FUNGSI EKSPONENSIAL & LOGARITMA BESERTA APLIKASINYA
Week 4
Prepared by Rofi & Anna | www.slideshare.net/natriumz | [email protected]
PERBANDINGAN ANTAR JENIS FUNGSI
X 0 1 2 3 4 5
y = 2x 0 2 4 6 8 10
(∆y/ ∆x) 2 2 2 2 2
(∆y/ ∆x)/y - 100% 50% 33.33% 25%
y = x2 0 1 4 9 16 25
(∆y/ ∆x) 1 3 5 7 9
(∆y/ ∆x)/y - 300% 125% 77.78% 56.25%
y = 2x 1 2 4 8 16 32
(∆y/ ∆x) 1 2 4 8 16
www.slideshare.net/natriumz2
(∆y/ ∆x) 1 2 4 8 16
(∆y/ ∆x)/y 100% 100% 100% 100% 100%
y = ex 1 2.72 7.40 20.12 54.74 148.88
(∆y/ ∆x) 1.72 4.68 12.73 34.61 94.15
(∆y/ ∆x)/y 172% 172% 172% 172% 172%
KESIMPULAN
Fungsi linier menggambarkan fenomena pertumbuhan/peluruhan dengan tingkat perubahanmenggambarkan fenomena pertumbuhan/peluruhan dengan tingkat perubahan
konstan.
Fungsi kuadratmenggambarkan fenomena pertumbuhan/peluruhan dengan tingkat perubahan
yang meningkat.
www.slideshare.net/natriumz
Fungsi eksponensialmenggambarkan fenomena pertumbuhan /peluruhan dengan persentase tetap.
3
CONTOH
1. Suatu zat yang disuntikkan ke dalam tubuh manusia akan dikeluarkan dari darah
melalui ginjal. Setiap 1 jam separuh dari zat itu dikeluarkan oleh ginjal. Bila 100
miligram zat itu disuntikkan ke tubuh manusia, berapa miligram zat itu yang tersisamiligram zat itu disuntikkan ke tubuh manusia, berapa miligram zat itu yang tersisa
dalam darah setelah:
a) 1 jam ?
b) 2 jam ?
c) 3 jam ?
Jawab:
� 1 jam : A=100.(1/2) = 100.(1/2)1 =50mg
www.slideshare.net/natriumz
� 1 jam : A=100.(1/2) = 100.(1/2) =50mg
� 2 jam : A=100.(1/2)(1/2) = 100.(1/2)2 =25mg
� 3 jam : A=100.(1/2)(1/2)(1/2) = 100.(1/2)3 =12,5mg
� A = 100.(1/2)t
4
FUNGSI EKSPONENSIAL
Fungsi yang variabel independennya (x) merupakan pangkat dari suatu konstanta.
Contoh: y = 2x, y = 10x, y = 2(3x), y = 5(23x)Contoh: y = 2x, y = 10x, y = 2(3x), y = 5(23x)
Bentuk umum : y = a(bcx)
a = intercept (titik potong dengan sumbu y)
b = basis
c = bagian dari basis
www.slideshare.net/natriumz
c = bagian dari basis
5
FUNGSI EKSPONENSIAL PANGKAT (-X)
� y = 2-x
� y = 3-x
pangkat negatif bisa dihilangkan:pangkat negatif bisa dihilangkan:
Jadi : fungsi eksponensial pangkat negatif = fungsi eksponensial
pangkat positif, dgn basis : 0<b<1 (basis bilangan pecahan).
Aplikasi :
x
2
1x)
1(2
x2y
=
−
=
−
=
x
3
1x)
1(3
x3y
=
−
=
−
=
www.slideshare.net/natriumz
Aplikasi :
y = bx menggambarkan pertumbuhan (growth)
y = b-x menggambarkan peluruhan (decay)
6
KARAKTERISTIK FUNGSI EKSPONENSIAL
n+mb=
n.b
mb
n mb =m/n
b1. 5.
0≠b n+m
b =nb
mb
( ) m.nb =
nmb
( )mn b =n mb
0≠b 1 =0
b
2.
3.
6.
7.
www.slideshare.net/natriumz
( )mab =m
.bm
a 0≠b mb
1 =
m-b4. 8.
SKETSA FUNGSI EKSPONEN
f(x)=3x
f(x)
f(x)=3-x
f(x)=2x
f(x)=3xf(x)=3-x
f(x)=2-x
www.slideshare.net/natriumz8
x
1
FUNGSI EKSPONEN BERBASIS e
Dalam praktek ada suatu basis khusus yang sering dipergunakan yaitu
basis e = 2,71828…, misal y = ex
Bentuk umum: y = a.ebx
Jika uang Rp. 1, didepositokan dengan bunga majemuk 100% per tahun, selama 1 tahun,
dimajemukkan sebanyak m per tahun, maka:
m = 1 � FV = (1)(1+1/1)1 = (1+1)
m = 2 � FV = (1)(1+1/2) 2 = (1+1/2)2
m = 3 � FV = (1)(1+1/3) 3 = (1+1/3)3
www.slideshare.net/natriumz
Jadi untuk pemajemukan m kali setahun FV = (1 + 1/m)m
Bila bunga dibayar setiap periode yang sangat pendek (mendekati 0) maka m menjadi
mendekati ~ , sehingga :
FV = lim (1 + 1/m)m= 2,71828 = e
m→~
9
PENGGUNAAN FUNGSI e
Fungsi e biasanya digunakan untuk menggambarkan pertumbuhan (growth) atau
peluruhan (decay) yang berlangsung secara kontinyu dengan persentase perubahan
konstan.
