Dari kurva biaya marginal ke total biaya, dari fungsi permintaan ke surplus konsumen — integral (operasi matematika yang menghitung akumulasi atau luas di bawah kurva) adalah alat untuk menjumlahkan perubahan yang tak terbatas.
RPS MINGGU 15 • SUB-CPMK 7 • DURASI 2 × 50 MENIT
∫MC dQ = TC
Tujuan Pembelajaran Hari Ini
Setelah pertemuan ini, Anda diharapkan mampu memahami sifat-sifat integral dan menerapkannya pada konteks bisnis (Sub-CPMK 7). Secara rinci:
CAPAIAN 1 — INTEGRAL TAK TENTU
∫f dQ
Memahami konsep anti-diferensial, aturan integrasi (power rule, konstanta, jumlah/selisih, eksponensial, logaritma), dan peran konstanta integrasi C.
CAPAIAN 2 — INTEGRAL TENTU
∫ₐᵇ
Menghitung ∫ab f(x)dx menggunakan teorema dasar kalkulus; menghitung luas di bawah kurva.
CAPAIAN 3 — TC & TR
TC/TR
Menghitung total biaya dari MC (biaya marginal) dan total revenue dari MR (pendapatan marginal) menggunakan integral.
CAPAIAN 4 — CS & PS
CS/PS
Menghitung dan menginterpretasikan surplus konsumen (CS — manfaat konsumen di atas harga yang dibayar) dan surplus produsen (PS — penerimaan di atas biaya minimum).
Mengapa Produsen Batik Perlu Integral?
Bayangkan biaya marginal produksi batik Semarang naik seiring jumlah yang diproduksi. Bagaimana menghitung total biaya tanpa menjumlahkan satu per satu?
⚠ Masalah
MC (biaya marginal) diketahui sebagai fungsi:
MC = 3Q² − 4Q + 10
Total biaya untuk Q = 1 s.d. 20 tidak bisa dijumlahkan manual — ada tak terhingga titik di antara Q = 0 dan Q = 20.
✓ Solusi — Integral
Integrasikan MC:
TC = ∫(3Q²−4Q+10)dQ = Q³ − 2Q² + 10Q + C
Tambahkan syarat awal (biaya tetap/FC), evaluasi di Q = 20 → jawaban tepat dalam satu langkah.
Ini persis yang dilakukan akuntan manajemen dan analis operasional — bedanya mereka menyebutnya "kalkulus biaya", bukan "integral".
Bagian 1 dari 4
Integral Tak Tentu
Anti-diferensial, aturan power rule, konstanta C, jumlah/selisih, eksponensial, logaritma.
Anti-diferensialAturan DasarKonstanta C
Integral = Anti-Diferensial
Jika d/dQ [F(Q)] = f(Q), maka ∫ f(Q) dQ = F(Q) + C.
↓ Diferensial (turun ke bawah)
F(Q) = Q³
↓
f(Q) = 3Q²
↑ Integral (naik ke atas)
f(Q) = 3Q²
↑
∫ 3Q² dQ = Q³ + C
Turunan (F′ = f)
Integral (∫ f dQ = F + C)
d/dQ [Q²] = 2Q
∫ 2Q dQ = Q² + C
d/dQ [5Q] = 5
∫ 5 dQ = 5Q + C
d/dQ [eQ] = eQ
∫ eQ dQ = eQ + C
Integral membalikkan turunan — tapi dengan tambahan konstanta C (konstanta integrasi — bilangan konstan yang "hilang" saat diturunkan, wajib dikembalikan saat diintegrasikan) yang tidak muncul saat diturunkan.
Konstanta Integrasi C — Tidak Boleh Dihilangkan
Turunan dari Q³ + 5, Q³ + 100, dan Q³ − 7 semuanya sama: 3Q².
C tidak diketahui → jawaban tetap "Q³ + C" (integral tak tentu).
Dengan Syarat Awal
Misal TC(0) = 500.000 → C = 500.000 (tertentu!). C adalah representasi matematis dari biaya tetap (FC).
Menghilangkan C di integral tak tentu = kesalahan prosedur. Nilai C ditentukan oleh kondisi nyata bisnis (biaya tetap, nilai awal persediaan, dll.).
Power Rule Integral — Aturan Pangkat
∫ xn dx = xn+1 / (n+1) + C, n ≠ −1
Naikkan pangkat satu tingkat, bagi dengan pangkat barunya, tambah C.
