BAB VIIIAPLIKASI INTEGRAL DALAM BIDANG EKONOMI

8.1 Pengantar

Di bab ini akan dipelajari mengenai aplikasi hitung integral dalam bidang

ekonomi, yaitu mencari fungsi asal dari fungsi marginalnya (fungsi turunannya).

Seperti mencari fungsi penerimaan total dari fungsi penerimaan marginal, fungsi

biaya total dari biaya marginal. Mencari fungsi konsumsi dari fungsi konsumsi

marginal, fungsi tabungan dari fungsi tabungan marginal dan fungsi kapital dari

fungsi investasi. Penentuan fungsi asal dari fungsi marginalnya yang di

kemukakan di atas merupakan aplikasi integral tak tentu dalam bidang ekonomi.

Di samping itu bab ini akan di pelajari juga konsumen surplus dan produsen

surplus yang merupakan aplikasi integral tertentu dalam bidang ekonomi.Tujuan

bab ini . setalah mempelajari bab ini peserta didik (mahasiswa) di harapkan

mampu menerapkan hitung integral dalam bidang.

8.2 Aplikasi Integral Tak Tentu Dalam Bidang Ekonomi

Pada umumnya aplikasi di sini berkaitan dengan mencari fungsi-fungsi

ekonomiyang merupakan fungsi primitif (fungsi asal) dari fungsi marginalnya.

Mencari fungsi biaya total dari fungsi biaya marginal, fungsi penerimaan total dari

fungsi penerimaan marginal, fungsi konsumsi dari fungsi konsumsi marginal,

fungsi tabungan dari fungsi tabungan marginal serta fungsi kapital dari fungsi

investasi.

Fungsi Biaya Total (C)

Fungsi biaya total merupakan integral dari biaya marginalnya, dan

sebaliknya biaya marginal merupakan turunan pertama dari fungsi biaya total.

Fungsi Penerimaan Total (R)

Fungsi penerimaan total merupakan integral dari penerimaan

marginalnya, dan sebaliknya penerimaan marginal merupakan turunan

pertama dari fungsi penerimaan total.

C=∫ MC dq

R=∫ MC dq

Fungsi Konsumsi (C)

Fungsi konsumsi merupakan integral dari konsumsi marginalnya

(MPC), dan sebaliknya konsumsi merupakan turunan pertama dari fungsi

konsumsi.

Fungsi Tabungan (S)

Fungsi tabungan merupakan integral dari tabungan marginalnya

(MPS), dan sebaliknya tabungan marginal merupakan turunan pertama dari

fungsi tabungan.

Fungsi Model (K)

Fungsi (pembentukan) modal atau fungsi (pembentukan) kapital

merupakan integral dari (aliran) investasi bersih (I) dan sebaliknya investasi

bersih merupakan turunan pertama dari fungsi kapital.

Agar lebih jelas bagaimana fungsi asal dapat di dapat melalui integrasi fungsi

marginalnya, di bawah ini diberikan beberapa contoh. Untuk dapat

membedakan konsumsi (C), biaya total (C) dengan tetapan/konstanta integrasi

(C), khusus dalam integrasi biaya marginal dan konsumsi marginal, maka

tetapan integrasi di simbolkan dengan K.

Contoh 8.1

Biaya Marginal di tunjukkan oleh MC=150-80q+10q2. Biaya tetapnya adalah

134. Carilah fungsi biaya totalnya, fungsi biaya rata-rata dan fungsi biaya

variabelnya.

