Soal 31.
Hasil dari \( \int 2x(5-x)^3\,dx \) = ....
A. \( -\dfrac{1}{10}(4x+5)(5-x)^4 + C \)
B. \( -\dfrac{1}{10}(6x+5)(5-x)^4 + C \)
C. \( -\dfrac{1}{10}(x+5)(5-x)^4 + C \)
D. \( \dfrac{1}{10}(4x+5)(5-x)^4 + C \)
E. \( \dfrac{1}{2}(5-x)^4 + C \)
Jawaban & Analisis
Strategi: karena ada \( (5-x)^3 \), pakai substitusi \( u=5-x \).
Langkah 1: Misalkan \( u=5-x \Rightarrow du=-dx \Rightarrow dx=-du \) dan \( x=5-u \).
Langkah 2: Ubah integral ke bentuk \( u \).
\( \int 2x(5-x)^3\,dx=\int 2(5-u)u^3(-du) \)
\( =\int (-10u^3+2u^4)\,du \)
Langkah 3: Integralkan.
\( \int (-10u^3+2u^4)\,du=-10\cdot\dfrac{u^4}{4}+2\cdot\dfrac{u^5}{5}+C \)
\( =-\dfrac{5}{2}u^4+\dfrac{2}{5}u^5+C \)
Langkah 4: Faktorkan agar mirip opsi.
\( -\dfrac{5}{2}u^4+\dfrac{2}{5}u^5=u^4\left(\dfrac{2}{5}u-\dfrac{5}{2}\right) \)
\( =u^4\left(\dfrac{4u-25}{10}\right)=\dfrac{1}{10}(4u-25)u^4 \)
Langkah 5: Kembalikan \( u=5-x \).
\( \dfrac{1}{10}(4(5-x)-25)(5-x)^4+C=\dfrac{1}{10}(20-4x-25)(5-x)^4+C \)
\( =-\dfrac{1}{10}(4x+5)(5-x)^4+C \)
Jawaban: A yaitu \( -\dfrac{1}{10}(4x+5)(5-x)^4 + C \).
Soal 32.
Nilai dari \( \int_{-1}^{2}(3x^2+6x-1)\,dx \) = ....
A. \( 3 \)
B. \( 5 \)
C. \( 9 \)
D. \( 15 \)
E. \( 18 \)
Jawaban & Analisis
Langkah 1: Tentukan antiturunan.
\( \int (3x^2+6x-1)\,dx=x^3+3x^2-x+C \)
Langkah 2: Hitung nilai di batas atas dan bawah.
\( F(2)=2^3+3\cdot 2^2-2=8+12-2=18 \)
\( F(-1)=(-1)^3+3(-1)^2-(-1)=-1+3+1=3 \)
Langkah 3: Kurangkan.
\( \int_{-1}^{2}(3x^2+6x-1)\,dx=F(2)-F(-1)=18-3=15 \)
Jawaban: D yaitu \( 15 \).
Soal 33.
Hasil dari \( \int \sin^5 2x \cos 2x\,dx \) = ....
A. \( -\dfrac{1}{5}\sin^6 2x + C \)
B. \( -\dfrac{1}{10}\sin^6 2x + C \)
C. \( -\dfrac{1}{12}\sin^6 2x + C \)
D. \( \dfrac{1}{12}\sin^6 2x + C \)
E. \( \dfrac{1}{10}\sin^6 2x + C \)
Jawaban & Analisis
Strategi: gunakan substitusi \( u=\sin 2x \) karena ada \( \cos 2x\,dx \).
Langkah 1: Ambil \( u=\sin 2x \Rightarrow du=2\cos 2x\,dx \Rightarrow \cos 2x\,dx=\dfrac{1}{2}du \).
Langkah 2: Ubah integral.
\( \int \sin^5 2x \cos 2x\,dx=\int u^5\left(\dfrac{1}{2}du\right)=\dfrac{1}{2}\int u^5\,du \)
Langkah 3: Integralkan.
\( \dfrac{1}{2}\int u^5\,du=\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{u^6}{6}+C=\dfrac{u^6}{12}+C \)
Langkah 4: Kembalikan \( u=\sin 2x \).
