Minggu, 25 Oktober 2026
23:13 WIB
TERKINI
Bandar Lampung Waspada Hujan Ringan: Prakiraan Cuaca Lampung Sepanjang 24 Oktober 2026 Bandar Lampung Penundaan Pembahasan APBD Lampung 2027: Berkas dan Data Terkini Jadi Kunci Bandar Lampung Fokus Pendidikan dan Ekonomi Desa, Lampung Matangkan APBD 2027 Bandar Lampung Polisi Hadir di Jalanan: Ratusan Makan Siang Gratis Eratkan Hubungan Warga Bandar Lampung Bandar Lampung Ancaman Serius TNBBS: 23 Kasus Pidana Kehutanan Terungkap dalam Satu Dekade Bandar Lampung Penipuan Rekrutmen Honorer Rp20 Juta di Bandar Lampung Berakhir Damai Bandar Lampung Transformasi 40 Tahun FISIP Unila: Dari Prestasi Global hingga Riset Solutif Lampung Bandar Lampung Sinergi Lintas Sektor: TNBBS Perkuat Penegakan Hukum Lingkungan dengan Enam Strategi Bandar Lampung Dorong Gaya Hidup Sehat, Pemkot Bandar Lampung Dukung Jalan Sehat Akbar di Panjang Bandar Lampung Peringatan Petugas Diabaikan, Pemotor Tewas Tertabrak Kereta Babaranjang di Bandar Lampung Bandar Lampung Waspada Hujan Ringan: Prakiraan Cuaca Lampung Sepanjang 24 Oktober 2026 Bandar Lampung Penundaan Pembahasan APBD Lampung 2027: Berkas dan Data Terkini Jadi Kunci Bandar Lampung Fokus Pendidikan dan Ekonomi Desa, Lampung Matangkan APBD 2027 Bandar Lampung Polisi Hadir di Jalanan: Ratusan Makan Siang Gratis Eratkan Hubungan Warga Bandar Lampung Bandar Lampung Ancaman Serius TNBBS: 23 Kasus Pidana Kehutanan Terungkap dalam Satu Dekade Bandar Lampung Penipuan Rekrutmen Honorer Rp20 Juta di Bandar Lampung Berakhir Damai Bandar Lampung Transformasi 40 Tahun FISIP Unila: Dari Prestasi Global hingga Riset Solutif Lampung Bandar Lampung Sinergi Lintas Sektor: TNBBS Perkuat Penegakan Hukum Lingkungan dengan Enam Strategi Bandar Lampung Dorong Gaya Hidup Sehat, Pemkot Bandar Lampung Dukung Jalan Sehat Akbar di Panjang Bandar Lampung Peringatan Petugas Diabaikan, Pemotor Tewas Tertabrak Kereta Babaranjang di Bandar Lampung

Integral kuadratik

Integral dari timbal-balik dari polinomial berderajat dua

Bagikan:

Dalam matematika, integral kuadratik adalah integral dengan bentuk umum

∫ d x a x 2 + b x + c {\displaystyle \int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}} {\displaystyle \int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}}

di mana nilai a ≠ 0 {\displaystyle a\neq 0} {\displaystyle a\neq 0}. Integral di atas dapat diselesaikan dengan melengkapkan kuadrat sempurna pada bagian penyebut, yaitu sebagai berikut

∫ d x a x 2 + b x + c = ∫ 4 a 4 a 2 x 2 + 4 a b x + 4 a c d x = ∫ 4 a ( 2 a x ) 2 + ( 2 a x ) ( b ) + b 2 − b 2 + 4 a c d x = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 − ( b 2 − 4 a c ) d x {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{4a^{2}x^{2}+4abx+4ac}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax\right)^{2}+(2ax)(b)+b^{2}-b^{2}+4ac}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{4a^{2}x^{2}+4abx+4ac}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax\right)^{2}+(2ax)(b)+b^{2}-b^{2}+4ac}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\\end{aligned}}}

Kasus Diskriminan Positif

Diasumsikan nilai diskriminan b 2 − 4 a c > 0 {\displaystyle b^{2}-4ac>0} {\displaystyle b^{2}-4ac>0}. Dalam kasus ini, didefinisikan variabel pembantu

  • 2 a x + b = t {\displaystyle 2ax+b=t} {\displaystyle 2ax+b=t}
  • b 2 − 4 a c = k 2 {\displaystyle b^{2}-4ac=k^{2}} {\displaystyle b^{2}-4ac=k^{2}}

yang mengakibatkan 2 a d x = d t {\displaystyle 2a\,dx=dt} {\displaystyle 2a\,dx=dt} dan k = b 2 − 4 a c {\displaystyle k={\sqrt {b^{2}-4ac}}} {\displaystyle k={\sqrt {b^{2}-4ac}}}. Dari sini, integral kuadratiknya menjadi

