Turunan (atau secara luas dikenal dengan istilah diferensial) merupakan materi matematika yang dipelajari saat kelas XI SMA. Sebelum mempelajari materi ini, siswa diharuskan sudah menguasai konsep mengenai limit fungsi karena definisi turunan beranjak dari sana. Nah, untuk memperkuat pemahaman mengenai konsep turunan dasar, yakni perhitungan turunan dengan melibatkan limit fungsi, berikut disediakan soal beserta pembahasannya. Soal ini diambil dari Buku Matematika untuk SMA Kelas XI oleh Drs. Sukino pada Bab Turunan, Latihan Kompetensi Siswa 1.
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Aplikasi Turunan (Diferensial)
Quote by George Polya
Bagian Pilihan Ganda
Soal Nomor 1
Gradien garis singgung suatu kurva dengan persamaan $y = x^2-4x+3$ pada titik $(2, -1)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$ C. $2$ E. $4$
B. $1$ D. $3$
Diketahui $f(x) = y = x^2-4x+3$. Karena absis titik singgung yang diminta adalah $2$, maka diperoleh
$$\begin{aligned} m_{\tan} & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) – f(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{[(x+h)^2-4(x+h)+3]-(x^2-4x+3)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(\bcancel{x^2}+2hx+h^2)-\bcancel{4x}-4h+\bcancel{3}-\bcancel{x^2}+\bcancel{4x}-\bcancel{3}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{2hx+h^2-4h}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\cancel{h}(2x+h-4)}{\cancel{h}} \\ & = \lim_{h \to 0} (2x+h-4) \\ & = (2x+0-4) = 2x -4 \\ & = 2(2)- 4 && (\text{Substitusi}~x=2) \\ & = 0. \end{aligned}$$Jadi, gradien garis singgungnya adalah $\boxed{0}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 2
Gradien garis sekan pada kurva $y = \dfrac{1}{x+1}$ di titik $\left(1,\dfrac12\right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-1$ D. $\dfrac{1}{2h+4}$
B. $0$ E. $-\dfrac{1}{2h+4}$
C. $\dfrac{1}{1+h}$
Gradien garis sekan ditentukan oleh $m_{\sec} = \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h}.$
Diketahui $f(x) = y = \dfrac{1}{x+1}$ sehingga gradien garis sekannya pada saat $x=1$ adalah
$\begin{aligned} m_{\sec} & =\dfrac{f(1+h)-f(1)}{h} \\ & = \dfrac{\dfrac{1}{1+h+1} -\dfrac{1}{1+1}}{h} \\ & = \dfrac{\dfrac{1}{2+h}- \dfrac12}{h} \\ & = \dfrac{2 -(2 + h)}{(2+h)(2)(h)} \\ & = \dfrac{-\cancel{h}}{(2+h)(2)(\cancel{h})} \\ & = -\dfrac{1}{2h + 4}. \end{aligned}$
Jadi, gradien garis sekan pada kurva $y = \dfrac{1}{x+1}$ di titik $\left(1,\dfrac12\right)$ adalah $\boxed{-\dfrac{1}{2h + 4}}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 3
Gradien garis sekan dari kurva $y = \sqrt[3]{x}$ pada titik $(8,2)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{1}{\sqrt[3]{(8+h)^2} + 2\sqrt[3]{8+h} + 4}$
B. $\dfrac{1}{\sqrt[3]{(8+h)^2}-2\sqrt[3]{8+h} + 4}$
C. $\dfrac{1}{\sqrt[3]{(8+h)^2} + 2\sqrt[3]{8+h}-4}$
D. $\sqrt[3]{(8+h)^2} + 2\sqrt[3]{8+h} + 4$
E. $\sqrt[3]{(8+h)^2}-2\sqrt[3]{8+h} + 4$
Gradien garis sekan ditentukan oleh $m_{\sec} = \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h}.$
Diketahui $f(x) = y = \sqrt[3]{x}$ sehingga gradien garis sekannya pada saat absis $x=8$ adalah
$$\begin{aligned} m_{\sec} & =\dfrac{f(8+h)-f(8)}{h} \\ & = \dfrac{\sqrt[3]{8+h} -\sqrt[3]{8}}{h} \\ & = \dfrac{(8+h)^{\frac13} -2}{h} \color{red}{\times \dfrac{(8+h)^{\frac23} + 2(8+h)^{\frac13} + 4}{(8+h)^{\frac23} + 2(8+h)^{\frac13} + 4}} \\ & = \dfrac{(8+h) -8}{h((8+h)^{\frac23} + 2(8+h)^{\frac13} + 4)} \\ & = \dfrac{\cancel{h}}{\cancel{h}((8+h)^{\frac23} + 2(8+h)^{\frac13} + 4)} \\ & = \dfrac{1}{\sqrt[3]{(8+h)^2} + 2\sqrt[3]{8+h} + 4}. \end{aligned}$$Catatan: Untuk merasionalkan bentuk yang memuat akar pangkat tiga, gunakan $(a^3-b^3) =(a-b)(a^2+ab+b^2).$