Fungsi f(x)
Integral ∫f(x)dx
x²
x³/3 + C
x⁴
x⁵/5 + C
x&sup0; = 1
x + C
x¹ = x
x²/2 + C
3Q²
3 · Q³/3 + C = Q³ + C
PENGECUALIAN: n = −1, yaitu ∫ (1/x) dx ≠ x&sup0;/0 (tidak terdefinisi) → gunakan rumus logaritma (ln/logaritma natural): ∫ (1/x) dx = ln|x| + C
Tiga Aturan Tambahan Integral Tak Tentu
Aturan 1 — Konstanta Pengali
∫ k·f(x)dx = k·∫f(x)dx + C
Konstanta pengali (koefisien) boleh dikeluarkan dari tanda integral.
Contoh: ∫ 5x² dx = 5 · (x³/3) + C = 5x³/3 + C
Aturan 2 — Jumlah
∫[f+g]dx = ∫f dx + ∫g dx
Integral jumlah = jumlah integral.
Contoh: ∫(3Q²+5Q)dQ = Q³ + 5Q²/2 + C
Aturan 3 — Selisih
∫[f−g]dx = ∫f dx − ∫g dx
Integral selisih = selisih integral.
Contoh: ∫(3Q²−4Q+10)dQ = Q³−2Q²+10Q+C
Contoh Aturan 3 adalah fungsi MC konveksi batik kita — hafalkan hasilnya: Q³ − 2Q² + 10Q + C. Ini kunci seluruh Blok Aplikasi Bisnis hari ini.
Integral Fungsi Eksponensial dan Logaritma
Fungsi f(x)
∫ f(x) dx
ex
ex + C
eax (a ≠ 0)
(1/a) eax + C
1/x = x−1
ln|x| + C
ax (a > 0, a ≠ 1)
ax / ln(a) + C
∫ e2x dx = (1/2)e2x + C
∫ (1/Q) dQ = ln|Q| + C
∫ 3ex dx = 3ex + C
Dalam bisnis, fungsi eksponensial muncul di model pertumbuhan (penjualan, populasi, bunga majemuk kontinu). Integral ex wajib diingat: e (bilangan Euler ≈ 2,718, basis logaritma natural) adalah satu-satunya fungsi yang turunan sekaligus integralnya adalah dirinya sendiri.
HDN-1: Total Biaya Konveksi Batik Semarang
Diketahui: MC = 3Q² − 4Q + 10 (ribuan Rp/unit); FC = 500 (ribuan Rp) = Rp 500.000. Hitung TC(20). Semua besaran dalam ribuan Rp.
Langkah
Perhitungan
Nilai
1 — Integrasikan MC
TC = ∫(3Q²−4Q+10)dQ
Bentuk integral
2 — Power rule tiap suku
TC = 3Q³/3 − 4Q²/2 + 10Q + C
Dengan suku −4Q²/2
3 — Sederhanakan koefisien
TC = Q³ − 2Q² + 10Q + C
(ribuan Rp)
4 — Syarat awal TC(0) = 500
0 − 0 + 0 + C = 500 → C = 500
C = 500 (ribu Rp)
5 — Fungsi TC lengkap
TC(Q) = Q³ − 2Q² + 10Q + 500
(ribuan Rp)
6 — Hitung TC(20)
8.000 − 800 + 200 + 500
7.900 ribu Rp
Total biaya produksi 20 unit batik = Rp 7.900.000. Harga minimum per unit = Rp 7.900.000 / 20 = Rp 395.000 (break-even price). Verifikasi: dTC/dQ = 3Q² − 4Q + 10 = MC ✓
Bagian 2 dari 4
Integral Tentu
∫ab f(x)dx, teorema dasar kalkulus, luas di bawah kurva.
∫ab f(x)dxTeorema DasarLuas Kurva
Integral Tentu — Notasi dan Definisi
∫ab f(x) dx
∫ = tanda integral (jumlah kontinu, dari kata Latin "summa")
a = batas bawah integrasi
b = batas atas integrasi
f(x) = integrand (fungsi yang diintegrasikan)
dx = diferensial (variabel integrasi)
Geometris: luas di bawah kurva f(x), x = a hingga x = b. Ekonomis: ∫020 MC(Q) dQ = total biaya variabel dari Q = 0 hingga Q = 20.
