Matematika Dasar Limit Fungsi Trigonometri (*Soal Dari Berbagai Sumber)

Matematika Dasar yang akan kita diskusikan berikut adalah tentang Limit Fungsi Trigonometri. Sebelumnya diskusi ini digabung dengan limit fungsi aljabar, tetapi mendengar masukan dari beberapa pembaca, katanya lebih baik dipisah.

Beberapa sampel soal untuk dibahas yaitu dari soal-soal SBMPTN (Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri) atau SMMPTN (Seleksi Mandiri Masuk Perguruan Tinggi Negeri) dan UN (Ujian Nasional). Soal-soal dan pembahasan limit fungsi trigonometri ini masih jauh dari sempurna, jadi jika ada masukan yang sifatnya membangun silahkan disampaikan.

Catatan sederhana tentang limit fungsi yaitu baik untuk limit fungsi aljabar dan trigonometri.

Berdasarkan defenisi limit, Jika nilai Limit Kiri = Limit Kanan=L secara simbol dituliskan $\lim\limits_{x \to a^{+}}f(x)=\lim\limits_{x \to a^{-}}f(x)=L$ maka nilai $\lim\limits_{x \to a}f(x)=L$.

Teorema dasar pada limit fungsi trigonometri adalah sebagai berikut:
  • $\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{sin\ x }{x} = 1 , \, \, $ atau $\underset{x \to 0}{lim}\dfrac{ x }{sin\ x} = 1$
  • $\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{tan\ x }{x} = 1 , \, \, $ atau $\underset{x \to 0}{lim}\dfrac{ x }{tan\ x} = 1$
  • $\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{sin\ ax }{bx} = \dfrac{a}{b} , \, \, $ atau $\underset{x \to 0}{lim}\dfrac{ ax }{sin\ bx} = \dfrac{a}{b}$
  • $\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{tan\ ax }{bx} = \dfrac{a}{b} , \, \, $ atau $\underset{x \to 0}{lim}\dfrac{ ax }{tan\ bx} = \dfrac{a}{b}$
  • $\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{sin\ ax }{sin\ bx} = \dfrac{a}{b} , \, \, $ atau $\underset{x \to 0}{lim}\dfrac{tan\ ax }{tan\ bx} = \dfrac{a}{b}$
  • $\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{tan\ ax }{sin\ bx} = \dfrac{a}{b} , \, \, $ atau $\underset{x \to 0}{lim}\dfrac{sin\ ax }{tan\ bx} = \dfrac{a}{b}$
Limit fungsi trigonometri ini umumnya tingkat kesulitan bukan pada limit fungsi trigonometrinya tetapi lebih banyak kesulitan tentang trigonometri terkhusus Identitas Trigonometri Dasar.

Teorema dasar limit fungsi trigonmetri diatas juga tetap menggunakan prinsip teorema limit pada fungsi aljabar yaitu jika nilai yang dihasilkan adalah bentuk tak tentu antara lain $\dfrac{0}{0}, \, \dfrac{\infty}{\infty} , \, \infty - \infty , \, 0^0 , \, \infty ^ \infty $ maka dilakukan manipulasi aljabar dengan cara memfaktorkan atau mengalikan dengan akar sekawan atau dengan Metode L'Hospital (Turunan).

Mari kita simak contoh Soal dan Pembahasan Limit Fungsi Trigonometri berikut 😊

1. Soal STIS 2017 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to 2}{lim} \dfrac{\left( x^{2}-5x-6\right)\ sin\ 2(x-2) }{\left( x^{2}-x-2\right)} \cdots$
$\begin{align}
(A)\ & -8 \\
(B)\ & -5 \\
(C)\ & -2 \\
(D)\ & \dfrac{3}{4} \\
(E)\ & 5
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{\left( x^{2}-5x-6\right)\ sin\ 2(x-2) }{\left( x^{2}-x-2 \right)} \\
& = \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{(x+1)(x-6)\ sin\ 2(x-2) }{(x-2)(x+1)} \\
& = \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{(x-6)\ sin\ 2(x-2) }{(x-2)} \\
& = \underset{x \to 2}{lim} (x-6) \cdot \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ 2(x-2) }{(x-2)} \\
& = (2-6) \cdot 2 \\
& = -4 \cdot 2 =-8 \\
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(A)\ - 8$

