Soal dan Pembahasan Super Lengkap – Limit Menuju Takhingga

Limit menuju takhingga

Berikut ini merupakan soal tentang limit takhingga. Soal-soal tersebut diambil dari berbagai sumber referensi, termasuk dari soal tingkat olimpiade. Pembaca diharapkan sudah menguasai teori limit fungsi aljabar dan trigonometri. Setiap soal telah disertai pembahasan super lengkap yang disajikan secara rapi menggunakan LaTeX. Selain itu, soal juga dapat diunduh file PDF dengan menekan tautan di bawah.

Unduh Soal (PDF): Download (PDF, 176 KB)

Jika Anda ingin mencari soal latihan yang lebih banyak, Anda dapat mengakses ke folder soal mathcyber1997.com dengan mendaftar di Folder soal tersebut tidak hanya berisi soal UTBK-SNBT, melainkan juga soal persiapan CPNS-PPPK, soal psikotes, soal TPA, soal ujian masuk perguruan tinggi, soal kompetensi matematika, dan masih banyak lagi.

Baca : Soal dan Pembahasan- Limit Fungsi Aljabar

Baca : Soal dan Pembahasan- Limit Fungsi Trigonometri

Beberapa teorema berikut sering kali digunakan untuk menyelesaikan persoalan terkait limit takhingga.

Teorema Limit takhingga

Keterhubungan takhingga dan Nol
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{1}{x^n} = 0$ untuk $n \geq 1.$
Ketakhinggaan Fungsi Rasional Berbentuk Polinomial
Jika $f(x)$ dan $g(x)$ adalah fungsi polinomial, maka

$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{f(x)}{g(x)} = \begin{cases} 0, &~\text{jika derajat}~f(x) < g(x) \\ \dfrac{\text{Koef. derajat}~f(x)}{\text{Koef. derajat}~g(x)}, &~\text{jika derajat}~f(x) = g(x) \\ \infty, &~\text{jika derajat}~f(x) > g(x). \end{cases} \end{aligned}$$
Ketakhinggaan Selisih Bentuk Linear dalam Tanda Akar
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax+b}- \sqrt{cx + d}) = \begin{cases} \infty, &~\text{jika}~a > c \\ 0, &~\text{jika}~a = c \\-\infty, &~\text{jika}~a < c. \end{cases}$$Ketakhinggaan Selisih Bentuk Kuadrat dalam Tanda Akar 
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax^2+bx+c}-\sqrt{px^2+qx+r}) = \begin{cases} \infty,~\text{jika}~a > p \\ \dfrac{b-q} {2\sqrt{a}},~\text{jika}~ a = p \\-\infty,~\text{jika}~a < p. \end{cases}$$Ketakhinggaan Selisih Bentuk Kubik dalam Tanda Akar 
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt[3]{ax^3+bx^2+cx+d}-\sqrt[3]{ax^3+px^2+qx+r}) = \dfrac{b-p}{3\sqrt[3]{a^2}}.$$

Today Quote

Berdoalah sebelum belajar, sebab semua ilmu di dunia ini asalnya dari Tuhan. 

Versi Inggris: Problem and Solution – Limit at Infinity

Bagian Pilihan Ganda

Soal Nomor 1

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^3+3x^2-5x+4}{2x^4- 4x^2 + 9}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-\infty$                 C. $\infty$              E. $2$
B. $0$                       D. $1$

Pembahasan

Pendekatan formal:
$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^3+3x^2-5x+4}{2x^4-4x^2 + 9} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{2x^3}{x^4}+\dfrac{3x^2}{x^4}-\dfrac{5x} {x^4}+\dfrac{4}{x^4}}{\dfrac{2x^4}{x^4}- \dfrac{4x^2}{x^4} + \dfrac{9} {x^4}} \\ & = \dfrac{0-0-0+0}{2-0+0} = 0 \end{aligned}$
Pendekatan lain:
Perhatikan bahwa bagian pembilang dan penyebut fungsinya merupakan fungsi polinom. Karena derajat pembilang = $3$ < derajat penyebut = $4,$, nilai limitnya adalah $\boxed{0}$
(Jawaban B)

[collapse]

Soal Nomor 2

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^3+3x^2+7}{x^2+3x+4}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\infty$               C. $-\infty$              E. $\dfrac{1}{2}$
B. $0$                 D. $2$          

Pembahasan

Pendekatan formal:
Bagi setiap suku dengan variabel berpangkat tertinggi, yaitu $x^3$. 
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^3+3x^2+7}{x^2+3x+4} & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{2x^3}{x^3} + \dfrac{3x^2}{x^3}+\dfrac{7}{x^3}} {\dfrac{x^2}{x^3}+\dfrac{3x} {x^3}+\dfrac{4}{x^3}} = \infty \end{aligned}$$Pendekatan lain:
Perhatikan bahwa bagian pembilang dan penyebut fungsinya merupakan fungsi polinom. Karena derajat pembilang = $3$ > derajat penyebut = $2$, nilai limitnya adalah $\infty.$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^3+3x^2+7}{x^2+3x+4} = \infty}$
(Jawaban A)

[collapse]

Soal Nomor 3

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(3-x+\dfrac{x^2-2x} {x+5}\right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-4$                  C. $-2$               E. $\infty$
B. $-3$                  D. $0$        

Pembahasan

$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(3-x+\dfrac{x^2-2x} {x+5}\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} \left(\dfrac{(3-x)(x+5)} {x+5}+\dfrac{x^2-2x} {x+5}\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{(3x + 15-\cancel{x^2}-5x)+(\cancel{x^2}-2x)}{x+5} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{-4x + 15}{x + 5} = \dfrac{-4}{1} =-4 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(3-x+\dfrac{x^2-2x} {x+5}\right) =-4}$
(Jawaban A) 

[collapse]

Soal Nomor 4

Jika $f(x) = x + \dfrac{x^2}{\sqrt{x^2-2x}}$, maka $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{f(x)} {x} = \cdots \cdot$
A. $-2$                 C. $1$                 E. $\infty$
B. $0$                    D. $2$       

Pembahasan

Diketahui bahwa
$\begin{aligned} \dfrac{f(x)} {x} & = \dfrac{x + \dfrac{x^2}{\sqrt{x^2-2x}}} {x} \\ &  = 1 + \dfrac{x} {\sqrt{x^2-2x}}. \end{aligned}$
Dengan demikian, dapat ditulis
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{f(x)} {x} & = \lim_{x \to \infty} \left(1 + \dfrac{x} {\sqrt{x^2-2x}}\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} \left(1 + \dfrac{\dfrac{x} {x}} {\sqrt{\dfrac{x^2-2x} {x^2}}}\right) \\ & = 1 + \dfrac{1}{\sqrt{1+0}} = 2. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{f(x)} {x}$ adalah $\boxed{2}$
(Jawaban D)

[collapse]



Soal Nomor 5

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{18x^2-x+1}-3x} {\sqrt{x^2+2x}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\sqrt{15}$                                 D. $3$
B. $3(\sqrt{2}-1)$                   E. $4,5$
C. $3(\sqrt{2}+1)$

Pembahasan

Bagi setiap suku dengan variabel berpangkat tertinggi, yaitu $x$. 
$$\begin{aligned}&  \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{18x^2-x+1}-3x} {\sqrt{x^2+2x}}\\  & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{1}{x}\sqrt{18x^2-x+1}- \dfrac{3x} {x}} {\dfrac{1}{x} \sqrt{x^2+2x}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{\sqrt{18x^2-x+1}} {x^2}- \dfrac{3x} {x}} {\dfrac{\sqrt{x^2+2x}} {x^2}} \\ & = \dfrac{\sqrt{18-0+0}- 3}{\sqrt{1+0}} \\ & = \dfrac{\sqrt{18}-3}{1} \\ &  = 3\sqrt{2}-3 \\ &  = 3(\sqrt{2}- 1) \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{18x^2-x+1}-3x} {\sqrt{x^2+2x}} = 3(\sqrt{2}-1)}$$(Jawaban B)

[collapse]

Soal Nomor 6

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x-\sqrt{x}}- \sqrt{x + \sqrt{x}})$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0,5$                C. $-1$             E. tak ada
B. $1$                    D. $0$       

