BAB 3. LIMIT DAN KEKONTINUAN FUNGSI - Limit-dan-kontinuitas1

BAB 3. LIMIT DAN KEKONTINUAN FUNGSI
A. Definisi limit
Sebelum mendefinisikan limit, terlebih dahulu perhatikan gambar berikut !

y

L+ ε

ε

f( x)
f( x) - L
L

ε

f( x) - L
f( x)
L- ε

0


c- δ

x

c
c- x

δ

Gambar 3.1

Dari gambar 1 di atas, perhatikan bahwa
Untuk x < c , maka : 0 < c – x < δ atau 0 > x – c > -δ
Untuk x > c , maka : 0 < c – x < δ
Dari kedua persamaan diatas didapat : 0 < x − c < δ
Untuk f(x) < L, maka L – f(x) < ε atau f(x) – L > -ε
Untuk f(x) > L, maka f(x) – L < ε.

Sehingga didapat :


f ( x) − L < ε

x
x- c
δ

c+ δ

x

Bab 3. Limit dan kekontinuan Fungsi

25

Dari Ilustrasi di atas didapat definisi sebagai berikut :
Pernyataan : lim f ( x) = L , berarti untuk setiap ε > 0 terdapat δ > 0
x →c

sedemikian rupa sehingga jika 0< x - c < δ maka f(x) - L -2

Tentukan lim f(x), jika a d a .
x → −2

Penyelesaian :

lim (1 − 2 x) = 5 (limit kiri)

x→−2−

lim (x + 7) = 5 (limit kanan)

x→−2+

Karena limit kiri = limit kanan = 5, maka lim f ( x) = 5
x→−2

Soal-soal
1. lim 7
x →2


6. lim( x − 1)( x 2 + 5 x + 6)
x→1

7. lim

2. lim 5

x →4

x→ 3

x
x-2

3. lim 3x

8. lim (5 x − 9) 3

4. lim (3 − 5 x)


9. lim x 2 sin

5. lim ( x 2 − 4 x − 12)

⎧2 x − 5 jika x ≤ 4
10. Tentukan lim f ( x) jika f(x) = ⎨
x→4
⎩7-x jika x > 4

x→−5

x→e

x→5

x→π

x→0

1

x2

Bab 3. Limit dan kekontinuan Fungsi

29

C. Limit fungsi trigonometri dan siklometri
Beberapa limit fungsi trigonometri :

sin x
=1
x→0 x

1. lim

Untuk menunjukkan , perhatikan gambar berikut !
y
T
Q
r


θ
0

x

P

π
2

0 < θ<

Gambar 3.2

Luas ∆OPQ < Sektor OPQ < ∆OPT

(*)

Luas ∆OPQ =


(**)

r.

1
1
r sin θ = r 2 sin θ
2
2

Luas sektor OPQ =

1 2
θr
2

Luas ∆OPT = r. 1 r

t an θ =


2

(***)
1 2
r t an θ
2

(****)

Substitusi persamaan (**) s/d (****) ke persamaan (*) didapat :
1
1
1 2
r sin θ < θr 2 < r 2 t an θ
2
2
2

Jika pers. (#) dibagi


1 2
r sin θ
2

(#)
didapat :

1<

θ
1
<
sin θ cos θ

atau

1>

sin θ

> cos θ
θ

Gunakan teorema apit !
lim 1 = 1

θ →0

dan

lim cos θ = 1 ,

θ →0

maka :

sin θ
=1
θ →0 θ
lim

atau

sin x
=1
x →0 x
lim

Bab 3. Limit dan kekontinuan Fungsi

2.

3.

4.

5.
6.
7.

lim cos x = 1

x →0

lim sin x = 0

x →0

lim t an x = 0

x →0

t an x
=1
x
x →0
lim

x

lim

x → 0 t an x

lim

x →0

=1

cos x - 1
=0
x

Beberapa limit fungsi siklometri (invers trigonometri)
1.

arcsin x
=1
x
x →0
lim

Bukti : y = arcsin x ⇔ x = sin y untuk -1 ≤ x ≤ 1 dan -π/2 ≤ y ≤ π/2
Jadi : lim

x→0

2. lim

x→0

1
y
arcsin x
= 1 ( terbukti )
= lim
= lim
y →0 sin y
y →0 sin y
x
y

arctan x
=1
x

3. lim arcsin x = 0
x→0

4. lim arccos x =
x→0

π
2

5. lim arctan x = 0
x →0

6. lim arc cot x = 0
x→0

30

Bab 3. Limit dan kekontinuan Fungsi

31

Soal-soal
Hitung limit berikut, jika ada !

1 − cos 2 x
x→0
5x

sin 2 x
x →2 5 x

6. lim

2x
x→0 sin 3 x

7. lim

sin 4 x
x→0 sin 3x

8. lim

1. lim
2. lim

3. lim

4. lim

x→0

5. lim

sin 3 x
x

2

x→0 sin

1- cos 2 x
x→0 sin ( 2 x-π-

9. lim

x→0

x2
2

x →4

7x

tan 3x
4x

arcsin 3x
7x

arctan x
x→0 1 − 7 x

10. lim

D. Limit tak hingga
Jika kita lakukan pengamatan terhadap lim x→c − f ( x) dan lim x→c + f(x)
mungkin akan didapat bahwa f(x) membesar atau mengecil tanpa batas.
Untuk memecahkan limit tak hingga perhatikan teorema berikut !
Misal f(x) =

am x m + am - 1x m −1 + ... + a1x + a0
bn x n + bn - 1x n −1 + ... + b1x + b 0

Jika m < n, maka :
am x m + am - 1x m −1 + ... + a1x + a0
=0
x → ∞ bn x n + bn - 1 x n − 1 + ... + b1 x + b 0
lim

