Integral- Substitusi Trigonometri
Terkadang kita bertemu dengan tipe soal integral yang memuat bentuk akar yang sulit untuk diselesaikan sehingga dibutuhkan teknik substitusi trigonometri agar bentuk akarnya hilang. Setelah variabelnya diganti dengan fungsi trigonometri yang sesuai, maka bentuknya menjadi fungsi trigonometri yang dapat diselesaikan dengan rumus reduksi atau rumus yang sebelumnya sudah dipelajari.
TABEL KESAMAAN TRIGONOMETRI
Bentuk penyederhanaannya;
√a2-x2√a2−x2
Gunakan substitusi x=asinθx=asinθ
√a2-(asinθ)2=√a2-a2sin2θ√a2−(asinθ)2=√a2−a2sin2θ
=√a2(1-sin2θ)=√a2(1−sin2θ)
=acosθ=acosθ
√a2+x2√a2+x2
Gunakan substitusi x=atanθx=atanθ
√a2+(atanθ)2=√a2+a2tan2θ√a2+(atanθ)2=√a2+a2tan2θ
=√a2(1+tan2θ)=√a2(1+tan2θ)
=asecθ=asecθ
√x2-a2√x2−a2
Gunakan substitusi x=asecθx=asecθ
√(asecθ)2-a2=√(a2sec2θ)-a2√(asecθ)2−a2=√(a2sec2θ)−a2
=√(secθ-1)a2=√(secθ−1)a2
=atanθ=atanθ
Note!
Pembatasan nilai θθ pada interval tertentu pada tabel diatas dimaksudkan agar sinus, tangen dan secan menjadi fungsi yang dapat di inverskan.
Contoh:
(1) Tentukanlah ∫√9-x2x2dx∫√9−x2x2dx
Penyelesaian
∫√9-x2x2dx=∫√33-x2x2dx∫√9−x2x2dx=∫√33−x2x2dx
Substitusikan x=3sinθx=3sinθ berdasarkan x=asinθx=asinθ,
makadx=3cosθdθdx=3cosθdθ sehingga,
∫√9-x2x2dx=∫√9-(3sinθ)2(3sinθ)2dx∫√9−x2x2dx=∫√9−(3sinθ)2(3sinθ)2dx
=∫√9-9sin2θ9sin2θdx=∫√9−9sin2θ9sin2θdx
=∫√32-32sin2θ9sin2θ3cosθdθ=∫√32−32sin2θ9sin2θ3cosθdθ
=∫√32(1-sin2θ)9sin2θ3cosθdθ=∫√32(1−sin2θ)9sin2θ3cosθdθ
=∫3cosθ9sin2θ3cosθdθ=∫3cosθ9sin2θ3cosθdθ
=∫cos2θsin2θdθ=∫cos2θsin2θdθ
=∫cot2θdθ=∫cot2θdθ
=∫(csc2θ-1)dθ=∫(csc2θ−1)dθ
=-cotθ-θ+C=−cotθ−θ+C
(2) Tentukanlah ∫x√x2+4dx∫x√x2+4dx
Penyelesaian:
∫x√x2+4dx=∫x√x2+22dx∫x√x2+4dx=∫x√x2+22dx
Substitusikan x=2tanθx=2tanθ maka dx=2sec2θdθdx=2sec2θdθ sehingga,
∫x√x2+4dx=∫2tanθ√(2tanθ)2+42sec2dθ∫x√x2+4dx=∫2tanθ√(2tanθ)2+42sec2dθ
=∫2tanθ√4tan2θ+42sec2dθ=∫2tanθ√4tan2θ+42sec2dθ
=∫2tanθ√4(tan2θ+1)2sec2dθ
=∫2tanθ√22sec2θ2sec2dθ
=∫2tanθ2sec2θ2secθdθ
=∫2tanθ2(secθ.secθ)2secθdθ
=∫2tanθsecθdθ
=2∫sinθcosθ1cosθdθ
=2∫sinθcos2θdθ
=-2∫dcosθcos2θ
=2cosθ+C
(3) Tentukanlah∫x√3-2x-x2dx
Penyelesaian:
Terlebih dahulu kita nyatakan 3-2x-x2 menjadi bentuk kuadrat
3+1-1-2x-x2=4-(1+2x+x2)=4-(1+x)2
lalu misalkan u=x+1 atau x=u-1 sehingga,
∫x√3-2x-x2dx=∫u-1√4-u2dx=∫u-1√22-u2dx
Substitusi `u=2sin\theta berdasarkan tabel kesamaan trigonometri diatas.
Maka du=2cosθ dan √4-u2=2cosθ sehingga,
∫x√3-2x-x2dx=∫2sinθ-12cosθ2cosθdθ
=∫(2sinθ-1)dθ
=-2cosθ-θ+C
=-√4-u2-sin-1(u2)+C
=-√3-2x-x2-sin-1(x+12)+C
0 komentar:
Posting Komentar