Jadi, gradien garis sekan dari kurva $y = \sqrt[3]{x}$ pada titik $(8,2)$ adalah $\boxed{\dfrac{1}{\sqrt[3]{(8+h)^2} + 2\sqrt[3]{8+h} + 4}}.$
(Jawaban A)
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Persamaan Garis Singgung Menggunakan Turunan
Soal Nomor 4
Turunan pertama $f(x) = 1 -x^2$ pada $x = 3$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-6$ C. $-2$ E. $2$
B. $-4$ D. $0$
Diketahui $f(x) = 1-x^2$. Dengan menggunakan definisi turunan, diperoleh turunan pertama fungsi $f$.
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(1-(x+h)^2)-(1-x^2)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\bcancel{1}-(\bcancel{x^2}+2hx+h^2)-1+\bcancel{x^2}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{-2hx-h^2}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (-2x-h) \\ & = -2x -0 = -2x \end{aligned}$$Substitusi $x = 3$ menghasilkan $\boxed{f'(x) = -2(3) = -6}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 5
Diberikan $p(x)=x^2-x$. Turunan pertama fungsi itu pada $x=6$ adalah $\cdots \cdot$
A. $35$ C. $12$ E. $10$
B. $23$ D. $11$
Diketahui $p(x) = x^2-x$. Dengan menggunakan definisi turunan, diperoleh turunan pertama fungsi $p$.
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{p(x+h)-p(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{((x+h)^2-(x+h))-(x^2-x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{((\bcancel{x^2}+2hx+h^2)-(\bcancel{x}+h))-\bcancel{x^2}+\bcancel{x}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{2hx+h^2-h}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (2x+h-1) \\ & = 2x -1 \end{aligned}$$Substitusi $x = 6$ menghasilkan $\boxed{2(6)-1 = 11}.$
(Jawaban D)
Soal Nomor 6
Diberikan $f(x)=x^2-x+4$. Nilai $\dfrac{\text{d}f(4)}{\text{d}x}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $16$ C. $7$ E. $1$
B. $8$ D. $4$
Diketahui $f(x) = x^2-x+4$. Dengan menggunakan definisi turunan, diperoleh turunan pertama fungsi $f$.
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{((x+h)^2-(x+h)+4)-(x^2-x+4)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{((x^2+2hx+h^2)-(x+h)+4)-x^2+x-4}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{2hx+h^2-h}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (2x+h-1) \\ & = 2x -1 \end{aligned}$$Notasi Leibniz untuk turunan fungsi $f$ ketika $x=4$ adalah $\dfrac{\text{d}f(4)}{\text{d}x}.$ Substitusi $x = 4$ menghasilkan $\boxed{2(4)-1=7}.$
(Jawaban C)
Soal Nomor 7
Jika $g(x)=2-x^3$, maka $\dfrac{\text{d}g}{\text{d}x}$ pada $x=-2$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-12$ C. $0$ E. $12$
B. $-10$ D. $10$
Diketahui $g(x) = x^2-x$. Dengan menggunakan definisi turunan, diperoleh turunan pertama fungsi $g$.
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{g(x+h)-g(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(2-(x+h)^3)-(2-x^3)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(\bcancel{2}-(\bcancel{x^3}+3hx^2+3h^2x + h^3))-\bcancel{2}+\bcancel{x^3}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{-3hx^2-3h^2x-h^3}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (-3x^2-3hx-h^2) \\ & = -3x^2 \end{aligned}$$Substitusi $x = -2$ menghasilkan $\boxed{-3(-2)^2=-3(4)=-12}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 8
Diberikan $f(x)=\dfrac{4}{5x}$. Hasil bagi diferensial $f$ terhadap $x$ untuk $x=2$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-10$ D. $-0,\!2$
B. $-5$ E. $5$
C. $-0,\!1$
Diketahui $f(x)=\dfrac{4}{5x}$.