Pembahasan

Dengan metode pengalian akar sekawan, diperoleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x-\sqrt{x}}-\sqrt{x + \sqrt{x}}) \\ & = \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x-\sqrt{x}}-\sqrt{x + \sqrt{x}}) \times \dfrac{\sqrt{x-\sqrt{x}} + \sqrt{x + \sqrt{x}}}{\sqrt{x- \sqrt{x}} + \sqrt{x + \sqrt{x}}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{(x-\sqrt{x})-(x+\sqrt{x})} {\sqrt{x-\sqrt{x}} + \sqrt{x + \sqrt{x}}} \\ & =\lim_{x \to \infty} \dfrac{-2\sqrt{x}} {\sqrt{x-\sqrt{x}} + \sqrt{x + \sqrt{x}}}. \end{aligned}$$Bagi setiap sukunya dengan $\sqrt{x}$. 
$$\displaystyle \begin{aligned} & \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{-2\sqrt{x}} {\sqrt{x}}}{\dfrac{\sqrt{x-\sqrt{x}}} {\sqrt{x}} + \dfrac{\sqrt{x + \sqrt{x}}} {\sqrt{x}}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{-2}{\sqrt{1-\dfrac{1}{\sqrt{x}}} + \sqrt{1+\dfrac{1}{\sqrt{x}}}} \\ & = \dfrac{-2}{\sqrt{1-0} + \sqrt{1+0}} \\ & = \dfrac{-2}{1+1} =-1 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x-\sqrt{x}}-\sqrt{x + \sqrt{x}}) =-1}$ 
(Jawaban C)

[collapse]

Baca Juga: Tujuh Bentuk Tak Tentu dalam Matematika

Soal Nomor 7

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} x(\sqrt{x^2+1}-x)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-\dfrac14$                  C. $0$                 E. $\dfrac12$
B. $-\dfrac12$                  D. $\dfrac14$

Pembahasan

Kalikan dengan bentuk sekawannya, 
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} x(\sqrt{x^2+1}-x) & = \lim_{x \to \infty} x(\sqrt{x^2+1}-x) \times \dfrac{\sqrt{x^2+1} + x} {\sqrt{x^2+1} + x} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{x(x^2+1-x^2)} {\sqrt{x^2+1}+x} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{x}{\sqrt{x^2+1}+x} \end{aligned}$$Bagi setiap suku dengan variabel berpangkat tertinggi, yaitu $x$. 
$$\begin{aligned} \lim_{x \to \infty} \dfrac{x}{\sqrt{x^2+1}+x}  & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{x}{x}}{\sqrt{\dfrac{x^2+1}{x^2}}+\dfrac{x} {x} } \\ & = \dfrac{1}{\sqrt{1+0} + 1} = \dfrac{1}{2} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} x(\sqrt{x^2+1}-x) = \dfrac{1}{2}}$
(Jawaban E)

[collapse]

Soal Nomor 8

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x^4+2x^3+4x^2}-~$ $\sqrt{x^4+2x^3-x^2})$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                     C. $1$                   E. $\dfrac{5}{2}$
B. $\dfrac{1}{2}$                  D. $\dfrac{3}{2}$      

Pembahasan

Dengan menggunakan metode pengalian akar sekawan, diperoleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x^4+2x^3+4x^2}-\sqrt{x^4+2x^3-x^2}) \\ & = \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x^4+2x^3+4x^2}-\sqrt{x^4+2x^3-x^2}) \\ &  \times \dfrac{\sqrt{x^4+2x^3+4x^2}+\sqrt{x^4+2x^3-x^2}} {\sqrt{x^4+2x^3+4x^2}+\sqrt{x^4+2x^3-x^2}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{(x^4+2x^3+4x^2)-(x^4+2x^3-x^2)} {\sqrt{x^4+2x^3+4x^2}+\sqrt{x^4+2x^3-x^2}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{5x^2}{\sqrt{x^4+2x^3+4x^2}+\sqrt{x^4+2x^3-x^2}} \\ & \text{Bagi setiap suku dengan}~x^2 \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{5x^2}{x^2}} {\sqrt{\dfrac{x^4}{x^4}+\dfrac{2x^3}{x^4}+\dfrac{4x^2}{x^4}}+\sqrt{\dfrac{x^4}{x^4}+\dfrac{2x^3}{x^4}-\dfrac{x^2}{x^4}}} \\ & = \dfrac{5}{\sqrt{1+0+0} + \sqrt{1+0-0}} = \dfrac{5}{2}. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari limit tersebut adalah $\boxed{\dfrac{5}{2}}$
(Jawaban E)

[collapse]



Soal Nomor 9

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{9x^2+5x+5}-~$ $\sqrt{9x^2-7x-4})$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                      C. $1$                E. $3$
B. $\dfrac{1}{3}$                   D. $2$          

Pembahasan

Gunakan rumus
$$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax^2+bx+c}-\sqrt{ax^2+px+q}) = \dfrac{b-p} {2\sqrt{a}} }$$Untuk kasus ini, diketahui bahwa $a = 9, b = 5,$ dan p =-7.$
Dengan demikian, diperoleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{9x^2+5x+5}-\sqrt{9x^2-7x-4}) \\ & = \dfrac{5-(-7)} {2\sqrt{9}} = \dfrac{12}{6} = 2. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari limit tersebut adalah $\boxed{2}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 10

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (3x+1-\sqrt{9x^2+4x-7})$ adalah $\cdots \cdot$
A. $9$                  C. $3$                E. $\dfrac{1}{9}$
B. $6$                  D. $\dfrac{1}{3}$         

Pembahasan

Perhatikan bahwa 
$\begin{aligned} 3x+1 & = \sqrt{(3x+1)^2} \\ & = \sqrt{9x^2+6x+1} \end{aligned}$
berlaku karena $x$ menuju takhingga (nilainya dipastikan positif). 
Untuk itu, dengan menggunakan rumus 
$$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax^2+bx+c}-\sqrt{ax^2+px+q}) = \dfrac{b-p} {2\sqrt{a}} }$$(Diketahui: $a = 9, b = 6, p = 4$)
diperoleh
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (3x+1)-\sqrt{9x^2+4x-7}) = \dfrac{6-4}{2\sqrt{9}} = \dfrac{1}{3}.$$Jadi, nilai dari limit tersebut adalah $\boxed{\dfrac{1}{3}}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 11

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x^2+3x+2}-x+2)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $5$                      C. $2,5$                E. $1$
B. $3,5$                 D. $1,5$        

Pembahasan

Perhatikan bahwa bentuk $-x+2$ dapat ditulis menjadi
$\begin{aligned} -(x-2) & =-\sqrt{(x-2)^2} \\ & =-\sqrt{x^2-4x+4}. \end{aligned}$
Dengan demikian, diperoleh
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x^2+3x+2}-(\sqrt{x^2-4x+4}).$
Gunakan rumus 
$$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax^2+bx+c}-\sqrt{ax^2+px+q}) = \dfrac{b-p} {2\sqrt{a}} }$$untuk $a = 1, b = 3, p =-4$ sehingga diperoleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x^2+3x+2}-(\sqrt{x^2-4x+4}) \\ & = \dfrac{3-(-4)} {2\sqrt{1}} = \dfrac{7}{2} = 3,5. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari limit tersebut adalah $\boxed{3,5}$
(Jawaban B)

[collapse]

Soal Nomor 12

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} ( \sqrt{(2x-1)(x+2)}-$ $(x\sqrt{2}+1))$ adalah $\cdots \cdot$
A. $3\sqrt{2}-4$
B. $\dfrac{3}{4}\sqrt{2}-1$
C. $\dfrac{3}{4}-\sqrt{2}$
D. $3-2\sqrt{2}$
E. $\sqrt{2}-1$

Pembahasan

Dengan menggunakan sifat khusus limit takhingga dengan bentuk:
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax^2+bx+c}-\sqrt{px^2+qx+r}) = \begin{cases} \infty,~\text{jika}~a > p \\ \dfrac{b-q} {2\sqrt{a}},~\text{jika}~ a = p \\-\infty,~\text{jika}~a < p \end{cases}$$diperoleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} ( \sqrt{(2x-1)(x+2)}-(x\sqrt{2}+1)) \\ & = \lim_{x \to \infty} ((\sqrt{2x^2+3x-2}- \sqrt{2x^2})-1) \\ & = \dfrac{3-0}{2\sqrt{2}}-1  = \dfrac{3}{4}\sqrt{2}-1. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} ( \sqrt{(2x-1)(x+2)}- (x\sqrt{2}+1)) = \dfrac{3}{4}\sqrt{2}-1}$$(Jawaban B)

[collapse]

