Matematika - Limit - Limit di Tak Hingga
26 April 2021
sumber: https://smatika.blogspot.com/
Limit di tak hingga merupakan kajian yang tepat untuk mengetahui kecendrungan suatu fungsi jika nilai variabelnya dibuat semakin besar. Kita katakan, x menuju tak hingga, ditulis x → ∞, artinya nilai x semakin besar atau bertambah besar tanpa batas.
Diberikan sebuah fungsi f(x) = 1/x2. Apa yang terjadi dengan fungsi f(x), jika nilai x semakin besar ? Untuk menjawab pertanyaan ini, mari kita amati nilai fungsi f(x) untuk nilai-nilai x berikut.
x = 1 → f(x) = 1
x = 10 → f(x) = 0,01
x = 100 → f(x) = 0,0001
x = 1000 → f(x) = 0,000001
...
Dari data diatas dapat kita lihat bahwa nilai f(x) semakin mendekati 0, ketika x semakin besar. Sekarang coba perhatikan grafik fungsinya.
Jelas terlihat bahwa kurva y = 1/x2 semakin mendekati garis y = 0, ketika x semakin besar. Faktanya, seberapa besarpun x yang kita ambil, nilai 1/x2 akan semakin dekat ke 0.
Secara intuitif kita simpulkan, jika x semakin besar tanpa batas, nilai 1/x2 semakin dekat ke 0. Dalam notasi limit, pernyataan ini ditulislimx→∞1x2=0
Sekarang coba kita amati nilai fungsi f(x) = 1/x2 untuk nilai-nilai x berikut.
x = -1 → f(x) = 1
x = -10 → f(x) = 0,01
x = -100 → f(x) = 0,0001
x = -1000 → f(x) = 0,000001
Dari data diatas dapat kita lihat bahwa f(x) = 1/x2 juga semakin dekat ke 0, ketika x semakin kecil (negatif besar). Kita tulislimx→−∞1x2=0
Nilai fungsi f(x) tidak selalu mendekati bilangan tertentu, ketika x semakin besar. Bisa saja nilai f(x) justru semakin besar dan terus bertambah besar tanpa batas. Untuk kasus seperti ini, kita tulislimx→∞f(x)=∞artinya jika nilai x semakin besar tanpa batas, maka nilai f(x) juga semakin besar tanpa batas. Limit seperti ini disebut limit tak hingga di tak hingga.
Contoh 1
Tentukan limx→∞x2
Jawab :
Misalkan f(x) = x2
x = 1 → f(x) = 1
x = 10 → f(x) = 100
x = 100 → f(x) = 10000
...
Seperti yang kita lihat, ketika x semakin besar, nilai x2 juga semakin besar, namun tidak mendekati suatu bilangan unik tertentu, melainkan terus bertambah besar tanpa batas. Kita simpulkan limx→∞x2=∞
Perlu diketahui, teorema limit dasar masih bisa kita terapkan pada limit di tak hingga. Namun, untuk kasus-kasus yang melibatkan bentuk tak tentu, seperti (∞ - ∞), (∞/∞) atau (0.∞), perlu dilakukan manipulasi aljabar terlebih dahulu.
Sifat A Jika n > 0 dan n bilangan rasional, maka
Contoh 2
Hitung limx→∞(x3−7x2)
Jawab :
Faktorkan suku pangkat tertinggi dari polinom tersebut, kemudian hitung limit dari masing-masing faktor dengan berpedoman pada sifat A.
limx→∞(x3−7x2)=limx→∞x3(1−7x)=limx→∞x3⋅limx→∞(1−7x)=limx→∞x3⋅(1−0)=limx→∞x3=∞
Contoh 3
Tentukan limx→∞x3−4x3x3+x2
Jawab :
Bagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x3, kemudian hitung limit dari masing-masing suku dengan berpedoman pada sifat A.
limx→∞x3−4x3x3+x2=limx→∞x3−4xx33x3+x2x3=limx→∞1−4x23+1x=1−03+0=13
Contoh 4
Hitung limx→∞x3−xx4−2x2+1
Jawab :
Bagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x4, kemudian hitung limitnya.
