Pengintegralan dengan Teknik Substitusi dan Parsial (Integral Part 2) M4THLAB
Summary
TLDRIn this video, Deni Handayani from Metlife channel explores advanced techniques for solving integrals that can't be handled with basic methods. The video covers two key techniques: substitution and partial integration. Through detailed examples, Deni demonstrates how to apply substitution to simplify integrals involving complex functions, and how to use partial integration when substitution isn't viable. The tutorial also includes step-by-step solutions to integral problems, providing clear explanations to help viewers understand and apply these advanced methods in their own studies.
Takeaways
- π The video is an educational tutorial focused on solving integral problems that cannot be solved using basic formulas, introducing two techniques: substitution and partial integration.
- π The first technique discussed is substitution, where the instructor provides a step-by-step example of integrating a function involving a square root and a quadratic term.
- π The process of substitution involves redefining parts of the integral into a new variable, simplifying the integral, and then retransforming it back to the original variable.
- π’ An example integral given is \( \int (2x \sqrt{x^2 + 6}) \, dx \), which is solved by substituting parts of the expression with a new variable 'u'.
- βοΈ The derivative of the new variable 'u' is related to the original variable 'x', and the differential 'dx' is adjusted accordingly to 'du'.
- π The second technique introduced is partial integration, which is suitable for integrals where the integrand is a product of two functions, and there's a clear inner and outer function.
- π The formula for partial integration is given as \( \int u \, dv = uv - \int v \, du \), and the instructor demonstrates how to apply it to an integral involving a product of 'x' and a polynomial.
- π The video provides a detailed example of applying partial integration to solve \( \int x(x + 4)^5 \, dx \), including finding the 'u' and 'dv' components and integrating 'dv'.
- π The importance of recognizing when to use substitution or partial integration based on the structure of the integral is emphasized, with substitution being more appropriate for higher powers inside the root or bracket.
- π The final solutions for the integrals are presented in a simplified form, showing the result of the integration process and the reintroduction of the original variable.
- π The tutorial concludes with a reminder to watch the video to the end for a complete understanding, indicating that the video is part of a series on integral concepts.
Q & A
What are the two main techniques discussed in the video for solving integral problems that cannot be solved using basic methods?
-The two main techniques discussed in the video are substitution and partial integration.
What is the first step in using the substitution technique for integrals?
-The first step in using the substitution technique is to identify a suitable variable to substitute, which often involves setting a part of the integrand, typically within a root or raised to a power, equal to a new variable.
Can you provide an example of a problem that is solved using the substitution technique in the video?
-An example given in the video is the integral of 2x times the square root of (x squared + 6), which cannot be solved directly but is approached using substitution by setting x squared + 6 equal to a new variable, u.
What is the derivative used in the substitution technique when dealing with the integral of x squared plus a constant?
-The derivative used in the substitution technique for the integral of x squared plus a constant is 2x dx, which is then rewritten as dx = du/(2x) when the substitution is applied.
How is the integral of the square root of a variable squared, after substitution, simplified in the video?
-After substitution, the integral of the square root of a variable squared is simplified by recognizing it as the integral of u to the power of 1/2, which is then solved as (2/3)u to the power of 3/2 plus a constant.
What is the formula for partial integration mentioned in the video?
-The formula for partial integration mentioned in the video is β«(u dv) = uv - β«(v du).
Why is partial integration suitable for integrals where the power inside the bracket is higher than the power outside?
-Partial integration is suitable for such cases because it allows the simplification of the integral by reducing the power of the variable, making it easier to integrate directly.
Can you give an example of a problem solved using partial integration in the video?
-An example in the video is the integral of x times (x + 4) to the power of 5, which is solved using partial integration by setting u and dv appropriately and applying the formula.
What is the result of the integral of x times (x + 4) to the power of 5 after applying partial integration in the video?
-The result of the integral after applying partial integration is (1/42)x(x + 4) to the power of 6 minus (6/42) times the integral of (x + 4) to the power of 6 dx.
How are constants handled in the process of partial integration in the video?
-Constants in front of the integral are factored out and can be taken out of the integral, simplifying the process of finding the integral of the remaining function.