Soal Nomor 13

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} [\sqrt{(x+a) (x+b)}-x]$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac{a+b}{2}$                   D. $\dfrac{2}{a+b}$
B. $\dfrac{a-b}{2}$                   E. $\dfrac{a+b}{a-b}$
C. $\dfrac{ab}{2}$

Pembahasan

Ubah bentuk fungsinya sehingga membentuk selisih bentuk kuadrat dalam tanda akar agar nilai limitnya dapat langsung ditentukan.
$$\begin{aligned}  & \displaystyle \lim_{x \to \infty} [\sqrt{(x+a) (x+b)}-x] \\ & = \lim_{x \to \infty} [\sqrt{x^2 + (a+b)x + ab}-\sqrt{x^2}] \\ & = \dfrac{(a+b)-0}{2\sqrt{1}} = \dfrac{a+b} {2} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} [\sqrt{(x+a) (x+b)}- x] = \dfrac{a+b} {2}}$
(Jawaban A)

[collapse]

Soal Nomor 14

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \sqrt{5(x-1)+2\sqrt{4x^2-23x-6}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $1$                   C. $-1$              E. $\infty$
B. $0$                   D. $-2$         

Pembahasan

Dengan menggunakan salah satu sifat akar:
$\boxed{\sqrt{(a+b) \pm 2\sqrt{ab}} = \sqrt{a} \pm \sqrt b}$
dan sejumlah sifat limit dasar, diperoleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \sqrt{5(x-1)+2\sqrt{4x^2-23x-6}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \sqrt{[(4x + 1)+(x- 6)] + 2\sqrt{(4x+1)(x-6)}} \\ & = \lim_{x \to \infty} (\sqrt{4x+1} + \sqrt{x-6}) \\ & = \infty. \end{aligned}$$Penjelasan pada langkah terakhir: Karena $x$ nilainya menuju takhingga, $\sqrt{4x+1}$ akan membesar nilainya, begitu juga dengan $\sqrt{x-6}$ sehingga bila dijumlahkan keduanya, hasilnya akan takhingga. 
(Jawaban E)

[collapse]



Soal Nomor 15

Hasil dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x\left(\sqrt{9+\dfrac{10}{x}}-3\right) $ $= \cdots \cdot$
A. $\dfrac{10}{3}$                       D. $\dfrac{5}{3}\sqrt{2}$
B. $-\dfrac{10}{3}$                   E. $-\dfrac{5}{3}\sqrt{2}$
C. $\dfrac{5}{3}$ 

Pembahasan

Dengan menggunakan metode pengalian akar sekawan, diperoleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x\left(\sqrt{9+\dfrac{10}{x}}- 3\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} 2x\left(\sqrt{9+\dfrac{10}{x}}-3\right) \times \dfrac{\sqrt{9+\dfrac{10}{x}} + 3}{\sqrt{9+\dfrac{10}{x}} + 3} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x \cdot \left(9+ \dfrac{10}{x}-3^2\right)}{\sqrt{9+\dfrac{10}{x}} + 3} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{2 \cdot 10}{\sqrt{9+\dfrac{10}{x}} + 3} \\ & = \dfrac{20}{\sqrt{9+0} + 3} = \dfrac{10}{3}. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x\left(\sqrt{9+\dfrac{10}{x}}-3\right) = \dfrac{10}{3}}$ 
(Jawaban A)

[collapse]

Soal Nomor 16

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(x-2)\sqrt{(x+2) + \sqrt{4x}}}{x\sqrt{2x}-2\sqrt{x} + 2\sqrt{2}}$ $= \cdots \cdot$
A. $-\infty$                    C. $0$                 E. $1$
B. $-\dfrac12\sqrt2$              D. $\dfrac12\sqrt2$

Pembahasan

Perhatikan bahwa bentuk
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(x-2)\sqrt{(x+2) + \sqrt{4x}}}{x\sqrt{2x}- 2\sqrt{x} + 2\sqrt{2}}$
dapat dinyatakan sebagai
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \sqrt{\left(\dfrac{(x-2)\sqrt{(x+2) + \sqrt{4x}}}{x\sqrt{2x}-2\sqrt{x} + 2\sqrt{2}}\right)^2}.$$Dengan demikian, diperoleh
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \sqrt{\dfrac{(x^2-4x + 4)(x + 2 + \sqrt{4x})}{(\sqrt{2}x^{\frac32}-2x^{\frac12} + 2\sqrt{2})^2}}.$$Tinjau hanya pada variabel berpangkat tertingginya.
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \sqrt{\dfrac{x^3 + \cdots}{2x^3 + \cdots}}$
Bagi setiap suku dengan $x^3.$
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \sqrt{\dfrac{\dfrac{x^3}{x^3} + \cdots}{\dfrac{2x^3}{x^3} + \cdots}}$
Gunakan sifat limit takhingga untuk memperoleh
$\sqrt{\dfrac{1 + 0}{2 + 0}} = \dfrac{1}{\sqrt{2}} = \dfrac{1}{2}\sqrt{2}.$
Jadi, nilai dari $$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(x-2)\sqrt{(x+2) + \sqrt{4x}}}{x\sqrt{2x}-2\sqrt{x} + 2\sqrt{2}} = \dfrac{1}{2}\sqrt{2}}$$(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 17

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{3^{x+1} + 2^x-3}{3^{x+2}-2^{x-1} + 4} = \cdots \cdot$
A. $1$                       C. $\dfrac13$                  E. $\dfrac16$
B. $\dfrac12$                     D. $\dfrac14$        

Pembahasan

$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{3^{x+1} + 2^x-3}{3^{x+2}-2^{x-1} + 4} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{3^{x+1} + 2^x-3}{3^{x+2}-2^{x-1} + 4} \times \dfrac{\frac{1}{3^{x+2}}} {\frac{1}{3^{x+2}}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\frac13 + \frac{2^x} {3^{x+2}}-\dfrac{3}{3^{x+2}}} {1-\frac{2^{x-1}}{3^{x+2}} + \dfrac{4}{3^{x+2}}} \\ & = \dfrac{\frac13 + 0-0}{1-0 + 0} = \dfrac13 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{3^{x+1} + 2^x-3}{3^{x+2}-2^{x-1} + 4} = \dfrac13}$
(Jawaban C)

[collapse]

Soal Nomor 18

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8^x+3^x}- \sqrt{4^x-2^x}\right) \cdots \cdot$
A. $-2$                   C. $-\dfrac12$                E. $\dfrac14$
B. $-1$                   D. $\dfrac12$        

Pembahasan

Faktorkan $2^x$ keluar dari akar.
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8^x+3^x}- \sqrt{4^x-2^x}\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8^x\left(1 + \left(\dfrac38\right)^x\right)}- \sqrt{4^x\left(1- \left(\dfrac12\right)^x\right)}\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} \left(2^x \sqrt[3]{1 + \left(\dfrac38\right)^x}- 2^x \sqrt{1- \left(\dfrac12\right)^x}\right) \end{aligned}$$Selanjutnya, dengan menggunakan Aproksimasi (Pendekatan) Binomial, diperoleh

$$\begin{aligned} & \lim_{x \to \infty} \left(2^x \left(1 + \dfrac13\left(\dfrac38\right)^x\right)-2^x \left(1-\dfrac12\left(\dfrac12\right)^x\right)\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} \left(\cancel{2^x} + \dfrac13\left(\dfrac68\right)^x-\cancel{2^x} + \dfrac12\right) \\ & = \dfrac13(0) + \dfrac12 = \dfrac12. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8^x+3^x}- \sqrt{4^x-2^x}\right) = \dfrac12}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 19

Nilai dari $$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8x^3+12x^2-5}-\sqrt{x^2+6x}-x+3\right)$$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-1$                  C. $1$                 E. $\infty$
B. $0$                     D. $2$