Hasil bagi diferensial fungsi $f$ terhadap $x$ saat $x=2 dinyatakan oleh
$$\begin{aligned} \dfrac{\text{d}f(x)}{\text{d}x} & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ \dfrac{\text{d}f(2)}{\text{d}x} & = \lim_{h \to 0} \dfrac{f(2+h)-f(2)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\dfrac{4}{5(2+h)}- \dfrac{4}{5(2)}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\dfrac{4}{10+5h} -\dfrac{2}{5}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{5(4) – 2(10+5h)}{(10+5h)(5)h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{-10\cancel{h}}{(10+5h)(5)\cancel{h}} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{-10}{(10+5h)(5)} \\ & = \dfrac{-10}{(10+5(0))(5)} \\ & = -\dfrac15 = -0,\!2. \end{aligned}$$Jadi, hasil bagi diferensial $f$ terhadap $x$ untuk $x=2$ adalah $\boxed{-0,2}.$
(Jawaban D)
Baca Juga: Pembuktian Turunan Fungsi Trigonometri Dasar
Soal Nomor 9
Diberikan kurva dengan persamaan $f(x) = x^2+8x-5.$ Gradien garis yang tegak lurus dengan persamaan garis singgung kurva di titik $P(1,4)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $10$ D. $0,\!2$
B. $5$ E. $0,\!1$
C. $1$
Secara geometris, turunan pertama fungsi $f(x)=x^2+8x-5$ saat $x = 1$ adalah gradien garis singgung kurva pada titik tersebut.
Untuk itu, kita dapatkan
$$\begin{aligned} f'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ f'(1) & = \lim_{h \to 0} \dfrac{f(1+h)-f(1)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{((1+h)^2+8(1+h)-5)-(1^2+8(1)-5)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(1+2h+h^2+8+8h-5)-4}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{h^2+10h}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (h + 10) \\ & = 0+10 = 10. \end{aligned}$$Misalkan gradien garis singgung kurva di titik $P(1, 4)$ adalah $f'(1) = m_{\tan} = 4$ sehingga gradien garis yang tegak lurus adalah $\boxed{m_{\perp} = -\dfrac{1}{m_{\tan}} = -\dfrac{1}{10} = -0,\!1}.$
(Jawaban E)
Soal Nomor 10
Perbandingan diferensial dari fungsi $f(x) = 2x^2-2$ adalah $\cdots \cdot$
A. $2x^2$ C. $2x$ E. $-2$
B. $4x$ D. $2$
Diketahui $f(x)=2x^2-2.$
Perbandingan diferensial fungsi $f$ dinyatakan oleh
$$\begin{aligned} \dfrac{\text{d}f(x)}{\text{d}x} & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(2(x+h)^2-2)-(2x^2-2)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(\bcancel{2x^2} + 4hx + 2h^2-\bcancel{2})-(\bcancel{2x^2}-\bcancel{2})}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{4hx + 2h^2}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (4x + 2h) \\ & = 4x + 2(0) = 4x. \end{aligned}$$Jadi, perbandingan diferensial fungsi $f$ tersebut adalah $\boxed{\dfrac{\text{d}f(x)}{\text{d}x} = 4x}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 11
Hasil bagi diferensial dari fungsi $y = \dfrac{2}{\sqrt{x-1}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $(x-1)\sqrt{x-1}$
B. $\sqrt{x-1}$
C. $x-1$
D. $\dfrac{1}{(x-1)\sqrt{x-1}}$
E. $\dfrac{-1}{(x-1)\sqrt{x-1}}$
Misalkan $f(x)=y=\dfrac{2}{\sqrt{x-1}}.$
