barisan

79
14/06/22 Matematika 2 1 Barisan Barisan Tak Hingga Kekonvergenan barisan tak hingga Sifat – sifat barisan Barisan Monoton

Upload: vern

Post on 12-Jan-2016

44 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Barisan Tak Hingga Kekonvergenan barisan tak hingga Sifat – sifat barisan Barisan Monoton. Barisan. Barisan Tak Hingga. Secara sederhana, barisan merupakan susunan dari bilangan −bilangan yang urutannya berdasarkan bilangan asli. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Barisan

21/04/23 Matematika 2 1

Barisan

Barisan Tak Hingga

Kekonvergenan barisan tak hingga Sifat – sifat barisan

Barisan Monoton

Page 2: Barisan

Matematika 2 2

Barisan Tak Hingga

Secara sederhana, barisan merupakan susunan dari bilangan

−bilangan yang urutannya berdasarkan bilangan asli.

Suatu barisan yang terdiri dari n suku biasanya dinyatakan dalam

bentuk a1,a2,…,an. a1 menyatakan suku ke–1, a2 menyatakan suku

ke–2 dan an menyatakan suku ke–n.

Barisan tak hingga didefinisikan sebagai suatu fungsi real di mana

daerah asalnya adalah bilangan asli. Notasi barisan tak hingga

adalah

1nna

Page 3: Barisan

21/04/23 Matematika 2 3

Barisan Tak Hingga

Contoh − contoh barisan Barisan

Bisa dituliskan dengan rumus

Barisan

Bisa dituliskan dengan rumus Penentuan an tidak memiliki aturan khusus dan hanya bersifat coba

–coba.

...,8,6,4,2

1nn2

...,6

4,5

3,4

2,3

1

1nn2

n

Page 4: Barisan

21/04/23 Matematika 2 4

Kekonvergenan barisan tak hingga

Suatu barisan tak hingga dikatakan konvergen menuju L, bila

atau

{ untuk setiap epsilon positif terdapat N positif sedemikian hingga

untuk n lebih besar atau sama dengan N, selisih antara dan

L akan kurang epsilon}

Lalimnn

La,Nn0N0n

na

Page 5: Barisan

21/04/23 Matematika 2 5

Kekonvergenan barisan tak hingga

Contoh 1Tentukan kekonvergenan dari barisan berikut

Jawaban

Karena

maka divergen

1n

2

1nn

1n

nlim

2

n

1n

2

1nn

Page 6: Barisan

21/04/23 Matematika 2 6

Kekonvergenan barisan tak hingga

Contoh 2Tentukan kekonvergenan dari barisan berikut

Jawaban

Karena merupakan bentuk tak tentu maka untuk

menyelesaikannya digunakan teorema berikut :

Misal ,bila maka

untuk x R.

1n

n

2

en

n

2

n en

lim

nfan Lxflim

x

Lnflim

n

Page 7: Barisan

21/04/23 Matematika 2 7

Kekonvergenan barisan tak hingga

Jawaban (lanjutan)

Jadi dan dengan menggunakan dalil L’hopital maka

Berdasarkan teorema maka .

Karena nilai limitnya menuju 0, maka

Konvergen menuju 0.

xx e

x2lim

x

2

e

xxf

x

2

x e

xlim

0en

limn

2

n

1n

n

2

en

0e

2lim

xx

Page 8: Barisan

21/04/23 Matematika 2 8

Kekonvergenan barisan tak hingga

Contoh 3Tentukan kekonvergenan dari barisan berikut

Jawaban

Bentuk dari suku −suku barisannya merupakan bentuk ganti tanda

akibat dari nilai cos n, untuk n ganjil tandanya − , untuk n genap

tandanya +. Nilai tidak ada tetapi minimal bernilai –1 dan

maksimal bernilai 1. Sedangkan akibatnya untuk n nilai

, akan mendekati nol. Jadi deret konvergen menuju 0.

1n

ncosn

1

ncoslimn

0n

1limn

ncos.n1

Page 9: Barisan

21/04/23 Matematika 2 9

Sifat – sifat barisan

Misal {an} dan {bn} barisan-barisan yang konvergen, dan k suatu

konstanta, maka

1.

2.

3.

4.