Teorema Dasar Kalkulus — Intuisi: Irisan Tipis
Bayangkan daerah di bawah kurva dipotong menjadi irisan persegi panjang tipis — masing-masing lebar ΔQ, tinggi f(Q). Semakin tipis irisan, semakin akurat hasilnya. Batas dari penjumlahan tak hingga irisan inilah integral tentu.
Teorema Dasar Kalkulus menyatakan bahwa penjumlahan tak hingga irisan tipis ini setara dengan F(b) − F(a) di mana F adalah anti-diferensial f.
CONTOH CEPAT: ∫13 2x dx
Anti-diferensial 2x
F(x) = x²
Evaluasi di batas
[x²]13 = 3² − 1²
Hasil
9 − 1 = 8
Integral tentu menghasilkan bilangan, bukan fungsi. F(b) − F(a) — tidak perlu menjumlahkan ribuan irisan secara manual.
Aturan +C: Perbedaan Kritis Tak Tentu vs Tentu
∫ab f(x) dx = [F(x)]ab = F(b) − F(a)
PROSEDUR 4 LANGKAH:
Cari anti-diferensial F(x) dari f(x) — jangan tulis +C di integral tentu.
Evaluasi F di batas atas: F(b).
Evaluasi F di batas bawah: F(a).
Kurangi: F(b) − F(a). Hasilnya adalah bilangan.
Integral TAK TENTU
Integral TENTU
Hasil
fungsi
bilangan
Aturan +C
+C WAJIB ditulis
C saling hapus → JANGAN tulis +C
Contoh
∫ 2x dx = x² + C
∫13 2x dx = [x²]13 = 8
Mengapa C hilang? [F(x)+C]ab = F(b)+C − F(a)−C = F(b)−F(a). C saling menghapus → di integral tentu, tulis F(x) tanpa +C.
Luas di Bawah Kurva — Interpretasi Geometris
Kasus A — f(x) ≥ 0
∫ab f dx = positif
Kasus B — f(x) ≤ 0
∫ negatif → luas geometris = |∫|
Kasus C — Campuran
Pecah di titik persilangan sumbu-x, jumlahkan nilai mutlak.
Dalam konteks ekonomi/bisnis: f(Q) hampir selalu ≥ 0 (harga, biaya, kuantitas selalu positif). Kalau hasil integral negatif padahal fungsinya positif, cek aritmetika Anda.
Interpretasi
Integral
Total biaya variabel
∫0Q MC(q) dq
Total revenue (TR)
∫0Q MR(q) dq
Surplus konsumen (CS)
∫0Q* [PD(q) − P*] dq
Surplus produsen (PS)
∫0Q* [P* − PS(q)] dq
Coba Sendiri: Geser Batas Integral, Lihat Luas Berubah
Ubah batas bawah dan atas integral pada kurva permintaan/penawaran, lalu amati luas surplus konsumen dan produsen bereaksi.
HDN-2: Surplus Konsumen Pasar Beras Bulog
Diketahui: Fungsi permintaan P = 100 − 2Q (ribuan Rp/kg); harga pasar P* = 60 (ribu Rp/kg). Hitung CS. Bulog = Badan Urusan Logistik, BUMN pengelola beras Indonesia.
Langkah
Perhitungan
Nilai
1 — Cari Q* dari P* = 100 − 2Q
60 = 100 − 2Q → 2Q = 40
Q* = 20
2 — Rumus CS
CS = ∫020 [PD(Q) − P*] dQ
Bentuk integral
3 — Substitusi integrand
∫020 [(100−2Q) − 60] dQ
= ∫020(40−2Q)dQ
4 — Anti-diferensial
F(Q) = 40Q − Q²
(tanpa +C)
5 — Evaluasi F(20)
40(20) − (20)² = 800 − 400
F(20) = 400
6 — Evaluasi F(0)
40(0) − (0)² = 0
F(0) = 0
7 — Interpretasi
CS = 400 − 0 = 400 (ribu Rp)
Rp 400.000 total
CS = Rp 400.000 total agregat untuk seluruh 20 kg. Verifikasi geometris (segitiga): ½ × 40 × 20 = 400 ✓. Program subsidi Bulog/BPNT secara efektif membesarkan CS ini.
Bagian 3 dari 4
Aplikasi Bisnis Integral
Total biaya dari MC, total revenue dari MR, surplus konsumen, surplus produsen, estimasi pendapatan pajak daerah.
