Rabu, 31 Desember 2014

Memahami Limit Fungsi

Memahami Limit Fungsi
Limit Fungsi adalah materi yang sudah diajarkan pada siswa SMA. Untuk memahami pengertian limit fungsi pada tahap awal dapat dilakuan melalui pemahaman limit fungsi secara intuitif.

Sebagai dasar pemahaman intuitif ini, kita perlu mengingat tentang bentuk tak tentu $\frac{0}{0}$.

Misal diberikan fungsi $f(x)=\frac{x^{2}-1}{x-1}$. Untuk $x=1$, diperoleh $f(1)=\frac{1^{2}-1}{1-1}=\frac{0}{0}$ yang merupakan bentuk tak tentu.

Perhatikan tabel berikut.
$x$
0,5
0
0,9999
….
1
….
1,0001
1,5
2
$f(x)$
1,5
1
1,9999
….
???
….
2,0001
2,5
3

Dari tabel di atas telihat bahwa ketika $x$ bergerak dari kiri (dari $x=0,5$ menuju ke $x=1$, tetapi $ x\neq1$), nilai $f(x)$ bergerak ke arah $f(x)=1,9999\approx 2$, yang disebut limit kiri dan ditulis
\[\lim_{x\rightarrow 1^{-}}\frac{x^{2}-1}{x-1}=2\]



Ketika $x$ bergerak dari kanan (dari $x=2$ menuju ke $x=1$, tetapi $ x\neq1$), nilai $f(x)$ bergerak ke arah $f(x)=2,0001\approx 2$, yang disebut limit kanan dan ditulis
\[\lim_{x\rightarrow 1^{+}}\frac{x^{2}-1}{x-1}=2\]

Jadi limit $f(x)$ adalah 2 jika $x$ mendekati 1 baik dari kiri maupun dari kanan, dan ditulis
\[\lim_{x\rightarrow 1}\frac{x^{2}-1}{x-1}=2\]


Perhatikan pula grafik fungsi  $f(x)=\frac{x^{2}-1}{x-1}$ berikut [klik gambar untuk zoom].



Maka secara intuitif pengertian limit fungsi dapat kita nyatakan sebagai berikut.
$\displaystyle \lim_{x\rightarrow a}f(x)=L$  berarti limit $f(x)$ adalah $\displaystyle L$ jika $x$ mendekati $a$ baik dari kiri maupun kanan.  
Secara matematis pengertian limit secara intuitif di atas kurang bermakna, sebab dengan menggunakan kalimat “mendekati” akan memunculkan pertanyaan: "seberapa dekatnya?"

Augustin Louis Cauchy selanjutnya menyusun definisi tentang limit secara formal sebagai berikut.
$\displaystyle \lim_{x\rightarrow a}f(x)=L$  berarti untuk setiap $\displaystyle \varepsilon >0$ betapapun kecilnya yang diberikan, terdapat $\displaystyle \delta >0$  sedemikan sehingga $\displaystyle \left | f(x)-L \right |<\varepsilon$ untuk setiap $\displaystyle \left | x-a \right |<\delta$. 
Selanjutnya, kita juga perlu mengetahui bahwa tidak semua fungsi memiliki limit pada titik tertentu, dimana suatu titik tertentu itu memunculkan bentuk tak terdefinisi, yaitu $\frac{c}{0}$ untuk $c\neq 0$, misalnya $\frac{2}{0}$.

Sebagai contoh untuk fungsi $\displaystyle f(x)=\frac{2}{x}$ tak terdefinisi untuk $\displaystyle x=0$.

Perhatikan tabel berikut.
$x$
-2
-1
-0,0001
….
0
….
0,0001
1
2
$f(x)$
-1
-2
-20000
….

….
20000
2
1

Perhatikan grafik fungsi $\displaystyle f(x)=\frac{2}{x}$ berikut [klik gambar untuk zoom].



Dalam kasus ini, jika $x$ mendekati 0 baik dari kiri maupun kanan, nilai limit $f(x)$ tidak sepadan/sama. Jadi $\displaystyle \lim_{x\rightarrow 0}\frac{2}{x}$  tidak ada.