Pembahasan

Alternatif 1: Membagi dengan Variabel Pangkat Tertinggi
Sebelumnya, perlu diketahui bahwa bentuk akar kuadrat dapat dirasionalkan dengan cara dikalikan akar sekawan, sedangkan bentuk akar kubik, seperti $\sqrt[3]{x}+a$ dirasionalkan dengan cara dikalikan $\sqrt[3]{x^2}+a\sqrt[3]{x}+a^2$ berdasarkan pemfaktoran $a^3-b^3 = (a-b)(a^2+ab+b^2)$.
Oleh karena itu, kita peroleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8x^3+12x^2-5}-\sqrt{x^2+6x}-x+3\right) \\ & = \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8x^3+12x^2-5}-2x\right) -\lim_{x \to \infty} \left(\sqrt{x^2+6x}-x\right) + 3 \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{(8x^3+12x^2-5)-(8x^3)}{(\sqrt[3]{8x^3+12x^2-5})^2+2x\sqrt[3]{8x^3+12x^2-5}+4x^2}-\lim_{x \to \infty} \dfrac{(x^2+6x)-x^2}{\sqrt{x^2+6x}+x}+3 \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\cancel{x^2}\left(12-\dfrac{5}{x^2}\right)}{\cancel{x^2}\left(\left((\sqrt[3]{8+\dfrac{12}{x}-\dfrac{5}{x^3}}\right)^2+2\sqrt[3]{8+\dfrac{12}{x}-\dfrac{5}{x^3}} + 4\right)}-\lim_{x \to \infty} \dfrac{6}{\sqrt{1+\dfrac{6}{x}}+1} + 3 \\ & = \dfrac{12-0}{(\sqrt[3]{8+0-0})^2+2\sqrt[3]{8+0-0}+4}-\dfrac{6}{\sqrt{1+0}+1}+3 \\ & = \dfrac{12}{4+4+4}-3+3 = 1. \end{aligned}$$Alternatif 2: Menggunakan Aproksimasi Binomial
Perhatikan bahwa ekspresi limit yang diberikan dapat kita tulis menjadi
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt[3]{8x^3+12x^2-5}-2x\right) -\lim_{x \to \infty} \left(\sqrt{x^2+6x}-x\right)+3 \\ & = \lim_{x \to \infty} 2x\left(\sqrt[3]{1+\dfrac{3}{2x}-\dfrac{5}{8x^3}}-1\right)-\lim_{x \to \infty} x\left(\sqrt{1+\dfrac{6}{x}}-1\right) + 3. \end{aligned}$$Dengan menggunakan Aproksimasi Binomial untuk akar kuadrat dan akar kubiknya, kita peroleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x\left(\left(1+\dfrac13\left(\dfrac{3}{2x}-\dfrac{5}{8x^3}\right)\right)-1\right)-\lim_{x \to \infty} x\left(\left(1+\dfrac12 \cdot \dfrac{6}{x}\right)-1\right)+3 \\ & = \lim_{x \to \infty} 2x\left(\dfrac{1}{2x}-\dfrac{5}{24x^3}\right)-\lim_{x \to \infty} x\left(\dfrac{3}{x}\right)+3 \\ & = \lim_{x \to \infty} \left(1-\dfrac{5}{12x^2}\right)-\lim_{x \to \infty} 3 + 3 \\ & = (1-0)-3+3 = 1. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari limit tersebut sama dengan $\boxed{1}$
(Jawaban C)

[collapse]

Soal Nomor 20

Hasil dari $$\displaystyle \lim_{n \to \infty} \left(1-\dfrac{1}{2^2}\right)\left(1-\dfrac{1}{3^2}\right)\left(1-\dfrac{1}{4^2}\right)\cdots\left(1-\dfrac{1}{n^2}\right)$$ $= \cdots \cdot$
A. $\infty$                  C. $1$                 E. $\dfrac14$
B. $2$                   D. $\dfrac12$        

Pembahasan

Sederhanakan rumus fungsinya terlebih dahulu dengan memanfaatkan rumus pemfaktoran $a^2-b^2=(a+b)(a-b)$ dan konsep teleskopik.
$$\begin{aligned} & \left(1-\dfrac{1}{2^2}\right)\left(1-\dfrac{1}{3^2}\right)\left(1-\dfrac{1}{4^2}\right)\cdots\left(1-\dfrac{1}{n^2}\right) \\ & = \left(1-\dfrac12\right)\left(1+\dfrac12\right) \left(1-\dfrac13\right)\left(1+\dfrac13\right) \\ & \left(1-\dfrac14\right)\left(1+\dfrac14\right) \cdots \left(1-\dfrac{1}{n}\right)\left(1+\dfrac{1}{n}\right) \\ & = \dfrac12 \cdot \cancel{\dfrac32 \cdot \dfrac23 \cdot \dfrac43 \cdot \dfrac34 \cdot \dfrac54 \cdots \dfrac{n-1}{n}} \cdot \dfrac{n+1}{n} \\ & = \dfrac12 \cdot \dfrac{n+1}{n} = \dfrac{n+1}{2n} \end{aligned}$$Dengan demikian, dapat ditulis
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{n+1}{2n} & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{\dfrac{n}{n}+\dfrac{1}{n}}{\dfrac{2n}{n}} \\ & = \dfrac{1+0}{2} = \dfrac12. \end{aligned}$
Jadi, hasil dari
$\boxed{\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{n \to \infty} \left(1-\dfrac{1}{2^2}\right)\left(1-\dfrac{1}{3^2}\right)\\ & \left(1-\dfrac{1}{4^2}\right)\cdots\left(1-\dfrac{1}{n^2}\right) = \dfrac12 \end{aligned}}$

(Jawaban D)

[collapse]



Soal Nomor 21

Nilai dari $$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{9x^2+12x-1}-\sqrt{9x^2-24x+10}}{\sqrt[3]{x^3+8x^2+x}-\sqrt[3]{x^3-x^2+2x}}$$ $= \cdots \cdot$
A. $\dfrac14$                  C. $1$                E. $3$
B. $\dfrac12$                  D. $2$         

Pembahasan

Gunakan sifat limit takhingga khusus.
$$\boxed{\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax^2+bx+c}-\sqrt{ax^2+px+q})= \dfrac{b-p}{2\sqrt{a}} \\ & \lim_{x \to \infty} (\sqrt[3]{ax^3+bx^2+cx+d}-\sqrt[3]{ax^3+px^2+qx+r}) = \dfrac{b-p}{3\sqrt[3]{a^2}} \end{aligned}}$$Dengan demikian, kita peroleh
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{9x^2+12x-1}-\sqrt{9x^2-24x+10}}{\sqrt[3]{x^3+8x^2+x}-\sqrt[3]{x^3-x^2+2x}}\\ & = \dfrac{\dfrac{12-(-24)}{2\sqrt9}}{\dfrac{8-(-1)}{3\sqrt[3]{1^2}}} = \dfrac{\dfrac{36}{6}}{\dfrac{9}{3}} = \dfrac{6}{3} = 2. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{9x^2+12x-1}-\sqrt{9x^2-24x+10}}{\sqrt[3]{x^3+8x^2+x}-\sqrt[3]{x^3-x^2+2x}} = 2}$$(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 22

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(3x + \sin \dfrac{1}{x} \right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                   C. $4$                E. $\infty$
B. $3$                   D. $5$

Pembahasan

Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$, ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}$. Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga ditulis
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(3x + \sin \dfrac{1}{x} \right) & = \lim_{y \to 0} \left(\dfrac{3}{y} + \sin y \right) \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{3}{y} + \lim_{y \to 0} \sin y \\ & = \infty + 0 = \infty. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(3x + \sin \dfrac{1}{x} \right) = \infty}$
(Jawaban E)

[collapse]

Soal Nomor 23

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(2 + \cos \dfrac{4}{x}\right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                     C. $2$                 E. $\infty$
B. $1$                     D. $3$

Pembahasan

Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$. Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga ditulis
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(2 + \cos \dfrac{4}{x}\right) & = \lim_{y \to 0} (2 + \cos 4y) \\ & = 2 + \cos 0 = 3. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(2 + \cos \dfrac{4}{x}\right) = 3}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 24

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\tan \dfrac{1}{x}-x\right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-\infty$                  C. $1$                 E. $\infty$
B. $0$                        D. $2$

Pembahasan

Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$, ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}$. Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga ditulis
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\tan \dfrac{1}{x}-x\right) & = \lim_{y \to 0} \left(\tan y-\dfrac{1}{y} \right) \\ & = \tan 0- \infty \\ & =-\infty. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\tan \dfrac{1}{x}- x\right) =-\infty}$
(Jawaban A)

[collapse]

Soal Nomor 25

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \sin \left(\dfrac{1}{x}-\dfrac{4 \pi} {3}\right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-\infty$                C. $\dfrac12\sqrt2$                E. $1$
B. $0$                      D. $\dfrac12\sqrt3$