Penyelesaian

Fungsi biaya total,

C = ∫ MC dq

C=∫ MPC dy

S=∫ MPS dy

Kt=∫ I(t) dt

= (150 - 80q + 10q2)dq

(K = Konstanta Integrasi)

Bila q = 0 dimasukkan ke dalam fungsi C = f(q) tersebut, didapat biaya tetap

(FC) sebagai berikut :

134 = K = FC

Jadi, fungsi biaya totalnya adalah :

Fungsi biaya rata-ratanya

Fungsi biaya variabel

VC = C – FC

Contoh 8.2

Penerimaan marginal di tunjukkan oleh MR = 20 – 4q

(q = kuantitas barang)

Tentukanlah :

(a) Fungsi penerimaan total

(b) Fungsi permintaan

Penyelesaian

(a) Fungsi penerimaan total

R = ∫ MR dq

= ∫ (20 – 4q) dq

= 20q – 2q2 + C

Bila q = 0, maka R = 0. Selanjutnya nilai C (konstanta Integrasi) dicari

dengan memasukkan q = 0 dan R = 0 ke dalam persamaandi atas akan di

dapat nilai C sebagai berikut :

R = 20 q – 2q2 + C

0 = 20 (0) – 2 (0)2 + C

C = 0

Jadi, fungsi penerimaan totalnya adala :

R = f(q)

= 20q – 2q2

(b) Fungsi permintaaan

R = q.p →

Jadi, fungsi permintaannya adalah q =

Contoh 8-3

Hasrat marginal untuk konsumsi (MPC) adalah 0,8. Bila pendapatan nol (y = 0) maka besarnya konsumsi adalah 50.

Tentukanlah besar konsumsinya.

Penyelesaian

C = ∫ MPC dy

= ∫ 0,8 dy

= ∫ 0,8 y + K

Selanjutnya di cari terlebih dahulu nilai K (Konstanta Integrasi) degan memasukkan y = 0 dan C (konsumsi) = 50, ke dalam persamaan di atas akan di dapat K sebagai berikut :

C = 0,8 y + K

50 = 0,8 (0) + K

K = 50

Jadi, fungsi konsumsinya

C = f(y)

= 0,8 y + K

= 0,8 y + 50

Contoh 8-4

Hasrat marginal untuk konsumsi (MPC) adalah MPC =

. Apabila pendapatan nol (y = 0), konsumsinya sebesar 10.

Tentukanlah fungsi konsumsinya C = f(y).

Penyelesaian

Fungsi konsumsinya

C = ∫ MPC dy

Selanjutnya di cari terlebih dahulu ilai (K=Konstanta Integrasi) dengan memasukkan y = 0 dan C (konsumsi) = 10 ke dalam persamaan di atasdi dapat K sebagai berikut :

Jadi, fungsi konsumsinya,

C = f (y)

Contoh 8-5

Hasrat marginal untuk menabung, MPS = 0,25

Bila pendapatan nasional 100, terjadi tabungan negatif sebesar 10.

Tentukanlah fungsi tabungan, S = f(y) dan tentukanlah pula fungsi konsumsi C = f(y).

Penyelesaian

MPS = 0,25

S = ∫ MPS dy

= ∫ (0,25) dy

= 0,25y + K

Selanjutnya di cari terlebih dahulu nila K (konstanta Integrasi) dengan memasukkan y = 100 dan S = -10 ke dalam persamaan di atas di dapat K sebagai berikut :

S = 0,25y + K

-10 = 0,25 (100) + K

-10 = 25 + K

K = -35

Jadi, fungsi tabungannya

S = f (y)

= 0,25y + K

= 0,25y - 35

= -35 + 0,25y

Fungsi konsumsinya

Y = C + S

C = y – S

= y – (-35 + 0,25y)

= y + 35 – o,25y

= 35 + 0,75y

Jadi, fungsi konsumsinya,

C = f (y)

= 35+ 0,75y

Contoh 8- 6

Tingkat investasi bersih, l = 20 t2/5 dan stok kapital (modal) pada awal tahun,

t = 0 adalah 75 .

Tentukanlah fungsi kapitalnya

Penyelesaian

l(t) = 20 t2/5

Kt = ∫ l(t) dt = 20 ∫ t2/5 dt

Selanjutnyadicari terlebih dahulu nilai C(konstantaintegrasi) dengan

memasukkan nilai t = 0 dan Kt = 75, kedalam persamaan diatas didapat nilai C

sebagai berikut :

75 = C

Jadi fungsi kapitalnya

Kt = f(t)

Contoh 8 – 7

Tingkat investasi bersih adalah l = 50 t2/3 dan stok kapital pada tahun pertama

( t = 1) adalah 150.carilah fungsi kapitalya. Selanjutnya berapakah besar

kapital pada tahun ke empat.

