Pembahasan:
Diketahui:
Fungsii g(x)=sin2x−cos2x dengan 0°≤x≤360°
Ditanya:
Subinterval di dalam 0°≤x≤360° yang membuat kurva fungsi g(x) selalu naik?
Jawab:
Diberikan fungsi y=f(x) dalam interval I dengan f(x) diferensiabel untuk setiap x∈I berlaku
- jika f′(x)>0 untuk setiap x∈I, maka kurva f(x) selalu naik pada interval I
- jika f′(x)<0 untuk setiap x∈I, maka kurva f(x) selalu turun pada interval I
- jika f′(x)=0 untuk setiap x∈I, maka kurva f(x) stasioner (diam) pada interval I
- jika f′(x)≥0 untuk setiap x∈I, maka kurva f(x) tidak pernah turun pada interval I
- jika f′(x)≤0 untuk setiap x∈I, maka kurva f(x) tidak pernah naik pada interval I
Secara umum turunan pertama untuk beberapa fungsi sebagai berikut:
Untuk fungsi y=sin(Ax±B) turunannya adalah y′=Acos(Ax±B)
Untuk fungsi y=cos(Ax±B) turunannya adalah y′=−Asin(Ax±B)
Untuk fungsi y=f(x)+g(x) turunannya adalah y′=f′(x)+g′(x)
Pada soal diketahui fungsi g(x)=sin2x−cos2x dengan 0°≤x≤360°. Turunan pertamanya adalah g′(x)=2cos2x+2sin2x. Pembuat nol dari g′(x) adalah
g′(x)=0
⇔2cos2x+2sin2x=0
⇔2sin2x=−2cos2x
⇔cos2xsin2x=2−2
⇔tan2x=−1
⇔tan2x=tan135°
Perlu diingat bahwa penyelesaian persamaan tan(ax+b)=tanθ adalah ax+b=θ+k180° sehingga untuk tan2x=tan135° didapat
2x=135°+k180°
⇔x=67,5°+k90°
untuk k=0 didapat x=67,5°+0.90°=67,5° memenuhi 0°≤x≤360°
untuk k=1 didapat x=67,5°+1.90°=157,5° memenuhi 0°≤x≤360°
untuk k=2 didapat x=67,5°+2.90°=247,5° memenuhi 0°≤x≤360°
untuk k=3 didapat x=67,5°+3.90°=337,5° memenuhi 0°≤x≤360°
untuk k=4 didapat x=67,5°+4.90°=427,5° tidak memenuhi 0°≤x≤360°
Artinya, pembuat nol dari g′(x) adalah x={67,5°,157,5°,247,5°,337,5°}
Selanjutnya, cek nilai dari g′(x) untuk setiap subinterval yang terbentuk.
Untuk subinterval 0°≤x≤67,5° dipilih x=45° didapat
g′(x)=2cos(2.45°)+2sin(2.45°)=2cos90°+2sin90°=2.0+2.1=2>0 (positif).
Untuk subinterval yang lain dicari dengan cara yang sama, sehingga diperoleh
yang diminta pada soal subinterval yang membuat kurva fungsi g(x) selalu naik atau dengan kata lain g′(x)>0 (positif). Jadi subinterval di dalam 0°≤x≤360° yang membuat kurva fungsi g(x)=sin2x−cos2x selalu naik adalah 0°≤x≤67,5° atau 157,5°≤x≤247,5° atau 337,5°≤x≤360°