$$\begin{aligned} \dfrac{\text{d}y}{\text{d}x} & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\dfrac{2}{\sqrt{x+h-1}}- \dfrac{2}{\sqrt{x-1}}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{2\sqrt{x-1}-2\sqrt{x+h-1}}{h(\sqrt{x+h-1})(\sqrt{x-1})} \color{red}{\times \dfrac{2\sqrt{x-1}+2\sqrt{x+h-1}}{2\sqrt{x-1}+2\sqrt{x+h-1}}} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{4(x-1)-4(x+h-1)}{h(\sqrt{x+h-1})(\sqrt{x-1})(2\sqrt{x-1}+2\sqrt{x+h-1})} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{-4\cancel{h}}{\cancel{h}(\sqrt{x+h-1})(\sqrt{x-1})(2\sqrt{x-1}+2\sqrt{x+h-1})} \\ & = \dfrac{-4}{(\sqrt{x-1})(\sqrt{x-1})(2\sqrt{x-1}+2\sqrt{x-1})} \\ & = \dfrac{-4}{(x-1)(4\sqrt{x-1})} \\ & = \dfrac{-1}{(x-1)\sqrt{x-1}} \end{aligned}$$Jadi, hasil bagi diferensial dari fungsi $y = \dfrac{2}{\sqrt{x-1}}$ adalah $\boxed{\dfrac{-1}{(x-1)\sqrt{x-1}}}.$
(Jawaban E)
Baca Juga: Materi, Soal, dan Pembahasan – Fungsi Naik dan Fungsi Turun
Soal Nomor 12
Diketahui $T(x)=5x^3+2x^2+3x+4.$ Nilai koefisien diferensial pada $x=2$ adalah $\cdots \cdot$
A. $82$ C. $61$ E. $50$
B. $71$ D. $51$
Diketahui $T(x)=5x^3+2x^2+3x+4$. Koefisien diferensial fungsi $T$ untuk $x = 2$ dinyatakan sebagai berikut.
$$\begin{aligned} T'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{T(x+h)-T(x)}{h} \\ T'(2) & = \lim_{h \to 0} \dfrac{T(2+h)-T(2)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\left[5(2+h)^3+2(2+h)^2+3(2+h)+4\right]-\left[5(2)^3+2(2)^2+3(2)+4\right]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\left[40 + 60h + 30h^2 + 5h^3 + 8 + 8h + 2h^2 + 6 + 3h + 4\right] -\left[40+8+6+4\right]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(\cancel{58} + 71h + 32h^2 + 5h^3) -\cancel{58}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\cancel{h}(71 + 32h + 5h^2)}{\cancel{h}} \\ & = 71 + 32(0) + 5(0)^2 = 71 \end{aligned}$$Jadi, koefisien diferensial fungsi $T$ untuk $x=2$ adalah $\boxed{71}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 13
Nilai hasil bagi diferensial dari fungsi $g(x)=x^3+2x^2-3x+5$ pada $x=2$ adalah $\cdots \cdot$
A. $20$ C. $17$ E. $15$
B. $18$ D. $16$
Diketahui $g(x)=x^3+2x^2-3x+5.$ Hasil bagi diferensial dari fungsi $g$ pada $x = 2$ dinyatakan sebagai berikut.
$$\begin{aligned} \dfrac{\text{d}g(x)}{\text{d}x} & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{g(x+h)-g(x)}{h} \\ \dfrac{\text{d}g(2)}{\text{d}x} & = \lim_{h \to 0} \dfrac{g(2+h)-g(2)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\left[(2+h)^3+2(2+h)^2-3(2+h)+5\right]-\left[(2)^3+2(2)^2-3(2)+5\right]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\left[8 + 12h + 6h^2 + h^3 + 8 + 8h + 2h^2-6- 3h + 5\right] -\left[8+8-6+5\right]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(\cancel{15} + 17h + 8h^2 + h^3)-\cancel{15}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\cancel{h}(17+ 8h +h^2)}{\cancel{h}} \\ & = 17 + 8(0) + (0)^2 = 17 \end{aligned}$$Jadi, nilai hasil bagi diferensial dari fungsi $g(x)$ pada $x=2$ adalah $\boxed{17}.$
(Jawaban C)
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Turunan Fungsi Trigonometri
Soal Nomor 14
Jika $f(x)=x^2-1$ dan $\displaystyle \lim_{p \to 0} \dfrac{f(x+p)-f(x)}{p} = \cdots \cdot$
A. $0$ C. $2$ E. $x^3$
B. $1$ D. $2x$
Diketahui $f(x)=x^2-1$ sehingga
