Berikut ini adalah kumpulan soal beserta pembahasannya mengenai analisis kurva kompleks (termasuk Kurva Yordan) dan integral kontur (integral garis) yang didapat dari berbagai referensi. Beberapa soal merupakan soal olimpiade tingkat perguruan tinggi bidang Analisis Kompleks dan juga soal-soal yang diujikan saat Ujian Akhir Semester (UAS) sehingga dapat dijadikan sebagai referensi/sumber belajar. Selamat belajar! Jika ada pertanyaan/perbaikan, silakan ajukan di kolom komentar.
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Bilangan Kompleks dan Perhitungannya
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Analisis Kompleks Tingkat Dasar Bagian 2
Quote by Vincent van Gogh
Hal terhebat tercipta dari rangkaian hal kecil yang disusun bersama-sama.
Persamaan Integral Cauchy
Jika analitik dalam domain yang terhubungkan sederhana, maka untuk sembarang titik dalam dan sembarang lintasan tertutup sederhana dalam yang melingkungi berlaku
Pengintegralannya dilakukan dalam arah berlawanan jarum jam.
Turunan dari Fungsi Hasil Integral Cauchy
Jika analitik dalam domain , maka mempunyai turunan semua ordo di dalam , yang semuanya juga analitik dalam . Nilai turunan di titik itu dinyatakan sebagai
Secara umum, dapat ditulis
atau
Soal Nomor 1
Tentukan nilai dari integral kompleks jika adalah setengah lingkaran dari ke .
Pembahasan
Dalam kalkulus, diketahui bahwa
Jadi,
Karena , berarti dapat ditulis,
[collapse]
Soal Nomor 2
Nilai dari jika dan terdiri atas dua penggal garis dari sampai dan dari sampai adalah
Pembahasan
Integral garis dalam kasus ini memberikan
Garis dari sampai sama dengan garis dari titik ke berarti sehingga .
Jadi, integralnya ditulis
Selanjutnya, garis dari sampai sama dengan garis dari titik ke berarti sehingga .
Jadi, integralnya ditulis
Ini berarti, nilai dari yang dimaksud adalah
[collapse]
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Fungsi Kompleks, Limit, dan Turunannya
Soal Nomor 3
Hitunglah dari ke sepanjang kurva yang diberikan oleh
- ;
- garis ke , kemudian dari ke .
Pembahasan
Jawaban a)
Diketahui berarti konjugatnya adalah
Titik dan berkaitan dengan dan (akan menjadi batas bawah dan atas integral). Selain itu, dari , diperoleh
Jadi, integral garisnya diberikan oleh
Jawaban b)
Integral garis yang diberikan adalah
Garis dari ke sama dengan garis dari titik ke sehingga , , dan integral garisnya adalah
Garis dari ke sama dengan garis dari titik ke sehingga , dan integral garisnya adalah
Jadi, nilai yang diinginkan adalah
[collapse]
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Integral dengan Metode Substitusi Aljabar dan Trigonometri
Soal Nomor 4
Tentukan letak dan nama kesingularan dari .
Pembahasan
Titik singular adalah titik saat suatu fungsi tidak memiliki turunan, sedangkan kesingularan adalah keadaan ketika suatu titik pada bidang kompleks menjadi titik singular.
Fungsi untuk kasus ini memiliki kesingularan kutub berderajat di (perhatikan penyebutnya).
Untuk memeriksa kesingularan di , andaikan bahwa dan sehingga
Dari bentuk ini, kita dapatkan bahwa tidak terjadi kesingularan saat , yang artinya tidak memiliki kesingularan di .
[collapse]
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Deret Laurent dalam Analisis Kompleks
Soal Nomor 5 (Soal ON-MIPA PT Seleksi Untan Tahun 2017)
Jika persegi panjang dengan titik sudut , dan , dengan berorientasi positif, nilai dari adalah
Pembahasan
adalah kurva yang membentuk bangun persegi pada bidang kompleks. Perhatikanlah bahwa titik singular integran, yaitu berada dalam , sedangkan tidak berada dalam Jadi, dapat ditulis
[collapse]
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – ON MIPA-PT Matematika Bidang Analisis Kompleks
Soal Nomor 6
Hitunglah integral kompleks
, adalah kurva dari menuju sepanjang sumbu kompleks.
Pembahasan
Integral ini dapat diselesaikan dengan metode substitusi.
Misal berarti atau sehingga
dengan adalah kurva hasil transformasi karena adanya perubahan variabel integrasi.
Perhatikan pada kurva :
(batas bawah)
(batas atas)
berarti pada kurva (permisalan ) berlaku
(batas bawah)
(batas atas)
Selanjutnya, kita siap menghitung integralnya.
Catatan: Perhatikan bahwa
[collapse]
Soal Nomor 7
Hitunglah dengan integral Cauchy.
Pembahasan
untuk setiap kontur (lintasan tertutup sederhana) yang melingkungi dan bernilai untuk setiap kontur yang tidak melingkungi .
[collapse]
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Fungsi Analitik dan Harmonik dalam Sistem Bilangan Kompleks
Soal Nomor 8
Hitunglah dengan menggunakan integral Cauchy.
Pembahasan
untuk setiap kontur yang melingkungi dengan terletak di dalam .
[collapse]
Soal Nomor 9
Integralkan dengan arah berlawanan jarum jam sepanjang lingkaran .
Pembahasan
Perhatikan bahwa adalah kurva berupa lingkaran yang berpusat di beradius .
untuk setiap kontur yang melingkungi termasuk dalam kasus ini .
[collapse]
Soal Nomor 10
Integralkan dengan arah berlawanan jarum jam sepanjang lingkaran .
Pembahasan
Perhatikan bahwa adalah kurva berupa lingkaran yang berpusat di beradius .
untuk setiap kontur yang melingkungi termasuk dalam kasus ini .
[collapse]
Soal Nomor 11
Integralkan dengan arah berlawanan jarum jam sepanjang lingkaran satuan.
Pembahasan
Perhatikan bahwa adalah kurva berupa lingkaran yang berpusat di beradius (lingkaran satuan).
untuk setiap kontur yang melingkungi termasuk dalam kasus ini .
[collapse]
Soal Nomor 12
Hitunglah integral kompleks .
Pembahasan
Fungsi merupakan fungsi analitik karena merupakan hasil perkalian polinom dan bentuk eksponensial yang keduanya merupakan fungsi analitik. (Ingat: suatu fungsi dikatakan analitik pada domain jika fungsinya terdefinisi dan dapat diturunkan pada setiap titik dari ). Lintasannya (pada integral) adalah yang merupakan lingkaran berpusat di titik asal dan berjari-jari sehingga merupakan lintasan tertutup. Menurut akibat Teorema Cauchy-Goursat, diperoleh
[collapse]
Soal Nomor 13
Hitunglah integral kompleks jika adalah persegi dengan titik-titik sudut .
Pembahasan
Perhatikan integran yang merupakan fungsi analitik. Karena lintasannya berupa persegi (lintasan tertutup), maka dengan menggunakan Teorema Cauchy-Goursat, dapat disimpulkan bahwa
[collapse]
Baca Juga: Soal dan Pembahasan – Residu Fungsi Kompleks dan Pengintegralannya
Soal Nomor 14
Integralkan fungsi berikut dalam arah berlawanan jarum jam sepanjang lingkaran satuan.
a.
b.
Pembahasan
Ingat bahwa
Dengan demikian,
Jawaban a)
Jawaban b)
[collapse]