Penyelesaian

I = 50 t2/3

Kt = ∫I(t) dt

= ∫(50t2/3) dt = 50 ∫ t2/3 dt

Dicari terlebih dahulu nilai C (konstanta integrasi) dengan memasukkan t =

1 dan Kt = 150 ke dalam persamaan di atas, didapat nilai C sebagai berikut :

Kt

150 = 30 (1) 5/3+C

150 = 30(1) + C

C = 120

Jadi, fungsi kapitalnya

Kt = f(t)

Besarnya capital pada tahun keempat ( t = 4)

Kt

Contoh 8 – 8

Biaya marginal untuk memproduksi sejenis barang

MC = 3q2 – 24q + 45

Jika untuk memproduksi 1 unit barang tersebut diperlukan biaya 44

tentukanlah :

(a) Fungsi biaya totalnya

(b) Besar biaya total, biaya rata-rata serta biaya marginal pada saat

output 2 unit

Penyelesaian

(a) Fungsi biaya total, → C = ∫ (MC) dq

= ∫ (3q2 – 24q + 45) dq

= q3 – 12q2 + 45q + K

SELANJUTNYA NILAI K (KONSTANTA INTEGRASI) DICARI

TERLEBIH DAHULU DENGAN MEMASUKKAN Q = 1 DAN C

(BIAYA) = 44 KE DALAM PERSAMAAN DI ATAS DI DAPAT :

C = Q3 – 12Q2 + 45Q + K

44= (1)3 – 12(1)2 + 45(1) + K

K = 44 – 34

= 10

JADI FUNGSI BIAYA TOTALNYA

C = Q3 – 12Q2 + 45Q + K

= Q3 – 12Q2 + 45Q + 10

(b) Besarnya biaya total, bila q = 2

C = q3 – 12q2 + 45q + 10

= (2)3 – 12(2)2 + 45(2) + 10

= 60

Besarnya biaya rata-rata, bila q = 2

Besarnya biaya marginal, bila q = 2

MC = 3q2- 24q +45

= 3(2)2 – 24(2) + 45

= 9

Contoh 8-9

Seorang monopolis memiliki fungsi

MR = 16 – 5Q

MC = 4Q – 2

FC = 10

q = kuantitas output dan p = harga per unit output. Apabila si monopolis menghendaki keuntungan yang maksimum,

(a) Berapa unitkah sebaiknya ia berproduksi dan dengan harga berapa tiap output unit di jual.

(b) Berapa besar keuntungan yang akan di peroleh si monopolis

Penyelesaian

MR = 16 – 5q

R” = -5

R = ∫ MR dq

= ∫ (16 – 5q) dq

= 16q – 5/2q2 + K

= -5/2 q2 + 16q + K

MC = 4q – 2

C” = 4

C = ∫ MC.dq

= ∫ (4q – 2) dq

= 2q2 – 2q + K

Bila q = 0, maka C = FC = 10.

Selanjutnya nilai K (Konstanta Integrasi) di cari terlebih dahulu dengan memasukkan q = 0, C = 10 ke dalam persamaan di atas, di dapat :

C = 2q2 – 2q + K

10 = 2(0)2 – 2(0) + K

10 = k

Jadi, C = 2q2- 2q + K

= 2q2- 2q + 10

Bila q = 0, maka R = 0, selanjutnya nila K (Konstanta Integrasi) di cari terlebih dahulu dengan memasukkan q = 0, R = 0 ke dalam persamaan di atas, di dapat :

R = 16q – 5/2 q2 + K

0 = 16 (0) – 5/2(0)2 + K

K = 0

Jadi, R = 16q – 5/2q2 +0

= -5/2q2 + 16 q

Besarnya profit/laba,

Laba tersebut akan maksimum bila memenuhi dua syarat :