limx→∞x3−xx4−2x2+1=limx→∞x3−xx4x4−2x2+1x4=limx→∞1x−1x31−2x2+1x4=0−01−0+0=0
Contoh 5
Tentukan limx→∞x−x3x2−4
Jawab :
Bagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x2, kemudian hitung limitnya.
limx→∞x−x3x2−4=limx→∞x−x3x2x2−4x2=limx→∞1x−x1−4x2=limx→∞1x−limx→∞xlimx→∞1−limx→∞4x2=0−limx→∞x1−0=−limx→∞x=−∞
Contoh 6
Untuk n bilangan asli dan a0 ≠ 0, tunjukkan bahwa
limx→∞(a0xn+a1xn−1+...+an−1x+an)=limx→∞a0xn
Jawab :
Faktorkan suku pangkat tertinggi dari fungsi polinom tersebut, kemudian hitung limitnya.
limx→∞(a0xn+a1xn−1+...+an−1x+an)⇔limx→∞a0xn(1+a1a0x+...+an−1a0xn−1+ana0xn)⇔limx→∞a0xn⋅limx→∞(1+a1a0x+...+an−1a0xn−1+ana0xn)⇔limx→∞a0xn⋅(1+0+...+0+0)⇔limx→∞a0xn
Sifat B Jika p(x) dan q(x) adalah fungsi polinom dengan axm dan bxn berturut-turut adalah suku pangkat tertinggi dari p(x) dan q(x), maka
1. limx→±∞p(x)=limx→±∞axm
2. limx→±∞q(x)=limx→±∞bxn
3. limx→±∞p(x)q(x)=limx→±∞axmbxn
Sifat diatas mengatakan bahwa nilai limit di tak hingga fungsi polinom ataupun rasional sama dengan nilai limit dari suku pangkat tertingginya. Dengan menggunakan sifat diatas, contoh 2 - 5 dapat diselesaikan dengan cara sebagai berikut.
limx→∞(x3−7x2)=limx→∞x3=∞
limx→∞x3−4x3x3−x2=limx→∞x33x3=limx→∞13=13
limx→∞x3−xx4−2x2+1=limx→∞x3x4=limx→∞1x=0
limx→∞x−x3x2−4=limx→∞−x3x2=limx→∞(−x)=−∞
Berdasarkan pangkat tertinggi pembilang dan penyebutnya, sifat B.3 dapat kita jabarkan lagi menjadi sebagai berikut.
Sifat C Misalkan p(x) dan q(x) adalah fungsi polinom dengan axm dan bxn berturut-turut adalah suku pangkat tertinggi dari p(x) dan q(x).
Sifat diatas dapat kita terjemahkan dalam tiga poin berikut.
Dengan menggunakan sifat C, contoh 2, 3 dan 4 dapat diselesaikan cukup dengan memperhatikan suku pangkat tertinggi dari pembilang dan penyebut, dalam hal ini adalah pangkat dan koefisiennya.
limx→∞x3−4x3x3−x2=13
Keterangan : Pangkat tertinggi pembilang sama dengan pangkat tertinggi penyebut. Berdasarkan sifat C.1, nilai limitnya adalah koefisien pangkat tertinggi pembilang dibagi koefisien pangkat tertinggi penyebut, yaitu 1/3.
limx→∞x3−xx4−2x2+1=0
Keterangan : Pangkat tertinggi pembilang < pangkat tertinggi penyebut. Berdasarkan sifat C.2, nilai limitnya = 0.
limx→∞x−x3x2−4=−∞
Keterangan : Pangkat tertinggi pembilang > pangkat tertinggi penyebut dan perbandingan koefisiennya negatif. Berdasarkan sifat C.3, nilai limitnya = -∞.
Penyelesaian limit di tak hingga fungsi irasional (memuat fungsi irasional) hampir sama saja dengan fungsi polinom atau rasional. Sifat-sifat diatas masih dapat kita gunakan. Yang perlu kita cermati adalah saat bekerja dengan limit untuk x → -∞.