Contoh:
pertumbuhan penduduk, peluruhan radio aktif, pertumbuhan dana simpanan
majemuk dengan bunga kontinyu dsb.
www.slideshare.net/natriumz10
LOGARITMA
Logaritma adalah pangkat yang harus diberikan kepada suatu angka agar didapat
bilangan tertentu.
“suatu angka” tersebut merupakan basis dari logaritma. “suatu angka” tersebut merupakan basis dari logaritma.
Contoh: 2log 8 = …..
2 harus diberi pangkat berapa agar hasilnya 8 ?
Jawab: 3
blog y = x ↔ bx = y, dengan syarat b > 0 dan b ≠ 1
b merupakan basis logaritma sekaligus eksponen yang terkait
www.slideshare.net/natriumz
Sebenarnya semua angka bisa dijadikan basis logaritma, tapi yang paling banyak
digunakan hanya 2 angka, yaitu:
Basis10 Basis10 : : 1010log x = log x = …..log x = log x = …..
Basis 2,71828Basis 2,71828 : : eelog x = ln x = …..log x = ln x = …..
11
SIFAT-SIFAT LOGARITMA
blog u.v = blog u + blog v
blog u/v = blog u - blog v
blog un = n.blog ulog u = n. log u
blog b = 1
blog 1 = 0; log 1= 0; ln 1= 0
blog bx = x
ln x2 + ln x = 9 Berapa x ?
Jawab: 3 ln x = 9
ln x = 3
x = e3 = 2,718283 = 20,0855
www.slideshare.net/natriumz
x = e3 = 2,718283 = 20,0855
e2x = 5 Berapa x ?
Jawab: ln e2x = ln 5
2x ln e = 1,6094
2x = 1,6094
x = 0,8047
12
KONVERSI FUNGSI EKSPONEN MENJADI BERBASIS-e
2. Ubahlah fungsi y = f(x) = 3x menjadi fungsi berbasis e. Buktikan dengan x=2 dan x=3.
Jawab: y = 3x = (en)x
3 = en (cari n)
ln 3 = ln en
ln 3 = n ln e
1,0986 = n → 3 = e1,0986
Jadi y = 3x→ y = e1,0986x
www.slideshare.net/natriumz
Bukti: y= 32 = 9 y = e1,0986.2 = e2,1972 =8,999
y = 33 = 27 y = e1,0986.3 = e3,2958 =26,999
13
CONTOH APLIKASI FUNGSI EKSPONEN (1)
Sejumlah dana yang disimpan di Bank dengan bunga majemuk kontinyu akan
tumbuh secara kontinyu sesuai fungsi Pt = P0 . eit, dengan pemisalan :
Pt = Jumlah dana setelah t periodePt = Jumlah dana setelah t periode
P0= Jumlah dana mula-mula
i = Tingkat bunga (pertumbuhan dana)
Contoh :
3. Uang $1000 disimpan di bank dgn bunga 8% per tahun selama 25 tahun, dengan
bunga diperhitungkan secara kontinyu. Berapa nilai uang pada akhir tahun ke 25 ?
Jawab :
www.slideshare.net/natriumz14
Jawab :
Pt = P0.eit
= 1000.e0,08x25
= 1000 x 7,389056
= $7.389,056
CONTOH APLIKASI FUNGSI EKSPONEN (2)
4. Di tahun 1970 jumlah penduduk Negara X ada 100 juta orang. Bila pertambahan
penduduk 4% per tahun, berapa jumlah penduduk itu pada akhir tahun 1995 ?
P = P ert (pertumbuhan pend. terjadi secara kontinyu)Pt = P0.ert (pertumbuhan pend. terjadi secara kontinyu)
= 100. e0,04x25
= 100 x 2,71828 = 271,828 juta orang
Kelanjutan soal di atas, pada tahun berapa penduduk negara itu menjadi dua kali lipat?
Jawab:
P = P0.e0,04t
2P = P e0,04t
www.slideshare.net/natriumz15
2P0 = P0.e0,04t
2 = e0,04t
ln 2 = ln e0,04t
ln 2 = 0,04 t
t = ln 2 / 0,04 = 0,693147 / 0,04 = 17,32 tahun.
