Integral Tertentu (Definite Integral): Luas Area yang Dibatasi oleh Kurva

Integral dalam kalkulus dapat dipandang dari dua sudut yaitu sudut pandang integral sebagai anti-derivative dan sudut pandang integral sebagai luasan area yang dibatasi oleh kurva. Sebagai anti-derivative, integral dikenal sebagai integral tak tentu (Indefinite Integral) sedangkan sebagai luasan area di bawah kurva, integral dikenal sebagai integral terntentu (Definite Integral). Kali ini kita akan membahas mengenai integral tertentu melalui pendekatan yang dilakukan oleh seorang matematikawan bernama Riemann.

Perhatikan kurva fungsi y = f(x) di atas! Pernahkah kalian berpikir bagaimana caranya menghitung luas daerah di bawah kurva tersebut? (Daerah yang diarsir biru). Ada berbagai macam cara yang dapat digunakan untuk menghitung luas area tersebut. Namun, metode yang digunakan oleh Newton, Leibniz, Riemann dkk untuk menghitung luas area tersebut telah melahirkan cabang ilmu kalkulus. Bagaimana caranya mereka menghitung luas area tersebut? Mari kita pelajari.

Untuk menghitung luas area tersebut, Riemann membuat persegi panjang seperti gambar berikut:

Kalkulus Differensial: Gradien Garis Singgung

Masalah dasar pada kalkulus differensial yaitu masalah mencari gradien garis singgung (tangent) suatu kurva. Misal diberikan suatu fungsi y = f(x) dan suatu titik pada kurva fungsi tersebut yaitu P( x₀, y₀). Bagaimanakah cara mencari gradien garis singgung kurva y = f(x) di titik P ( x₀, y₀)? 

Untuk mencari gradien garis singgung pada suatu titik tertentu maka kita membutuhkan minimal dua titik pada garis singgung (Lihat artikel sebelumnya tentang gradien). Namun, kita hanya mempunyai satu titik yaitu titik P( x₀, y₀), titik kedua haruslah merupakan titik pada garis singgung dan dapat dicari menggunakan fungsi y = f(x). Hal ini tentu merupakan hal yang mustahil karena garis singgung selalu memotong kurva di satu titik. Lalu bagaimana cara mencari titik yang kedua agar gradien garis singgung di titik P( x₀, y₀) dapat ditentukan?

Pembuktian Teorema Pythagoras #1

Teorema Pythagoras cukup banyak dikenal dan telah banyak dipelajari mulai dari pelajar SD sampai pelajar tingkat perguruan tinggi. Berbagai macam metode pembuktian baik secara analitik maupun visual telah banyak beredar dan dipublikasikan melalui buku ataupun lewat dunia maya. Berikuti ini akan kita bahas salah satu metode pembuktian teorema Pythagoras yang cukup banyak dikenal, namun hanya sedikit yang benar-benar memahaminya. Perhatikan gambar berikut:

Sering sekali kita melihat gambar di atas yang merupakan salah satu cara membuktikan teorema Pythagoras. Namun, kebanyakan siswa hanyalah menerima bahwa teorema sudah terbukti dan gambar diatas hanya dilihat sekilas saja. Mari kita coba pahami proses pembuktian teorema Pythaggoras yang tersirat pada gambar di atas.

Metode Permutasi dan Faktorial Bilangan Asli

Suatu ketika kepala sekolah SMP Serayu akan membentuk kepanitiaan yang terdiri dari ketua, sekertaris dan bendahara dari 10 orang yang mencalonkan diri. Kepala sekolah tersebut pun mecoba-coba kemungkinan panitia yang bisa dia susun dengan ketujuh orang tersebut. Kemudian, kepala sekolah tersebut membuat list panitia yang dia susun. Namun, dia mulai kebingungan berapa banyak sebenarnya susunan yanng dapat dibuat untuk posisi ketua, bendahara, dan sekertaris dari ketujuh orang tersebut.

Masalah di atas merupakan contoh masalah yang bisa diselesaikan dengan kaidah pencacahan metode pengisian tempat atau metode permutasi. Metode pencacahan telah dijelaskan pada artikel sebelumnya. Oleh karena itu, kali ini kita akan belajar metode permutasi. Namun sebelum masuk pada penggunaan metode permutasi, perlu diketahui terlebih dahulu tentang faktorial bilangan asli.