TCTRCSPS
Menghitung TC dari MC — Prosedur Umum
Fungsi biaya total = anti-diferensial dari biaya marginal + biaya tetap.
TC(Q) = ∫ MC dQ + FC
Langkah
Tindakan
1
Tulis MC = f(Q) yang diketahui
2
Integrasikan: TC = ∫ MC dQ + C
3
Gunakan syarat awal TC(0) = FC (biaya tetap/fixed cost) untuk mencari C
4
Tulis fungsi TC lengkap
5
Substitusikan Q yang ditanya → TC
TVC (total variable cost — total biaya variabel) = ∫0Q MC(q) dq — integral tentu tanpa FC.
FC (fixed cost — biaya tetap) muncul sebagai nilai C dalam anti-diferensial. Jangan lewatkan langkah 3!
Total Revenue dari MR — Prinsip yang Sama
Jika MR (marginal revenue — pendapatan marginal) diketahui sebagai fungsi Q, maka TR (total revenue — total pendapatan) = ∫ MR dQ, dengan syarat TR(0) = 0 karena tidak ada pendapatan jika tidak ada yang dijual.
Verifikasi: turunkan TR → dTR/dQ = 50 − 4Q = MR ✓ Selalu lakukan verifikasi ini setelah menghitung TR dari MR.
Surplus Konsumen (CS) — Manfaat Bagi Pembeli
Definisi: CS (consumer surplus — surplus konsumen) adalah manfaat total yang diterima konsumen karena membayar harga pasar P* yang lebih rendah daripada harga tertinggi yang bersedia mereka bayar.
CS = ∫0Q* [PD(Q) − P*] dQ
PD(Q) — fungsi permintaan (harga bersedia dibayar)
P* — harga pasar aktual (harga keseimbangan)
Q* — kuantitas keseimbangan dari PD(Q*) = P*
Relevansi Indonesia: HET (Harga Eceran Tertinggi — batas harga maksimum pemerintah) beras Bulog, tarif listrik subsidi PLN, KUR (Kredit Usaha Rakyat — pinjaman bersubsidi UMKM) — semua menciptakan CS bagi penerima manfaat.
Surplus Produsen (PS) — Manfaat Bagi Penjual
Definisi: PS (producer surplus — surplus produsen) adalah keuntungan total yang diterima produsen karena menjual di harga pasar P* yang lebih tinggi daripada harga minimum yang bersedia mereka terima.
Total kesejahteraan sosial = CS + PS. Maksimalisasi CS + PS adalah tujuan ekonomi pasar yang efisien.
Studi Kasus: Estimasi Total Penerimaan Pajak Daerah
Konteks: Pemkot Semarang memproyeksikan marginal tax revenue (penerimaan pajak marginal) dari sektor UMKM: MRpajak = 200 − 0,5Q (juta Rp/tahun, Q = tahun ke-Q dari program). Berapa total penerimaan dari tahun ke-1 hingga tahun ke-10?
Langkah
Perhitungan
Nilai
1 — Batas: a = 1, b = 10
∫110 (200 − 0,5Q) dQ
Bentuk integral tentu
2 — Anti-diferensial
F(Q) = 200Q − 0,25Q²
(tanpa +C)
3 — F(10)
200(10) − 0,25(100) = 2.000 − 25
1.975
4 — F(1)
200(1) − 0,25(1) = 200 − 0,25
199,75
5 — Total
1.975 − 199,75
1.775,25 juta Rp
Total penerimaan pajak UMKM Kota Semarang tahun 1–10 ≈ Rp 1,775 miliar. Catatan: angka MRpajak adalah ilustrasi akademis, bukan data resmi APBD (Anggaran Pendapatan dan Belanja Daerah).
Lima Jebakan Paling Sering dalam Integral
△ Jebakan 1
Lupa +C di integral tak tentu. ∫ 3Q² dQ = Q³ ✗ (benar: Q³ + C)
△ Jebakan 2
Keliru power rule untuk n = −1. ∫ (1/x) dx ≠ x&sup0;/0 (undefined!) Benar: ln|x| + C
△ Jebakan 3
Menulis +C di integral tentu. [40Q−Q²+C]020 ✗ C saling hapus — tulis tanpa +C.
△ Jebakan 4
Salah arah pengurangan batas. Benar: F(b) − F(a), bukan F(a) − F(b). Terbalik → tanda salah.