Outlines
π Introduction to Advanced Integration Techniques
The video script begins with a greeting and an introduction by the host, Deni from Metlife's channel. The host explains that the video will cover advanced methods for solving integral problems that cannot be solved using basic techniques. Two main techniques will be discussed: substitution and partial integration. The host encourages viewers to watch the entire video to understand these complex concepts, starting with an example of how to solve an integral involving a square root and a quadratic term using the substitution method.
π Detailed Explanation of the Substitution Technique
This paragraph delves deeper into the substitution technique with two examples. The first example involves integrating a function with a square root and a quadratic term, demonstrating the process of substitution by letting the quadratic term be represented by a new variable 'u'. The derivative of the new variable is calculated, and the integral is transformed accordingly. The host simplifies the integral and solves it step by step, eventually reverting back to the original variable to present the final solution. The second example further illustrates the technique with a different integral, emphasizing the conditions under which substitution is applicable, such as when the power within the root or bracket is higher than the power outside.
π Exploring the Partial Integration Technique
The final paragraph introduces the second technique, partial integration, which is suitable for integrals that cannot be solved by direct substitution or basic methods. The host explains the formula for partial integration and provides an example involving a product of a linear term and a polynomial. The process involves defining the integrand as a product of two functions, 'u' and 'dv', and then finding the derivative of 'v' and the integral of 'u'. The host works through the example, showing how to integrate the given function using substitution to simplify it, and then applying the partial integration formula to find the solution. The explanation includes the steps to simplify and solve the integral, leading to the final answer in a simplified form.
Mindmap
Keywords
π‘Integral
π‘Substitution
π‘Partial Integration
π‘Derivative
π‘Variable Transformation
π‘Integration by Parts
π‘Algebraic Functions
π‘Square Root
π‘Polynomial
π‘Exponentiation
π‘Constants
Highlights
Introduction to the video, where Deni and Handayani from Metlife channel continue the discussion on integral concepts.
Explanation of integral basics and simple problem-solving techniques previously covered.
Announcement of the focus on solving integral problems that cannot be addressed with standard methods.
Introduction of two techniques to be discussed: substitution and partial integration.
The first technique, substitution, is introduced with an example problem involving the integral of 2x times the square root of x plus six.
Demonstration of the substitution process by redefining parts of the integral to simplify the problem.
Derivation of the integral in terms of a new variable 'u' and simplification of the differential dx.
Solving the integral of the new expression and the process of back-substitution to the original variable.
Second example using substitution with the integral of 5s squared times x to the power of 3 minus 2/7.
Explanation of the criteria for choosing substitution over other integral solving techniques.
The second technique, partial integration, is introduced with its formula and application method.
An example problem involving the integral of x times (x plus 4) to the power of 5 is presented.
Step-by-step guide on setting up the problem for partial integration, including defining u and dv.
Integration of dv using substitution and simplification of the integral expression.
Application of the partial integration formula and solving for the integral.
Final simplification of the integral result and the process of obtaining the solution.
Conclusion of the video with a reminder to watch until the end for complete understanding.
Closing remarks with traditional greetings and an invitation to the next video.
