kuliah kalkulus 2 tahun 2013

Upload: restu-aprilianto

Post on 07-Jul-2018

222 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    1/156

    1

    CALCULUS 2

    BY:

    GUNARTO,M.EngDepartment of Mechanical Engineering

    Muhammadiyah University of Pontianak

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    2/156

    2

    CALCULUS 2

    Referensi :

    1.Paul A.Foerster,   Calculus Concepts and  Applications , Key Curriculum Press, 2005

    2.Jerrold Marsden &Alan Weinstein,   CalculusI,II,III , Springer Verlag New York Inc.,1985

    3.Paul Dawkin,  Calculus II , 2007

    4.John Bird ,Higher Engineering Mathematics ,Fifth Edition, Published by Elsevier Ltd.,2006

    5.Benjamin Crowell,Calculus, Light and Matter,2010

    6.K.A.Stroud,   Engineering Mathematics ,

    Industrial Press,Inc. New york, 2001

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    3/156

    3

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    4/156

    4

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    5/156

    5

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    6/156

    6

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    7/156

    7

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    8/156

    8

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    9/156

    9

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    10/156

    10

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    11/156

    11

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    12/156

    12

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    13/156

    13

    Find;

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    14/156

    14

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    15/156

    15

    Find;

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    16/156

    16

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    17/156

    17

    Find;

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    18/156

    18

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    19/156

    19

    Find;

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    20/156

    20

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    21/156

    21

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    22/156

    22

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    23/156

    23

    Contoh soal:

    1.Tentukanlah integral berikut :

    2.a.Tentukanlah I = diketahui bahwa I =25

    apabila x =3b.Tentukanlah I = diketahui bahwa I =16

    apabila x = 2

    dxxcos2h. sin5.

     dxxg. 6

    .

    4 j. dx8f. 3.

    xi. sece. .

    1/2

    x

    -326

     xdxd 

    dx x

    c

    dxdxeb

    dx xdxdx xa

     x

    dx x24

    dx5

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    24/156

    24

    1.

    2.

    3.

    4.

    5.

    6.

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    25/156

    25

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    26/156

    26

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    27/156

    27

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    28/156

    28

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    29/156

    29

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    30/156

    30

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    31/156

    31

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    32/156

    HOMEWORK!

    FIND:

    32

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    33/156

    33

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    34/156

    34

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    35/156

    35

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    36/156

    36

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    37/156

    37

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    38/156

    38

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    39/156

    39

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    40/156

    40

    C

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    41/156

    41

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    42/156

    42

    k

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    43/156

    43

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    44/156

    44

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    45/156

    45

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    46/156

    46

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    47/156

    47

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    48/156

    48

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    49/156

    49

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    50/156

    50

    +C

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    51/156

    51

    +C

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    52/156

    52

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    53/156

    53

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    54/156

    54

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    55/156

    55

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    56/156

    56

    a x

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    57/156

    57

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    58/156

    58

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    59/156

    59

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    60/156

    60

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    61/156

    61

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    62/156

    62

    Homework!

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    63/156

    63

    Homework!

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    64/156

    64

    Homework!

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    65/156

    65

    Homework!

    INTEGRASI DENGAN PECAHAN PARSIAL

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    66/156

    INTEGRASI DENGAN PECAHAN PARSIAL

    Pernyataanseperti tidak

    muncul dalam daftar integral standarkita,tetapi sebenarnya muncul pada banyakpenerapan matematis.

    Sebenarnya,

    C  x

    dx

     x

    dx

     x

    dx

     x x

     xdx

     x x

     x

     sehingga x x x x

     x x x

     x

    )12ln(2

    1 5)(xln3 

    12

    1

    5

    3

    )12)(5(

    87

    5112

    87

    121

    53

    )12)(5(87

    511287

    2

    2

    dx x x

     x

    5112

    872

    18/03/2013 Gunarto

    Aturan-aturan dari pecahan parsial adalah sbb:

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    67/156

    Aturan-aturan dari pecahan parsial adalah sbb:

    a.Pembilang dari fungsi yang diberikan harusmemiliki derajat yang lebih rendah daripadapenyebutnya.Jika tidak demikian, makapertama-tama bagilah dengan menggunakanpembagian panjang.

    b.Faktorkan penyebutnya menjadi faktor-faktor prima.Ini penting karena faktor-faktoryang diperoleh akan menentukan bentuk daripecahan parsial.

