matematika integral volume benda putar

14
”APLIKASI INTEGRAL TERTENTU” II. Menghitung Volume Benda Putar. A. Metoda Cakram /disk A.1 Sumbu putar merupakan batas dari luas bidang yang diputar. 4 p.p sumbu putar Jika daerah A diputar mengelilingi sumbu - x maka volume benda putar yang terjadi adalah. V = PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.Si KALKULUS II A a x b x y = f (x)

Upload: chairunnisa

Post on 28-Dec-2015

571 views

Category:

Documents


134 download

TRANSCRIPT

Page 1: Matematika Integral Volume Benda Putar

”APLIKASI INTEGRAL TERTENTU”

II. Menghitung Volume Benda Putar.

A. Metoda Cakram /disk

A.1 Sumbu putar merupakan batas dari luas bidang yang diputar.

4 p.p sumbu putar

Jika daerah A diputar mengelilingi sumbu - x maka volume benda putar yang terjadi

adalah.

V =

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

A

a x bx

y = f (x)

Page 2: Matematika Integral Volume Benda Putar

Contoh soal :

1. Hitung volume benda putar, jika daerah yang dibatasi oleh y = 2x2, y = 0, x = 0, x

= 5 diputar terhadap sb – x

2. Tentukan volume benda putar, jika daerah antara y = 4x2, x = 0,

y = 16 diputar terhadap sb – y

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

0 5

y = 2x2

x

y V =

=

=

=

= 2500

sat.

vol

Rumusnya :

V =

=

yaitu :

v =

=

= .

= 32 sat. vol

y

x

16

y

2

y = 4x2

Page 3: Matematika Integral Volume Benda Putar

3. Tentukan volume benda putar, jika daerah antara y = 4x2, x = 0, y = 16 diputar

terhadap garis y = 16

V =

=

=

=

=

=

= sat. vol

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

16

2

x

y = 4x2

y = 16 (sumbu putar)

Page 4: Matematika Integral Volume Benda Putar

4. Cari volume benda putar, jika daerah yang dibata oleh y = x3, y = 0, x = 2 diputar

terhadap garis x = 2

V =

=

=

=

=

= sat. vol

A.2 Sumbu putar bukan batas luas bidang yang diputar.

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

8

A

y

u

y = x3

x = 2 (sumbu putar)

Page 5: Matematika Integral Volume Benda Putar

Jika daerah A diputar mengelilingi sb – x, maka volume benda putar yang

terjadi yaitu :

V =

Contoh soal

5. Hitung volume yang terbentuk karena perputaran terhadap sumbu x dari daerah

yang dibatasi oleh parabola y = x2 + 1 dan garis y = x + 3

V =

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

a b

x f (x)

g (x)

x

y n

A

2-1

P

Q

y = x2 + 1

y = x + 3

x

y P dan Q adalah titik potong

kedua kurva P (-1,2) dan

Q (2,5)

Page 6: Matematika Integral Volume Benda Putar

=

=

=

= …

= sat. vol

6. Carilah volume benda putar yang terbentuk oleh perputaran terhadap garis x = -4

dari daerah yang dibatasi oleh dua parabola x = y – y2 dan x = y2 – 3

Jawab :

Kurva I : x = y – y2

Memotong sb – x di (0,0) dan memotong sb – y di (0,0) dan (0,1) titik puncak (

)

Kurva II : x = y2 – 3

Memotong sb – x di (-3,0)

Memotong sb – y di (0, ) dan (0, - )

Titik potong kedua kurva :

y – y2 = y2 – 3

2y2 – y – 3 = 0

y2 - y - = 0

( y + 1 ) ( y - ) = 0

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

Page 7: Matematika Integral Volume Benda Putar

y1 = -1 x1 = - 2 ( -2, -1 ) = P

y2 = x2 = - ( - , ) = Q

Volume benda putar yang terjadi :

V =

= … =

B. Metoda Kulit berlapis (Shell Method)

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

y

x = y2 - 3x = y – y2

Q

P

x = - 4

Kurva I disebelah kanan Kurva II

Jarak kurva I kesumbu putar :

(y – y2) – ( -4 )

= y – y2 + 4

Jarak kurva II kesumbu putar :

(y2 – 3) – ( - 4 )

= y2 + 1

y

x a b

y = f(x)

A

x

Page 8: Matematika Integral Volume Benda Putar

- Daerah A diputar mengelilingi sb – y dan

- 4. p.p dibuat sejajar dengan sumbu putar

- bila 4 p.p diatas diputar mengelilingi sb – y maka akan terbentuk kulit silinder :

tebalnya = x

jari-jari dalam = x

jari-jari luar = x + x

tingginya = y = f(x)

- Isi kulit silinder

=   ( x + x )2 y - x2 y

= ( 2x x) y + x2 y

Jika kulit silinder dibuat tipis x2 0

Sehingga x2 y diabaikan

- Maka volume benda putar = jumlah semua volume kulit silinder adalah :

V = 2

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

Page 9: Matematika Integral Volume Benda Putar

Ingat ! 2 x = keliling rata-rata

f(x) = y = tinggi

x = tebal

7. Tentukan volume benda putar yang terjadi bila daerah yang dibatasi oleh

parabola y = x2, sumbu x dan garis x = 2 diputar mengelilingi sumbu y.

Jawab :

V = 2

= 2

= 2

= 2

= 8 sat. vol

8. Tentukan volume benda putar yang terjadi bila daerah yang dibatasi oleh y = -x2

– 3x + 6. dan garis x + y – 3 = 0 diputar mengelilingi garis x = 3

Jawab :

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

dari kulit silinder

2x

y

A

y = x2

Page 10: Matematika Integral Volume Benda Putar

Kurva I : y = - x2 – 3x + 6

Titik potong terhadap sb – x pakai rumus ABC

Titik potong terhadap sb – y (0,6)

Titik puncak P (- , 8 ¼ )

Kurva II : x + y - 3 = 0

y = -x + 3 garis

titik potong kedua kurva :

- x2 – 3x + 6 = -x + 3

x2 + 2x – 3 = 0

(x + 3) (x – 1) = 0

x1 = -3 y1 = 6 (-3, 6) = P

x2 = 1 y2 = 2 (1, 2) = Q

Lihat grafik !

Isi kulit silinder

= 2 r. tinggi . tebal

= 2 (3 – x)

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II

Q

P

y

x

Page 11: Matematika Integral Volume Benda Putar

= 2 (3 – x) ( -x2 – 2x + 3) x

Maka volume benda putar

= 2

= 2

= … =

Soal

1. Hitung volume benda putar karena perputaran luas bidang

4x2 + 9y2 = 36 terhadap sumbu x gunakan metoda cakram

16 satuan volume.

2. Hitung volume benda putar karena perputaran luas daerah yang dibatasi oleh :

x = 9 – y2 dan x – y – 7 = 0 terhadap garis x = 4

gunakan metoda cakram dan metoda shell

satuan volume.

3. Hitung volume benda putar yang terjadi bila daerah diantara kurva y = 2 – x2 dan

garis y = - x diputar mengelilingi garis x = -3 satuan volume

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR - UMB Dra. Muchsinah M.SiKALKULUS II