1) MR = MC → 16q – 5q = 4q – 2

9q = 18

q = 2

2) R” < C” → R” = -5 < C” = 4 (maksimum pada q = 2)

Besarnya laba maksimum tersebut,

Besarnya harga per unit output (p)

Jadi,

a). untuk mendapatkan laba yang maksimum, sebaiknya si monopolis berproduksi sebanyak 2 unit, dengan harga jual per unit 11

b). keuntungan maksimum yang akan diperoleh sebesar 8

Contoh 8 – 10

Fungsi MPS suatu masyarakat adalah

Bila pada tingkat pendapatan masyarakat nol (y = 0), maka tabungannya minus 10

ditanyakan :

a). fungsi savingnya

b). fungsi MPC –nya

c). fungsi konsumsinya

d). kalau pendapatan masyarakat tersebut 100, hitunglah besarnya MPC dan tingkat konsumsi masyarakat tersebut.

Penyelesaian

(a).

Fungsi savingnya

S = ∫MPS dy

Dicari terlebih dahulu nilai K (konstanta integrasi) dengan memasukkan y = 0 dan S = -10, kedalam persamaan diatas didapat nilai K sebagai berikut :

Jadi, fungsi savingnya adalah :

(b). fungsi MPC –nys

MPC + MPS = 1

MPC = 1 – MPS

(C). Fungsi konsumsi

C = ∫ MPC dy

Terlebih Dahulu dicari C(konsumsi). Nillai C ini di dapat dengan memasukkan Y = 0 dan S = -10 kedalam persamaan berikut :

Y = C + S

0 = C – 10

C = 10

barulah kemudian dicari nilai K (konstanta integrasi), dengan memasukkan C = 10 dan

Y = 0 kedalam persamaan (*) didapat,

(c) GAMBAR GRAFIKNYA

fd : q = 9 p2

q 9 0 5p 0 3 2

fs : q = p2 + 2p - 3

q 0 5 12p 1 2 3

q

(0,9) fs

fd

Ps Cs

0 (1,0) 3

Soal-soal Latihan

8.1 biaya marginal ditunjukkan oleh MC = 108 – 45q + 3q2

biaya tetapnya adalah 300

Tetukalah:

(a) fungsi biaya totalnya(b) fungsi biaya rata-rata dan fungsi biaya variabel

8.2 penerimaan marginal ditunjukkan oleh MR = 200 -20q – 15q2

( q = kualitas barang )

Tentukanlah:

(a) fungsi penerimaan total da fungsi penerimaan rata-rata.(b) Penerimaan total dan harga tiap unit barang aabila barang yang terjual

sebayak 4 unit

8.3 bila hasrat marginal untuk konsumsi, MPC = 0,75 dan bila endaatan nol, aka besarannya konsumsi adalah 40Tantukanlah:

(a) fungsi knsumsinya(b) besarnya konsumsi bila besarnya endapatan 100

8.4 Hasrat marginal untuk menabung, MPS = 0,6Bila pedapatan nasional 200, terjadi tabungan negatif sebesar 30

Tentukanah:

(a) fungsi tabungan , S = f(y)(b) fungsi konsumsi , C = f(y)(c) besar tabungan da konsumsi asing-asing bila edapata nasional 400

8.5 tingkat investasi bersih , I = 10 t3/4 dan stok kaital ada awal tahun (t = 0) adalah 60 tentukanlah:(a) fungsi kapitalnya(b) besarnya kapital pada tahun kelima

8.6 biaya marginal untuk emproduksi suatu barang, C = 35 – 12q + q2

bila memproduksi 1 unit barang tersebut dielukan biaya 50, tentukanlah:

(a) fungsi biaya total dan fungsi biayarata-rata(b) besarya biaya total dan biaya ratat-rata bila berroduksi sebanyak 2 unit

8.7 seorang mooolis memiliki fungsiMR = 32 – 8q

MC =2q – 3

FC =20

Apabilasi monopolis menghendaki keuntungan yag maksimum

(q = kuantitas output, p= harga per unit output)

(a) berapa unit sebaiknya dia berproduksi dan dengan harga berapa tiyap unit output sebaiknya dijual

(b) berapa besar keuntungan yang akan diperoleh si monoolis

(c) buatlah grafik C,R,MC,MR daam satu gambar

8.8 fungsi permintaan trhada suatu barang berbentuk, q = 15 – p bila p = harga tiyap unit barang dan q = kualitas unit barang.

