Soal dan Pembahasan Integral Fungsi Trigonometri


Soal 1: SBMPTN 2018 Kode 527

Hasil dari ∫π60cos 2x . cos x dx=... 
(A) 
56
(B) 
46
(C) 
512
(D) 
−512
(E) 
−56

PEMBAHASAN:
Kita gunakan indentitas trigonometri:
cos A . cos B =12cos(A+B)+12cos(A−B)

Sifat trigonometri di atas kita gunakan untuk menyederahanakan bentuk soal menjadi seperti berikut ini:

∫π60cos 2x . cos x dx
=∫π6012(cos (3x) + cos (x) )dx
=12[13sin (3x) +sin x ]Ï€60
=12([13sin (3.Ï€6) +sin Ï€6 ]−[13sin (3 . 0 ) +sin 0 ])
=12(13+12−0)
=12 . 56=512

Pilihan jawabannya adalah (C)

Soal 2: SIMAK UI 2018 Kode 421

Jika ∫0−2(cos(Ï€+Ï€kx2)+9x2−10x+14k+12)dx=(k−9)(k−11) untuk nilai k bilangan bulat, maka k2−14=...
(A) 
140
(B) 
135
(C) 
130
(D) 
125
(E) 
120

PEMBAHASAN:
∫0−2(cos(π+πkx2)+9x2−10x+14k+12)dx=(k−9)(k−11)

∫0−2(cos(π+πkx2)+9x2−10x+14k+12)dx
[2πksin(π+πkx2)+3x3−5x2+14xk+12]0−2
=[2πksin(π+πk(0)2)+3(0)3−5(0)2+140(0)k+12]0−2
−[2πksin(π+πk(−2)2)+3(−2)3−5(−2)2+140(−2)k+12]0−2
=[2Ï€ksin Ï€ ]−[2Ï€ksin (π−πk)+−24−20−28k+12 ]
=[0]−[2Ï€ksin Ï€(1−k)+−72k+12 ]
=−[0−72k+12 ]
=72k+12

sehingga
72k+12=(k−9)(k−11)
72=(k−9)(k−11)(k+12)
k3−8k2−141k+1116=0
(k−12)(k2+4k+93)=0
k=12

maka k2−14=144−14=130

Pilihan jawabannya adalah (C)

Soal 3: SBMPTN 2017 Kode 106

Jika ∫4−4f(x)(sin x +1)dx=8, dengan f(x) fungsi genap dan ∫4−2f(x)dx=4, maka ∫0−4f(x)dx=...
(A) 
0
(B) 
1
(C) 
2
(D) 
3
(E) 
4

PEMBAHASAN:

Konsep: Pada fungsi genap berlaku:

  • f(−x)=f(x)
  • Ciri fungsi genap pada integral adalah: ∫a−af(x)dx=2∫a0f(x)dx
  • Bentuk grafik fungsi simetris dengan pusat sumbu y

Konsep: Pada fungsi ganjil berlaku:

  • f(−x)=−f(x)
  • Ciri fungsi ganjil pada integral adalah: ∫a−af(x)dx=0
  • Bentuk grafik fungsi simetris dengan pusat sumbu (0,0)
∫4−4f(x)(sin x +1)dx=8
∫4−4f(x)sin x dx+∫4−4f(x)dx=8

karena fungsi f(x) fungsi genap dan sin x  fungsi ganjil maka f(x)sin x  merupajan fungsi ganjil sehingga berlaku ∫4−4f(x)sin x dx=0 dan ∫4−4f(x)dx=2∫40f(x)dx

∫4−4f(x)sin x dx+∫4−4f(x)dx=8
0+∫4−4f(x)dx=8
2∫40f(x)dx=8
∫40f(x)dx=4

∫4−2f(x)dx=4
∫0−2f(x)dx+∫40f(x)dx=4
∫0−2f(x)dx+4=4
∫0−2f(x)dx=0

Pilihan yang sesuai adalah (A)

Soal 4: EBTANAS Matematika SMA IPA 2003

Nilai dari ∫π40sin 5x . sin x dx=... 
(A) 
−12
(B) 
−16
(C) 
112
(D) 
18
(E) 
212

PENYELESAIAN:
Kita gunakan indentitas trigonometri:
sin A . cos B =−12cos(A+B)+12cos(A−B)

Sifat trigonometri di atas kita gunakan untuk menyederahanakan bentuk soal menjadi seperti berikut ini:

∫π40sin 5x . sin x dx
=∫π40(−12cos 6x +12 cos 4x )dx
=[−12 . 16 sin 6x+12 .14 sin 4x]Ï€40
=[−112 sin 2700+18 sin 1800]−[−112 sin 00+18 sin 00]
=[−112 (−1)+18 (0)]−[−112 (0)+18 (0)]
=112

Pilihan jawabannya adalah (C)