∫ d x a x 2 + b x + c = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 − ( b 2 − 4 a c ) d x = ∫ 2 t 2 − k 2 d t = ∫ 2 ( t − k ) ( t + k ) d t {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {2}{t^{2}-k^{2}}}\,dt\\&=\int {\frac {2}{(t-k)(t+k)}}\,dt\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {2}{t^{2}-k^{2}}}\,dt\\&=\int {\frac {2}{(t-k)(t+k)}}\,dt\end{aligned}}}

Dengan menggunakan teknik dekomposisi pecahan parsial, perhatikan bahwa

2 ( t − k ) ( t − k ) = 1 k ( 1 t − k − 1 t + k ) {\displaystyle {\frac {2}{(t-k)(t-k)}}={\frac {1}{k}}\left({\frac {1}{t-k}}-{\frac {1}{t+k}}\right)} {\displaystyle {\frac {2}{(t-k)(t-k)}}={\frac {1}{k}}\left({\frac {1}{t-k}}-{\frac {1}{t+k}}\right)}

Sehingga diperoleh

∫ d x a x 2 + b x + c = ∫ 2 ( t − k ) ( t + k ) d t = ∫ 1 k ( 1 t − k − 1 t + k ) d t = 1 b 2 − 4 a c ( ln ⁡ | t − k | − ln ⁡ | t + k | ) + konstanta = 1 b 2 − 4 a c ln ⁡ | t − k t + k | + konstanta = 1 b 2 − 4 a c ln ⁡ | 2 a x + b − b 2 − 4 a c 2 a x + b + b 2 − 4 a c | + konstanta {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {2}{(t-k)(t+k)}}\,dt\\&=\int {\frac {1}{k}}\left({\frac {1}{t-k}}-{\frac {1}{t+k}}\right)\,dt\\&={\frac {1}{\sqrt {b^{2}-4ac}}}\left(\ln \left|t-k\right|-\ln \left|t+k\right|\right)+{\text{konstanta}}\\&={\frac {1}{\sqrt {b^{2}-4ac}}}\ln \left|{\frac {t-k}{t+k}}\right|+{\text{konstanta}}\\&={\frac {1}{\sqrt {b^{2}-4ac}}}\ln \left|{\frac {2ax+b-{\sqrt {b^{2}-4ac}}}{2ax+b+{\sqrt {b^{2}-4ac}}}}\right|+{\text{konstanta}}\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {2}{(t-k)(t+k)}}\,dt\\&=\int {\frac {1}{k}}\left({\frac {1}{t-k}}-{\frac {1}{t+k}}\right)\,dt\\&={\frac {1}{\sqrt {b^{2}-4ac}}}\left(\ln \left|t-k\right|-\ln \left|t+k\right|\right)+{\text{konstanta}}\\&={\frac {1}{\sqrt {b^{2}-4ac}}}\ln \left|{\frac {t-k}{t+k}}\right|+{\text{konstanta}}\\&={\frac {1}{\sqrt {b^{2}-4ac}}}\ln \left|{\frac {2ax+b-{\sqrt {b^{2}-4ac}}}{2ax+b+{\sqrt {b^{2}-4ac}}}}\right|+{\text{konstanta}}\end{aligned}}}

Kasus Diskriminan Nol

Pada kasus ini, informasi nilai b 2 − 4 a c = 0 {\displaystyle b^{2}-4ac=0} {\displaystyle b^{2}-4ac=0} akan mempermudah pengerjaan integral kuadratiknya, karena

∫ d x a x 2 + b x + c = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 − ( b 2 − 4 a c ) d x = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 d x {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}}}\,dx\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}}}\,dx\end{aligned}}}

Dengan menggunakan substitusi t = 2 a x + b {\displaystyle t=2ax+b} {\displaystyle t=2ax+b} (yang berarti d t = 2 a d x {\displaystyle dt=2a\,dx} {\displaystyle dt=2a\,dx}), maka

∫ d x a x 2 + b x + c = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 d x = ∫ 2 t 2 d t = − 2 t + konstanta = − 2 2 a x + b + konstanta {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}}}\,dx\\&=\int {\frac {2}{t^{2}}}\,dt\\&=-{\frac {2}{t}}+{\text{konstanta}}\\&=-{\frac {2}{2ax+b}}+{\text{konstanta}}\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}}}\,dx\\&=\int {\frac {2}{t^{2}}}\,dt\\&=-{\frac {2}{t}}+{\text{konstanta}}\\&=-{\frac {2}{2ax+b}}+{\text{konstanta}}\end{aligned}}}

