Fungsi Eksponen

 $\LARGE\textrm{A. Bilangan Pangkat Positif}$

Misalkan diketahui bahwa $a$ adalah suatu bilangan tidak nol dan $m$ adalah bilangan asli, maka bilangan ekponen atau bilangan berpangkat dedefinisikan dengan:

$\color{blue}\LARGE a^{m}=\underset{m}{\underbrace{a\times a\times \times a\times ...\times a}}$

$\color{magenta}\begin{aligned}\textrm{Bilangan}&:\\ \color{blue}a&\: \: \textrm{disebut basis atau bilangan pokok}\\ \color{blue}n&\: \: \textrm{disebut sebagai bilangan pangkat/eksponen} \end{aligned}$

$\LARGE\colorbox{yellow}{ Contoh Soal}$

$\color{blue}(1).\quad 3^{4}=3\times 3\times 3\times 3=81$

$\color{blue}(2).\quad 5^{4}=5\times 5\times 5\times 5=625$

$\color{blue}(3).\quad 2^{6}=2\times 2\times 2\times 2\times 2\times 2=64$

$\color{blue}(4).\quad 6^{7}=6\times 6\times 6\times 6\times 6\times 6\times 6=279936$

$\color{blue}(5).\quad (-3)^{3}=(-3)\times (-3)\times (-3)=-27$

$\color{blue}(6).\quad (-2)^{6}=(-2)\times (-2)\times (-2)\times (-2)\times (-2)\times (-2)=64$

$\color{blue}(7).\quad \left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )^{3}=\left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )\times \left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )\times \left ( \displaystyle \frac{1}{5} \right )= \displaystyle \frac{1}{125}$

$\color{blue}(8).\quad \left ( -\displaystyle \frac{1}{2} \right )^{4}=\left ( -\displaystyle \frac{1}{2} \right )\times \left (- \displaystyle \frac{1}{2} \right )\times \left ( -\displaystyle \frac{1}{2} \right )\times \left ( -\displaystyle \frac{1}{2} \right )\times \left ( -\displaystyle \frac{1}{2} \right )=- \displaystyle \frac{1}{32}$

$\LARGE\textrm{B. Sifat-Sifat Bilangan Pangkat Positif}$

$\begin{aligned}\\ 1.\quad&a^{m}.a^{n}=a^{m+n}\\ 2.\quad&a^{m}:a^{n}=a^{m-n}\\ 3.\quad&\left ( a^{m} \right )^{n}=a^{m.n},\: \: \textrm{syarat}\: \: a\neq 0\\ 4.\quad&\left ( ab \right )^{n}=a^{n}.b^{n}\\ 5.\quad&\left ( \frac{a}{b} \right )^{n}=\frac{a^{n}}{b^{n}},\: \: \textrm{syarat}\: \: b\neq 0 \end{aligned}$

Beberpa hal yang perlu diketahui juga, yaitu

$\color{blue}\begin{aligned}\\ 1.\quad&(a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^2\\ 2.\quad&(a+b)^{3}=a^{3}+3a^{2}b+3ab^{2}+b^{3}\\ 3.\quad&\left ( a+\frac{1}{a} \right )^{2}=a^{2}+2+\displaystyle \frac{1}{a^{2}},\: \: \textrm{syarat}\: \: a\neq 0\\ \end{aligned}$

$\LARGE\colorbox{magenta}{ Contoh Soal}$

$\color{blue}\begin{aligned}\\ (1).\quad&2^{6} \times 2^{4} \times 2^{7} = 2^{6+4+7}=2^{17}\\ (2).\quad&2^{5} \times 3^{5} \times 7^{5} = \left ( 2 . 3 . 7 \right )^{5}=\left ( 42 \right )^{5}\\ (3).\quad&\displaystyle \frac{a^{3}.a^{7}.a^{6}}{a^{9}}=\displaystyle \frac{a^{3+7+6}}{a^{9}}=\frac{a^{16}}{a^{9}}=a^{16-9}=a^{7},\: \: \textrm{syarat}\: \: a\neq 0\\ \end{aligned}$