Pembahasan

Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$. Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga ditulis 
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \sin \left(\dfrac{1}{x}-\dfrac{4 \pi} {3}\right) & = \lim_{y \to 0} \sin \left(y- \dfrac{4 \pi} {3}\right) \\ & = \sin \left(0-\dfrac{4 \pi} {3}\right) \\ & =-\sin 240^{\circ} \\ & = \dfrac{1}{2}\sqrt{3} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \sin \left(\dfrac{1}{x}- \dfrac{4 \pi} {3}\right) = \dfrac{1}{2}\sqrt{3}}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 26

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sin \left(\dfrac{1}{x}- \dfrac{6 \pi} {7}\right)-5x\right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-\infty$                C. $0$               E. $\infty$
B. $-1$                  D. $1$

Pembahasan

Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$, ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}$.
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga dapat ditulis
$\begin{aligned} & \left(\sin \left(\dfrac{1}{x}-\dfrac{6 \pi} {7}\right)-5x\right) \\ & = \lim_{y \to 0} \left(\sin \left(y-\dfrac{6 \pi}{7}\right)-\dfrac{5}{y}\right) \\ & = \lim_{y \to 0} \sin \left(y-\dfrac{6 \pi}{7}\right)- \lim_{y \to 0} \dfrac{5}{y} \\ & =-\sin \dfrac{6 \pi}{7}-\infty =-\infty. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sin \left(\dfrac{1}{x}-\dfrac{6 \pi} {7}\right)-5x\right) =-\infty}$
(Jawaban A)

[collapse]

Soal Nomor 27

Nilai dari $\displaystyle \lim_{y \to \infty} \sqrt{6y} \cos \dfrac{3}{\sqrt{y}} \sin \dfrac{5}{\sqrt{y}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                     C. $2\sqrt6$              E. $\infty$
B. $\sqrt6$                D. $5\sqrt6$

Pembahasan

Misalkan $x = \dfrac{1}{\sqrt{y}}$, ekuivalen dengan $\sqrt{y} = \dfrac{1}{x}.$ 
Jika $y \to \infty,$ maka $x \to 0.$ Dengan demikian, dapat ditulis
$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{y \to \infty} \sqrt{6y} \cos \dfrac{3}{\sqrt{y}} \sin \dfrac{5}{\sqrt{y}} \\ & = \lim_{x \to 0} \dfrac{\sqrt{6}} {x} \cos 3x \sin 5x \\ & = \lim_{x \to 0} \dfrac{\sin 5x} {x} \cdot \sqrt{6} \cdot \cos 3x \\ & = 5 \cdot \sqrt{6} \cos 0 \\ & = 5\sqrt{6}. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{y \to \infty} \sqrt{6y} \cos \dfrac{3}{\sqrt{y}} \sin \dfrac{5}{\sqrt{y}} = 5\sqrt{6}}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 28

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{1-\cos \dfrac{4}{x}} {\dfrac{1}{x} \cdot \tan \dfrac{3}{x}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $\dfrac13$                   C. $\dfrac43$                   E. $\infty$
B. $\dfrac23$                   D. $\dfrac83$

Pembahasan

Misalkan $y= \dfrac{1}{x}$. 
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$. Dengan demikian, dapat ditulis
$$\begin{aligned}  \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{1-\cos \dfrac{4}{x}} {\dfrac{1}{x} \cdot \tan \dfrac{3}{x}} & = \lim_{y \to 0} \dfrac{1-\cos 4y} {y \cdot \tan 3y} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{1-(1-2 \sin^2 2y)} {y \cdot \tan 3y} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{2 \sin 2y \sin 2y} {y \cdot \tan 3y} \\ & = 2 \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin 2y} {y} \cdot \dfrac{\sin 2y} {\tan 3y} \\ & = 2 \cdot 2 \cdot \dfrac{2}{3} = \dfrac{8}{3}. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{1-\cos \dfrac{4}{x}} {\dfrac{1}{x} \cdot \tan \dfrac{3}{x}} = \dfrac{8}{3}}$
(Jawaban D)

[collapse]



Soal Nomor 29

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x^2\left(1-\cos \dfrac{6}{x} \right)$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                    C. $12$                 E. $36$
B. $6$                    D. $18$

Pembahasan

Misalkan $y = \dfrac{1}{x},$ ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}.$ 
Jika $x \to \infty,$ maka $y \to 0.$
Untuk itu, dapat ditulis
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x^2\left(1-\cos \dfrac{6}{x} \right) & = \lim_{y \to 0} \dfrac{2}{y^2}(1-\cos 6y) \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{2}{y^2}(1- \cos 6y) \times \dfrac{1+\cos 6y} {1+\cos 6y} \\ & = 2 \lim_{y \to 0} \dfrac{1-\cos^2 6y} {y^2(1 + \cos 6y)} \\ & = 2 \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin^2 6y} {y^2(1 + \cos 6y)}  \\ & = 2 \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin 6y} {y} \cdot \dfrac{\sin 6y} {y} \cdot \dfrac{1}{1+\cos 6y} \\ & = 2 \cdot 6 \cdot 6 \cdot \dfrac{1}{1+ \cos 0} = 36. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x^2\left(1-\cos \dfrac{6}{x} \right) = 36}$
(Jawaban E)

[collapse]

Soal Nomor 30

Nilai dari $\displaystyle \lim_{\theta \to \infty} \dfrac{\sin^2 \theta} {\theta^2-5}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $-\infty$                  C. $1$               E. $\text{tak ada}$
B. $0$                       D. $\infty$

Pembahasan

Faktorkan bentuk pada pembilang dan penyebut, kemudian pisahkan agar masing-masing dapat dicari nilai limitnya.
$$\begin{aligned}  \displaystyle \lim_{\theta \to \infty} \dfrac{\sin^2 \theta} {\theta^2-5} & = \lim_{\theta \to \infty} \dfrac{\sin \theta} {\theta + \sqrt{5}} \times \dfrac{\sin \theta} {\theta-\sqrt{5}} \\ & = \lim_{\theta \to \infty} \dfrac{\sin \theta} {\theta} \times \dfrac{1}{1 + \dfrac{\sqrt{5}} {\theta}} \times \dfrac{\sin \theta} {\theta} \times \dfrac{1}{1-\dfrac{\sqrt{5}} {\theta}} \\ & = (0 \times 1 \times 0 \times 1) = 0 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{\theta \to \infty} \dfrac{\sin^2 \theta} {\theta^2-5} = 0}$
(Jawaban B)

[collapse]

Soal Nomor 31

Nilai dari $\displaystyle \lim_{y \to \infty} y \cdot \sin \dfrac{3}{y} \cdot \cos \dfrac{5}{y}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                  C. $2$              E. $4$
B. $1$                  D. $3$      

Pembahasan

Misalkan $x= \dfrac{1}{y}$. 
Jika $y \to \infty$, maka $x \to 0$. Dengan demikian, dapat ditulis
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{y \to \infty} y \cdot \sin \dfrac{3}{y} \cdot \cos \dfrac{5}{y} & = \lim_{x \to 0} \dfrac{1}{x} \cdot \sin 3x \cdot \cos 5x \\ & = \lim_{x \to 0} \dfrac{\sin 3x} {x} \cdot \cos 5x \\ & = 3 \cdot \cos 0 = 3. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\displaystyle \lim_{y \to \infty} y \cdot \sin \dfrac{3}{y} \cdot \cos \dfrac{5}{y}$ adalah $\boxed{3}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 32

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sin \dfrac{3}{x}} {\left(1-\cos \dfrac{2}{x} \right) \cdot x^2 \cdot \sin \dfrac{1}{x}}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $0$                      C. $1$               E. $3$
B. $\dfrac{2}{3}$                   D. $\dfrac{3}{2}$       

Pembahasan

Misalkan $y= \dfrac{1}{x}$, ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}$. 
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$. Dengan demikian, dapat ditulis
$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sin \dfrac{3}{x}} {\left(1-\cos \dfrac{2}{x} \right) \cdot x^2 \cdot \sin \dfrac{1}{x}} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin 3y} {(1-\cos 2y) \cdot \left(\dfrac{1}{y}\right)^2 \cdot \sin y} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin 3y \cdot y^2}{(1-(1-2 \sin^2 y)) \cdot \sin y} \\ & = \dfrac12 \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin 3y} {\sin y} \cdot \dfrac{y}{\sin y} \cdot \dfrac{y}{\sin y} \\ & = \dfrac12 \times 3 \times 1 \times 1 = \dfrac32. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sin \dfrac{3}{x}} {\left(1-\cos \dfrac{2}{x} \right) \cdot x^2 \cdot \sin \dfrac{1}{x}} = \dfrac32}$
(Jawaban D)