Perlu kita ingat !
Jika x>0 maka √x2=x
Jika x<0 maka √x2=−x
Secara umum, dapat dinyatakan sebagai berikut !
1. Untuk n > 0 dan n ganjil maka
√x2n={−xn,x>0−xn,x<0
2. Untuk n > 0 dan n genap maka
√x2n=xn,x∈R
Contoh 7
Hitung limit berikut !
a.limx→∞√4x2+3x2x−1b.limx→−∞√4x2+3x2x−1
Jawab :
Untuk x→∞ maka √x2=x
Untuk x→−∞ maka √x2=−x
a.limx→∞√4x2+3x2x−1=limx→∞√x2(4+3x)x(2−1x)=limx→∞x√4+3xx(2−1x)=limx→∞√4+3x(2−1x)=√4+02−0=1
b.limx→−∞√4x2+3x2x−1=limx→−∞√x2(4+3x)x(2−1x)=limx→−∞−x√4+3xx(2−1x)=limx→−∞−√4+3x(2−1x)=−√4+02−0=−1
Contoh diatas dapat pula diselesaikan dengan membagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x. Dengan catatan, untuk limit x→-∞, nilai x=−√x2.
Contoh 8
Hitung limit berikut !
a.limx→−∞(√x2−2x−4x)b.limx→∞(2x−√4x2+x)
Jawab :
Jangan terburu-buru mengalikan bentuk diatas dengan akar sekawannya. Lakukan analisa sederhana untuk memeriksa apakah limit tersebut merupakan bentuk tak tentu.
Analisa opsi a !
Jika x→−∞, maka √x2−2x→∞ dan 4x→−∞.
Akibatnya, (√x2−2x−4x)→∞−(−∞)=∞
Analisa opsi b !
Jika x→∞ maka 2x→∞ dan √4x2+x→∞.
Akibatnya, (2x−√4x2+x)→∞−∞ (tak tentu)
a.limx→−∞(√x2−2x−4x)=∞
b.limx→∞(2x−√4x2+x)=limx→∞(2x−√4x2+x)⋅2x+√4x2+x2x+√4x2+x=limx→∞4x2−(4x2+x)2x+√4x2+x=limx→∞−x2x+√x2(4+1x)=limx→∞−x2x+x√4+1x=limx→∞−12+√4+1x=−12+√4+0=−14
Contoh 9
Jika a = p dan a, p ≠ 0 tunjukkan bahwa
a.limx→∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)=b−q2√ab.limx→−∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)=b−q−2√a
Jawab :
a.limx→∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)
Untuk a = p bentuk diatas dapat ditulis menjadi
⇔limx→∞(√ax2+bx+c−√ax2+qx+r)
Kalikan dengan akar sekawannya lalu sederhanakan sehingga diperoleh
⇔limx→∞(ax2+bx+c)−(ax2+qx+r)√ax2+bx+c+√ax2+qx+r⇔limx→∞(b−q)x+c−r√ax2+bx+c+√ax2+qx+r⇔limx→∞x(b−q+c−rx)√x2(a+bx+cx2)+√x2(a+qx+rx2)⇔limx→∞x(b−q+c−rx)x√a+bx+cx2+x√a+qx+rx2⇔limx→∞b−q+c−rx√a+bx+cx2+√a+qx+rx2⇔b−q+0√a+0+0+√a+0+0⇔b−q2√a
b.limx→−∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)
Untuk a = p bentuk diatas dapat ditulis menjadi
⇔limx→−∞(√ax2+bx+c−√ax2+qx+r)
Kalikan dengan akar sekawannya, sederhanakan hingga diperoleh hasil sebagai berikut
⇔limx→−∞x(b−q+c−rx)√x2(a+bx+cx2)+√x2(a+qx+rx2)
Perlu kita ingat bahwa untuk x → -∞ maka √x2=−x. Akibatnya, bentuk diatas menjadi
⇔limx→−∞x(b−q+c−rx)−x√a+bx+cx2−x√a+qx+rx2⇔limx→−∞b−q+c−rx−√a+bx+cx2−√a+qx+rx2⇔b−q+0−√a+0+0−√a+0+0⇔b−q−2√a
Contoh 10
Hitung limit berikut dengan menggunakan sifat pada contoh 9 !