Jika m = n, maka :
am x m + am - 1x m −1 + ... + a1x + a0
a
= m

n
n
1
bn
x → ∞ bn x + bn - 1x
+ ... + b1x + b 0
lim

Jika m > n, maka :
am x m + am - 1x m −1 + ... + a1x + a0
=∞
x → ∞ bn x n + bn - 1 x n −1 + ... + b1 x + b 0
lim

Bab 3. Limit dan kekontinuan Fungsi

32

Contoh 3.11
Tentukan lim

2 x 4 + 3x 3 + x − 7

x →∞

5x 4 + x - 4

Penyelesaian :
am = 2 ; bn = 5 ; m = 4 ; n = 4
Karena m = n , maka lim

2 x 4 + 3x 3 + x − 7

x →∞

5x + x - 4
4

=

am
=
bn

2
5

E. Kekontinuan fungsi
Suatu fungsi dikatakan kontinu disuatu titik a jika tiga syarat berikut terpenuhi.
i) lim f ( x) ada
x →a

ii) f(a) terdefinisi

iii) lim f ( x) = f(a)
x→a

Contoh 3.15
Jelaskan apakah fungsi-fungsi berikut kontinu di titik a
1. f(x) =

3
;
x+2

a = -2

⎧ x2 − 9

jika x ≠ 3
;
2. f(x) = ⎨ x − 3
⎪6
jika x = 3


a=3

Penyelesaian :
1. lim

x → −2

3
= ∞.
x+2

Karena syarat i) tidak terpenuhi maka f(x) tak kontinu di titik a = -2

x2 − 9
= 6 dan f(3) = 6.
x→3 x − 3

2. lim

Bab 3. Limit dan kekontinuan Fungsi

33

Karena lim f ( x) = f (3) maka f(x) kontinu di titik a =3.
x →3

Telah disebutkan diatas bahwa bila ketiga syarat kekontinuan terpenuhi maka
suatu fungsi dikatakan kontinu di suatu titik a. Akan tetapi bila salah satu syarat tidak
terpenuhi maka fungsi tersebut tak kontinu di titik a. Jika syarat kekontinuan tidak
terpenuhi, tetapi lim f ( x) ada, maka dikatakan bahwa ketakkontinuan f(x) di titik a
x→ a

dapat dihapuskan dengan jalan mendefinisikan f(a) = lim f ( x) maka f(x) menjadi
x→ a

kontinu di titik a. Jika syarat kekontinuan tidak terpenuhi dan lim f ( x) tidak ada
x→ a

maka ketakkontinuan f(x) di titik a tidak dapat dihapuskan.
Contoh 3.16
Diketahui f(x) =

x2 − 4
. Tentukan ketakkontinuan fungsi tersebut.
x+2

Penyelesaian :

x2 − 4
= lim ( x − 2) = −4 ,
x→−2 x + 2
x→−2

f(-2) tak terdefinisi

lim

Jadi f(x) tak kontinu di titik a = -2. Akan tetapi ketakkontinuan tersebut dapat
dihapuskan karena lim f ( x) ada.
x → −2

Selanjutnya lakukan definisi ulang

lim ( x − 2) = f (−2) = −4 . Sehingga f(x)

x → −2

dapat ditulis menjadi :

⎧ x2 − 4

jika x ≠ -2
f(x) = ⎨ x + 2
⎪- 4
jika x = - 2

Contoh 3.17
Diketahui f(x) =
Penyelesaian :

1
. Tentukan ketakkontinuan fungsi tersebut.
x−9

Bab 3. Limit dan kekontinuan Fungsi

34

1
= ∞, maka f(x) tak kontinu di titik a = 9 dan ketakkontinuan tersebut tidak
x →∞ x − 9
lim

dapat dihapuskan.
Soal-soal
Tentukan apakah fungsi-fungsi berikut kontinu di titik a

⎧ x 2 − 1 jika x < 3

jika x = 3 a = 3
1. f(x) = ⎨8
⎪x + 5 jika x > 3


⎧x
jika x < 1

jika x = 1
2. f(x) = ⎨3
⎪2 - x jika x > 1

2

a=1

⎧⎪ x 2 - 1 jika x < 0
3. f(x) = ⎨
⎪⎩cos 2x jika x ≥ 0

a=0

⎧4
jika x < −2
⎪ 2
x
⎪⎪
jika x = −2
4. f(x) = ⎨1


⎪⎩x + 3 jika x > - 2

a = -2

Tentukan apakah fungsi-fungsi berikut kontinu atau tak kontinu di titik a. Jika tak
kontinu tentukan apakah ketak kontinuan tersebut dapat dihapuskan atau tidak.
5. f(x) =
6. f(x) =

7. f(x) =

x −3
;a=9
x−9

1
; a = 4 dan a = -4
x−4
x2 − 9
x − 81
4

;a=3

8. f(x) =
9. f(x) =

10. f(x) =

x2 + x − 6
; a = 4 dan a = -4
x+4
( x + 1)( x 2 − x − 12)
x2 - 5 x + 4
x+3
x − x − 12
2

; a = -1

; a = -3