Nama : Hana Fahira
No. Absen : 15
Kelas : XI IPS 2
Soal & Jawaban Nomor 15
Contoh Soal Serupa
Sebuah kotak tanpa tutup yang alasnya berbentuk persegi, mempunyai volume 4 m2 terbuat dari selembar karton. Agar karton yang diperlukan sedikit mungkin, maka ukuran panjang, lebar dan tinggi kotak berturut-turut adalah...
Jawab:
Step-1: volume kotak
Volume kotak adalah volum balok, yaitu V = panjang x lebar x tinggi.
V = x²t
x²t = 4 ... (persamaan 1)
Step-2: luas permukaan kotak dari bahan karton
Kotak terdiri dari sebuah persegi dan empat buah persegi panjang. Bahan untuk membuat kotak adalah karton. Sehingga,
L = x² + 4xt ... (persamaan 2)
Step-3: optimalisasi luas permukaan karton
Luas permukaan akan kita optimalisasi menuju keadaan stasioner, sebelum itu substitusikan variabel t dari persamaan 1 ke persamaan 2.
Dari persamaan 1:
Substitusi ke persamaan 2:
Sekarang telah menjadi fungsi L(x), yakni
Atau,
Keadaan stasioner L'(x) = 0
Jadi dilakukan proses turunan fungsi L(x) lalu sama dengan nol.
Agar menjadi persamaan yang tersusun rapi, kalikan kedua ruas dengan x² sekaligus membaginya dengan 2.
x³ - 8 = 0
Penyelesaian persamaan bentuk ini cukup mudah, di sini nilai x bersifat tunggal.
x³ = 8
Diperoleh x = 2.
Nilai x = 2 inilah yang membuat luas permukaan karton menjadi minimum. Nanti kita hitung juga berapa luas minimum bahan karton.
Substitusikan nilai x ke untuk memperoleh tingginya.
t = 1
Dengan demikian ukuran-ukuran kotak agar karton yang diperlukan sesedikit mungkin adalah sebagai berikut:
- Panjang = 2 m
- Lebar = 2 m
- Tinggi = 1 m