a.limx→∞(2x−1−√4x2−2x+1)b.limx→−∞(√x2−4x+x+2)
Jawab :
Alternatif penyelesaian : hitung limit dari suku konstan secara terpisah dan hitung limit dari suku lainnya menggunakan sifat pada contoh 9.a, dengan terlebih dahulu menyatakannya dalam bentuk akar.
a.limx→∞(2x−1−√4x2−2x+1)=limx→∞(2x−√4x2−2x+1)−limx→∞1=limx→∞(√4x2−√4x2−2x+1)−limx→∞1=0−(−2)2√4−1(9.a)=−12
b.limx→−∞(√x2−4x+x+2)=limx→−∞(√x2−4x−(−x))+limx→−∞2=limx→−∞(√x2−4x−√x2)+limx→−∞2=−4−0−2√1+2(9.b)=4
Contoh 11
Hitung limit berikut !
a.limx→∞xsin1xb.limx→∞sin1xx(1−cos2x)
Jawab :
a.limx→∞xsin1x
Misalkan u = 1/x, maka x = 1/u
Jika x→∞ maka u→0. Akibatnya,
limx→∞xsin1x=limu→01usinu=limu→0sinuu=1
b.limx→∞sin1xx(1−cos2x)
Misalkan u = 1/x, maka x = 1/u
Jika x→∞ maka u→0. Akibatnya
limx→∞sin1xx(1−cos2x)=limu→0sinu1u(1−cos2u)=limu→0usinu2sin2u=12⋅limu→0usinu=12⋅1=12
x = 1 → f(x) = 1
x = 10 → f(x) = 0,01
x = 100 → f(x) = 0,0001
x = 1000 → f(x) = 0,000001
...
Dari data diatas dapat kita lihat bahwa nilai f(x) semakin mendekati 0, ketika x semakin besar. Sekarang coba perhatikan grafik fungsinya.
Jelas terlihat bahwa kurva y = 1/x2 semakin mendekati garis y = 0, ketika x semakin besar. Faktanya, seberapa besarpun x yang kita ambil, nilai 1/x2 akan semakin dekat ke 0.
Secara intuitif kita simpulkan, jika x semakin besar tanpa batas, nilai 1/x2 semakin dekat ke 0. Dalam notasi limit, pernyataan ini ditulislimx→∞1x2=0
Sekarang coba kita amati nilai fungsi f(x) = 1/x2 untuk nilai-nilai x berikut.
x = -1 → f(x) = 1
x = -10 → f(x) = 0,01
x = -100 → f(x) = 0,0001
x = -1000 → f(x) = 0,000001
Dari data diatas dapat kita lihat bahwa f(x) = 1/x2 juga semakin dekat ke 0, ketika x semakin kecil (negatif besar). Kita tulislimx→−∞1x2=0
Nilai fungsi f(x) tidak selalu mendekati bilangan tertentu, ketika x semakin besar. Bisa saja nilai f(x) justru semakin besar dan terus bertambah besar tanpa batas. Untuk kasus seperti ini, kita tulislimx→∞f(x)=∞artinya jika nilai x semakin besar tanpa batas, maka nilai f(x) juga semakin besar tanpa batas. Limit seperti ini disebut limit tak hingga di tak hingga.
Contoh 1
Tentukan limx→∞x2
Jawab :
Misalkan f(x) = x2
x = 1 → f(x) = 1
x = 10 → f(x) = 100
x = 100 → f(x) = 10000
...