CONTOH APLIKASI FUNGSI EKSPONEN (3)
5. Mesin-mesin pada suatu industri diketahui nilainya mengikuti fungsi V(t) = 100.000.e-0,1t.
a. Berapa nilai mesin itu mula-mula ?
b. Berapa nilai mesin itu pada akhir tahun ke 5 ?
Jawab
Nilai mesin pada :
t = 0 � V(0) = 100.000.e-0,1x0
= 100.000
t = 5 � V(5) = 100.000 e-0,1x5
www.slideshare.net/natriumz16
t = 5 � V(5) = 100.000.e-0,1x5
= 100.000 x 0,606531
= $60.653
CONTOH APLIKASI FUNGSI EKSPONEN (4)
6. Diketahui bahwa persentase piutang yang sudah tertagih dalam waktu t bulan setelah
piutang diberikan bisa dirumuskan dgn fungsi P = 0,95(1-e-0,7t), maka :
a. Pada saat kredit diberikan, berapa persen yg sudah tertagih?
b. Berapa persen piutang yg sudah tertagih 1 bulan setelah kredit diberikan ?
c. Berapa persen piutang yg sudah tertagih 2 bulan setelah kredit diberikan ?
d. Bila penagihan dilakukan terus-menerus sampai waktu tak terhingga, berapa
persen piutang yang akan tertagih?
www.slideshare.net/natriumz17
Jawaban No. 6
a. Pada saat kredit diberikan: t = 0
P = 0,95(1-e-0,7x0) =0,95(1-1) = 0%. Jadi ketika kredit baru diberikan tentu saja belum
ada yang tertagih.
b. Satu bulan setelah kredit diberikan: t = 1
P = 0,95(1-e-0,7x1) =0,95(1-e-0,7)
= 0,95(1-0,496585) =0,95(0,503415)
= 47,82%.
www.slideshare.net/natriumz18
c. Dua bulan setelah kredit diberikan: t = 2
P = 0,95(1-e-0,7x2) =0,95(1-e-1,4)
= 0,95(1-0,246597) =0,95(0,753403)=71,57%
PEMBENTUKAN PERSAMAAN EKSPONENSIAL
7. Dalam percobaan terhadap suatu jenis bakteri diketahui adanya perkembangbiakan
bakteri secara eksponensial dan kontinyu. Berdasarkan pengamatan diketahui bahwa
pada hari ke 16 jumlah bakteri adalah 325 dan pada hari ke 25 sebanyak 800.pada hari ke 16 jumlah bakteri adalah 325 dan pada hari ke 25 sebanyak 800.
Tentukan persamaan: Pt = f(t) = P0 . ert
dimana: Pt = jumlah bakteri pada hari ke t
P0 = jumlah bakteri mula-mula
r = tingkat pertumbuhan jumlah bakteri per hari
www.slideshare.net/natriumz19
Jawaban No. 7:
Yang harus dicari adalah parameter P0 dan i.
Pt = P0eit
325 = P e16i → ln 325 = ln P e16i = ln P + ln e16i325 = P0e16i → ln 325 = ln P0e16i = ln P0 + ln e16i
ln 325 = ln P0 + 16i.ln e
5,7838 = ln P0 + 16i ………………………….. (a)
800 = P0e25i → ln 800 = ln P0e25i = ln P0 + ln e25i
ln 800 = lnP0 + 25i.ln e
6,6846 = ln P0 + 25i ………………………….. (b)
Eliminasi (a) & (b) → 0,9008 = 9i → i = 0,1001
www.slideshare.net/natriumz20
325 = P0 . e16 x 0.1001
325 = 4.961P0
C0 ≈ 66
Jadi: C = 66e0,1001t
JUMLAH PEGAWAI OPTIMAL
8. Sebuah perusahaan asuransi sedang memikirkan jumlah pegawai yang optimal untuk
memproses klaim dari para nasabah.
Setelah di analisis, ternyata biaya rata-rata (C) untuk memproses klaim bergantungSetelah di analisis, ternyata biaya rata-rata (C) untuk memproses klaim bergantung
pada jumlah pegawai (x), yang dinyatakan dengan fungsi: C = 0,001x2 – 5 ln x + 60.
Tentukan besarnya biaya rata-rata bila jumlah pegawai yang menangani:
a) 20 orang; b) 50 orang; c) 70 orang
d) Berapa kira-kira jumlah pegawai yang optimum ?
Jawab :
www.slideshare.net/natriumz21
Jawab :
a) C(20) = 0,001.202 – 5 ln 20 + 60 = 45,42
b) C(50) = 0,001.502 – 5 ln 50 + 60 = 42,94
c) C(70) = 0,001.702 – 5 ln 70 + 60 = 43,66
Grafik C =f(x)= 0,001x2 – 5 ln x + 60
70.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
Series1
www.slideshare.net/natriumz22
0.00
10.00
1 9
17
25
33
41
49
57
65
73
81
89
97
www.slideshare.net/natriumz
Download : www.slideshare.net/natriumz
23