2. Soal SBMPTN 2018 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ \left( 2x-4 \right) }{2- \sqrt{6-x}} =\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & -8 \\
(B)\ & -2 \\
(C)\ & 0 \\
(D)\ & 2 \\
(E)\ & 8
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ \left( 2x-4 \right) }{2- \sqrt{6-x}} \\
& = \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ \left( 2x-4 \right) }{2- \sqrt{6-x}} \cdot \dfrac{2+ \sqrt{6-x}}{2+ \sqrt{6-x}} \\
& = \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ \left( 2x-4 \right) \left( 2+ \sqrt{6-x} \right) }{4- \left( 6-x \right)} \\
& = \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ \left( 2x-4 \right) \left( 2+ \sqrt{6-x} \right) }{4- 6+x } \\
& = \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ 2\left( x-2 \right) \left( 2+ \sqrt{6-x} \right) }{x-2 } \\
& = \underset{x \to 2}{lim} \dfrac{sin\ 2\left( x-2 \right)}{x-2 } \cdot \underset{x \to 2}{lim} \left( 2+ \sqrt{6-x} \right) \\
& = 2 \cdot \left( 2+ \sqrt{6-2} \right) \\
& = 2 \cdot ( 2+ 2)=8 \\
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(E)\ 8$

3. Soal SBMPTN 2017 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{sec\ x+cos\ x-2}{x^{2}\ sin^{2}x}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & -\dfrac{1}{8} \\
(B)\ & -\dfrac{1}{4} \\
(C)\ & 0 \\
(D)\ & \dfrac{1}{4} \\
(E)\ & \dfrac{1}{8}
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{sec\ x+cos\ x-2}{x^{2}\ sin^{2}x}\\
= & \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{\dfrac{1}{cos\ x}+\dfrac{cos^{2}x}{cos\ x}-\dfrac{2\ cos\ x}{cos\ x}}{x^{2}\ sin^{2}x}\\
= & \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{cos^{2}-2\ cos\ x+1}{x^{2}\ sin^{2}x\ cos\ x}\\
= & \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{\left (cos\ x-1 \right )^{2}}{x^{2}\ sin^{2}x\ cos\ x}\\
= & \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{\left (-2sin^{2}(\dfrac{1}{2}x) \right )^{2}}{x^{2}\ sin^{2}x\ cos\ x}\\
= & \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{4\ sin^{2}(\dfrac{1}{2}x)\ sin^{2}(\dfrac{1}{2}x)}{x^{2}\ sin^{2}x\ cos\ x}\\
= & \underset{x \to 0}{lim} 4\ \cdot \dfrac{sin^{2}(\dfrac{1}{2}x)}{x^{2}} \cdot \dfrac{sin^{2}(\dfrac{1}{2}x)}{sin^{2}x} \cdot \dfrac{1}{cos\ x}\\
= & 4\ \cdot \dfrac{1}{4} \cdot \dfrac{1}{4} \cdot \dfrac{1}{1} = \dfrac{1}{4}
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(D)\ \dfrac{1}{4}$