Seperti yang kita lihat, ketika x semakin besar, nilai x2 juga semakin besar, namun tidak mendekati suatu bilangan unik tertentu, melainkan terus bertambah besar tanpa batas. Kita simpulkan limx→∞x2=∞
Perlu diketahui, teorema limit dasar masih bisa kita terapkan pada limit di tak hingga. Namun, untuk kasus-kasus yang melibatkan bentuk tak tentu, seperti (∞ - ∞), (∞/∞) atau (0.∞), perlu dilakukan manipulasi aljabar terlebih dahulu.
Sifat A Jika n > 0 dan n bilangan rasional, maka
- limx→∞1xn=0
- limx→−∞1xn=0, xn terdefinisi untuk x < 0
Contoh 2
Hitung limx→∞(x3−7x2)
Jawab :
Faktorkan suku pangkat tertinggi dari polinom tersebut, kemudian hitung limit dari masing-masing faktor dengan berpedoman pada sifat A.
limx→∞(x3−7x2)=limx→∞x3(1−7x)=limx→∞x3⋅limx→∞(1−7x)=limx→∞x3⋅(1−0)=limx→∞x3=∞
Contoh 3
Tentukan limx→∞x3−4x3x3+x2
Jawab :
Bagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x3, kemudian hitung limit dari masing-masing suku dengan berpedoman pada sifat A.
limx→∞x3−4x3x3+x2=limx→∞x3−4xx33x3+x2x3=limx→∞1−4x23+1x=1−03+0=13
Contoh 4
Hitung limx→∞x3−xx4−2x2+1
Jawab :
Bagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x4, kemudian hitung limitnya.
limx→∞x3−xx4−2x2+1=limx→∞x3−xx4x4−2x2+1x4=limx→∞1x−1x31−2x2+1x4=0−01−0+0=0
Contoh 5
Tentukan limx→∞x−x3x2−4
Jawab :
Bagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x2, kemudian hitung limitnya.
limx→∞x−x3x2−4=limx→∞x−x3x2x2−4x2=limx→∞1x−x1−4x2=limx→∞1x−limx→∞xlimx→∞1−limx→∞4x2=0−limx→∞x1−0=−limx→∞x=−∞
Contoh 6
Untuk n bilangan asli dan a0 ≠ 0, tunjukkan bahwa
limx→∞(a0xn+a1xn−1+...+an−1x+an)=limx→∞a0xn
Jawab :
Faktorkan suku pangkat tertinggi dari fungsi polinom tersebut, kemudian hitung limitnya.
limx→∞(a0xn+a1xn−1+...+an−1x+an)⇔limx→∞a0xn(1+a1a0x+...+an−1a0xn−1+ana0xn)⇔limx→∞a0xn⋅limx→∞(1+a1a0x+...+an−1a0xn−1+ana0xn)⇔limx→∞a0xn⋅(1+0+...+0+0)⇔limx→∞a0xn
Sifat B Jika p(x) dan q(x) adalah fungsi polinom dengan axm dan bxn berturut-turut adalah suku pangkat tertinggi dari p(x) dan q(x), maka
1. limx→±∞p(x)=limx→±∞axm
2. limx→±∞q(x)=limx→±∞bxn
3. limx→±∞p(x)q(x)=limx→±∞axmbxn
Sifat diatas mengatakan bahwa nilai limit di tak hingga fungsi polinom ataupun rasional sama dengan nilai limit dari suku pangkat tertingginya. Dengan menggunakan sifat diatas, contoh 2 - 5 dapat diselesaikan dengan cara sebagai berikut.
limx→∞(x3−7x2)=limx→∞x3=∞
limx→∞x3−4x3x3−x2=limx→∞x33x3=limx→∞13=13
limx→∞x3−xx4−2x2+1=limx→∞x3x4=limx→∞1x=0
limx→∞x−x3x2−4=limx→∞−x3x2=limx→∞(−x)=−∞
Berdasarkan pangkat tertinggi pembilang dan penyebutnya, sifat B.3 dapat kita jabarkan lagi menjadi sebagai berikut.
Sifat C Misalkan p(x) dan q(x) adalah fungsi polinom dengan axm dan bxn berturut-turut adalah suku pangkat tertinggi dari p(x) dan q(x).