[collapse]

Soal Nomor 33

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} x \left(1- \cos \dfrac{1}{\sqrt{x}}\right) = \cdots \cdot$
A. $1$                     C. $\dfrac{1}{3}$                   E. $\dfrac{1}{5}$
B. $\dfrac{1}{2}$                  D. $\dfrac{1}{4}$     

Pembahasan

Misalkan $y= \dfrac{1}{\sqrt{x}}$, ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y^2}$. 
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$. Dengan demikian, dapat ditulis
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} x \left(1- \cos \dfrac{1}{\sqrt{x}}\right) & = \lim_{y \to 0} \dfrac{1}{y^2} (1-\cos y) \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{1-\cos y} {y^2} \times \dfrac{1+\cos y} {1 + \cos y} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{1-\cos^2 y} {y^2(1 + \cos y)} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin y} {y} \cdot \dfrac{\sin y} {y} \cdot \dfrac{1}{1 + \cos y} \\ & = 1 \cdot 1 \cdot \dfrac{1}{1 + \cos 0} = \dfrac{1}{2}. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} x \left(1- \cos \dfrac{1}{\sqrt{x}}\right) = \dfrac{1}{2}}$
(Jawaban B) 
Catatan:
Identitas trigonometri yang digunakan adalah
$$\boxed{\sin^2 x + \cos^2 x = 1 \iff 1- \cos^2 x = \sin^2 x}$$

[collapse]

Soal Nomor 34

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} 2x \cdot \tan \dfrac{1}{x} \cdot \sec \dfrac{2}{x} = \cdots \cdot$
A. $0$                    C. $2$                 E. $4$
B. $1$                    D. $3$      

Pembahasan

Misalkan $y= \dfrac{1}{x}$, ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}$. 
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$. Dengan demikian, dapat ditulis
$$\begin{aligned} \lim_{x \to \infty} 2x \cdot \tan \dfrac{1}{x} \cdot \sec \dfrac{2}{x} & = \lim_{y \to 0} \dfrac{2}{y} \cdot \tan y \cdot \sec 2y \\ & = 2 \lim_{y \to 0} \dfrac{\tan y} {y} \cdot \sec 2y \\ & = 2 \cdot 1 \cdot \sec 0 = 2. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\lim_{x \to \infty} 2x \cdot \tan \dfrac{1}{x} \cdot \sec \dfrac{2}{x} = 2}$
(Jawaban C)

[collapse]

Soal Nomor 35

Nilai dari $$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^2 \tan \left(\dfrac{1}{x} \right)-x \sin \left(\dfrac{1}{x} \right) + \dfrac{1}{x}} {x \cos \left(\dfrac{2}{x} \right)} = \cdots \cdot$$
A. $2$                  C. $0$                 E. $-2$
B. $1$                  D. $-1$          

Pembahasan

Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$, ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}$. 
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$. Dengan demikian, dapat ditulis
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^2 \tan \left(\dfrac{1}{x} \right)-x \sin \left(\dfrac{1}{x} \right) + \dfrac{1}{x}} {x \cos \left(\dfrac{2}{x} \right)} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{2\left(\dfrac{1}{y} \right)^2 \tan y- \dfrac{1}{y} \sin y + y} {\dfrac{1}{y} \cos 2y}\color{red} { \times \dfrac{y}{y}} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{2\left(\dfrac{1}{y} \right) \tan y-\sin y + y^2} {\cos 2y} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{2 \cdot \dfrac{\tan y}{y}- \sin y + y^2} {\cos 2y} \\ & = \dfrac{2 \cdot 1- \sin 0 + 0^2}{\cos 0} \\ & = \dfrac{2-0}{1} = 2. \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{2x^2 \tan \left(\dfrac{1}{x} \right)-x \sin \left(\dfrac{1}{x} \right) + \dfrac{1}{x}} {x \cos \left(\dfrac{2}{x} \right)} = 2}$$(Jawaban A)

[collapse]

Soal Nomor 36

Nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(x^2-3) \cos x}{x^3+1} = \cdots \cdot$
A. $-1$                    D. tidak ada
B. $0$                       E. $\infty$
C. $1$

Pembahasan

Perhatikan bahwa
$-\dfrac{x^2-3}{x^3+1}\le \dfrac{(x^2-3)\cos x}{x^3+1}\le \dfrac{x^2-3}{x^3+1}$
karena $-1 \le \cos x \leq 1$.
Perhatikan juga bahwa
$$\begin{aligned} \lim_{x\to \infty}\left(-\dfrac{x^2-3}{x^3+1}\right) & =\lim _{x\to \infty}\left(-\dfrac{\dfrac{1}{x}-\dfrac{3}{x^3}}{1+\dfrac{1}{x^3}}\right) \\ & =-\dfrac{0}{1}=0 \end{aligned}$$dan
$\begin{aligned} \lim_{x\to \infty}\left(\dfrac{x^2-3}{x^3+1}\right) & =\lim _{x\to \infty}\left(\dfrac{\dfrac{1}{x}-\dfrac{3}{x^3}}{1+\dfrac{1}{x^3}}\right) \\ & =\dfrac{0}{1}=0. \end{aligned}$
Dengan menggunakan Teorema Apit, diperoleh $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(x^2-3) \cos x}{x^3+1}=0}$
(Jawaban B)

[collapse]

Soal Nomor 37

Jika $a_n = \dfrac{n-2}{n}$ dan $a_n \to \ell$, maka nilai terkecil $k$ bulat positif supaya $|a_k-\ell| < \dfrac{1}{100}$ adalah $\cdots \cdot$
A. $100$                         D. $200$
B. $101$                         E. $201$
C. $199$

Pembahasan

Karena $a_n$ konvergen ke $\ell$, diperoleh
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{n \to \infty} a_n & = \ell \\ \lim_{n \to \infty} \dfrac{n-2}{n} & = \ell \\ 1 & = \ell. \end{aligned}$$Dengan demikian, kita peroleh
$$\begin{aligned} |a_k-\ell| & < \dfrac{1}{100} \\ \left|\dfrac{k-2}{k}-1\right| & < \dfrac{1}{100} \\ \left|\dfrac{k-2}{k}-\dfrac{k}{k} \right| & < \dfrac{1}{100} \\ \left|\dfrac{-2}{k}\right| & < \dfrac{1}{100} \\ \dfrac{2}{k} & < \dfrac{1}{100} \\ k & > 200. \end{aligned}$$Ini berarti nilai terkecil $k$ bulat positif yang memenuhi adalah $\boxed{k=201}$
(Jawaban E)

[collapse]



Bagian Uraian

Soal Nomor 1

Tentukan nilai dari limit berikut.
a. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (4x + 2)$
b. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (-x + 4)$
c. $\displaystyle \lim_{x \to \infty}-(3x^2 + 9)$

Pembahasan

Jawaban a) 
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} (4x + 2) & = 4(\infty) + 2 \\ & = \infty + 2 \\ & = \infty \end{aligned}$
Jawaban b) 
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (-x + 4) =-\infty + 4 =-\infty$
Jawaban c) 
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty}-(3x^2 + 9) & =-(3(\infty)^2 + 9) \\ & =-(\infty + 9) \\ & =-\infty \end{aligned}$

[collapse]

Soal Nomor 2

Tentukan nilai dari limit berikut. 
a. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{3x^3-2x-10}{ 4x-2x^2-5x^3}$
b. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{x^5-2x^4+x^3-3x^2+2x-7}{7-2x+3x^2-x^3+2x^4}$

Pembahasan

Jawaban a) 
Diketahui bahwa variabel derajat tertinggi pembilang dan penyebutnya sama, yaitu $x^3$. Pada pembilang, koefisien $x^3$ adalah $3$, sedangkan koefisien $x^3$ pada penyebut adalah $-5.$ Jadi, $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{3x^3-2x-10}{ 4x-2x^2-5x^3} =-\dfrac{3}{5}.$
Jawaban b) 
Diketahui variabel berderajat tertinggi pada pembilang adalah $x^5$, sedangkan variabel berderajat tertinggi pada penyebut adalah $x^4$. Karena $5 > 4$, diperoleh 
$$\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{x^5-2x^4+x^3-3x^2+2x-7}{7-2x+3x^2-x^3+2x^4} = \infty.$$

[collapse]