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{p \to 0} \dfrac{f(x+p)-f(x)}{p} \\ & = \lim_{p \to 0} \dfrac{[(x+p)^2-1]-[x^2-1]}{p} \\ & = \lim_{p \to 0} \dfrac{(\bcancel{x^2} + 2px-\bcancel{1})-(\bcancel{x^2}-\bcancel{1})}{p} \\ & = \lim_{p \to 0} \dfrac{2\cancel{p}x}{\cancel{p}} \\ & = 2x. \end{aligned}$$Jadi, hasil dari $\boxed{\displaystyle \lim_{p \to 0} \dfrac{f(x+p)-f(x)}{p} = 2x}.$
(Jawaban D)
Soal Nomor 15
Jika $f(x)=4x^{\frac32},$ maka $f’\left(\dfrac19\right) = \cdots \cdot$
A. $2$ C. $6$ E. $18$
B. $4$ D. $12$
Diketahui $f(x) = 4x^{\frac32}$. Dengan menggunakan definisi turunan, kita peroleh
$$\begin{aligned} f'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{4(x+h)^{\frac32}- 4x^{\frac32}}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{4\sqrt{(x+h)^3}- 4\sqrt{x^3}}{h} \color{red}{\times \dfrac{4\sqrt{(x+h)^3}+4\sqrt{x^3}}{4\sqrt{(x+h)^3}+4\sqrt{x^3}}} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{16(x+h)^3-16x^3}{h(4\sqrt{(x+h)^3}+4\sqrt{x^3})} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{16(x^3+3x^2h+3xh^2+h^3)-16x^3}{h(4\sqrt{(x+h)^3}+4\sqrt{x^3})} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{48x^2h + 48xh^2+16h^3}{h(4\sqrt{(x+h)^3}+4\sqrt{x^3})} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{48x^2 + 48xh + 16h^2}{4\sqrt{(x+h)^3}+4\sqrt{x^3}} \\ & = \dfrac{48x^2+48x(0) + 16(0)^2}{4\sqrt{(x+0)^3}+4\sqrt{x^3}} \\ & = \dfrac{48x^2}{8\sqrt{x^3}} \\ & = 6x^{\frac12}. \end{aligned}$$Substitusi $x = \dfrac19$ untuk mendapatkan
$\begin{aligned} f’\left(\dfrac19\right) & = 6\left(\dfrac19\right)^{\frac12} \\ & = 6\left(\dfrac13\right) = 2. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{f’\left(\dfrac19\right) = 2}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 16
Jika $T(x)=3x^2-2ax+7$ dan $T'(1)=0$, maka $T'(2)=\cdots \cdot$
A. $1$ C. $4$ E. $8$
B. $2$ D. $6$
Diketahui $T(x)=3x^2-2ax+7$ dan $T'(1)=0.$
Pertama, akan dicari nilai $a$ dengan menggunakan definisi turunan (konsep limit).
$$\begin{aligned} T'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{T(x+h)-T(x)}{h} \\ T'(1) & = \lim_{h \to 0} \dfrac{T(1+h)-T(1)}{h} \\ 0 & = \lim_{h \to 0} \dfrac{[3(1+h)^2-2a(1+h)+7]-[3(1)^2-2a(1)+7]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(3 + 6h + h^2-2a-2ah+7)-(10-2a)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{6h+h^2-2ah}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (6 + h -2a) \\ 0 & = 6-2a \\ a & = 3 \end{aligned}$$Ini berarti, $T(x)=3x^2-6x+7.$ Selanjutnya, akan dicari nilai dari $T'(2).$
$$\begin{aligned} T'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{T(x+h)-T(x)}{h} \\ T'(2) & = \lim_{h \to 0} \dfrac{T(2+h)-T(2)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{[3(2+h)^2-6(2+h)+7]-[3(2)^2-6(2)+7]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(12+12h+3h^2-12-6h+7)-7}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{6h + 3h^2}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (6 + 3h) \\ & = 6 + 3(0) = 6 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{T'(2) = 6}.$
(Jawaban D)
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Turunan Fungsi Aljabar
Soal Nomor 17
Jika $R(x)=\dfrac{-2}{\sqrt{x}}$, maka $R(x)+2x~R'(x)$ sama dengan $\cdots \cdot$
A. $0$ D. $x$
B. $1$ E. $x\sqrt{x}$
C. $\sqrt{x}$
Diketahui $R(x)=\dfrac{-2}{\sqrt{x}}$. Pertama, akan dicari hasil dari $R'(x)$ dengan menggunakan definisi turunan (konsep limit).