△ Jebakan 5
Mengira CS = laba perusahaan. CS adalah manfaat konsumen — nilai yang "tersisa" di tangan pembeli, bukan penerimaan atau laba perusahaan. CS bukan milik produsen.
Sifat-Sifat Integral Tentu — Ringkasan
Sifat
Formula
Makna
Pembalikan batas
∫ab f dx = −∫ba f dx
Balik batas → balik tanda
Batas sama
∫aa f dx = 0
Tidak ada interval → luas nol
Linieritas
∫[αf + βg]dx = α∫f + β∫g
Integral bersifat linier (dapat dipecah)
Aditif
∫ab f = ∫ac f + ∫cb f
Boleh dipecah di titik c mana pun
Konstanta pengali
∫ab k·f dx = k · ∫ab f dx
Konstanta boleh keluar dari tanda integral
Sifat Aditif: kalau fungsi punya bagian di atas dan di bawah sumbu-x, pecah integral di titik perpotongan dengan sumbu-x, hitung masing-masing, lalu jumlahkan nilai mutlaknya untuk mendapat total luas. Linieritas (sifat matematis di mana kombinasi linier dapat diurai: ∫(af+bg) = a∫f + b∫g) memungkinkan integrasi polinomial suku demi suku.
Cheat Sheet Integral — Ringkasan Satu Layar
Aturan Dasar — Integral Tak Tentu
f(x)
∫ f(x) dx
xn (n ≠ −1)
xn+1/(n+1) + C
k (konstanta)
kx + C
ex
ex + C
eax
(1/a)eax + C
1/x
ln|x| + C
k·f(x)
k · ∫f(x) dx
f(x) ± g(x)
∫f dx ± ∫g dx
∫ab f(x) dx = F(b) − F(a)
Aplikasi Bisnis
Aplikasi
Rumus
TC
∫ MC dQ + FC
TR
∫ MR dQ (TR(0)=0)
CS
∫0Q*[PD−P*]dQ
PS
∫0Q*[P*−PS]dQ
Semua rumus bisnis = satu prinsip: integrasikan fungsi marginal/harga di interval relevan, tambahkan syarat awal bila perlu.
Latihan Kelas — Dua Soal Cepat (10 Menit)
Soal 1 — Integral Tak Tentu (5 menit)
Hitung:
∫ (6Q² − 8Q + 3) dQ
Petunjuk: power rule suku demi suku, jangan lupa +C di akhir.
Soal 2 — Surplus Konsumen (5 menit)
Fungsi permintaan: P = 80 − 3Q. Harga pasar P* = 50.
(a) Cari Q*.
(b) Hitung CS = ∫0Q* (PD − P*) dQ.
Petunjuk: 80 − 3Q* = 50 → cari Q*, lalu integrasikan (30 − 3Q).
Kerjakan di kertas, tulis setiap langkah, jangan lewatkan +C di Soal 1. Waktu 10 menit, lalu kita bahas bersama. Satu perwakilan dari barisan depan dan satu dari barisan belakang akan menulis jawaban di papan tulis.
Penutup — Matematika Bisnis Pertemuan 14
Anda telah menyelesaikan seluruh perjalanan Matematika Bisnis. Integral adalah penutup yang sempurna: ia membalik diferensial, mengakumulasikan perubahan, dan mengukur manfaat ekonomi.
Yang Sudah Dicapai Hari Ini
Anti-diferensial & aturan integrasi dasar
Konstanta C & syarat awal
Integral tentu & teorema dasar kalkulus
TC dari MC, TR dari MR
Surplus konsumen & surplus produsen
Integrasi ke Perencanaan Bisnis
Integral bukan hanya soal matematika — ia muncul di:
Penetapan harga minimum (TC/TR)
Evaluasi kebijakan subsidi (CS)
Analisis kesejahteraan pasar (CS + PS)
Proyeksi fiskal pemerintah daerah
Sub-CPMK 7 selesai. Selamat — Anda telah menuntaskan Matematika Bisnis S1 Manajemen FEB UNDIP.
Referensi: Haeussler, Paul & Wood (2018) Bab 14–15; Dumairy (1985) Bab 10; Chiang & Wainwright (2005) Ch. 14; Sydsæter et al. (2016) Ch. 9. PPh 22%, PPN 11% efektif (PMK 131/2024), dividen 10% = ilustrasi historis. Angka kasus bisnis = ilustrasi akademis.