Soal Nomor 3

Tentukan nilai dari limit berikut. 
a. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(1-2x)^3}{(x-1)(2x^2+x+1)}$
b. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(3x-2)^3}{(4x+2)^3}$

Pembahasan

Uraikan dan tinjau hanya pada variabel berpangkat tertinggi. 
Jawaban a) 
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(1-2x)^3}{(x-1)(2x^2+x+1)} & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{-8x^3 + \cdots} {2x^3 + \cdots} \\ & = \dfrac{-8}{2} =-4 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari
$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(1-2x)^3}{(x-1)(2x^2+x+1)} =-4}$
Jawaban b) 
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{(3x-2)^3}{(4x+2)^3} & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{27x^3 + \cdots} {64x^3 + \cdots} \\ & = \dfrac{27}{64}. \end{aligned}$

[collapse]

Soal Nomor 4

Tentukan nilai dari limit berikut.
a. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x+5}-\sqrt{x-3})$
b. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{2x-7}-\sqrt{x+3})$
c. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x+5}-\sqrt{2x-3})$

Pembahasan

Ingat bahwa
$$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{ax+b}- \sqrt{cx + d}) = \begin{cases} \infty, &~\text{jika}~a > c \\ 0, &~\text{jika}~a = c \\-\infty, &~\text{jika}~a < c \end{cases}}$$Jawaban a) 
Diketahui: $a = 1$ dan $c = 1$ sehingga $a = c$. Berarti, 
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x+5}-\sqrt{x-3}) = 0.$
Jawaban b) 
Diketahui: $a = 2$ dan $c = 1$ sehingga $a > c$. Berarti, 
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{2x-7}-\sqrt{x+3}) = \infty.$
Jawaban c) 
Diketahui: $a = 1$ dan $c = 2$ sehingga $a < c$. Berarti, 
$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x+5}-\sqrt{2x-3}) =-\infty.$

[collapse]

Soal Nomor 5

Tentukan nilai dari $\displaystyle \lim_{\theta \to-\infty} \dfrac{\pi \theta^5}{\theta^5- 5\theta^4}$.
(Catatan: Notasi $\pi$ dibaca: pi, sedangkan notasi $\theta$ dibaca: teta)

Pembahasan

$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{\theta \to-\infty} \dfrac{\pi \theta^5}{\theta^5-5\theta^4} & = \lim_{\theta \to-\infty} \dfrac{\cancel{\theta^4}(\pi \theta)}{\cancel{\theta^4}(\theta-5)} \\ & = \lim_{\theta \to-\infty} \dfrac{\pi \theta} {\theta-5} \\ & = \lim_{\theta \to-\infty} \left(\dfrac{\pi(\theta-5)} {\theta-5} + \dfrac{5\pi} {\theta-5}\right) \\ & = \lim_{\theta \to-\infty} \left(\pi + \dfrac{5\pi} {\theta-5}\right) \\ & = \pi-0 = \pi \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{\theta \to-\infty} \dfrac{\pi \theta^5}{\theta^5-5\theta^4} = \pi}$
Catatan: Tinjau bentuk $\dfrac{5\pi} {\theta-5}$. Jika nilai $\theta$ semakin kecil menuju negatif takhingga, maka penyebutnya juga akan semakin kecil dan nilai pecahannya akan semakin mendekati $0.$

[collapse]

Soal Nomor 6

Tentukan nilai dari limit berikut.
$$\begin{aligned} \text{a}. & \displaystyle \lim_{x \to \infty} \left(\sqrt{(x+5)(4x+7)}-\sqrt{(x+3)(4x+7)}\right) \\ \text{b}. & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (x- \sqrt{x^2-10x }) \end{aligned}$$

Pembahasan

Jawaban a) 
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{(x+5)(4x+7)}-\sqrt{(x+3)(4x+7)}) \\ & = \lim_{x \to \infty} (\sqrt{4x^2 + 27x + 35}- \sqrt{4x^2+19x+21}) \\ & = \dfrac{27-19}{2\sqrt{4}} = \dfrac{8}{4} = 2 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $$\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{(x+5)(4x+7)}- \sqrt{(x+3)(4x+7)}) = 2}$$Jawaban b) 
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} (x-\sqrt{x^2-10x }) & = \lim_{x \to \infty} (\sqrt{x^2}-\sqrt{x^2-10x}) \\ & = \dfrac{0-(-10)} {2\sqrt{1}} = \dfrac{10}{2} = 5 \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} (x-\sqrt{x^2-10x }) = 5}$

[collapse]

Soal Nomor 7

Tentukan nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{8x^2+1}} {x^2+4}$.

Pembahasan

Bagi setiap suku dengan variabel berpangkat tertinggi, yaitu $x^2$. 
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{8x^2+1}} {x^2+4} & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{\dfrac{8x^2}{x^4}+\dfrac{1}{x^4}}}{\dfrac{x^2}{x^2}+\dfrac{4}{x^2}} \\ & = \dfrac{\sqrt{0 + 0}} {1 + 0} = 0 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{8x^2+1}} {x^2+4} = 0}$

[collapse]



Soal Nomor 8

Tentukan nilai dari $$\displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{4x^2+8x}-\sqrt{x^2+1}-\sqrt{x^2+x}).$$

Pembahasan

Ubah bentuk fungsinya agar muncul bentuk selisih bentuk kuadrat dalam tanda akar.
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x \to \infty} (\sqrt{4x^2+8x}-\sqrt{x^2+1}- \sqrt{x^2+x}) \\ & = \lim_{x \to \infty} (2\sqrt{x^2+2x}- \sqrt{x^2+1}-\sqrt{x^2+x}) \\ & = \lim_{x \to \infty} ((\sqrt{x^2 + 2x}-\sqrt{x^2 + 1}) + (\sqrt{x^2+2x}-\sqrt{x^2 + x})) \\ & = \dfrac{2-0}{2\sqrt{1}} + \dfrac{2-1}{2\sqrt{1}} \\ & = \dfrac{2}{2} + \dfrac{1}{2} = \dfrac{3}{2} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari limit tersebut adalah $\boxed{\dfrac32}$

[collapse]

Soal Nomor 9

Tentukan nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{3x^2-2x-1}} {x+2.000}.$

Pembahasan

Bagi setiap suku dengan variabel berpangkat tertinggi, yaitu $x$. 
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{3x^2-2x-1}} {x+2.000}  & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\dfrac{1}{x} \sqrt{3x^2-2x-1}} {\dfrac{1}{x}\left(x+2.000\right)} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{\dfrac{3x^2-2x-1}{x^2}}} {1 + \dfrac{2.000}{x}} \\ & = \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{3-\dfrac{2}{x}- \dfrac{1}{x^2}}} {1 + \dfrac{2.000}{x}} \\ & = \dfrac{\sqrt{3-0-0}} {1 + 0} = \sqrt{3} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\sqrt{3x^2-2x-1}} {x+2.000}$ adalah $\boxed{\sqrt{3}}$

[collapse]

Soal Nomor 10

Tentukan hasil dari $\displaystyle \lim_{x\to\infty}(\sqrt[7]{x^7+x^6}-\sqrt[7]{x^7-x^6})$.

