LIMIT FUNGSI Oleh: Dr. RIYADI, M.Si. PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET PERSEKITARAN Diketahui p R dan  >0.

Download Report

Transcript LIMIT FUNGSI Oleh: Dr. RIYADI, M.Si. PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET PERSEKITARAN Diketahui p R dan  >0.

LIMIT FUNGSI

Oleh: Dr. RIYADI, M.Si.

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET

PERSEKITARAN

Diketahui

p

R

dan  >0. Persekitaran p dengan jari-jari  , disimbolkan dengan

N

 , adalah himpunan bilangan real

x

yang memenuhi |

x

p

| <  atau dengan notasi himpunan:

N

 

x

R

:

x

p

 

Himpunan

N

 sebagai berikut: tersebut, apabila dinyatakan dalam garis bilangan (

p -

p

)

p

+ 

PERSEKITARAN

Contoh 1

Diketahui 4  R , dan   1 . Persekitaran 4 dengan jari-jari 1, yaitu:

N

1   

x

: |

x

 4 |  1  = 

x

:  1 

x

 4  1  = 

x

: 3 

x

 5  , yang apabila digambarkan dalam garis bilangan sebagai berikut: ( 3 4 ) 5

TITIK LIMIT

Diketahui p 

R

dan E 

R

. Titik p disebut titik limit (

limit point/cluster point

) himpunan E jika setiap persekitaran p memuat q  E dan q  p. Atau p titik limit himpunan E jika untuk setiap bilangan

N

    

E

  .  > 0 berlaku Himpunan semua titik limit himpunan E dinotasikan dengan

E

 .

TITIK LIMIT

Contoh 1 Diketahui interval E = (2, 5). Tentukan semua titik limit E.

Pembahasan: Ambil sebarang bilanga real

x

.

Ada dua kemungkinan yaitu

x

 E atau

x

 E. Jika

x

 E, maka untuk sebarang  > 0, berlaku

N

    

E

  .

Dengan demikian

x

adalah titik limit himpunan E.

Jika

x

 E, maka ada empat kemungkinan, yaitu

x

< 2,

x

= 2,

x

= 5 atau

x

> 5.

Jika

x

= 2, maka untuk sebarang  > 0, berlaku

N

    

E

  .

Dengan demikian 2 adalah titik limit himpunan E.

TITIK LIMIT

Dengan cara yang sama dapat ditunjukkan bahwa 5 merupakan titik limit himpunan

E

.

Jika

x

< 2, maka diambil  = 2 –

x

dan kemudian dibentuk persekitaran dengan pusat

x

dan jari-jari  , yaitu

N

   , maka diperoleh

N

    

E

  Jadi

x

bukan titik limit

E

.

Jika

x

> 5, maka ambil  =

x

– 5 dan kemudian dibentuk persekitaran dengan pusat

x

dan jari-jari  , yaitu

N

 

, maka diperoleh

N

    

E

  Jadi

x

bukan titik limit

E

.

Berdasarkan uraian di atas diperoleh bahwa

E

  .

Contoh 2

TITIK LIMIT

Diketahui himpunan bilangan asli

E

  1 , 2 , 3 , 4 , 5 ,   . Tentukan himpunan semua titik limit himpunan

E

.

Pembahasan: Ambil sebarang bilangan real

x

.

Ada dua kemungkinan yaitu

x

 E atau

x

 E. Jika

x

 E, ambil  = 1 dan kemudian dibentuk persekitaran dengan pusat x dan jari-jari  = 1, yaitu

N

x N

 

x

, maka diperoleh

E

  Jadi

x

bukan titik limit

E

.

Jika

x

E

, maka ada dua kemungkinan, yaitu

x

< 1 atau

x

> 1.

TITIK LIMIT

Jika

x

< 1, maka diambil  = 1 –

x

, dan kemudian dibentuk persekitaran dengan pusat

x

dan jari-jari  , yaitu

N

 

, maka diperoleh

N

    

E

  Jadi

x

bukan titik limit

E

.