Soal 5: EBTANAS Matematika SMA IPA 1997

Nilai ∫xsin(x2+1)dx=... 
(A) 
−cos(x2+1)+C
(B) 
−cos(x2+1)+C
(C) 
−12cos(x2+1)+C
(D) 
12cos(x2+1)+C
(E) 
−2cos(x2+1+C)

PEMBAHASAN:
Misalkan:
u=x2+1 maka dudx=2x atau du=2xdx, maka

∫xsin(x2+1)dx
=∫sin(x2+1)xdx
=∫xsin(u)12du  
=12∫xsin(u)du
=12(−cos u)+C       
=−12cos(x2+1)+C  

Pilihan jawaban yang benar adalah (C)  

Soal 6: EBTANAS Matematika SMA IPA 1990

Hasil dari ∫cos x cos 4x dx=... 
(A) 
−15sin 5x âˆ’13sin 3x +C
(B) 
110sin 5x +16sin 3x +C
(C) 
25sin 5x +25sin 3x +C
(D) 
12sin 5x +12sin 3x +C
(E) 
−12sin 5x âˆ’12sin 3x +C

PEMBAHASAN:
Kita gunakan indentitas trigonometri:
cos A . cos B =12cos(A+B)+12cos(A−B), maka

∫cos x cos 4x dx
=∫(12cos 5x +12cos 3x )dx
=12.15sin 5x +12.13sin 3x +C
=110sin 5x +16sin 3x +C

Pilihan jawabannya adalah (B)

Soal 7: EBTANAS Matematika SMA IPA 1988

Nilai ∫sin5 x cos x dx=... 
(A) 
16sin6 x +C
(B) 
16cos6 x +C
(C) 
−16sin6 x +C
(D) 
−16cos6 x +C
(E) 
14sin4 x +C

PEMBAHASAN:
Misalkan:
u=sin x  maka dudx=cos x  atau du=cos x dx

∫sin5 x cos x dx
=∫(sin x )5cos x dx  
=∫(u)5du
=15+1(u)5+1+C
=16(u)6+C
=16(sin x )6+C
=16sin6 x +C

Pilihan jawabannya adalah (A)

Soal 8: EBTANAS Matematika SMA IPA 1990

Nilai âˆ«Ï€60sin (x+Ï€3) . cos (x+Ï€3) dx=... 
(A) 
−14
(B) 
−18
(C) 
18
(D) 
14
(E) 
38

PEMBAHASAN:
Kita gunakan indentitas trigonometri:
sin A . sin B =12sin(A+B)+12sin(A−B)

∫π60sin (x+Ï€3) . cos (x+Ï€3) dx
=∫π60[12sin (2x+Ï€3) +12 sin (0) ]dx
=∫π60[12sin (2x+2Ï€3) +12 sin (0) ]dx
=∫π6012sin (2x+2Ï€3) dx
=12[−12cos(2x+2π3)]π60
=−14[cos(2.π6+2π3)−cos(0+2π3)]
=−14[cos Ï€ âˆ’cos 2Ï€3]
=−14[−1−(−12)]
=−14[−12]=18


Pilihan jawabannya adalah (C)

Soal 9: EBTANAS Matematika SMA IPA 1990

Nilai âˆ«Ï€60(sin 3x +cos 3x )dx=... 
(A) 
23
(B) 
13
(C) 
0
(D) 
−12
(E) 
−23

PEMBAHASAN:
∫π60(sin 3x +cos 3x )dx 
=[−13 . cos 3x +13.sin 3x ]Ï€60 
=[−13 . cos 3(Ï€6) +13.sin 3(Ï€6) ]−[−13 . cos 3(0) +13.sin 3(0) ]
=[−13 . cos (Ï€2) +13.sin (Ï€2) ]−[−13 . cos (0) +13.sin (0) ]
=13+13
=23

Pilihan jawabannya adalah (A)

Soal 10: EBTANAS Matematika SMA IPA 2004

Hasil dari ∫cos x cos 4x dx=... 
(A) 
−8(2x+6)sin 2x âˆ’4sin 2x +C
(B) 
−8(2x+6)sin 2x +4sin 2x +C
(C) 
−8(x+3)sin 2x âˆ’4sin 2x +C
(D) 
−8(x+3)sin 2x +4sin 2x +C
(E) 
8(x+3)sin 2x âˆ’4sin 2x +C

PEMBAHASAN:
Kita gunakan indentitas trigonometri:
cos A . cos B =12cos(A+B)+12cos(A−B)

Sifat trigonometri di atas kita gunakan untuk menyederahanakan bentuk soal menjadi seperti berikut ini:

∫cos x . cos 4x dx
=∫12(cos (5x) + cos (3x) )dx
=12[15sin (5x) +13sin 3x ]+C
=110sin 5x +16sin 3x +C

Pilihan jawabannya adalah (C)