4. Soal SBMPTN 2016 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3}}{\sqrt{1+sin\ x}-\sqrt{1+tan\ x}}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & -4 \\
(B)\ & -2 \\
(C)\ & 0 \\
(D)\ & 2 \\
(E)\ & 4
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3}}{\sqrt{1+sin\ x}-\sqrt{1+tan\ x}} \\
& = \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3}}{\sqrt{1+sin\ x}-\sqrt{1+tan\ x}} \cdot \dfrac{\sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x}}{\sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x}} \\
& \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3} \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right)}{1+sin\ x-1-tan\ x} \\
& = \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3} \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right)}{sin\ x-tan\ x} \\
& = \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3} \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right)}{sin\ x (1-\frac{1}{cos\ x})} \\
& = \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3} \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right)}{sin\ x \cdot \frac{cos\ x -1}{cos\ x}} \\
& = \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{cos\ x \cdot x^{3} \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right)}{sin\ x (cos\ x -1)} \\
& = \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{cos\ x \cdot x^{3} \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right)}{sin\ x (1-2 sin^{2} \frac{1}{2}x -1)} \\
& = \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{cos\ x \cdot x^{3} \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right)}{sin\ x (-2 sin^{2} \frac{1}{2}x)} \\
& = \underset{x \to 0}{lim}\ cos\ x \left( \sqrt{1+sin\ x}+\sqrt{1+tan\ x} \right) \cdot \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x^{3}}{sin\ x (-2 sin^{2} \frac{1}{2}x)}\\
& = cos\ 0 \left( \sqrt{1+sin\ 0}+\sqrt{1+tan\ 0} \right) \cdot \dfrac{1}{-2 \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2}} \\
& = 1 \left( \sqrt{1}+\sqrt{1} \right) \cdot \dfrac{1}{-\frac{1}{2}}\\
& = 2 \cdot (-2) =-4
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(A)\ -4$

5. Soal SBMPTN 2013 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{x\ sin\ x - cos\ x +1}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & 2 \\
(B)\ & \frac{3}{2} \\
(C)\ & 1 \\
(D)\ & \frac{2}{3} \\
(E)\ & -1
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{x\ sin\ x - cos\ x +1} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{x\ sin\ x +1- cos\ x} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{x\ sin\ x +2 sin^{2} \dfrac{1}{2}x} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{x\ sin\ x +2 sin^{2} \dfrac{1}{2}x} \cdot \dfrac{\dfrac{1}{x^{2}}}{\dfrac{1}{x^{2}}} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{\dfrac{x\ tan\ x}{x^{2}}}{\dfrac{x\ sin\ x}{x^{2}} +\dfrac{2 sin^{2} \dfrac{1}{2}x}{x^{2}}} \\
&= \dfrac{1}{1+2 \cdot \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{2}} \\
&= \dfrac{1}{1+\dfrac{1}{2}} \\
&= \dfrac{1}{\dfrac{3}{2}}= \dfrac{2}{3}
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(D)\ \dfrac{2}{3}$

6. Soal SBMPTN 2013 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x - cos\ 2x +1}}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & 3 \\
(B)\ & \sqrt{3} \\
(C)\ & \frac{\sqrt{3}}{3} \\
(D)\ & \frac{1}{3} \\
(E)\ & \frac{\sqrt{3}}{2}
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x - cos\ 2x +1}} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x + 1- cos\ 2x }} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x + 2sin^{2} x }} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{x\ tan\ x}{3 sin^{2} x }} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{x\ tan\ x}{3 sin\ x\ sin\ x}} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{x}{sin\ x\} \cdot \dfrac{tan\ x}{sin\ x}} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \sqrt{\dfrac{1}{3} \cdot 1 \cdot 1} \\
&= \sqrt{\dfrac{1}{3}} \\
&= \dfrac{1}{3}\sqrt{3}
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(C)\ \frac{\sqrt{3}}{3}$

7. Soal SBMPTN 2013 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x - cos\ 2x +1}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & 1 \\
(B)\ & \frac{1}{3} \\
(C)\ & \frac{2}{3} \\
(D)\ & -\frac{1}{2} \\
(E)\ & -1
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x - cos\ 2x +1} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x + 1- cos\ 2x } \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{sin^{2} x + 2sin^{2} x } \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{3 sin^{2} x } \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{x\ tan\ x}{3 sin\ x\ sin\ x} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{x}{sin\ x\} \cdot \dfrac{tan\ x}{sin\ x} \\
&= \underset{x \to 0}{lim} \dfrac{1}{3} \cdot 1 \cdot 1 \\
&= \dfrac{1}{3}
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(B)\ \frac{1}{3}$

8. Soal UM UGM 2017

$\underset{x \to -4}{lim} \dfrac{1-cos(x+4)}{x^{2}+8x+16}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & -2 \\
(B)\ & -\frac{1}{2} \\
(C)\ & \frac{1}{3} \\
(D)\ & \frac{1}{2} \\
(E)\ & 2
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