Kaidah Pencacahan: Metode Pengisian Tempat (Filling Slots)

Suatu saat Ani akan pergi ke taman bermain bersama teman-temannya. Namun, dia bingung memilih baju dan celana yang akan di pakai. Dia memiliki dua baju yang berwarna abu-abu dan warna merah. Sedangkan celananya ada tiga jenis yaitu celana warna biru, pink dan hijau. Pertama, Ani mencoba pasangan baju abu-abu dan celana hijau. Namun, kemudian dia mencoba lagi pasangan yang lain. Ani kemudian ingin mencoba semua pasangan baju yang mungkin dia pakai. Tahukah kalian sebenarnya berapa banyak pasanng baju dan celana yang mungkin dipakai oleh Ani?

Masalah diatas merupakan contoh masalah tentang kaidah pencacahan (counting rules). Ada beberapa metode yang bisa digunakan untuk menghitung banyak cara yang mungkin terjadi dari suatu percobaan. Metode-metode tersebut adalah: 1) Filling slots (Pengisian tempat/kaidah perkalian), 2) Permutasi, dan 3) Kombinasi. Topik kali ini hanya akan membahas satu metode dulu yaitu filling slots atau sering pula disebut sebagai kaidah pengisian tempat dan kaidah perkalian. Contoh masalah diatas tadi dapat pula diselesaikan dengan metode pengisian tempat. Bagaimana metode filling slots digunakan akan kita bahas nanti.

Langkah-Langkah Menggambar Grafik Fungsi Kuadrat

Artikel kali ini akan membahas cara mudah menggambar grafik fungsi kuadrat pada bidang koordinat kartesius. Materi ini diajarkan pada jenjang SMA kelas X. Sebelum kita mulai menggambar grafik fungsi kuadrat, perlu diingat kembali beberapa konsep tentang fungsi kuadrat. Apa sajakah itu?

Fungsi kuadrat memiliki bentuk umum yaitu f(x) = ax² + bx + c dengan nilai a tidak sama dengan 0. Fungsi kuadrat memiliki nilai determinan (D) yang dapat dihitung dengan cara D = b² – 4ac  . Determinan dapat digunakan untuk menyelidiki banyak dan jenis akar penyelesaian persamaan kuadrat yang diperoleh dari fungsi kuadrat, yang dibedakan menjadi tiga yaitu:

1. Jika D > 0 maka persamaan kuadrat memiliki dua akar real berbeda
2. Jika D = 0 maka persamaan kudrat memiliki dua akar real kembar
3. Jika D < 0 maka persamaan kuadrat memiliki akar yang imaginer (tidak real).

Akar penyelesaian suatu persamaan kuadrat sejatinya juga merupakan titik potong grafik fungsi kuadrat dengan sumbu X. Oleh karena itu, jika D > 0 maka grafik akan memotong sumbu X di dua titik berbeda. Jika D = 0 maka grafik akan memotong sumbu X di satu titik alias menyinggung sumbu X. Jika D < 0 maka grafik tidak memotong sumbu X.

Menghitung Luas Persegi dan Persegi Panjang: Konsep Dasar

Di SD kelas 5, siswa dituntunt untuk bisa memahami konsep luas bangun datar seperti persegi dan persegi panjang. Biasanya siswa akan diminta untuk menghafal rumus luas untuk menghitung luas persegi dan persegi panjang. Terkadang ini membuat siswa kurang bisa memahami dengan baik apa itu luas persegi dsb. Ada pula yang susah membedakan anatar kelliling dan luas sampai-sampai terkutar dalam menggunakan rumus. Artikel kali ini memcoba untuk mengenalkan konsep luas melalui luas persegi panjang dan persegi dengan harapan mampu memberikan tambahan pengetahuan bagi siswa. Tentu di akhir proses investigasi, akan dikenalkan pula rumus luas persegi dan persegi panjang.