5.

kklimn

nnnnalimkaklim

nnnnnnnblimalimbalim

nnnnnnnblimalimbalim

0blim,blim

alim

b

alim

nn

nn

nn

n

n

n

Page 10: Barisan

21/04/23 Matematika 2 10

Barisan Monoton

Kemonotonan barisan {an} dapat dikelompokkan menjadi

4 macam :

1. Monoton naik bila

2. Monoton turun bila

3. Monoton tidak turun bila

4. Monoton tidak naik bila

1nnaa

1nnaa

1nnaa

1nnaa

Page 11: Barisan

21/04/23 Matematika 2 11

Deret Tak Hingga

Deret tak hingga merupakan jumlahan dari yaitu a1+a2+…+an .

Notasi deret tak hingga adalah .

Kekonvergenan suatu deret dapat di ketahui dari kekonvergenan

barisan jumlahan parsial yaitu , ,dimana :

Dan

1nna

1n na

nn

Slim

11aS

3213aaaS

n321n

a...aaaS

212aaS

....,S...,,S,SS k211nn

Page 12: Barisan

21/04/23 Matematika 2 12

Deret Tak Hingga

Contoh

Selidiki apakah deret konvergen ?

Jawaban

Karena , maka adalah deret

konvergen yaitu konvergen menuju 1. Penentuan Sn dari suatu

deret juga tidak memiliki aturan khusus dan bersifat coba – coba.

1k

1

k

1

1k

1nn

1n1

1Sn

11n

nlimSlimnnn

1k

1

k

1

1k

Page 13: Barisan

21/04/23 Matematika 2 13

Deret Suku Positif

Sebuah disebut deret suku positif, bila semua suku-

sukunya positif. Berikut ini adalah deret-deret suku positif yang

sering digunakan :

1. Deret geometri

2. Deret harmonis

3. Deret-p

Deret–p akan dibahas secara khusus dalam uji integral

1nn

a

Page 14: Barisan

21/04/23 Matematika 2 14

Deret Suku Positif

Deret geometri

Bentuk umum :

Proses menentukan rumusan Sn adalah sebagai berikut :

Dari rumusan tersebut diperoleh bahwa

sehingga . untuk r 1. Kekonvergenan dari deret

geometri bergantung pada nilai r.

....... 1321

1

nk

k

rarararaara

1n32

n ra...rararaaS

n1n32

n rara...rararaSr

n

nn raaSrS

r1

r1aS

n

n

Page 15: Barisan

21/04/23 Matematika 2 15

Deret Suku Positif

Deret geometri(lanjutan)

Ada 3 kasus nilai r yang akan menentukan kekonvergenan deret

geometri :

–Bila r = 1, maka Sn= na sehingga , sehingga deret

divergen

–Bila | r |<1, maka , sehingga deret konvergen ke

–Bila | r | >1, maka , sehingga deret divergen

nalim

n

0rlim n

n

r1

a

n

nrlim

Page 16: Barisan

21/04/23 Matematika 2 16

Deret Suku Positif

Deret harmonis

Bentuk umum :

Untuk menentukan kekonvergenan, dapat diketahui dari nilai limit dari

Sn nya, yaitu

1n n

1

n

1....

8

1

7

1

6

1

5

1

4

1

3

1

2

11Sn

.....161

....91

81

71

61

51

41

31

21

1

Page 17: Barisan

21/04/23 Matematika 2 17

Deret Suku Positif

Deret harmonis (lanjutan)

Karena, maka . Sehingga deret harmonis divergen.

2

1....

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

11

....16

1....

16

1

8

1

8

1

8

1

8

1

4

1

4

1

2

11S n2

2

n1lim

n

2

n1

Page 18: Barisan

21/04/23 Matematika 2 18

Kedivergenan Deret Tak Hingga

Bila deret konvergen, maka .

kontraposisinya (pernyataan lain yang sesuai ) adalah

Bila ,maka deret akan divergen.

Bila dalam perhitungan limit an–nya diperoleh nol,

maka deret belum tentu konvergen, sehingga perlu

dilakukan pengujian deret dengan uji-uji deret positif.

1nna 0alim n

n

0alim nn

1nna

Page 19: Barisan

21/04/23 Matematika 2 19

Kedivergenan Deret Tak Hingga

Contoh

Periksa apakah konvergen ?

Jawaban

Jadi divergen

n12

1limn

1n 1n2n

1n2

nlimalimn

nn

1n 1n2n

021

Page 20: Barisan

21/04/23 Matematika 2 20

Uji Deret Positif

1. Uji integral

2. Uji Banding

3. Uji Banding limit

4. Uji Rasio

5. Uji Akar

Page 21: Barisan

21/04/23 Matematika 2 21

Uji Deret Positif

Uji integralMisal merupakan deret suku positif dan monoton turun,

dimana , maka integral tak wajar dari f(x)

adalah .