Tentukanlah surlus bila kuantitas keseimbanga pasar 5 dan buatlah grafiknya.

8.9 fungsi permintaan terhadap suatu barang berbentuk q = kualitas barang.Tentukanlah surlus konsumen bila tingkat harga keseimbangan pasar 2 dan buatlah grafiknya

8.10 fungsi penawaran terhadap sejenis barang berbentuk q = 2p – 8 bila p = harga tiap unit barang dan q = kuantitas barang.

Tentukanlah produsen surplus, bila harga keseimbangan pasar 3. buatlah grafiknya.

11-13 fungsi penawaran terhadap suatu barang berbentuk q = p + 1/4p2

P = harga tiap unit barang dan q = kuantitas barang

Tentukanlah produsen surplus, bila kuantitas keseimbangan pasar 3. buatlah grafiknya.

11-14 tentukanlah konsumen surplus dan produsen surplus pada tingkat keseimbangan pasar, bagi sejenis barang yang memiliki fungsi permintaan dan fungsi penawaran sebagai berikut:

Fungsi permintaan fungsi penawaran

(a) q = 45 – p q = 0,5p – 3

(b) q = 96 -8p -2p2 q = 10p + 4p2

11-15 bila fungsi permintaan sejenis barang berbentuk, q = 18 – 2p2

p = harga per-unit barang dan q = kuantitas barang

tentukanlah konsumen surplus, bila

(a) kuantitas keseimbangan pasar adalah 2(b) harga per unit barang pada keseimbangan pasar adalah 1

11-16 dalam kondisi persaingan sempurna, kuantitas barang yang diminta pada harga-harga yang berlaku ditentukan oleh fungsi permintaan dan penawaran masing-masing sebagai berikut, q = 10 – p – p2 dan q = 3p2 -3p2 – 2q = kuantitas barang dan p = harga per unit barang. Tentukanlah konsumen surplus pada produsen surplus pada titik keseimbangan pasar

11-17 seorang produsen mempunyai fungsi penawaran, q = 2p – 10 bila p = harga per unit barang dan q = kuantitas barangtentukanlah produsen surplus pada titik keseimbangan pasarE(7,4)

11-18 penerimaan/penjualan marginal sebuah perusahaan perdagangan ditunjukkan oleh MR = 2q + 20. bila kuantitas barang yang terjual mengalami kenaikan dari 5 unit menjadi 8 unit. Tentukanlah kenaikan penjualan yang diperoleh. q = kuantitas barang

11-19 marginal profit dari penjualan sejenis barang ditunjukkan oleh fungsi : MP = -5q +200.Q = kuantitas barang yang terjual dan MP = marginal profit(dalam ribuan rupiah).bila barang yang terjual sebanyak 100 unit, profitnya setengah juta rupiah. Tentukanlah fungsi profitnya.

Referensi

Budnick,S. Frank . applied matemathics for business, economics, and the sosial science. Ed ke -4, Singapore : Mcraw – Hill, 1993. Bab 19

Chiang,C . alpha fundamental methods of mathematical economics. Ed. Ke -3, new york : Mc Graw – Hill , 1984. Bab 13

Dowling, Edward T. matemathical for economists. Singapore : McGraw – Hill , 1980. Bab 17

Weber,jean E. mathematical analysis, Business and Economics applications. Ed. Ke -4. new york : harper & Rao, publisher, 1982. Bab 4