- Jika m = n maka
- Jika m < n maka
- Jika m > n maka
limx→±∞p(x)q(x)=ab
limx→±∞p(x)q(x)=0
limx→∞p(x)q(x)={−∞,ab>0−∞,ab<0
Sifat diatas dapat kita terjemahkan dalam tiga poin berikut.
- Jika pangkat tertinggi pembilang = pangkat tertinggi penyebut, nilai limitnya adalah koefisien pangkat tertinggi pembilang dibagi koefisien pangkat tertinggi penyebut.
- Jika pangkat tertinggi pembilang < pangkat tertinggi penyebut, nilai limitnya = 0.
- Jika pangkat tertinggi pembilang > pangkat tertinggi penyebut, nilai limitnya = ∞ (asalkan perbandingan koefisiennya positif) atau -∞ (asalkan perbandingan koefisiennya negatif)
Dengan menggunakan sifat C, contoh 2, 3 dan 4 dapat diselesaikan cukup dengan memperhatikan suku pangkat tertinggi dari pembilang dan penyebut, dalam hal ini adalah pangkat dan koefisiennya.
limx→∞x3−4x3x3−x2=13
Keterangan : Pangkat tertinggi pembilang sama dengan pangkat tertinggi penyebut. Berdasarkan sifat C.1, nilai limitnya adalah koefisien pangkat tertinggi pembilang dibagi koefisien pangkat tertinggi penyebut, yaitu 1/3.
limx→∞x3−xx4−2x2+1=0
Keterangan : Pangkat tertinggi pembilang < pangkat tertinggi penyebut. Berdasarkan sifat C.2, nilai limitnya = 0.
limx→∞x−x3x2−4=−∞
Keterangan : Pangkat tertinggi pembilang > pangkat tertinggi penyebut dan perbandingan koefisiennya negatif. Berdasarkan sifat C.3, nilai limitnya = -∞.
Penyelesaian limit di tak hingga fungsi irasional (memuat fungsi irasional) hampir sama saja dengan fungsi polinom atau rasional. Sifat-sifat diatas masih dapat kita gunakan. Yang perlu kita cermati adalah saat bekerja dengan limit untuk x → -∞.
Perlu kita ingat !
Jika x>0 maka √x2=x
Jika x<0 maka √x2=−x
Secara umum, dapat dinyatakan sebagai berikut !
1. Untuk n > 0 dan n ganjil maka
√x2n={−xn,x>0−xn,x<0
2. Untuk n > 0 dan n genap maka
√x2n=xn,x∈R
Contoh 7
Hitung limit berikut !
a.limx→∞√4x2+3x2x−1b.limx→−∞√4x2+3x2x−1
Jawab :
Untuk x→∞ maka √x2=x
Untuk x→−∞ maka √x2=−x
a.limx→∞√4x2+3x2x−1=limx→∞√x2(4+3x)x(2−1x)=limx→∞x√4+3xx(2−1x)=limx→∞√4+3x(2−1x)=√4+02−0=1
b.limx→−∞√4x2+3x2x−1=limx→−∞√x2(4+3x)x(2−1x)=limx→−∞−x√4+3xx(2−1x)=limx→−∞−√4+3x(2−1x)=−√4+02−0=−1
Contoh diatas dapat pula diselesaikan dengan membagi pembilang dan penyebut dengan variabel pangkat tertinggi dari penyebut, yaitu x. Dengan catatan, untuk limit x→-∞, nilai x=−√x2.
Contoh 8
Hitung limit berikut !
a.limx→−∞(√x2−2x−4x)b.limx→∞(2x−√4x2+x)
Jawab :
Jangan terburu-buru mengalikan bentuk diatas dengan akar sekawannya. Lakukan analisa sederhana untuk memeriksa apakah limit tersebut merupakan bentuk tak tentu.
Analisa opsi a !
Jika x→−∞, maka √x2−2x→∞ dan 4x→−∞.
Akibatnya, (√x2−2x−4x)→∞−(−∞)=∞
Analisa opsi b !
Jika x→∞ maka 2x→∞ dan √4x2+x→∞.
