturunkan, biasanya pangkat atau logaritma, dan sisanya menjadi dv. Salah memilih u membuat integral barunya justru lebih sulit daripada aslinya.

Integral tentu dan luas

Integral dengan batas menghitung luas bertanda di bawah kurva, dan tanda negatif berarti kurvanya berada di bawah sumbu x. Batasnya dimasukkan di akhir pada antiturunannya, jadi hasilnya bilangan, bukan fungsi lagi. Konstanta C di sini hilang karena dikurangkan.

Rumus yang dipakai

Aturan pangkat
∫xn dx = xn+1n + 1 + C

Berlaku untuk semua pangkat kecuali -1.

Substitusi
∫f(u) u′ dx = ∫f(u) du

Ganti seluruh bagian yang memuat turunannya.

Parsial
∫u dv = uv − ∫v du

Pilih u yang paling sederhana setelah diturunkan.

Integral tentu
∫ab f(x) dx = F(b) − F(a)

Masukkan batasnya ke antiturunan.

Contoh pengerjaan

Integral dengan substitusi

Tentukan ∫2x(x² + 1)³ dx.

  1. Ambil u = x² + 1, sehingga du = 2x dx.
  2. Faktor 2x dx di integral itu tepat sama dengan du, jadi tidak ada sisa.
  3. Integralnya menjadi ∫u³ du.
  4. Aturan pangkat: ∫u³ du = u4/4 + C.
  5. Kembalikan u ke bentuk asalnya: (x² + 1)4/4 + C.
  6. Periksa dengan menurunkannya: 4(x² + 1)³/4 · 2x = 2x(x² + 1)³, kembali ke soal.

Jawaban(x² + 1)44 + C

Poin penting

  • Integral adalah kebalikan turunan, dan hasilnya selalu punya konstanta C.
  • Substitusi dipakai kalau ada fungsi bersama turunannya.
  • Parsial dipakai untuk hasil kali dua fungsi yang tidak berhubungan.
  • Integral tentu menghasilkan bilangan, integral tak tentu menghasilkan fungsi.
  • Cara memeriksa hasil integral: turunkan kembali.

Latihan singkat

Hasil dari ∫3x²(x³ + 1)4 dx adalah?