    18/03/2013 Gunarto

    c Faktor linear (ax + b) menjadi pecahan

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    68/156

    c.Faktor linear (ax + b) menjadi pecahanparsial

    d.Faktor linear (ax + b)2 menjadi pecahanparsial

    e.Faktor linear (ax + b)3 menjadi pecahanparsial

    2)(   bax

     B

    bax

     A

    18/03/2013 Gunarto

    bax

     A

    32 )()(   baxC 

    bax B

    bax A

    f Faktor kuadratik (ax2 + bx + c) menjadi

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    69/156

    f. Faktor kuadratik (ax + bx + c) menjadipecahan parsial

    cbxax B Ax

    2

    18/03/2013 Gunarto

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    70/156

    70

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    71/156

    71

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    72/156

    72

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    73/156

    73

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    74/156

    74

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    75/156

    75

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    76/156

    76

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    77/156

    77

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    78/156

    78

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    79/156

    79

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    80/156

    80

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    81/156

    81

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    82/156

    82

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    83/156

    83

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    84/156

    84

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    85/156

    85

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    86/156

    86

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    87/156

    87

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    88/156

    88

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    89/156

    89

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    90/156

    90

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    91/156

    91

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    92/156

    92

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    93/156

    93

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    94/156

    94

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    95/156

    95

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    96/156

    96

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    97/156

    97

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    98/156

    98

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    99/156

    99

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    100/156

    100

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    101/156

    101

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    102/156

    102

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    103/156

    103

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    104/156

    104

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    105/156

    105

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    106/156

    106

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    107/156

    107

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    108/156

    108

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    109/156

    109

    Determine:

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    110/156

    110

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    111/156

    111

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    112/156

    112

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    113/156

    113

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    114/156

    114

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    115/156

    115

    Above 

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    116/156

    116

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    117/156

    117

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    118/156

    118

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    119/156

    119

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    120/156

    120

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    121/156

    121

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    122/156

    122

     below

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    123/156

    123

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    124/156

    124

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    125/156

    125

    figure

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    126/156

    126

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    127/156

    127

    Figure

    Figure

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    128/156

    128

    the figure

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    129/156

    129

    the figure

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    130/156

    130

    figure

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    131/156

    131

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    132/156

    132

    Homework!

    D t i

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    133/156

    133

    Determine:

    The velocity v of a body t seconds after a certaininstant is: (2t2 + 5) m/s. Find by integration how

    far it moves in the interval from t=0 to t=4 s

    Sketch the graph y = x3 +2x2 - 5x - 6 between x=-3

    and x=2 and determine the area enclosed by the

    curve and the x-axis

    Determine the area enclosed between the

    curves y = x2 +1 and y=7-x

    (a) Determine the coordinates of the points of 

    intersection of the curves y = x2 and y2 = 8x.

    (b) Sketch the curves y = x2 and y2 = 8x on the same

    axes.

    (c) Calculate the area enclosed by the two curves

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    134/156

    134

    The curve y=x2+4 is rotated one revolutionabout the x-axis between the limits x=1 and

    x=4. Determine the volume of the solid of 

    revolution produced

    Two parabolas y=x2 and y2=8x is rotated

    360° about the x-axis and y-axis. Determinethe volume of the solid produced

    Centroids of simple shapes

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    135/156

    135

    A lamina is a thin flat sheet having uniform thickness.

    The centre of gravity of a lamina is the point where it balances perfectly, i.e. the   lamina’s   centre of mass.

    When dealing with an area (i.e. a lamina of negligible

    thickness and mass) the term centre of area or  centroid

    is used for the point where the centre of gravity of a

    lamina of that shape would lie.