$\begin{align}
& \underset{x \to -4}{lim} \dfrac{1-cos(x+4)}{x^{2}+8x+16} \\
& = \underset{x \to -4}{lim} \dfrac{1-cos(x+4)}{(x+4)(x+4)} \\
& = \underset{x \to -4}{lim} \dfrac{2 sin^{2} \dfrac{1}{2}(x+4)}{(x+4)(x+4)} \\
& = \underset{x \to -4}{lim} \dfrac{2 sin \dfrac{1}{2}(x+4)}{(x+4)} \cdot \underset{x \to -4}{lim} \dfrac{sin \dfrac{1}{2}(x+4)}{(x+4)} \\
& = 2 \cdot \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{2} \\
& = \dfrac{1}{2}
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(D)\ \frac{1}{2}$

9. Soal UM UNDIP 2010 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to y}{lim} \dfrac{sin\ x - sin\ y}{x-y}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & sin\ x \\
(B)\ & sin\ y \\
(C)\ & 0 \\
(D)\ & cos\ x \\
(E)\ & cos\ y
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

Untuk menyelesaikan bentuk ini, kita gunakan Metode L'Hospital (Turunan).
Turunan pertama $sin\ x - sin\ y$ terhadap $x$ adalah
$\dfrac{d(sin\ x - sin\ y)}{dx}=cos\ x -0=cos\ x$

Turunan pertama $x-y$ terhadap $x$ adalah
$\dfrac{d(x-y)}{dx}=1 -0=1$

$\begin{align}
& \underset{x \to y}{lim} \dfrac{sin\ x - sin\ y}{x-y} \\
& = \underset{x \to y}{lim} \dfrac{2 cos \frac{cos\ x}{1} \\
& = \dfrac{cos\ y}{1} \\
& = cos\ y
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(E)\ cos\ y$

10. Soal UM UNDIP 2010 (*Soal Lengkap)

$\underset{x \to -1}{lim} \dfrac{sin(1-x^{2})\ cos (1-x^{2})}{x^{2}-1}=\cdots$
$\begin{align}
(A)\ & 1 \\
(B)\ & -1 \\
(C)\ & 2 \\
(D)\ & -2 \\
(E)\ & 0
\end{align}$
Alternatif Pembahasan:

Hint

Untuk menyelesaikan soal diatas kita coba dengan memisalkan $1-x^{2}=m$, karena $x \to -1$ maka $m \to 0$.
$\begin{align}
& \underset{x \to -1}{lim} \dfrac{sin(1-x^{2})\ cos (1-x^{2})}{x^{2}-1} \\
& = \underset{m \to 0}{lim} \dfrac{sin\ m\ cos\ m}{-m} \\
& = \underset{m \to 0}{lim}\ cos\ m \cdot \underset{m \to 0}{lim} \dfrac{sin\ m}{-m} \\
& = cos\ 0 \cdot -1 \\
& = 1 \cdot -1 =-1
\end{align}$

$\therefore$ Pilihan yang sesuai $(B)\ -1$


"Jika engkau tidak sanggup menahan lelahnya belajar, Maka engkau harus menanggung pahitnya kebodohan" ___pythagoras

Beberapa pembahasan soal Matematika Dasar Limit Fungsi Trigonometri (*Soal Dari Berbagai Sumber) di atas adalah coretan kreatif siswa pada lembar jawaban pembahasan Penilaian Harian, pembahasan Quiz atau pada saat presentasi diskusi di kelas.

Jadi jika ada masukan yang sifatnya membangun terkait masalah alternatif penyelesaian atau request pembahasan soal, silahkan disampaikan, kami dengan senang hati segera menanggapinya😊😊.
Jika Bermanfaat👌 Jangan Lupa Untuk Berbagi 🙏Share is Caring👀

Matematika dapat mempengaruhi karakter kita, mari kita simak penjelasannya pada video berikut;

You Might Also Like: