soal dan pembahasan matematika integral

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) SMA bidang studi Matematika IPA untuk materi pembahasan Integral Fungsi Aljabar yang meliputi integral tentu, integral tak tentu dan integral substitusi dari fungsi-fungsi aljabar.

Rumus-rumus integral yang digunakan :
1. ∫ axn dx = an+1xn+1 + C
2. ∫ (ax + b)n dx = 1a(n+1)(ax + b)n+1 + C
3. ∫ f(x).g(x)n dx = kn+1 g(x)n+1 + C
    dengan k = f(x)g(x) dan k konstan.


1. UN 2005
Hasil dari 103x3x2+1dx=...
A.  72
B.  83
C.  73
D.  43
E.  23

Pembahasan :
∫ 3x(3x2 + 1)12 dx
n = 12
k = 3x6x = 12

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 1212+1 (3x2 + 1)12+1 + C
⇒ 13(3x2 + 1)32 + C

Untuk batas x = 0 sampai x = 1
⇒ 13(3.12 + 1)32 − 13(3.02 + 1)32
⇒ 83 − 13 = 73

Jawaban : C


2. UN 2007
Diketahui 3a (3x2 + 2x + 1) dx = 25. Nilai 12a=...
A.  −4
B.  −2
C.  −1
D.  1
E.  2

Pembahasan :
3a (3x2 + 2x + 1) dx = 25
⇔ [x3 + x2 + x]3a = 25
⇔ (33 + 32 + 3) − (a3 + a2 + a) = 25
⇔ a3 + a2 + a − 14 = 0
Nilai a yang mungkin adalah faktor dari −14, yaitu :
±1, ±2, ±7, ±14.
Nilai a yang memenuhi adalah a = 2 karena
23 + 22 + 2 − 14 = 0

Jadi, 12a = 12. 2 = 1

Jawaban : D


3. UN 2008
Hasil dari 412xxdx=...
A.  −12
B.  −4
C.  −3
D.  2
E.  32

Pembahasan :
⇒ 41 2x32 dx
[232+1x32+1]41
[4x12]41
[4x]41
4441
= −2 − (−4)
= 2

Jawaban : D


4. UN 2009
Hasil dari ∫ (2x − 1)(x2 − x + 3)3 dx = ...
A.  13(x2 − x + 3)3 + C
B.  14(x2 − x + 3)3 + C
C.  14(x2 − x + 3)4 + C
D.  12(x2 − x + 3)4 + C
E.  (x2 − x + 3)4 + C

Pembahasan :
∫ (2x − 1)(x2 − x + 3)3 dx
n = 3
k = 2x12x1 = 1

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 13+1(x2 − x + 3)3+1 + C
⇒ 14(x2 − x + 3)4 + C

Jawaban : C


5. UN 2009
Diketahui a1 (2x − 3) dx = 12 dan a > 0. Nilai a = ...
A.  2
B.  3
C.  5
D.  7
E.  10

Pembahasan :
a1 (2x − 3) dx = 12
⇔ [x2 − 3x]a1 = 12
⇔ (a2 − 3a) − (12 − 3.1) = 12
⇔ a2 − 3a − 10 = 0
Nilai a yang mungkin adalah faktor dari −10, yaitu :
±1, ±2, ±5, ±10.
Nilai a yang memenuhi adalah a = 5 karena
52 − 3.5 − 10 = 0

Jawaban : C


6. UN 2009
Hasil dari ∫ (6x2 − 4x)x3x21 dx = ...
A.  233(x3x21)2+C
B.  23(x3x21)3+C
C.  43(x3x21)3+C
D.  433(x3x21)2+C
E.  23(x3x21)2+C

Pembahasan :
∫ (6x2 − 4x)(x3 − x2 − 1)12 dx
n = 12
k = 6x24x3x22x = 2(3x22x)3x22x = 2