Transcripts
Hai assalamualaikum warahmatullahi
wabarakatuh ketemu lagi dengan saya Deni
Handayani di channel metlife pada video
sebelumnya kita udah belajar konsep
dasar dari integral dan kita juga udah
belajar menyelesaikan beberapa bentuk
soal yang bisa diselesaikan dengan cara
yang sederhana nah pada video kali ini
saya akan membahas Bagaimana cara
menyelesaikan permasalahan integral yang
tidak bisa diselesaikan dengan cara
biasa akan saya bahas dua teknik
penyelesaian yaitu dengan cara subtitusi
dan yang kedua dengan cara parsial
Bagaimanakah caranya teman-teman
perhatikan video ini sampai selesai
[Musik]
hai oke masih dalam pembahasan integral
fungsi aljabar dan kita masih belajar
integral tak tentu pada video sebelumnya
kita kan udah belajar formula dasarnya
Nah ada beberapa permasalahan yang tidak
bisa kita selesaikan langsung dengan
formula dasar diperlukan beberapa teknik
penyelesaian yang akan saya bahas di
video kali ini kita akan belajar dua
teknik yang pertama kita akan belajar
pengintegralan menggunakan teknik
substitusi dan yang kedua kita akan
belajar menggunakan teknik parsial kita
bahas yang pertama pengintegralan dengan
teknik substitusi seperti namanya kita
akan melakukan substitusi kita akan
melakukan pemisahan terlebih dahulu agar
lebih jelas saya akan langsung aja kasih
contoh penyelesaiannya misalnya kita
akan menyelesaikan permasalahan integral
berikut ini
Hai integral dari dua x akar x kuadrat
ditambah enam DX = nah integral ini
tidak bisa kita selesaikan dengan cara
biasa tidak bisa kita selesaikan dengan
cara langsung seperti pada video
sebelumnya disini kita akan menggunakan
pemisalan kita lakukan teknik substitusi
Oke Langsung aja kita Jawa permasalahan
ini langkah pertama kita lakukan
pemisalan disini yang saya misalkan
adalah x kuadrat tambah 6 x kuadrat
tambah enam bagian sini yang ada di
dalam akar ini kita misalkan menjadi
variabel lain jangan X lagi disini saya
misalkan sebagai u8 berikutnya kedua
ruas ini kita turunkan jadi pastikan
teman-teman udah mempelajari turunan x
kuadrat tambah enam ini kita turunkan
variabel x nya x kuadrat diturunkan 2x
DX ini artinya kita nurunin variabel x
uh ini juga kita
Drunken Oh diturunkan satu deu ini
artinya kita menurunkan variabel u&g
jadi 2x DX = d u Nah kita buat ini
menjadi DX = DX = d u dibagi 2x simbol
ya Nah setelah kita misalkan sekarang
balik lagi ke permasalahan yang
ditanyakan kita akan mencari integral 2x
akar x kuadrat tambah 6dx teman-teman
perhatikan x kuadrat tambah enam tadi
kan kita misalkan uh ya di bagian sini
ini bisa kita ganti menjadi u&d X ini
bisa kita ganti dengan ini DX = D up2sg
jadi kita peroleh integral 2x akar ini
kita misalkan sebagai ugan kemudian DX
nya D situ sama aja dengan developer 2x
developer 2x paham oke nah sekarang
perhatikan di sini ada 2x kemudian di
sini ada per 2x jadi ini bisa langsung
aja kita coret ya
2x dibagi2
Hai jadi kita peroleh integral akar
unduhmp3 kita selesaikan aja kita akan
mencari integral dari akar ubur2 uini
kita Ubah aja ke bentuk pangkat seperti
yang udah kita pelajari di video
sebelumnya jadi kita peroleh integral uh
pangkat setengah deu ini kita
integralkan aja langsung berarti ini kan
satu ya jadi satu perseteruan ditambah
satu itu 3/2 Uh pangkat setengah
ditambah satu itu 3/2 satu dibagi 3 atau
2 itu sama aja dengan satu kali 2/3 ya
jadi berapa Dua pertiga
Hai nah ini kenapa jadi uang karo uh ^
3/2 ini kan sama aja dengan Upang card
3/2 itu kan satu setengah ya satu
setengah ini sama aja dengan UU ^ satu