Bila nilai limit dari integral tak wajar tersebut tak hingga atau

tidak ada, maka deret divergen.

Bila nilainya menuju suatu nilai tertentu(ada), maka deret

konvergen.

1nna

Bnnfan

dxxflimdxxfb

1b1

Page 22: Barisan

21/04/23 Matematika 2 22

Deret Suku Positif

Contoh 1: Uji Integral Deret–p

Bentuk umum :

Kalau diperhatikan maka deret harmonis sebenarnya juga

merupakan deret–p dengan p=1. Kekonvergenan deret p akan

bergantung pada nilai p. Untuk menentukan pada nilai p berapa

deret konvergen atau divergen, digunakan integral tak wajar

yaitu

Misal maka .

Selanjutnya nilai f(x) tersebut di integralkan dengan batas 1

sampai .

1npn

1

pn

n

1nfa

px

1xf

Page 23: Barisan

21/04/23 Matematika 2 23

Deret Suku Positif

Deret–p (lanjutan)

Integral tak wajar dari f(x) adalah

Kekonvergenan deret–p ini akan tergantung dari nilai integral tak wajar

tersebut. Bila integralnya konvergen maka deretnya juga konvergen.

Sebaliknya bila integralnya tak hingga atau tidak ada maka deretnya juga

akan divergen.

dxx

1lim

b

1pb

dxx

1

1p

b

1

p1

b p1x

lim

p11

p1b

limp1

b

Page 24: Barisan

21/04/23 Matematika 2 24

Deret Suku Positif

Deret–p (lanjutan)

Nilai integral tak wajar tersebut bergantung pada nilai p berikut :

– Bila p = 1, maka deretnya harmonis, sehingga deret divergen

– Bila 0 p<1, maka ,sehingga deret

divergen

– Bila p>1, maka ,

sehingga deret konvergen.

1pb b1p

11p

1lim

p11

p1b

limp1

b

p11

p1b

limp1

b

1p1

Page 25: Barisan

21/04/23 Matematika 2 25

Uji Deret Positif

Contoh 2Tentukan kekonvergenan deret

Jawaban

Deret tersebut monoton turun, sehingga dapat digunakan uji

integral yaitu :

Misal , maka

Perhitungan integral tak wajar :

dxxlnx

1lim

b

2b

2nnlnn

1

nlnn

1nfan

xlnx

1)x(f

dxxlnx

1

2

b2

bxlnlnlim

Page 26: Barisan

21/04/23 Matematika 2 26

Uji Deret Positif

Karena nilai limitnya menuju tak hingga, maka integral

tak wajarnya divergen. Sehingga deret juga

divergen.

2nnlnn

1

Page 27: Barisan

21/04/23 Matematika 2 27

Uji Deret Positif

Uji Banding

Bila untuk n N, berlaku bn an maka

a. Bila konvergen, maka juga konvergen

b. Bila divergen, maka juga divergen

Jadi pada uji banding ini, untuk menentukan kekonvergenan

suatu deret, bila menggunakan sifat a maka deret

pembandingnya adalah yang bersifat konvergen.

Sedangkan bila menggunakan sifat nomor 2 maka deret

pembandingnya adalah yang bersifat divergen.

1nnb

1nna

1nna

1nnb

Page 28: Barisan

21/04/23 Matematika 2 28

Uji Deret Positif

Contoh 1

Uji kekonvergenan

Jawaban

Dalam uji banding, pemilihan deret pembanding adalah dipilih

yang paling mirip dengan deret yang akan diuji.

Dapat dipilh sebagai deret pembanding.

Karena dan merupakan deret

p yang divergen, maka disimpulkan deretnya juga divergen

1n 2n

1

1n n3

1

1n n3

1

n31

2n1

Page 29: Barisan

21/04/23 Matematika 2 29

Uji Deret Positif

Contoh 2

Uji kekonvergenan

Jawaban

Dengan uji banding, digunakan deret pembanding ,

dimana . Karena merupakan deret

konvergen, maka juga konvergen.