    Centroids

    The first moment of area

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    136/156

    136

    The first moment of area is defined as the product of the area

    and the perpendicular distance of its centroid from a given axis inthe plane of the area. In Fig. above the first moment of area Aabout axis XX is given by (Ay) cubic units.

    Centroid of area between a curveand the  x -axis

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    137/156

    137

    The Figure shows an area PQRS bounded by thecurve y=f(x), the x-axis and ordinates x=a andx=b. Let this area be divided into a large numberof strips, each of width  δx.A typical strip is shown shaded drawn at point

    (x,y) on f(x).The area of the strip is approximately rectangularand is given by yδx. The centroid, C, hascoordinates (x, y/2).

    First moment of area of shaded strip about axis

    Oy= yδxx=xyδx.

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    138/156

    138

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    139/156

    139

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    140/156

    140

    Centroid of area between a curve and the y -axis

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    141/156

    141

    If x and y are the distances of the centroid of area EFGH in the Figurefrom Oy and Ox respectively, then, by similar reasoning as above:

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    142/156

    142

    Show, by integration, that the centroid of a rectangle

    lies at the intersectionof the diagonals

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    143/156

    143

    lies at the intersectionof the diagonals

    Determine by integration the position of the centroid of the area

    enclosed by the line y=4x, the x-axis and ordinates x=0 and x=3

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    144/156

    144

    enclosed by the line y 4x, the x axis and ordinates x 0 and x 3

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    145/156

    145

    Determine the co-ordinates of the centroid of thearea lying between the curve y=5x-x2 and the x-axis

    Locate the centroid of the area enclosed by the curvey=2x2, the y-axis and ordinates y=1 and y=4,correct to 3 decimal places

    Locate the position of the centroid enclosed by thecurves y=x2 and y2=8x

    Second moments of area and radius of gyration

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    146/156

    146

    Second moment of area of regular sections

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    147/156

    147

    The procedure to determine the second moment of area of regular sections about a given axis is (i) to find the secondmoment of area of a typical element and (ii) to sum all suchsecond moments of area by integrating between appropriatelimits.

    b

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    148/156

    148

    In Figure, axis GG passes through thecentroid C of area A. Axes DD and GG are inthe same plane, are parallel to each other

    d di t d t Th ll l iD

    Parallel axis theorem

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    149/156

    149

    and distance d apart. The parallel axistheorem states:

    Using the parallel axis theorem the secondmoment of area of a rectangle about an axisthrough the centroid may be determined. Inthe rectangle shown in Figure,

    D

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    150/156

    150

    12

    83

    2

    3

    3

    3

    32

    2

    3

    2

    2

    32

    2

    2

    2

    2

    22

    bh I 

    hb yb I 

     y

    bdy yb I 

    bdy ydA y I 

    h

    h

    h

    h

    h

    h

    h

    h

    dA y I  x2

    b

    h

    b

     yh

    w

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    151/156

    151

    12

    43

    43

    3

    44

    0

    43

    0

    32

    0

    2

    bh I 

    hh

    h

    b I 

     yhy

    h

    b I 

    dy yhyh

    b I 

    dy yhh

    b y I 

     yhh

    bw

     x

     x

    h

     x

    h

     x

    h

     x

    Determine the second moment of area and the radius of gyration about axes AA, BB and CC for the rectangle

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    152/156

    152

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    153/156

    153

    Determine the second moment of areaand radius of gyration for the semicircleshown in Figure about axis XX

    Determine the second moment of areaand radius of gyration about axis QQ of 

    the triangle BCD shown in Figure

    Find the second moment of area andthe radius of gyration about axis for therectangle shown in Figure.

    Second moments of areas of composite areas

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    154/156

    154

    Determine the second moment of area and the radius of gyration about axis XX for the I-section shown in Figure.

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    155/156

    155

    Homework!

  • 8/18/2019 KULIAH Kalkulus 2 Tahun 2013

    156/156

    For the sections shown in Figure, find the second momentof area and the radius of gyration about axis XX.