Jika

x

> 1, maka terdapat bilangan asli terbesar

m

dan bilangan asli terkecil

M

sehingga berlaku

m

<

x

<

M

.

Selanjutnya diambil

N

  = min 

x

persekitaran dengan pusat

x

dan jari-jari

   

m

, 

M

x

 , dan kemudian dibentuk  , yaitu

E

 

N

   , maka diperoleh Jadi

x

bukan titik limit

E

.

Berdasarkan uraian tersebut di atas nampak bahwa untuk semua kasus tersebut,

x

bukan titik limit E.

Karena

x

sebarang bilangan real berarti

E

tidak mempunyai titik limit atau

E

   .

TITIK LIMIT

Contoh 3 Diketahui

E

  5 , 7

  

. Tentukan semua titik limit himpunan E. Pembahasan: a). Setiap titik pada interval (5, 7) merupakan titik limit E.

b). 5 merupakan titik limit himpunan E dan 5  E.

c). 7 merupakan titik himpunan E tetapi 7  E.

d). Sedangkan 9 bukan titik limit himpunan E sebab terdapat  = 1, sehingga

N

1

    

E

  .

TITIK LIMIT

Contoh 4

E

 1

n

:

n

N

titik limit E.

dengan

N

himpunan semua bilangan asli. Tentukan semua Pembahasan: a). 0 merupakan titik himpunan E tetapi 0  E.

b). 0 merupakan satu-satunya titik limit himpunan E, untuk sebarang bilangan real

x

dengan

x

 0 dan

x

 E dapat ditunjukkan bahwa

x

bukan titik limit E.

Sedangkan jika

x

 E, maka

x

= 1 juga bukan merupakan titik limit

n

himpunan E untuk setiap

n

N

.

Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Untuk setiap

n

 2, didefinisikan bilangan   min 1

n

n

1  1 ,

n

1  1  1

n

, maka diperoleh  

N

 1

n

 1

n

   Jadi Jadi

E

 1 

n

bukan titik limit himpunan E untuk setiap n 

N

.

  .

E

  .

TITIK TERASING

Diketahui p 

R

dan E 

R

. Jika p  E dan p bukan titik limit, maka p disebut titik terasing (

isolated point

). Contoh 3

E

 1

n

:

n

N

dengan

N

himpunan semua bilangan asli. Semua titik-titik anggota E merupakan titik terasing, sebab menurut Contoh 2, setiap titik anggota E bukan titik limit .

Teorema

Diketahui p 

R

dan E 

R

. Bilangan p merupakan titik limit himpunan E jika dan hanya jika terdapat barisan  

n

E

dengan

p n

p

untuk setiap n sehingga

n

lim  

p n

p

.

Bukti:

(  ) Menurut hipotesis p merupakan titik limit himpunan E, oleh karena itu untuk setiap n 

N

terdapat

p n

E

dengan

p n

p

sehingga

p n

p

 1

n

. Jadi terdapat barisan  

n

E

dengan

p n

p

untuk setiap n.

Selanjutnya diambil sebarang bilangan   0 . Dipilih

n o

N

sehingga untuk setiap n 

n o

berlaku 1

n

 1

n o

  Jadi untuk setiap n 

n o

berlaku .

p n

p

 1

n

  . Dengan kata lain

p n

p

.

(  ) Menurut hipotesis terdapat barisan  

n

 setiap n sehingga

n

lim  

p n

p

.

E

dengan

p n

p

untuk Diambil sebarang bilangan   0 , terdapat bilangan asli

n o

N

sehingga untuk setiap n 

n o

berlaku

p n

p

  . Jadi persekitaran p dengan jari-jari  , yaitu

N

 (

p

) , memuat titik

p n

untuk setiap n 

n o

dengan

p n

E

. 

p

Dengan kata lain setiap persekitaran

p

memuat titik

p n

p

dengan

p n

E

. Jadi

p

titik limit himpunan

E

.