Integral trigonometri merupakan perpaduan yang cukup rumit, yaitu menentukan nilai integral dari suatu fungsi trigonometri. Pemahaman kita tentang turunan fungsi trigonometri akan sangat membantu. Seperti yang telah dibahas pada artikel sebelumnya bahwa integral dan turunan merupakan topik yang saling berhubungan. Soal Turunan Fungsi Trigonometri berikut ini berformat pdf, pastikan pada smartphone atau PC teman-teman sudah ter-install aplikasi pdf reader seperti foxit, adobe reader dan sebagainya. Sebelum download pastikan melihat preview -nya terlebih dahulu untuk memastikan soal-soal Turunan Fungsi Trigonometri berikut sesuai dengan yang teman-teman perlukan atau tidak.
Darpublic Nopember 2013 www.darpublic.com 3. Turunan Fungsi Trigonometri, Trigonometri Inversi, Logaritmik, Eksponensial 3.1.
Turunan Fungsi Trigonometri Jika y = sin x maka dy d sin x sin( x + ∆x) − sin x = = dx dx ∆x sin x cos ∆x + cos x sin ∆x − sin x = ∆x Untuk nilai yang kecil, ∆x menuju nol, sin∆x = ∆x dan cos∆x = 1. Oleh karena itu d sin x = cos x dx Jika y = cos x maka (3.1) dy d cos x cos(x + ∆x) − cos x cos x cos ∆x − sin x sin ∆x − cos x = = = dx dx ∆x ∆x Jik ∆x menuju nol, maka sin∆x = ∆x dan cos∆x = 1. Oleh karena itu d cos x = − sin x dx (3.2) Turunan fungsi trigonometri yang lain tidak terlalu sulit untuk dicari. D tan x d sin x cos2 x − sin x(− sin x) 1 = = = sec2 x = 2 2 dx dx cos x cos x cos x d cot x d cos x − sin 2 x − cos x(cos x) −1 = = = − csc2 x = 2 dx dx sin x sin x sin 2 x d sec x d 1 0 − (− sin x) sin x = = = sec x tan x = 2 dx dx cos x cos x cos 2 x d csc x d 1 0 − (cos x ) − cos x = = = − csc x cot x = dx dx sin x sin 2 x sin 2 x Contoh-Contoh Dalam Praktik Rekayasa.
Berikut ini kita akan melihat turunan fungsi trigonometri dalam rangkaian listrik. Tegangan pada suatu kapasitor merupakan fungsi sinus vC = 200sin400t volt. Kita akan melihat bentuk arus yang mengalir pada kapasitor yang memiliki kapasitansi C = 2×10-6 farad ini. Hubungan antara tegangan kapasitor vC dan arus kapasitor iC adalah iC = C dvC dt Arus yang melalui kapasitor adalah iC = C dvC d = 2 × 106 × (200 sin 400t ) = 0,160 cos 400t ampere dt dt Daya adalah perkalian tegangan dan arus. Jadi daya yang diserap kapasitor adalah 1/6 Darpublic Nopember 2013 www.darpublic.com pC = vC iC = 200 sin 400t × 0,16 cos 400t = 32 cos 400t sin 400t = 16 sin 800t watt Bentuk kurva tegangan dan arus terlihat pada gambar di bawah ini. 200 vC iC pC 100 C C C 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 t detik -100 -200 Pada waktu tegangan mulai naik pada t = 0, arus justru sudah mulai menurun dari nilai maksimumnya.
Dengan kata lain kurva arus mencapai nilai puncak-nya lebih dulu dari kurva tegangan; dikatakan bahwa arus kapasitor mendahului tegangan kapasitor. Perbedaan kemunculan ini disebut perbedaan fasa yang untuk kapasitor besarnya adalah 90o; jadi arus mendahului tegangan dengan beda fasa sebesar 90o. Kurva daya bervariasi secara sinusoidal dengan frekuensi dua kali lipat dari frekuensi tegangan maupun arus. Variasi ini simetris terhadap sumbu waktu. Kapasitor menyerap daya selama setengah perioda dan memberikan daya selama setengah perioda berikutnya.
Secara keseluruhan tidak akan ada penyerapan daya netto; daya ini disebut daya reaktif. Arus pada suatu inductor L = 2,5 henry merupakan fungsi sinus terhadap waktu sebagai iL = −0,2cos400t ampere. Berapakah tegangan antara ujung-ujung induktor dan daya yang diserapnya? Hubungan antara tegangan induktor vL dan arus induktor iL adalah vL = L vL = L diL dt diL d = 2,5 × (− 0,2 cos 400t ) = 2,5 × 0,2 × sin 400t × 400 = 200 sin 400t dt dt Daya yang diserap inductor adalag tegangan kali arusnya.
PL = vL iL = 200 sin 400t × (−0.2 cos 400t ) = −40 sin 400t cos 400t = −20 sin 800t W Kurva tegangan, arus, dan daya adalah sebagai berikut. VL 200 iL pL 100 L L 0 L 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 tdetik -100 -200 Kurva tegangan mencapai nilai puncak pertama-nya lebih awal dari kurva arus.
Jadi tegangan mendahului arus atau lebih sering dikatakan bahwa arus ketinggalan dari tegangan (hal ini merupakan kebalikan dari kapasitor). Perbedaan fasa di sini juga 90o, artinya arus ketinggalan dari tegangan dengan sudut fasa 90o. Daya bervariasi secara sinus dan simetris terhadap sumbu waktu, yang berarti tak terjadi transfer energi netto; ini adalah daya reaktif. 2/6 Sudaryatno Sudirham, Turunan Fungsi Trigonometri, Logaritmik, Eksponensial Darpublic Nopember 2013 www.darpublic.com 3.2.