1n2 5n

3

1n2n

3

22 n

3

5n

3

1n2n

3

1n2 5n

3

Page 30: Barisan

21/04/23 Matematika 2 30

Uji Deret Positif

Contoh 3

Uji kekonvergenan

Jawaban

Karena untuk , maka deret pembanding yang

digunakan adalah .Karena dan

merupakan deret konvergen, maka juga konvergen

12

1

n n

ntg

2, 1

ntgn

1n22

n

22

2

1

nn

ntg

1n22

n

12

1

n n

ntg

Page 31: Barisan

21/04/23 Matematika 2 31

Uji Deret Positif

Uji Banding LimitMisal dan , merupakan deret suku positif dan

, berlaku

– Bila 0 < L < , maka kedua deret bersama-sama konvergen

atau bersama-sama divergen

– Bila L = 0, dan adalah deret konvergen, maka .

juga konvergen

– Bila L = dan adalah deret divergen maka .

juga divergen

1nna

1nnb

n

n

n b

alimL

1nnb

1nna

1nnb

1nna

Page 32: Barisan

21/04/23 Matematika 2 32

Uji Deret Positif

Contoh 1

Uji kekonvergenan deret

Jawaban

Deret pembanding yang digunakan adalah dan

diketahui sebagai deret divergen ( sebagai ).

Karena . dan deret pembandingnya

divergen, maka . juga divergen.

1n23

2

3nn5

n

1n1n3

2

n5

1

n5

n

1nnb

13nn5

n5limL

23

3

n

1n23

2

3nn5

n

Page 33: Barisan

21/04/23 Matematika 2 33

Uji Deret Positif

Contoh 2Uji kekonvergenan deret

Jawaban

Deret pembanding yang digunakan adalah dan

diketahui sebagai deret divergen (deret harmonis).

Karena . dan deret

pembandingnya divergen, maka kedua deret bersama-sama

divergen .

1i2 5n

1

1n1n2 n

1

n

1

11n

nlim

5n

nlimL

2

2

n2

2

n

Page 34: Barisan

21/04/23 Matematika 2 34

Uji Deret Positif

Uji Rasio

Misal merupakan deret suku positif dan

maka berlaku

– Bila <1, maka deret konvergen

– Bila >1, maka deret divergen

– Bila =1, maka uji gagal

1nna

n

1n

n a

alim

Page 35: Barisan

21/04/23 Matematika 2 35

Uji Deret Positif

Contoh

Uji kekonvergenan deret

Jawaban

Dengan uji rasio diperoleh

Karena = 0 < 1 , maka konvergen.

1

2

!i n

n

0n)1n(

)1n(lim

n

!n

!)1n(

)1n(lim

2

2

n2

2

n

n

1i

2

!n

n

Page 36: Barisan

21/04/23 Matematika 2 36

Uji Deret Positif

Uji Akar

Misal merupakan deret suku positif dan ,

maka berlaku

– Bila r < 1, maka deret konvergen

– Bila r > 1, maka deret divergen

– Bila r = 1, maka uji gagal

1nna

nn

nalimr

1nna

1nna

Page 37: Barisan

21/04/23 Matematika 2 37

Uji Deret Positif

Contoh

Uji kekonvergenan deret

Jawaban

Dengan uji akar diperoleh

Karena , maka konvergen.

1

2

in

n

e

e

2

e

2limr n

n

n

n

n

1in

n

e

21

e2

r

Page 38: Barisan

21/04/23 Matematika 2 38

Uji Deret Positif

Panduan Pemilihan uji deret

Bila deret suku berbentuk rasional (fungsi polinom) maka

dapat dipilih uji banding atau uji banding limit

Bila deret suku positif mengandung bentuk pangkat n dan

atau faktorial maka dipilih uji rasio atau uji akar pangkat n

Bila uji – uji diatas tidak dapat digunakan dan suku –

sukunya monoton turun maka dapat dipilih uji integral

Page 39: Barisan

21/04/23 Matematika 2 39

Deret Ganti Tanda

Uji-uji kekonvergenan deret positif hanya digunakan untuk

menguji deret-deret positif. Sedangkan untuk deret-deret

yang suku-sukunya berganti-ganti tanda, yaitu

berbentuk . dengan an> 0 untuk

semua n dilakukan uji tersendiri.

Notasi deret ganti tanda adalah . atau .

Deret ganti tanda dikatakan konvergen, bila

a. (monoton tak naik)b.

1

1)1(i

nn a

1

)1(i

nn a

n1n aa0

0alim nn

...aaaa 4321

Page 40: Barisan

21/04/23 Matematika 2 40

Deret Ganti Tanda

Contoh Tentukan kekonvergenan deret

Jawaban

merupakan deret ganti tanda

dengan rumus suku ke–nnya adalah .

Deret akan konvergen bila memenuhi dua syarat berikut :

a. .

b. Nilai

1n

1n

1nn

3n1

1n

1n

1nn

3n1

n1n aa0

1nn

3nan

0alim nn

Page 41: Barisan

21/04/23 Matematika 2 41

Deret Ganti Tanda

a.

