Luas Di Bawah Kurva 7E73C1
1. Masalah: Hitung luas daerah di bawah kurva $f(x) = x^2 - 4$ dan di atas sumbu $x$ pada interval $[0,3]$.
2. Rumus yang digunakan adalah integral tentu dari fungsi tersebut pada interval yang diberikan:
$$\text{Luas} = \int_0^3 (x^2 - 4) \, dx$$
3. Karena fungsi $f(x)$ bisa negatif di beberapa bagian interval, kita harus mencari titik potong fungsi dengan sumbu $x$ untuk menentukan batas-batas daerah yang berada di atas atau di bawah sumbu $x$.
4. Cari titik potong dengan sumbu $x$:
$$x^2 - 4 = 0 \Rightarrow x^2 = 4 \Rightarrow x = 2 \text{ atau } x = -2$$
Karena intervalnya $[0,3]$, titik potong yang relevan adalah $x=2$.
5. Bagi integral menjadi dua bagian sesuai tanda fungsi:
- Dari $0$ sampai $2$, $f(x) = x^2 - 4$ negatif (karena $x^2 < 4$), sehingga daerah di bawah sumbu $x$.
- Dari $2$ sampai $3$, $f(x)$ positif.
6. Luas daerah adalah jumlah nilai mutlak dari integral di kedua bagian:
$$\text{Luas} = -\int_0^2 (x^2 - 4) \, dx + \int_2^3 (x^2 - 4) \, dx$$
7. Hitung integral pertama:
$$\int (x^2 - 4) \, dx = \frac{x^3}{3} - 4x + C$$
8. Evaluasi integral pertama:
$$\int_0^2 (x^2 - 4) \, dx = \left[ \frac{x^3}{3} - 4x \right]_0^2 = \left( \frac{8}{3} - 8 \right) - (0 - 0) = \frac{8}{3} - 8 = -\frac{16}{3}$$
9. Evaluasi integral kedua:
$$\int_2^3 (x^2 - 4) \, dx = \left[ \frac{x^3}{3} - 4x \right]_2^3 = \left( \frac{27}{3} - 12 \right) - \left( \frac{8}{3} - 8 \right) = (9 - 12) - \left( \frac{8}{3} - 8 \right) = -3 - \frac{8}{3} + 8 = 5 - \frac{8}{3} = \frac{15}{3} - \frac{8}{3} = \frac{7}{3}$$
10. Hitung total luas:
$$\text{Luas} = -\left(-\frac{16}{3}\right) + \frac{7}{3} = \frac{16}{3} + \frac{7}{3} = \frac{23}{3} \approx 7.67$$
Jadi, luas daerah di bawah kurva $f(x) = x^2 - 4$ dan di atas sumbu $x$ pada interval $[0,3]$ adalah $$\frac{23}{3}$$ satuan luas.