kali uh pangkat setengah nah oepangat
setengah itu sama aja dengan akar Uh
jadi kita peroleh uaka ru.ok 2/3 ua
karoeke SC Nah sekarang bentuk UU ini
kita kembalikan ke bentuk aslinya Bu ini
kan awalnya x kuadrat tambah enam Gan
Jadi kita kembalikan jadi kita peroleh
2/3 u-kiss taganti jadi x kuadrat tambah
6-akar uh menjadi akar x kuadrat tambah
enam lalu ditambah C nah ini adalah
penyelesaian dari permasalahan ini oke
nah itu contoh pertama dari teknik
substitusi agar lebih jelas perhatikan
contoh kedua masih substitusi Oke
sekarang kita bahas contoh kedua
Hai integral dari 5S kuadrat kali x
pangkat 3 min 2 ^ 7 nah ini juga bisa
kita selesaikan menggunakan teknik
substitusi Oh ya ciri permasalahan
integral yang bisa diselesaikan dengan
teknik substitusi teman-teman lihat yang
ada di dalam kurung atau berada di dalam
akar biasanya pangkatnya itu lebih
tinggi daripada yang ada di luar
contohnya Ini pangkat tiga yang
diluarnya pangkat 2 atau permasalahan
yang tadi juga Sama ya oke nah Ini kita
lakukan pemisahan seperti contoh
sebelumnya kita misalkan x pangkat 3 min
2 sebagai pe atau mau sebagai juga gak
masalah kemudian langkah Berikutnya ini
kita turunkan x pangkat 3 min 2
diturunkan kan 3 x kuadrat DX Ken
kemudian P diturunkan itu DP ini kita
ubah jadi DX = D pepper 3 x kuadrat kita
kembali ke permasalahan awal integral
dari 5S wadrat kali expand
semen 2 ^ 7 DX yang ada di dalam kurung
ini x pangkat 3 min 2 kita ganti jadi
p&d x-nya ini kita ganti jadi DP pertiga
x kuadrat jadi kita peroleh integral 5 x
kuadrat ini x pangkat 3 min 2 jadi P kan
jadi p ^ 7dx nya DPR 3 x kuadrat di sini
ada yang sama akan X kuadratnya ini kita
coret ya Jadi kita peroleh 5 dibagi 3
atau 5 atau 3P ^ 7 DP Nah kalau ada
konstanta di depan seperti ini ya ini
kayaknya bisa kita keluarkan atau
sifatnya gini integral ksde X ini
kayaknya bisa keluar dari integral Kak
FX DX dan seperti ini jadi 5/3 bisa kita
keluarkan dari integralnya jadi 5/3
integral ^ 7 DP Berikutnya ini tinggal
kita selesaikan
deh 5/3 integral ^ 7 DP = 5 atau tiga
kali integralnya kita selesaikan P ^ 7
ini kan koefisiennya satu jadi satu per
7 plus 1 1/8 b nya jadi ^ 7 plus satu ^
8 ditambah c-53 kali 148 berapa 5/24 ya
P pangkat 8 ditambah C kemudian peenya
kita kembalikan ke bentuk aslinya P itu
x pangkat 3 dikurang I2 jadi 5/24 x
pangkat 3 min 2 ^ 8 + c ini adalah
penyelesaian dari permasalahan ini Oke
sekarang kita lanjut teknik yang kedua
yaitu integral parsial Oke sekarang kita
bahas teknik pengintegralan yang kedua
yaitu pengintegralan dengan teknik
parsial Nah untuk cara kedua ini ada
formula yang harus teman-teman ketahui
seperti ini integral kali Devi sama
cukup kalifi dikurangi integral vedeu
nah cara menggunakannya perhatikan
contoh berikut ini integral dari x * x +
4 ^ 5 DX = untuk soal ini ini tidak bisa
kita selesaikan dengan cara substitusi
apalagi dengan cara biasa teman-teman
perhatikan pangkat di dalam kurungnya ^
didalam kurungan satu di luarnya juga
pangkatnya satu untuk permasalahan
integral yang bisa diselesaikan dengan
subtitusi biasanya pangkat di dalam
kurung atau di dalam akar itu lebih
besar dari pangkat yang ada di luar jika
sama seperti ini atau justru yang diluar
lebih besar Gunakan cara parsial Oke
sekarang kita selesaikan permasalahan
ini langkah pertama teman-teman misalkan
permasalahan yang diberikan ini sebagai
Devi untuk soal ini x-nya ini saya
misalkan sebagai u&f tambah 4 ^ 5 DX ini
saya misalkan sebagai Devi nya nanti
kita gunakan rumus