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 212+1(x3 − x2 − 1)12+1 + C
⇒ 43(x3 − x2 − 1)32 + C
⇒ 43(x3x21)3+C

Jawaban : C


7. UN 2009
Diketahui p1 (x − 1)2 dx = 223. Nilai p yang memenuhi adalah...
A.  1
B.  113
C.  3
D.  6
E.  9

Pembahasan :
p1 (x − 1)2 dx = 83
⇔ [11(2+1)(x1)2+1]p1  = 83
⇔ [13(x1)3]p1  = 83
⇔ 13(p − 1)3 − 13(1 − 1)3  = 83
⇔ 13(p − 1)3 = 83
⇔ (p − 1)3 = 8
⇔ (p − 1)3 = 23
⇔ p − 1 = 2
⇔ p = 3

Jawaban : C


8. UN 2010
Nilai dari 312x(3x + 4) dx = ...
A.  88
B.  84
C.  56
D.  48
E.  46

Pembahasan :
312x(3x + 4) dx
⇒ 31(6x2 + 8x) dx
[2x3+4x2]31
= (2.33 + 4.32) − (2(−1)3 + 4(−1)2)
= 90 − 2
= 88

Jawaban : A


9. UN 2011
Hasil 42(−x2 + 6x − 8) dx = ...
A.  383
B.  263
C.  203
D.  163
E.  43

Pembahasan :
42(−x2 + 6x − 8) dx
[13x3+3x28x]42
= (−13.43 + 3.42 − 8.4) − (−13.23 + 3.22 − 8.2)
43

Jawaban : E


10. UN 2011
Hasil 2x+33x2+9x1dx=...
A.  23x2+9x1+C
B.  133x2+9x1+C
C.  233x2+9x1+C
D.  123x2+9x1+C
E.  323x2+9x1+C

Pembahasan :
∫ (2x + 3)(3x2 + 9x − 1)12 dx
n = 12
k = 2x+36x+9 = 2x+33(2x+3) = 13

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 1312+1(3x2 + 9x − 1)12+1 + C
⇒ 23(3x2 + 9x − 1)12 + C
⇒ 23(3x2+9x1)+C

Jawaban : C


11. UN 2012
Hasil dari 3x3x2+1dx=...
A.  23(3x2+1)3x2+1+C
B.  12(3x2+1)3x2+1+C
C.  13(3x2+1)3x2+1+C
D.  12(3x2+1)3x2+1+C
E.  23(3x2+1)3x2+1+C

Pembahasan :
∫ 3x(3x2 + 1)12 dx
n = 12
k = 3x6x = 12

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 1212+1 (3x2 + 1)12+1 + C
⇒ 13(3x2 + 1)32 + C
⇒ 13(3x2 + 1)3x2+1 + C

Jawaban : C


12. UN 2012
Nilai dari 41(x2 − 2x + 2) dx = ...
A.  12
B.  14
C.  16
D.  18
E.  20

Pembahasan :
41(x2 − 2x + 2) dx
[13x3x2+2x]41
= (13.43 − 42 + 2.4) − (13.13 − 12 + 2.1)
= 12

Jawaban : A


13. UN 2013
Hasil dari 203(x + 1)( x − 6) dx = ...
A.  −58
B.  −56
C.  −28
D.  −16
E.  −14

Pembahasan :
203(x + 1)( x − 6) dx
320(x2 − 5x − 6) dx
= 3[13x352x26x]20
= 3[(13.23 − 52.22 − 6.2) − 0]
= 3. 583
= −58

Jawaban : A


14. UN 2013
Hasil dari 2xx2+1dx=...
A.  13x2+1+C
B.  12x2+1+C
C.  2x2+1+C
D.  3x2+1+C
E.  6x2+1+C

Pembahasan :
∫ 2x(x2 + 1)12 dx
n = 12
k = 2x2x = 1

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 112+1(x2 + 1)12+1 + C
⇒ 2(x2 + 1)12 + C
⇒ 2x2+1 + C