$$\begin{aligned} R'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{R(x+h)-R(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\dfrac{-2}{\sqrt{x+h}}-\dfrac{-2}{\sqrt{x}}}{h} \\ & = -2 \lim_{h \to 0} \dfrac{\dfrac{1}{\sqrt{x+h}}-\dfrac{1}{\sqrt{x}}}{h} \\ &= -2 \lim_{h \to 0} \dfrac{\sqrt{x}-\sqrt{x+h}}{h(\sqrt{x+h})(\sqrt{x})} \color{red}{\times \dfrac{\sqrt{x} + \sqrt{x+h}}{\sqrt{x} + \sqrt{x+h}}} \\ & = -2 \lim_{h \to 0} \dfrac{x -(x + h)}{h(\sqrt{x+h})(\sqrt{x})(\sqrt{x}+\sqrt{x+h})} \\ & = -2 \lim_{h \to 0} \dfrac{-\cancel{h}}{\cancel{h}(\sqrt{x+h})(\sqrt{x})(\sqrt{x}+\sqrt{x+h})} \\ & = 2 \cdot \dfrac{1}{(\sqrt{x})(\sqrt{x})(\sqrt{x}+\sqrt{x})} \\ & = 2 \cdot \dfrac{1}{x(2\sqrt{x})} \\ & = \dfrac{1}{x\sqrt{x}} \end{aligned}$$Dengan demikian,
$$\begin{aligned} R(x)+2x~R'(x) & = \dfrac{-2}{\sqrt{x}} + 2\cancel{x}~\cdot \dfrac{1}{\cancel{x}\sqrt{x}} \\ & = \dfrac{-2}{\sqrt{x}} + \dfrac{2}{\sqrt{x}} = 0. \end{aligned}$$Jadi, hasil dari $\boxed{R(x)+2x~R'(x) = 0}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 18
Jika $T(t) = \sqrt[3]{t},$ maka $T(t)-3t~T'(t)=\cdots \cdot$
A. $0$ D. $3\sqrt[3]{t}$
B. $1$ E. $t\sqrt[3]{t}$
C. $2\sqrt[3]{t}$
Diketahui $T(t)=\sqrt[3]{t}$. Pertama, akan dicari hasil dari $T'(t)$ dengan menggunakan definisi turunan (konsep limit).
$$\begin{aligned} T'(t) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{T(t+h)-T(t)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\sqrt[3]{t+h}-\sqrt[3]{t}}{h} \color{red}{\times \dfrac{(t+h)^{\frac23} + (t+h)^{\frac13}t^{\frac13} + t^{\frac23}}{(t+h)^{\frac23} + (t+h)^{\frac13}t^{\frac13} + t^{\frac23}}} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(t + h)-t}{h((t+h)^{\frac23} + (t+h)^{\frac13}t^{\frac13} + t^{\frac23})} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\cancel{h}}{\cancel{h}((t+h)^{\frac23} + (t+h)^{\frac13}t^{\frac13} + t^{\frac23})} \\ & = \dfrac{1}{t^{\frac23} + t^{\frac13} \cdot t^{\frac13} + t^{\frac23}} \\ & = \dfrac{1}{3t^{\frac23}} \end{aligned}$$Catatan: Untuk merasionalkan bentuk yang memuat akar pangkat tiga, gunakan $(a-b)^3=(a-b)(a^2+ab+b^2).$
Dengan demikian,
$$\begin{aligned} T(t)-3t~T'(t) & = \sqrt[3]{t}-3t \cdot \dfrac{1}{3t^{\frac23}} \\ & = \sqrt[3]{t} -\sqrt[3]{t} = 0. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{T(t)-3t~T'(t)=0}.$
(Jawaban A)
Soal Nomor 19
Jika melalui titik $P(1,1)$ pada parabola $y=3x^2+5x-7$ dibuat garis singgung, maka koefisien arah garis singgung itu sama dengan $\cdots \cdot$
A. $14$ C. $5$ E. $0$
B. $11$ D. $1$
Misalkan $f(x) = y = 3x^2+5x-7.$
Koefisien arah (gradien) garis singgung kurva $y$ di titik dengan absis $x = 1$ dinyatakan sebagai berikut.
