Sabtu, 17 Oktober 2026
04:54 WIB
TERKINI
Pesawaran Lampung Dorong Rantai Pasok Hijau Kakao, Kopi, Lada ke Pasar Global Pesawaran Pengalihan Status Guru PPPK ke Penuh Waktu: DPRD Pesawaran Soroti Isu Penempatan Lampung Timur Gotong Royong Fantastis: Warga Bandar Agung Himpun Rp15 Miliar untuk Jalan Desa Bandar Lampung JNE Lampung Sukses Ubah Komplain Milea Cutting Jadi Kemitraan Strategis Bandar Lampung Jadwal Padat Pemprov Lampung 16 Oktober 2026: Pisah Sambut Kapolda dan Rapat Strategis Bandar Lampung Lampung Waspada: BMKG Deteksi 212 Titik Panas di Sepuluh Kabupaten Bandar Lampung Masyarakat Lampung Titip Harapan Besar untuk Kapolda Baru: Berantas Narkoba dan Begal Regional Gubernur Herman Deru Minta Polisi Usut Tuntas Pengeroyokan Jurnalis di Palembang Lampung Selatan Bau Menyengat dan Lalat Ungkap Kematian Pria di Natar, Diduga Sakit Kronis Hiburan Daftar Film Paling Dipuji di IMDb 2026: Dari Epik Kolosal hingga Aksi Pahlawan Super Pesawaran Lampung Dorong Rantai Pasok Hijau Kakao, Kopi, Lada ke Pasar Global Pesawaran Pengalihan Status Guru PPPK ke Penuh Waktu: DPRD Pesawaran Soroti Isu Penempatan Lampung Timur Gotong Royong Fantastis: Warga Bandar Agung Himpun Rp15 Miliar untuk Jalan Desa Bandar Lampung JNE Lampung Sukses Ubah Komplain Milea Cutting Jadi Kemitraan Strategis Bandar Lampung Jadwal Padat Pemprov Lampung 16 Oktober 2026: Pisah Sambut Kapolda dan Rapat Strategis Bandar Lampung Lampung Waspada: BMKG Deteksi 212 Titik Panas di Sepuluh Kabupaten Bandar Lampung Masyarakat Lampung Titip Harapan Besar untuk Kapolda Baru: Berantas Narkoba dan Begal Regional Gubernur Herman Deru Minta Polisi Usut Tuntas Pengeroyokan Jurnalis di Palembang Lampung Selatan Bau Menyengat dan Lalat Ungkap Kematian Pria di Natar, Diduga Sakit Kronis Hiburan Daftar Film Paling Dipuji di IMDb 2026: Dari Epik Kolosal hingga Aksi Pahlawan Super

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