Jawaban : C


15. UN 2014
Hasil ∫ (6x − 12)x24x+8 dx = ...
A.  13(x2 − 4x + 8)32 + C
B.  12(x2 − 4x + 8)32 + C
C.  23(x2 − 4x + 8)32 + C
D.  (x2 − 4x + 8)32 + C
E.  2(x2 − 4x + 8)32 + C

Pembahasan :
∫ (6x − 12)(x2 − 4x + 8)12 dx
n = 12
k = 6x122x4 = 3(2x4)2x4 = 3

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 312+1(x2 − 4x + 8)12+1 + C
⇒ 2(x2 − 4x + 8)32 + C

Jawaban : E


16. UN 2014
Hasil 10(x3 + 2x − 5) dx = ...
A.  164
B.  154
C.  0
D.  154
E.  164

Pembahasan :
10(x3 + 2x − 5) dx
[14x4+x25x]10
= (14.14 + 12 − 5.1) − 0
154

Jawaban : B


17. UN 2015
Hasil ∫ 4x(4x2 − 3)4 dx = ...
A.  110(4x2 − 3)5 + C
B.  15(4x2 − 3)5 + C
C.  25(4x2 − 3)5 + C
D.  (4x2 − 3)5 + C
E.  2(4x2 − 3)5 + C

Pembahasan :
∫ 4x(4x2 − 3)4 dx
n = 4
k = 4x8x = 12

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 124+1(4x2 − 3)4+1 + C
⇒ 110(4x2 − 3)5 + C

Jawaban : A


18. UN 2015
Nilai dari 41(3x1x)dx adalah...
A.  20
B.  12
C.  8
D.  4
E.  2

Pembahasan :
41(3x12 − x12) dx
[312+1x12+1112+1x12+1]41
[2x322x12]41
[2xx2x]41
= (2.4√4 − 2√4) − (2.1√1 − 2√1)
= 12 − 0
= 12

Jawaban : B


19. UN 2016
Hasil dari ∫ x(3x − 5)4 dx = ...
A.  154 (1 + 3x)(3x − 5)5 + C
B.  1108 (1 − 3x)(3x − 5)5 + C
C.  1270 (1 + 3x)(3x − 5)5 + C
D.  1108 (1 − 3x)(3x − 5)5 + C
E.  154 (1 + 3x)(3x − 5)5 + C

Pembahasan :
∫ x(3x − 5)4 dx

Misalkan :
u = 3x − 5 → x = u+53
du = 3 dx → dx = du3

Substitusi :
⇒ ∫ u+53u4 du3
⇒ 19∫ (u5 +5u4) du
19 (16u6 + u5 ) + C
19 (16u + 1)u5 + C
19 (u+66)u5 + C
154 (u + 6)u5 + C
154 (3x − 5 + 6)(3x − 5)5 + C
154 (3x + 1)(3x − 5)5 + C

Jawaban : E


20. UN 2016
Nilai dari 21(3x2 + 6x − 1) dx = ...
A.  3
B.  5
C.  9
D.  15
E.  18

Pembahasan :
21(3x2 + 6x − 1) dx
[x3+3x2x]21
= (23 + 3.22 − 2) − (13 + 3.12 − 1)
= 18 −3
= 15

Jawaban : D


21. UN 2016
Hasil dari 6x9x23x5dx adalah...
A.  2x23x5+C
B.  3x23x5+C
C.  6x23x5+C
D.  9x23x5+C
E.  18x23x5+C

Pembahasan :
∫ (6x − 9)(x2 − 3x − 5)12 dx
n = 12
k = 6x92x3 = 3(2x3)2x3 = 3

⇒ kn+1 g(x)n+1 + C
⇒ 312+1(x2 − 3x − 5)12+1 + C
⇒ 6(x2 − 3x − 5)12 + C
⇒ 6x23x5 + C