$$\begin{aligned} m_{\tan} & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{f(1+h)-f(1)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{[3(1+h)^2+5(1+h)-7]-[3(1)^2+5(1)-7]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(3 + 6h + h^2 + 5 + 5h-7)-(3+5-7)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{1 + 11h + h^2 -1}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\cancel{h}(11+h)}{\cancel{h}} \\ & = 11+0=11 \end{aligned}$$Jadi, koefisien arah garis singgung kurva yang melalui titik $P(1,1)$ adalah $\boxed{11}.$
(Jawaban B)
Soal Nomor 20
Jika $K(x)=nx^3+9x+2$ dan $K'(1)=0,$ maka $K'(-1)=\cdots \cdot$
A. $18$ C. $0$ E. $-18$
B. $9$ D. $-9$
Diketahui $K(x)=nx^3+9x+2$ dan $K'(1)=0.$
Pertama, akan dicari nilai $n$ dengan menggunakan definisi turunan (konsep limit).
$$\begin{aligned} K'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{K(x+h)-K(x)}{h} \\ K'(1) & = \lim_{h \to 0} \dfrac{K(1+h)-K(1)}{h} \\ 0 & = \lim_{h \to 0} \dfrac{[n(1+h)^3+9(1+h)+2]-[n(1)^3+9(1)+2]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(\bcancel{n} + 3hn + 3h^2n + h^3 + \bcancel{9} + 9h + \bcancel{2})-(\bcancel{n}+\bcancel{11})}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{3hn + 3h^2n + h^3 + 9h}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (3n + 3hn + h^2 + 9) \\ 0 & = 3n + 9 \\ n & = -3 \end{aligned}$$Ini berarti, $K(x)= -3x^3 + 9x + 2.$ Selanjutnya, akan dicari nilai dari $K'(-1).$
$$\begin{aligned} K'(x) & = \displaystyle \lim_{h \to 0} \dfrac{K(x+h)-K(x)}{h} \\ K'(-1) & = \lim_{h \to 0} \dfrac{K(-1+h)-K(-1)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{[-3(-1+h)^3 + 9(-1+h) + 2]-[-3(-1)^3 + 9(-1) + 2]}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(3-9h+9h^2-3h^3-9+9h+2)-(3 -9+2)}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{9h^2-3h^3}{h} \\ & = \lim_{h \to 0} (9h-3h^2) \\ & = 9(0)-3(0)^2 = 0 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{K'(-1) = 0}.$
(Jawaban C)
Baca Juga : Soal dan Pembahasan – Integral Dengan Substitusi Aljabar dan Trigonometri
Bagian Uraian
Soal Nomor 1
Diketahui $f(x) = |x|$. Dengan menggunakan definisi turunan, tentukan turunan pertama $f(x)$, atau dinotasikan $f'(x).$
Perhatikan bahwa $f(x) = |x| = \sqrt{x^2}.$
Dengan menggunakan definisi turunan, kita peroleh
$$\begin{aligned} f'(x) & = \displaystyle \lim_{x \to h} \dfrac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ & = \lim_{x \to h} \dfrac{\sqrt{(x+h)^2}-\sqrt{x^2}}{h} \color{red}{\times \dfrac{\sqrt{(x+h)^2}+\sqrt{x^2}}{\sqrt{(x+h)^2}+\sqrt{x^2}}} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{(x+h)^2-x^2}{h(\sqrt{(x+h)^2}+\sqrt{x^2})} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{\cancel{h}(2x+h)}{\cancel{h}(\sqrt{(x+h)^2}+\sqrt{x^2})} \\ & = \lim_{h \to 0} \dfrac{2x+h}{\sqrt{(x+h)^2}+\sqrt{x^2}} \\ & = \dfrac{2x}{\sqrt{x^2}+\sqrt{x^2}} \\ & = \dfrac{2x}{2\sqrt{x^2}} = \dfrac{x}{|x|}. \end{aligned}$$Jadi, turunan pertama $f(x) = |x|$ adalah $\boxed{f'(x) = \dfrac{x}{|x|}}.$
Baca Juga: Materi, Soal, dan Pembahasan – Turunan Fungsi Implisit