Karena jadi {an} adalah monoton tak naik.

b.

Karena kedua syarat dipenuhi maka deretnya konvergen.

1nn3n

2n1n4n

0

1

6n5n

n4n

3n2n

4nn

a

a2

2

n

1n

1a

a

n

1n

01nn

3nlimalimn

nn

13n1nn

2n1n4n

aa

n

1n

Page 42: Barisan

21/04/23 Matematika 2 42

Konvergen Mutlak dan Konvergen Bersyarat

Deret dikatakan konvergen

mutlak, bila deret mutlak konvergen

(suku an bisa berupa suku positif atau tidak).

Hal tersebut tidak berlaku sebaliknya. Tetapi bila

divergen, maka . juga divergen.

Kovergen bersyarat terjadi bila konvergen tetapi

divergen.

321

1nn aaaa

|a|aaa 3211n

n

1nna

1nna

1nna

1nna

Page 43: Barisan

21/04/23 Matematika 2 43

Konvergen Mutlak dan Konvergen Bersyarat

Contoh 1

Tentukan apakah konvergen mutlak atau bersyarat ?

Jawaban

Deret mutlaknya adalah . Dengan menggunakan uji

banding, dimana deret pembandingnya adalah maka

diperoleh bahwa untuk semua nilai n.

Karena merupakan deret konvergen, maka

juga konvergen. Sehingga konvergen mutlak.

1n3n

ncos

1n3n

ncos

1n3n

1

33 n

1

n

ncos

1n3n

1

1n3n

ncos

1n3n

ncos

Page 44: Barisan

21/04/23 Matematika 2 44

Konvergen Mutlak dan Konvergen Bersyarat

Contoh 2

Tentukan apakah konvergen mutlak atau

bersyarat ?

Jawaban

Deret mutlaknya adalah .

Dengan uji rasio diperoleh .

Karena =0<1, maka konvergen.

Sehingga konvergen mutlak.

1n

nn

!n

21

1n

n

!n

2

n

1n

n 2

!n

!1n

2lim

1n

n

!n

2

1n

nn

!n

21

01n

2limn

Page 45: Barisan

21/04/23 Matematika 2 45

Konvergen Mutlak dan Konvergen Bersyarat

Contoh 3

Tentukan apakah konvergen mutlak atau bersyarat ?

Jawaban

Deret mutlaknya adalah yang merupakan deret

divergen.

Pengujian kekonvergenan deret ganti tanda

a. (monoton tak naik)

Diperoleh bahwa benar

b. Jadi deret ganti tandanya konvergen.

Karena deret ganti tandanya konvergen sedangkan deret

mutlaknya divergen maka konvergen bersyarat .

1n

n

n

11

1n n

1

n1n aa0

n

1

1n

10

0n

1limalimn

nn

Page 46: Barisan

21/04/23 Matematika 2 46

Uji rasio untuk kekonvergenan mutlak

Misal deret dengan suku tak nol dan ,

tiga kondisi yang mungkin terjadi adalah :

• Bila r<1, maka konvergen mutlak

• Bila r>1, maka divergen

• Bila r=1, pengujian gagal ( tidak dapat disimpulkan)

Konvergen bersyarat tidak bisa ditentukan oleh uji rasio ini. .

1nna

n

1n

n a

alimr

1nna

1nna

Page 47: Barisan

21/04/23 Matematika 2 47

Konvergen Mutlak dan Konvergen Bersyarat

Contoh 1

Tentukan apakah konvergen mutlak atau divergen?

Jawaban

Dengan uji rasio mutlak diperoleh :

Karena , maka konvergen mutlak.

en

1nlim

3

3

n

1nn

3n

e

n1

3

n

1n

3

n n

e

e

1nlimr

1nn

3n

e

n11

e1

r

e1

Page 48: Barisan

21/04/23 Matematika 2 48

Konvergen Mutlak dan Konvergen Bersyarat

Contoh 2

Tentukan apakah konvergen mutlak atau divergen?

Jawaban

Dengan uji rasio mutlak diperoleh :

Karena r > 1, maka divergen .

2

1nlimn

1nn

n

2

!n1

!n

2

2

!1nlimr

n

1nn

1nn

n

2

!n1

Page 49: Barisan

21/04/23 Matematika 2 49

Deret Pangkat

Bentuk umum :

Contoh deret pangkat

1.

2.

3.