Pembahasan

Alternatif I: Pendekatan Intuitif
$$\begin{aligned} \displaystyle & \displaystyle \lim_{x\to\infty}(\sqrt[7]{x^7+x^6}-\sqrt[7]{x^7-x^6}) \\ = & \lim_{x\to\infty}\left(\sqrt[7] {\left (x+\dfrac17\right)^7+O(x^5)}-\sqrt[7]{\left(x-\dfrac17 \right)^7+O(x^5)}\right) \\ = & \lim_{x\to\infty} \left(\sqrt[7]{\left(x+\dfrac17\right)^7}-\sqrt[7]{\left(x-\dfrac17\right)^7}\right) \\ = &\lim_{x\to\infty}\left(\left(x+\dfrac17\right)- \left(x-\dfrac17\right)\right) \\ = & \lim_{x \to \infty} \left(\dfrac17 + \dfrac17\right) = \dfrac27 \end{aligned}$$Catatan: Notasi $O(x^5)$ menyatakan polinomial berderajat $5$ yang didapat dari penguraian bentuk $\left(x+\dfrac{1}{7}\right)^7$. Karena $x$ menuju takhingga, bentuk $\left(x+\dfrac{1}{7}\right)^7$ akan lebih cepat bertambah besar sehingga $O(x^5)$ dapat diabaikan.
Alternatif II: Dalil L’Hospital (Turunan)
$$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{x\to\infty}(\sqrt[7]{x^7+x^6}-\sqrt[7]{x^7-x^6})\\ = & \lim_{x\to\infty} \left(\sqrt[7]{x^7\left(x + \dfrac1x\right)}-\sqrt[7]{x^7\left(x-\dfrac1x\right)}\right) \\ = & \lim_{x\to\infty} x\left(\sqrt[7]{1 + \dfrac1x}-\sqrt[7]{1-\dfrac1x}\right) \\ & \text{Misalkan}~x = \dfrac{1}{t} \\ = & \lim_{t \to 0} {{\sqrt[7]{1+t}-\sqrt[7]{1-t}}\over t} \\ \stackrel{\text{L’H}}{=} & \lim_{t \to 0} \left(\dfrac{1}{7}(1 + t)^{-\frac{6}{7}}(1)- \dfrac{1}{7}(1-t)^{-\frac{6}{7}}(-1)\right) \\ = &  \dfrac{1}{7}(1 + 0)^{-\frac{6}{7}} + \dfrac{1}{7}(1- 0)^{-\frac{6}{7}} \\ = & \dfrac{1}{7} + \dfrac{1}{7} =\dfrac27 \end{aligned}$$Jadi, hasil dari $\displaystyle \lim_{x\to\infty}(\sqrt[7]{x^7+x^6}-\sqrt[7]{x^7-x^6})$ adalah $\boxed{\dfrac{2}{7}}$

[collapse]

Soal Nomor 11

Tentukan nilai dari limit berikut.
a. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} x \tan \dfrac{1}{x}$
b. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{1}{x} \cot \dfrac{1}{x}$ 
c. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\csc \frac{1}{x}} {x} $

Pembahasan

Jawaban a) 
Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$ yang ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}.$
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga bentuk limitnya dapat ditulis menjadi
$\displaystyle \lim_{y \to 0} \dfrac{1}{y} \tan y = 1.$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to 0} x \tan \dfrac{1}{x} = 1}$
Jawaban b) 
Ingat bahwa $\boxed{\cot x = \dfrac{1}{\tan x}}$ 
Misalkan $y = \dfrac{1}{x}.$ 
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga bentuk limitnya dapat ditulis menjadi
$\displaystyle \lim_{y \to 0} y \cot y = \lim_{y \to 0} \dfrac{y} {\tan y} = 1.$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to 0} \dfrac{1}{x} \cot \dfrac{1}{x} = 1}$
Jawaban c) 
Ingat bahwa: $\boxed{\csc x = \dfrac{1}{\sin x}}$
Misalkan $y = \dfrac{1}{x}$ yang ekuivalen dengan $x = \dfrac{1}{y}.$
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0$ sehingga bentuk limitnya dapat ditulis menjadi
$\displaystyle \lim_{y \to 0} \dfrac{\csc y} {\frac{1}{y}} = \lim_{y \to 0} \dfrac{y} {\sin y} = 1.$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\csc \frac{1}{x}} {x} = 1}$  

[collapse]

Soal Nomor 12

Tentukan nilai dari limit berikut.
a. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \tan \dfrac{5}{x} \csc \dfrac{2}{x}$
b. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \cot 3x^{-1} \sin x^{-1}$
c. $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\cot \dfrac{1}{2x}} {\csc \dfrac{3}{x}}$

Pembahasan

Jawaban a) 
Misalkan $y = \dfrac{1}{x}.$
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0.$ Dengan demikian, dapat ditulis
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \tan \dfrac{5}{x} \csc \dfrac{2}{x} & = \lim_{y \to 0} \tan 5y \csc 2y \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{\tan 5y} {\sin 2y} = \dfrac{5}{2}. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\displaystyle \lim_{x \to \infty} \tan \dfrac{5}{x} \csc \dfrac{2}{x} = \dfrac{5}{2}.$
Jawaban b) 
Misalkan $y = x^{-1}.$
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0.$ Dengan demikian, dapat ditulis
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \cot 3x^{-1} \sin x^{-1} & = \lim_{y \to 0} \cot 3y \sin y \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin y} {\tan 3y} = \dfrac{1}{3} \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \cot 3x^{-1} \sin x^{-1} = \dfrac{1}{3}}$
Jawaban c) 
Misalkan $y = \dfrac{1}{x}.$
Jika $x \to \infty$, maka $y \to 0.$ Dengan demikian, dapat ditulis
$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\cot \dfrac{1}{2x}} {\csc \dfrac{3}{x}} & = \lim_{y \to 0} \dfrac{\cot \dfrac{1}{2}y} {\csc 3y} \\ & = \lim_{y \to 0} \dfrac{\sin 3y} {\tan \dfrac{1}{2}y} \\ & = \dfrac{3}{\frac{1}{2}} = 6. \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{x \to \infty} \dfrac{\cot \dfrac{1}{2x}} {\csc \dfrac{3}{x}} = 6}$

[collapse]

Soal Nomor 13

Hitunglah nilai dari limit berikut.
a. $\displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{5^n-10^n}{3^{2n}}$
b. $\displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{4+2^{2n}}{3^n-2}$
c. $\displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{(-3)^n}{2^n+1}$
d. $\displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{3^{n+1}+5^{n+1}+7^{n+1}}{3^n + 5^n + 7^n}$

Pembahasan

Jawaban a)
Bagi setiap suku dengan $3^{2n}$, lalu gunakan sifat limit takhingga.
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{5^n-10^n}{3^{2n}} & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{\dfrac{5^n}{3^{2n}}-\dfrac{10^n}{3^{2n}}}{\dfrac{3^{2n}}{3^{2n}}} \\ & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{\left(\dfrac59\right)^n-\left(\dfrac{10}{9}\right)^n}{1} \\ & = \dfrac{0-\infty}{1} =-\infty \end{aligned}$$Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{5^n-10^n}{3^{2n}}=-\infty}$
Jawaban b)
Bagi setiap suku dengan $2^{2n}$, lalu gunakan sifat limit takhingga.
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{4+2^{2n}}{3^n-2} & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{\dfrac{4}{2^{2n}}+\dfrac{2^{2n}}{2^{2n}}}{\dfrac{3^n}{2^{2n}}-\dfrac{2}{2^{2n}}} \\ & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{\cancelto{0}{\dfrac{4}{4^n}} + \color{red}{1}}{\cancelto{0}{\left(\dfrac34\right)^n}-\cancelto{0}{\dfrac{2}{2^{2n}}}} \\ & = \infty \end{aligned}$$Catatan: Penyebut pada bentuk pecahan terakhir bernilai $0$ sehingga nilai limitnya takhingga, tetapi kita tidak boleh serta merta menuliskan $\dfrac{0+1}{0-0} = \infty$, karena bila demikian, hasilnya justru “tak terdefinisi”, bukan “takhingga”.
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{4+2^{2n}}{3^n-2} = \infty}$
Jawaban c)
Bagi setiap suku dengan $(-3)^n$, lalu gunakan sifat limit takhingga.
$$\begin{aligned} \displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{(-3)^n}{2^n+1} & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{\dfrac{(-3)^n}{(-3)^n}}{\dfrac{2^n}{(-3)^n}+\dfrac{1}{(-3)^n}} \\ & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{1}{\left(-\dfrac23\right)^n + \dfrac{1}{(-3)^n}} \\ & = \pm \infty \end{aligned}$$Limit di atas tidak ada (does not exist), karena untuk $n = 2k$ (genap) dan $n = 2k+1$ (ganjil), nilai limitnya berbeda.
Jawaban d)
Bagi setiap suku dengan $7^{n+1}$, lalu gunakan sifat limit takhingga.
$\begin{aligned} & \displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{3^{n+1}+5^{n+1}+7^{n+1}}{3^n + 5^n + 7^n} \\ & = \lim_{n \to \infty} \dfrac{\dfrac{3^{n+1}}{7^{n+1}}+\dfrac{5^{n+1}}{7^{n+1}}+\dfrac{7^{n+1}}{7^{n+1}}}{\dfrac{3^n}{7^{n+1}} + \dfrac{5^n}{7^{n+1}} + \dfrac{7^n}{7^{n+1}}} \\ & = \dfrac{0+0+1}{0+0+\dfrac17} = 7 \end{aligned}$
Jadi, nilai dari $\boxed{\displaystyle \lim_{n \to \infty} \dfrac{3^{n+1}+5^{n+1}+7^{n+1}}{3^n + 5^n + 7^n} = 7}$

[collapse]