Akibatnya, (2x−√4x2+x)→∞−∞ (tak tentu)
a.limx→−∞(√x2−2x−4x)=∞
b.limx→∞(2x−√4x2+x)=limx→∞(2x−√4x2+x)⋅2x+√4x2+x2x+√4x2+x=limx→∞4x2−(4x2+x)2x+√4x2+x=limx→∞−x2x+√x2(4+1x)=limx→∞−x2x+x√4+1x=limx→∞−12+√4+1x=−12+√4+0=−14
Contoh 9
Jika a = p dan a, p ≠ 0 tunjukkan bahwa
a.limx→∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)=b−q2√ab.limx→−∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)=b−q−2√a
Jawab :
a.limx→∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)
Untuk a = p bentuk diatas dapat ditulis menjadi
⇔limx→∞(√ax2+bx+c−√ax2+qx+r)
Kalikan dengan akar sekawannya lalu sederhanakan sehingga diperoleh
⇔limx→∞(ax2+bx+c)−(ax2+qx+r)√ax2+bx+c+√ax2+qx+r⇔limx→∞(b−q)x+c−r√ax2+bx+c+√ax2+qx+r⇔limx→∞x(b−q+c−rx)√x2(a+bx+cx2)+√x2(a+qx+rx2)⇔limx→∞x(b−q+c−rx)x√a+bx+cx2+x√a+qx+rx2⇔limx→∞b−q+c−rx√a+bx+cx2+√a+qx+rx2⇔b−q+0√a+0+0+√a+0+0⇔b−q2√a
b.limx→−∞(√ax2+bx+c−√px2+qx+r)
Untuk a = p bentuk diatas dapat ditulis menjadi
⇔limx→−∞(√ax2+bx+c−√ax2+qx+r)
Kalikan dengan akar sekawannya, sederhanakan hingga diperoleh hasil sebagai berikut
⇔limx→−∞x(b−q+c−rx)√x2(a+bx+cx2)+√x2(a+qx+rx2)
Perlu kita ingat bahwa untuk x → -∞ maka √x2=−x. Akibatnya, bentuk diatas menjadi
⇔limx→−∞x(b−q+c−rx)−x√a+bx+cx2−x√a+qx+rx2⇔limx→−∞b−q+c−rx−√a+bx+cx2−√a+qx+rx2⇔b−q+0−√a+0+0−√a+0+0⇔b−q−2√a
Contoh 10
Hitung limit berikut dengan menggunakan sifat pada contoh 9 !
a.limx→∞(2x−1−√4x2−2x+1)b.limx→−∞(√x2−4x+x+2)
Jawab :
Alternatif penyelesaian : hitung limit dari suku konstan secara terpisah dan hitung limit dari suku lainnya menggunakan sifat pada contoh 9.a, dengan terlebih dahulu menyatakannya dalam bentuk akar.
a.limx→∞(2x−1−√4x2−2x+1)=limx→∞(2x−√4x2−2x+1)−limx→∞1=limx→∞(√4x2−√4x2−2x+1)−limx→∞1=0−(−2)2√4−1(9.a)=−12
b.limx→−∞(√x2−4x+x+2)=limx→−∞(√x2−4x−(−x))+limx→−∞2=limx→−∞(√x2−4x−√x2)+limx→−∞2=−4−0−2√1+2(9.b)=4
Contoh 11
Hitung limit berikut !
a.limx→∞xsin1xb.limx→∞sin1xx(1−cos2x)
Jawab :
a.limx→∞xsin1x
Misalkan u = 1/x, maka x = 1/u
Jika x→∞ maka u→0. Akibatnya,
limx→∞xsin1x=limu→01usinu=limu→0sinuu=1
b.limx→∞sin1xx(1−cos2x)
Misalkan u = 1/x, maka x = 1/u
Jika x→∞ maka u→0. Akibatnya
limx→∞sin1xx(1−cos2x)=limu→0sinu1u(1−cos2u)=limu→0usinu2sin2u=12⋅limu→0usinu=12⋅1=12