hai oke nah kita udah punya Usama dengan
x berikutnya kita cari deu acaranya kita
turunkan kedua ruas uh diturunkan jadi
deu dan X diturunkan jadi DX kemudian
kita juga udah punya Devi Devi yang ini
Devi = x + 4 ^ 5 DX kita akan mencari V
caranya ini kita integralkan v adalah
integral dari x + 4 ^ 5 DX nah jika
teman-teman bingung bagaimana cara
mengintegralkan ini ini kita integralkan
menggunakan cara subtitusi yang tadi
kita pelajari integral dari x + 4 ^ 1500
Hai DX kita misalkan
ext4 sebagai variabel lain x + 4 disini
saya misalkan sebagai p maka ini kita
turunkan kedua ruas X diturunkan satu
jadi 1D x = p diturunkan itu DP Oke jadi
kita peroleh integral x tambah 4 nya
kita ubah jadi P jadi P ^ 5 DP ini kita
integralkan ini kan satu ya Satu dibagi
lima tambah 16 P ^ 5 Plus 16 + c jadi
kita peroleh 1/6 v-nya Pak x tambah 4
Hai pangkat-6 ditambah Cena ini hasil
integral dari sini Makasih y = 16 x + 4
pangkat-6 nah untuk plus c-nya ini tidak
ditulis juga gak masalah tapi nanti kita
simpan di bagian akhir pengintegralan
ini ya oke nah sekarang kita lanjutkan
penyelesaian integral ini saya hapus
dulu bagian sini
Hai Oke sekarang kita gunakan rumus yang
tadi integral uh kali Devi sama dengan
Oka live dikurangi integral vedeu
integral ukli dvd-nya yang tadi yang ini
ya integral x * x + 4 ^ 5 DX = Oka Livi
punya itu yang ini
Hai punya itu X dan v-nya ini jadi kita
kalikan udengan v jadi x * 1/6 x + 4
pangkat-6 ini c-nya dikurangi integral
fekal ide-idenya seperenam exam4 banget
6 ini vennya dan dulunya DX jadi ini
dulunya Oke saya ulangi
Hai ini punya ini fisiknya kemudian ini
fisiknya
Hai dan ini dia punya pakai rumus yang
ini dan ambil pemisahannya dari sini
jelas ya Oke sekarang kita selesaikan
Hai jadi kita peroleh X * 16 itu kan
seperenam xx24 banget 6 dikurangi 16 nya
ini bisa kita keluarkan 16 integral x
tambah 4 ^ 6dx kemudian kita selesaikan
integral ini jadi 16 x * x + 4 ^ 616
integral dari x + 4 ^ 6dx itu 1/7 x + 4
^ 7 + C atau jika teman-teman Bingung
lagi ini pakai substitusi lagi nah 16
kali 1/7 inikan 1/42 nah Biar ini bisa
kita operasikan nanti kita buat
penyebutnya sama kita bikin perempat
puluh dua jadi 1/6 biar jadi perempat
puluh dua gimana tuh kali 7/7 ya jadi
kita peroleh A77 kali 16 itu 7/42 1/6
kali 1/7 1/42 dan x + 4 ^ 7 nya ini saya
ubah jadi x + 4 ^
* x + 4 ^ satu nah sekarang kita
keluarkan 1/42 * x + 4 pangkat-6 1/42 x
+ 4 pangkat-6 dari sini kita keluarkan
jadi tinggal 7x yang rekan kita
keluarkan 1/42 * x + 4 pangkat-6 dari
bagian sini kita keluarkan 1/42 * x + 4
pangkat-6 jadi tinggal x + 4 operasinya
kurang jadi kita peroleh 7x kurang dari
sini Ini sisanya x + 4 Oke 7x dikurangi
X berarti kan 6x kemudian ini mint kali
plus jadi min4 jadi kita peroleh 1/42 *
x + 4 pangkat-6 kali 6 x min 4 + C
kemudian 6 x min 4 ini bisa kita Ubah
menjadi dua kali 3x min 2 ya enggak nah
dua
coret kesini ini jadi 21 jadi kita
Sederhanakan ini menjadi 1/21 x + 4 ^ 6
3 x min 2 lalu plus Cena ini adalah
bentuk sederhana dari hasil
pengintegralan ini Oke sampai sini dulu
video kali ini sampai ketemu di video
berikutnya Assalamualaikum
warohmatullohi wabarokatuh
hai hai
hai hai
Browse More Related Video
Section 6.2 - Trig integrals and substitution - Part 2
Polinomial (Bagian 2) - Menentukan Nilai Polinomial dengan Substitusi dan Skema Horner
Trig Integrals Tan Sec
How To Integrate Using U-Substitution
Sistem persamaan linear dua variabel (SPLDV) Metode subtitusi, Eliminasi dan Campuran
Section 6.2 - Trig integrals and substitution - Part 1
5.0 / 5 (0 votes)