......2210

0

nn

n

nn xaxaxaaxa

......2210

0

nn

n

nn bxabxabxaabxa

......1 2

0

n

n

n xxxx

...!6!4!2

1!2

1642

0

2

xxx

n

x

n

nn

...

5

1

4

1

2

1

2

1 2

0

xx

n

x

n

n

Page 50: Barisan

21/04/23 Matematika 2 50

Deret Pangkat

Pada deret pangkat ini, kalau diperhatikan terdapat dua variabel,

yaitu n dan x. Untuk n , nilainya dari 0 sampai , sedangkan

nilai x dapat dicari dengan uji rasio untuk kekonvergenan mutlak,

yaitu pada saat r < 1.

Interval nilai x yang memenuhi kekonvergenan dari deret

maupun disebut interval kekonvergenan.

Bentuk interval kekonvergenan dari deret pangkat ini memiliki

ciri khusus dan hanya memiliki 3 variasi bentuk untuk masing –

masing deret.

n

0nn xa

n

0nn bxa

Page 51: Barisan

21/04/23 Matematika 2 51

Deret Pangkat

Tiga kemungkinan untuk interval kekonvergenan deret adalah :

Selang konvergensi untuk deret • Deret konvergen hanya di x = 0• Deret konvergen mutlak di x R• Deret konvergen mutlak pada interval buka (–r,r) atau

ditambah pada ujung – ujung intervalnya.

Selang konvergensi untuk deret • Deret konvergen hanya di x = b• Deret konvergen mutlak di x R• Deret konvergen mutlak pada interval buka (b–r,b+r)

atau ditambah pada ujung – ujung intervalnya.

n

0nn xa

n0n

n bxa

Page 52: Barisan

21/04/23 Matematika 2 52

Deret Pangkat

Contoh 1

Tentukan interval kekonvergenan deret

Jawaban

Pengujian dengan uji rasio mutlak :

Deret akan konvergen untuk semua nilai x

Atau x R

01n

xlimn

0n

n

!n

x

n

1n

n x

!n

!1n

xlimr

Page 53: Barisan

21/04/23 Matematika 2 53

Deret Pangkat

Contoh 2

Tentukan interval kekonvergenan deret

Jawaban

Pengujian dengan uji rasio mutlak :

Dari pengujian tersebut diperoleh bahwa nilai yang memenuhi

adalah x = 0 agar r < 1. Jadi deret konvergen untuk x = 0

1nxlimn

0n

nx!n

n

1n

n x

!1n

!n

xlimr

Page 54: Barisan

21/04/23 Matematika 2 54

Deret Pangkat

Contoh 3

Tentukan interval kekonvergenan deret

Jawaban

Pengujian dengan uji rasio mutlak :

Dari pengujian tersebut diperoleh bahwa nilai yang memenuhi

adalah –3 < x < 3.

Pada ujung – ujung interval, pengujian dilakukan secara

terpisah.

2n1n

3x

limn

0nn

nn

1n3

x1

n

n

1n

1n

n x

1n3

2n3

xlimr

11.

3x

Page 55: Barisan

21/04/23 Matematika 2 55

Deret Pangkat

Pengujian deret pada saat x = 3 dan x = 3 adalah sebagai

berikut :

• Saat x = -3 deretnya menjadi Deret ini

diketahui sebagai deret harmonis yang divergen .

• Saat x = 3 deretnya menjadi dengan uji

deret ganti tanda diketahui bahwa deret ini konvergen.

Jadi interval kekonvergenan deret adalah

0n 1n

1

0n

n

1n

11

0nn

nn

1n3

x1

3x3

Page 56: Barisan

21/04/23 Matematika 2 56

Deret Pangkat

Contoh 4

Tentukan interval kekonvergenan deret

Jawaban

Pengujian dengan uji rasio mutlak :

Dari pengujian tersebut diperoleh bahwa nilai yang memenuhi

adalah 4 < x < 6.

Pada ujung – ujung interval, pengujian dilakukan secara

terpisah.

1n2n

n5xlim

2

2

n

1n2

n

n

5x

n

2

2

1n

n 5x

n

1n

5xlimr

11.5x

Page 57: Barisan

21/04/23 Matematika 2 57

Deret Pangkat

Pengujian deret pada saat x = 4 dan x = 6 adalah sebagai

berikut :

• Saat x = 4 deretnya menjadi karena

. konvergen maka deret ganti tandanya juga

konvergen. .

• Saat x = 6 deretnya menjadi yang merupakan

deret-p yang diketahui konvergen.

