FUNGSI EKSPONENSIAL & LOGARITMA BESERTA APLIKASINYA

Week 4

Prepared by Rofi & Anna | www.slideshare.net/natriumz | anna_riana@yahoo.com

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