Kasus Diskriminan Negatif

Karena nilai diskriminan b 2 − 4 a c < 0 {\displaystyle b^{2}-4ac<0} {\displaystyle b^{2}-4ac<0}, maka suku kedua pada bagian penyebut dari

∫ d x a x 2 + b x + c = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 − ( b 2 − 4 a c ) d x = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 + ( 4 a c − b 2 ) d x {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}+\left(4ac-b^{2}\right)}}\,dx\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}-\left(b^{2}-4ac\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}+\left(4ac-b^{2}\right)}}\,dx\end{aligned}}}

bernilai positif, sehingga akan digunakan substitusi

  • 2 a x + b = 4 a c − b 2 tan ⁡ t {\displaystyle 2ax+b={\sqrt {4ac-b^{2}}}\tan t} {\displaystyle 2ax+b={\sqrt {4ac-b^{2}}}\tan t}
  • 2 a d x = 4 a c − b 2 sec 2 ⁡ t d t {\displaystyle 2a\,dx={\sqrt {4ac-b^{2}}}\sec ^{2}t\,dt} {\displaystyle 2a\,dx={\sqrt {4ac-b^{2}}}\sec ^{2}t\,dt}
  • tan 2 ⁡ t + 1 = sec 2 ⁡ t {\displaystyle \tan ^{2}t+1=\sec ^{2}t} {\displaystyle \tan ^{2}t+1=\sec ^{2}t} (lihat identitas Pythagoras)

Akibatnya,

∫ d x a x 2 + b x + c = ∫ 4 a ( 2 a x + b ) 2 + ( 4 a c − b 2 ) d x = ∫ 2 ( 4 a c − b 2 tan ⁡ t ) 2 + ( 4 a c − b 2 ) ⋅ 4 a c − b 2 sec 2 ⁡ t d t = ∫ 2 ( 4 a c − b 2 ) ( tan 2 ⁡ t + 1 ) ⋅ 4 a c − b 2 sec 2 ⁡ t d t = 2 4 a c − b 2 ∫ sec 2 ⁡ t sec 2 ⁡ t d t = 2 4 a c − b 2 t + konstanta = 2 4 a c − b 2 arctan ⁡ ( 2 a x + b 4 a c − b 2 ) + konstanta . {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}+\left(4ac-b^{2}\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {2}{\left({\sqrt {4ac-b^{2}}}\tan t\right)^{2}+\left(4ac-b^{2}\right)}}\cdot {\sqrt {4ac-b^{2}}}\sec ^{2}t\,dt\\&=\int {\frac {2}{\left(4ac-b^{2}\right)\left(\tan ^{2}t+1\right)}}\cdot {\sqrt {4ac-b^{2}}}\sec ^{2}t\,dt\\&={\frac {2}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}\int {\dfrac {\sec ^{2}t}{\sec ^{2}t}}\,dt\\&={\frac {2}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}t+{\text{konstanta}}\\&={\frac {2}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}\arctan \left({\frac {2ax+b}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}\right)+{\text{konstanta}}.\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}\int {\frac {dx}{ax^{2}+bx+c}}&=\int {\frac {4a}{\left(2ax+b\right)^{2}+\left(4ac-b^{2}\right)}}\,dx\\&=\int {\frac {2}{\left({\sqrt {4ac-b^{2}}}\tan t\right)^{2}+\left(4ac-b^{2}\right)}}\cdot {\sqrt {4ac-b^{2}}}\sec ^{2}t\,dt\\&=\int {\frac {2}{\left(4ac-b^{2}\right)\left(\tan ^{2}t+1\right)}}\cdot {\sqrt {4ac-b^{2}}}\sec ^{2}t\,dt\\&={\frac {2}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}\int {\dfrac {\sec ^{2}t}{\sec ^{2}t}}\,dt\\&={\frac {2}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}t+{\text{konstanta}}\\&={\frac {2}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}\arctan \left({\frac {2ax+b}{\sqrt {4ac-b^{2}}}}\right)+{\text{konstanta}}.\end{aligned}}}

Referensi

Prakalkulus
Limit (matematika)
Kalkulus diferensial
Kalkulus integral
Kalkulus vektor
Kalkulus multivariabel
Deret
Fungsi dan
bilangan khusus
Sejarah kalkulus
Daftar-daftar
Topik lainnya
Konten disalin dari Wikipedia Bahasa Indonesia (lisensi CC BY-SA) Lihat versi asli di Wikipedia

Rekomendasi Pilihan