Jadi interval kekonvergenan deret adalah

1n

2n

n

11

0n2n1

1n2n

1

1n2

n

n

5x

6x4

Page 58: Barisan

21/04/23 Matematika 2 58

Operasi-operasi deret pangkat

1. Operasi aljabar, yaitu penjumlahan, pengurangan,

pembagian, dan substitusi

2. Turunan deret :

3. Integral deret :

1

1

0 n

nn

n

nnx xnaxaD

Cx1n

adxxadxxa 1n

0n

nn

0n 0nn

nn

Page 59: Barisan

21/04/23 Matematika 2 59

Deret Pangkat

Deret geometri adalah contoh deret pangkat x dengan

an = 1 .

Dengan menggunakan rumus jumlah takhingga deret geometri,

maka diperoleh

Secara umum x bisa diganti dengan U dimana U adalah fungsi

yang memuat x.

1n

nx

...xxx1x1

1 32

1x

...uuu1u1

1 32

1u

Page 60: Barisan

21/04/23 Matematika 2 60

Deret Pangkat

Contoh 1Nyatakan dalam deret pangkat

Jawaban

Dengan menggunakan deret geometri

x1

1

x1

1

x1

1

x11

x11

...xxx1 32

1xx

1x

Page 61: Barisan

21/04/23 Matematika 2 61

Deret Pangkat

Contoh 2

Nyatakan dalam deret pangkat

Jawaban

Dengan menggunakan jawaban sebelumnya

x1

x

...xxxx...xxx1xx1

x

x1

x 43232

Page 62: Barisan

21/04/23 Matematika 2 62

Deret Pangkat

Contoh 3Nyatakan dalam deret pangkat

Jawaban

Jadi

x1

x1ln

x1lnx1lnx1

x1ln

...x3

1x

2

1xdx...xxx1dx

x1

1x1ln 3232

...x31

x21

xdx...xxx1dxx1

1x1ln 3232

...x5

2x

3

2x2x1lnx1ln

x1

x1ln 53

Page 63: Barisan

21/04/23 Matematika 2 63

Deret Pangkat

Contoh 4Nyatakan dalam deret pangkat

Jawaban

adalah turunan dari sehingga

2x1

1

2x1

1

x1

1

...x4x3x21dx

...xxx1d

dxx1

1d

x1

1 3232

2

Page 64: Barisan

21/04/23 Matematika 2 64

Deret Taylor dan Maclaurin

Suatu fungsi yang terdifferensial sampai orde n di x = b dapat

digambarkan sebagai suatu deret pangkat dari (x–b) yaitu ,

dimana nilai-nilai a0,a1,a2,… diperoleh dari penurunan f(x) di

x = b sampai turunan ke-n, yaitu

33

2210 bxabxabxaaxf

!n

bfa

!2

bfa

bfa

bfa

n

n

''

2

'1

0

Page 65: Barisan

21/04/23 Matematika 2 65

Deret Taylor dan Maclaurin

Atau f(x) bisa dituliskan sebagai

Bentuk yang diperoleh di atas dikenal dengan bentuk polinomial

taylor. Fungsi yang dapat diperderetkan dalam bentuk polinomial

taylor, dinamakan deret taylor.

Bila b = 0, maka fungsi diperderetkan dalam deret maclaurin,

yaitu

nn

3'''

2''

'

bx!n

bf

bx!3

bfbx

!2

bfbxbfbfxf

nn

3'''

2''

' x!n

0fx

!3

0fx

!2

0fx0f0fxf

Page 66: Barisan

21/04/23 Matematika 2 66

Deret Taylor dan Maclaurin

Contoh 1Perderetkan ke dalam deret maclaurin

Jawaban

Sehingga

10fexf x

10fexf 'x'

10fexf ''x''

10fexf '''x'''

