Limit di Tak hingga

2. Limit di Tak hingga

(c) Jika L < 0 dan g(x) 0

f ( x maka )

lim

Perhatikan grafik fungsi f beri-

(d) Jika L < 0 dan g(x) 0 kut ini:

f ( x maka )

lim

Contoh 85 L f (x)

Hitung dan buktikan secara formal nilai

2 limit x lim .

Penyelesaian: Tulis –2x = f(x) dan x 2 – 6x + 9 = g(x).

Gambar 103: Secara intuisi: x 3

Jelas lim ( 2 x ) 6 0 dan

lim f ( x ) = L.

lim + ( x 2 6 x 9 ) = lim x ( 3 ) 2 =0 .

2 Jadi x

lim

Apabila diambil sembarang x 3 x 2 6 x 9 , terdapat bilangan M > 0 sehingga nilai

Bukti:

apabila x > M. Berdasarkan

2 Jelas x =

kenyataan ini dapat diturunkan suatu x 2 6 x 9 ( x 3 ) 2 teorema berikut ini:

Ambil sembarang N < 0. Pilih 3 .

Definisi 66

Dipunyai 0 x 3 .

Dipunyai fungsi f: R R . Jelas (x 3 ) 2 2 lim f ( x ) L

( x 3 ) 2 2 0M 0 f ( x ) l

1 1 apabila x . M .

Dicari batas 2x pada 0 x 3 1 :

Contoh 86

Jelas 1

0 x 3 1 2<x<4

Tunjukkan lim

4 < 2x < 8.

Penyelesaian:

Jadi f(x) < 8 = N.

2 Tulis

Jadi N 0 0 f ( x ) N apabila

Ambil sembarang

Pilih M = 1 .

2 Jadi x =

lim

Dipunyai x > M.

1 1 1 Jelas 1 .

Contoh 87

1 Hitung dan buktikan secara formal: Jadi f (x ) =

= . (a) Intuisi: lim 1 0 . Jadi

0 M 0 sehingga f (x ) 0 <

apabila x > M.

Tulis 1

Jadi x lim 1 0 .

xx

Ambil sembarang

Pilih N = – 1 .

Sekarang perhatikan grafik fungsi

f berikut ini: Dipunyai x < N . Jelas x < N < 0.

– x > –N > 0

Jadi f ( x ) 0 1 1 1 1

0N 0 f (x ) 0 apabila x < N.

Jadi 1 lim 0 .

Gambar 104: Secara intuisi:

lim f ( x ) = L.

(b) Intuisi:

lim

0 ,n A.

Apabila diambil sembarang

0 Penyelesaian:

, terdapat bilangan N < 0 sehingga nilai

Tulis 1 f ( x ) .

apabila x < N. Berdasarkan

kenyataan ini dapat diturunkan suatu Ambil sembarang

0 . teorema berikut ini: 1 Pilih M = .

Definisi 67 Dipunyai x > M > 0. Jelas x n M n 0

Dipunyai fungsi f: R

apabila x N . = .

Jadi

0 . apabila x M .

0 M 0 f (x ) 0 Ambil sembarang

Pilih M 1 > 0 dan M 2 > 0 sehingga

Jadi lim 1 0 ,n A .

apabila x > M 1 dan

apabila x > M 2 . (c) Intuisi:

lim

0 ,n A .

Pilih M > maks{ M 1 ,M 2 }. Penyelesaian:

Jadi K L = K f ( x ) f ( x ) L Tulis 1

L Ambil sembarang

Pilih N = 1 .

0 . Dipunyai x < N < 0.

Jadi K L <

Jadi K = L.

Jelas 0 < –x < –N

(–x) n < (–N) Bukti untuk teorema berikut seder-

1 1 hana dan diserahkan pembaca sebagai

latihan.

Teorema 69

Jadi f (x ) 0 1 1 = 1 = = < Jika lim f ( x ) K dan

lim f ( x ) L

maka K = L.

Jika lim f ( x ) K dan apabila x N .

Berikut ini disajikan beberapa teo- (a) lim [ f ( x ) g ( x )] K L ,

rema yang berkaitan dengan limit tak (b) lim C . f ( x ) = C . lim f ( x ) , hingga dan limit di tak hingga.

x (c) lim [ f ( x ). g ( x )] K . L , dan

Teorema 68

Jika lim f ( x ) K dan

(d) lim

apabila L 0.

x lim f ( x ) L

x maka K = L.

Bukti (c): Ambil sembarang

0 . Pilih M 1 > 0, M 2 > 0, dan M 3 > 0 sehing- 0 . Pilih M 1 > 0, M 2 > 0, dan M 3 > 0 sehing-

j\ ¤· · ?P 179

apabila x > M 1 ,

Teorema 72

Jika terdapat M > 0 sehingga

apabila x > M 2 , dan

2 C f ( x ) g ( x ) h ( x ) untuk semua x > M

f ( x ) C apabila x > M 3 .

dan

lim f ( x ) L lim h ( x )

Pilih M = maks{ M x

1 ,M 2 ,M 3 }.

maka

Jelf(x)-las f ( x ). g ( x ) KL lim g ( x ) L .

= f ( x ). g ( x ) KL L . f ( x ) L . f ( x )

= f ( x )[ g ( x ) L ] L [ f ( x ) K ] Bukti:

Ambil sembarang

Pilih M 1 > 0, M 2 > 0, dan M 3 > 0 sehing- =

< C. g ( x ) L L . f ( x ) K

ga

apabila x > M 1 , = .

apabila x > M 2 , dan Jadi

0 M 0 f ( x ) . g ( x ) KL

f ( x ) g ( x ) h ( x ) apabila x > M 3 . Pilih M = maks{ M ,M ,M }.

apabila x M .

Jelas f ( x ) g ( x ) h ( x )

Jadi lim [ f ( x ). g ( x )] K . L . x

Bukti lainnya diserahkan pembaca g ( x ) L maks { f ( x ) L , g ( x ) L } sebagai latihan.

0 M 0 g ( x ) L Teorema 71

Jadi

apabila x M . Jika lim f ( x ) K dan

Jadi lim g ( x ) L .

lim f ( x ) L x

maka

Contoh 88 Hitunglah:

(d) K apabila L 0.

Buktinya diserahkan pembaca seba- Penyelesaian: gai latihan.

Selanjutnya disajikan teorema yang (a) Jelas lim = lim

cukup penting, yang disebut dengan

teorema apit.

j\ ¤· · ?P 180

j\ ¤· · ?P 181