\( \dfrac{u^6}{12}+C=\dfrac{1}{12}\sin^6 2x + C \)
Jawaban: D yaitu \( \dfrac{1}{12}\sin^6 2x + C \).
Soal 34.
Hasil dari \( \int (2x-3)\sqrt{2x^2-6x+7}\,dx \) adalah ....
A. \( \dfrac{1}{3}(2x^2-6x+7)\sqrt{2x^2-6x+7}+C \)
B. \( \dfrac{2}{3}(2x^2-6x+7)\sqrt{2x^2-6x+7}+C \)
C. \( \dfrac{1}{2}(2x^2-6x+7)\sqrt{2x^2-6x+7}+C \)
D. \( -\dfrac{1}{3}(2x^2-6x+7)\sqrt{2x^2-6x+7}+C \)
E. \( -\dfrac{2}{3}(2x^2-6x+7)\sqrt{2x^2-6x+7}+C \)
Jawaban & Analisis
Strategi: gunakan substitusi \( u=2x^2-6x+7 \) karena turunannya mengandung \( (2x-3) \).
Langkah 1: Ambil \( u=2x^2-6x+7 \Rightarrow du=(4x-6)\,dx=2(2x-3)\,dx \).
Maka \( (2x-3)\,dx=\dfrac{1}{2}du \).
Langkah 2: Ubah integral.
\( \int (2x-3)\sqrt{2x^2-6x+7}\,dx=\int \sqrt{u}\left(\dfrac{1}{2}du\right)=\dfrac{1}{2}\int u^{1/2}\,du \)
Langkah 3: Integralkan.
\( \dfrac{1}{2}\int u^{1/2}\,du=\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{u^{3/2}}{3/2}+C=\dfrac{1}{3}u^{3/2}+C \)
Langkah 4: Kembalikan \( u \).
\( \dfrac{1}{3}u^{3/2}+C=\dfrac{1}{3}(2x^2-6x+7)\sqrt{2x^2-6x+7}+C \)
Jawaban: A yaitu \( \dfrac{1}{3}(2x^2-6x+7)\sqrt{2x^2-6x+7}+C \).
Soal 35.
Luas daerah yang dibatasi oleh kurva \( y=-x^2-2x \), \( y=x^2+6x \), garis \( x=-2 \) dan \( x=-1 \) adalah ....
A. \( 7\dfrac{1}{3} \) satuan luas
B. \( 8\dfrac{1}{3} \) satuan luas
C. \( 9\dfrac{2}{3} \) satuan luas
D. \( 10\dfrac{2}{3} \) satuan luas
E. \( 11\dfrac{1}{3} \) satuan luas
Jawaban & Analisis
Langkah 1 (fungsi atas dan bawah): Luas daerah antar kurva pada selang \( -2 \lt x \lt -1 \) adalah integral selisih \( (\text{atas})-(\text{bawah}) \).
Hitung selisih:
\( (-x^2-2x)-(x^2+6x)=-2x^2-8x \)
Catatan: Untuk \( -2 \lt x \lt -1 \), nilai \( -2x^2-8x \) bernilai positif, sehingga kurva \( y=-x^2-2x \) berada di atas kurva \( y=x^2+6x \) pada selang tersebut.
Langkah 2 (rumus luas):
\( L=\int_{-2}^{-1}\Big((-x^2-2x)-(x^2+6x)\Big)\,dx=\int_{-2}^{-1}(-2x^2-8x)\,dx \)
Langkah 3 (integralkan):
\( \int(-2x^2-8x)\,dx=-2\cdot\dfrac{x^3}{3}-8\cdot\dfrac{x^2}{2}=-\dfrac{2}{3}x^3-4x^2 \)
Langkah 4 (substitusi batas):
\( L=\left[-\dfrac{2}{3}x^3-4x^2\right]_{-2}^{-1}=\left(-\dfrac{2}{3}(-1)^3-4(-1)^2\right)-\left(-\dfrac{2}{3}(-2)^3-4(-2)^2\right) \)
\( =\left(\dfrac{2}{3}-4\right)-\left(\dfrac{16}{3}-16\right)=\left(-\dfrac{10}{3}\right)-\left(-\dfrac{32}{3}\right)=\dfrac{22}{3}=7\dfrac{1}{3} \)
Jawaban: A yaitu \( 7\dfrac{1}{3} \) satuan luas.