10fexf nxn

x,

!n

x

!3

x

!2

xx1e

0n

n32x

xexf

Page 67: Barisan

21/04/23 Matematika 2 67

Deret Taylor dan Maclaurin

Contoh 2

Perderetkan ke dalam deret Maclaurin / Taylor

Jawaban

Dari jawaban sebelumnya diperoleh bahwa

Dengan mengganti x dengan 2x–1 maka diperoleh

perderetannya adalah

1x2exf

x,

!n

x

!3

x

!2

xx1e

0n

n32x

!3

1x2

!2

1x21x21e

321x2

Page 68: Barisan

21/04/23 Matematika 2 68

Deret Taylor dan Maclaurin

Berikut adalah fungsi-fungsi yang diperderetkan ke dalam

deret Maclaurin

x,!1n2

x1

!7x

!5x

!3x

xxsin0n

1n2n

753

x,

!n2x

1!6

x!4

x!2

x1xcos

0n

n2n

642

1x1,1n

x1

4x

3x

2x

xx1ln0n

1nn

432

1x1,1n2

x1

7x

5x

3x

xxtan0n

1n2n

7531

1x,xxxxx1x1

1

0n

n432

Page 69: Barisan

21/04/23 Matematika 2 69

Deret Taylor dan Maclaurin

Untuk memperderetkan suatu fungsi kedalam deret taylor atau

maclaurin, dapat digunakan operasi-operasi deret pangkat

seperti pada bagian sebelumnya, misal :

7x

5x

3x

x753

xCos

xtan 1

dx

xSind

!6

x

!4

x

!2

x1

642

dxx1

12

dx

!7x

!5x

!3x

xd753

dxxxx1 642

Page 70: Barisan

21/04/23 Matematika 2 70

Soal Latihan

A. Tentukan barisan-barisan berikut konvergen atau divergen

1. 2.

3. 4.

5. 6.

1n2 1n2

n

1n2

nsin

1n2

n

1n2n

1nln

1n

nn

22

1

1nn ncose

1n

2

!n

n

Page 71: Barisan

21/04/23 Matematika 2 71

Soal Latihan

A (Lanjutan)

7. 8.

9. 10.

11. 12.

1nn2

nn2

6e

e2e

1nn

n

4

1nn

n

2

e

1n

2n

n

1n

n

n

11

1n

n n

Page 72: Barisan

21/04/23 Matematika 2 72

Soal Latihan

A (Lanjutan)

13. 14.

B. Tentukan deret berikut konvergen atau divergen ?

1. 2.

3. 4.

1n2

1n

1n

11

1nn2

n

e

100

1n n

nln

1n3 n5n3

n

1n 1nn

1

1n3 6n

1n3

Page 73: Barisan

21/04/23 Matematika 2 73

Soal Latihan

B. (lanjutan)

5. 6.

7. 8.

9. 10.

1n

n

!n

60

1n

n

!n

n25

1nn2e

nln

1nn e

1

1n3n

ncos

1n

n2

!2n2

2!n

Page 74: Barisan

21/04/23 Matematika 2 74

Soal Latihan

B. (lanjutan)

11. 12.

13. 14.

15. 16.

1n

2

!n

nsin5

1n185n2

1

1n5 2n

n

1nn4!n!4

!4n

1n3

1

n

ntan

1n

1n

2n3

1n1

Page 75: Barisan

21/04/23 Matematika 2 75

Soal Latihan

B. (lanjutan)

17. 18.

19. 20.

21. 22.

1n

nn e1

n

3

1n

1n

e

n1

1n5

2

n

5ncos

1n

n

3

1n

1n2 nn3

1

1n3 2 nn6

1

Page 76: Barisan

21/04/23 Matematika 2 76

Soal Latihan

B. (lanjutan)

23. 24.

C. Uji kekonvergenan deret-deret berikut, dan tentukan

konvergen mutlak, konvergen bersyarat, atau divergen

1. 3.

2. 4.

1n

n

1n2

2n3

1n 5n

1

1n

1n

n3

11

1n5

n

n

4

n

1n

1n

1n3

2n1

1n2 1n

ncosn

Page 77: Barisan

21/04/23 Matematika 2 77

Soal Latihan

D. Cari interval kekonvergenan deret pangkat berikut

1. 4.

2. 5.

3. 6.

0n

nn

!n

x1

1n

n1n

n

1x1

0nn

n

2

3x

0n

1nn

1n

x2

2n

n

nln

x

n

0nnx

2

!n

Page 78: Barisan

21/04/23 Matematika 2 78

Soal Latihan

D. (Lanjutan)

7. 8.

9. 10.

E. Perderetkan fungsi berikut dalam deret pangkat

1. 2.

4

x

3

x

2

xx

432

!6

x

!4

x

!2

x1

642

!3

3x

!2

3x3x1

32

6

3x8

5

3x4

4

3x2

3

1 32

xlnxf x3exf

Page 79: Barisan

21/04/23 Matematika 2 79

Soal Latihan

E. (Lanjutan)

3. 4.

5. 6.

7. 8.

9. 10.

xexxf

2x41

1xf

2xsinxf

x31exf

x1

1xf

x1lnxxf

x31

xxf

2

x3lnxxf