Luas suatu daerah adalah banyaknya persegi satuan yang diperlukan untuk menutup daerah tersebut dengan tepat tanpa kuranng dan lebih. Persegi satuan sendiri adalah persegi dengan panjang sisi 1 satuan. Jika satuan yang dipakai adalah 1 cm, maka persegi satuannya adalah 1 cm². Sekarang perhatikan contoh bangun datar berikut:

Pemrograman Linear: Metode Garis Selidik

Salah satu ilmu matematika yang banyak digunakan untuk memecahkan masalah efisiensi produksi, waktu maupun distribusi adalah pemrograman linear. Pada masa perang dunia II, sejarah mencatat berkat keberhasilan para matematikawan memecahkan masalah pemrograman linear, Amerika mampu memenangi perang melawan Jepang karena lebih memiliki strategi yang efisien. Pemrograman linear sendiri konsep dasarnya sudah dipelajari sejak SMP kelas VIII. Namun, siswa baru benar-benar berkenalan dan belajar pemrograman linear di bangku SMA kelas XII.

Masalah pada pemrograman linear terbagi menjadi dua bagian yaitu constrains (kendala) dan fungsi tujuan. Fungsi tujuan berupa fungsi yang merujuk pada tujuan yang ingin dicapai seperti meminimalkan biaya produksi dan distribusi atau memaksimalkan keuntungan yang diperoleh. Sedangkan, kendala berperan sebagai batasan yang harus dipenuhi dalam mencapai tujuan misalnya total waktu produksi tidak lebih dari 24 jam atau banyaknya bahan produksi yang tersedia hanya 100 kg. Fungsi tujuan dalam pemrograman linear biasanya menuju pada dua tujuan yaitu memaksimalkan atau meminimalkan. Fungsi tujuan yang memaksimalkan biasanya berupa permasalahan tertang terbatasnya waktu, biaya, bahan, atau tenaga (sumber daya). Di lain pihak, fungsi tujuan yang meminimalkan biasanya berupa permasalahan tentang distribusi, biaya produksi, waktu yang diperlukan, dsb.

Masalah pemrograman linear biasanya disajikan dalam dua jenis yaitu 1) masalah dalam bentuk persamaan matematika dan 2) masalah dalam bentuk soal cerita. Untuk lebih mudah memahami tentang pemrograman linear, pada artikel ini akan dibahas satu contoh masalah terlebih dahulu yaitu contoh masalah dalam bentuk persamaan matematika. Sedangkan, masalah dalam bentuk soal cerita akan dibahas pada artikel lain.

Gradien Garis Lurus: Derajat Kemiringan Garis

Perhatikan gambar keempat mobil berikut yang berjalan di jalan: 

Mobil-mobil tersebut sedang melewati jalan yang berbeda-beda. Mobil biru ada di jalan turunan yang cukup curam. Mobil oranye berada pada jalan yang rata dan landai. Mobil merah dan mobil hijau berada pada jalan menanjak tetapi jalan yang dilewati mobil merah jauh lebih landai. Jalan yang dilewati mobil hijau jauh lebih curam. Dalam geometri, untuk menyatakan tingkat kemiringan jalan apakah itu menurun, landai, naik , atau menanjak dinamakan gradien. Jika jalan yang dilewati mobil diatas bisa diandaikan sebagai suatu garis lurus maka gradien secara formal didefinisikan sebagai suatu nilai yang menyatakan derajat kamiringan suatu garis lurus.

Mencari Nilai Rata-Rata dari Data Tunggal atau Data Kelompok

Mencari nilai rata-rata suatu data sudah dipelajari sejak kelas 6 SD dimulai dengan mencari nilai rata-rata dari suatu data tunggal. Pada jenjang SMP dan SMA siswa akan dintuntut untuk bisa mencari nilai rata-rata dari suatu data yg direpresentasikan dengan grafik, tablel, ogif, atau diagram. Secara umum ada tiga jenis data yaitu data tunggal, data tunggal berfrekuensi, dan data kelompok. Berikut akan dipelajari cara mencari rata-rata dari ketiga jenis representasi data melalui contoh dari kehidupan sehari-hari:

a.       Mencari nilai rata-rata dari data tunggal (Mean)

Seorang guru menunjukkan data tinggi badan dari sembilan siswa yang akan ikut kompetisi olahraga. Data tinggi badan sembilan siswa tersebut dalam centimeter adalah: 150, 160, 155, 156, 152, 162, 158, 157, dan 161 cm.

Berapakah rata-rata tinggi badan siswa yang akan mengikuti kompetisi olahraga?