$\begin{aligned}(4).\quad\displaystyle \frac{3^{7}.7^{3}.2}{\left ( 42 \right )^{3}}&=\frac{2^{1}.3^{7}.7^{3}}{\left ( 2.3.7 \right )^{3}}=\frac{2^{1}.3^{7}.7^{3}}{2^{3}.3^{3}.7^{3}}\\ &=2^{1-3}.3^{7-3}.7^{3-3}=2^{-2}.3^{4}.7^{0}\\ &=\frac{1}{2^{2}}.3^{4}.1=\frac{3^{4}}{2^{2}} \end{aligned}$

$\color{blue}\begin{aligned}(5).\quad\displaystyle \frac{2^{2020}+2^{2021}+2^{2022}}{7}&=\displaystyle \frac{1.2^{2020}+2^{1}.2^{2020}+2^{2}.2^{2020}}{7}\\ &=\frac{\left ( 1+2+4 \right ).2^{2020}}{7}\\ &=\frac{7.2^{2020}}{7}\\ &=2^{2020} \end{aligned}$

$\color{blue}\begin{aligned}(6)\quad \displaystyle \frac{\left ( 2^{n+2} \right )^{2}-2^{2}.2^{2n}}{2^{n}.2^{n+2}}&=\displaystyle \frac{2^{2(n+2)}-2^{2}.2^{2n}}{2^{n}.2^{n}.2^{2}}\\ &=\displaystyle \frac{2^{2n}.2^{2.2}-2^{2}.2^{2n}}{2^{n+n}.2^{2}}\\ &=\displaystyle \frac{2^{2n}(2^{4}-2^{2})}{2^{2n}.2^{2}}\\ &=\displaystyle \frac{(2^{4}-2^{2})}{2^{2}}=\frac{16-4}{4}\\ &=\displaystyle \frac{12}{4}=3 \end{aligned}$

$\LARGE\textrm{C. Bentuk Akar}$

Bilangan bentuk akar di sini adalah kebalikan dari bilangan bentuk pangkat. Bilangan bentuk akar selanjutnya disebut bilangan irasional. Sebagai contoh $\sqrt{2}$, $\sqrt{3}$, $\sqrt{8}$, $\sqrt[3]{3}$, $\sqrt[3]{4}$, $\sqrt[3]{7}$ dan tapi ingat $\sqrt{4}$ dan  $\sqrt[3]{8}$ serta  $\sqrt[3]{27}$ adalah bukan bentuk akar, karena nantinya akan menghasilkan masing-masing 2 dan 3 serta 3.

$\color{magenta}\begin{aligned}&\\ 1.\quad&a^{ \frac{1}{n}}=\sqrt[n]{a}\\ 2.\quad&a^{\frac{m}{n}}=\sqrt[n]{a^{m}}\\ 3.\quad&a^{\frac{1}{2}}=\sqrt[2]{a^{1}}=\sqrt{a} \end{aligned}$

Sifat-sifat yang berlaku pada operasi bilangan bentuk akar

$\color{blue}\begin{aligned}&\\ 1.\quad&a\sqrt[n]{c}+b\sqrt[n]{c}=\left ( a+b \right )\sqrt[n]{c}\\ 2.\quad&a\sqrt[n]{c}-b\sqrt[n]{c}=\left ( a-b \right )\sqrt[n]{c}\\ 3.\quad&\sqrt[n]{a}.\sqrt[n]{b}=\sqrt[n]{ab}\\ 4.\quad&\sqrt[n]{a^{n}}=a\\ 5.\quad&a\sqrt[n]{c} x b\sqrt[n]{d} = ab\sqrt[n]{cd}\\ 6.\quad&\frac{a\sqrt[n]{c}}{b\sqrt[n]{d}}=\frac{a}{b}.\sqrt[n]{\frac{c}{d}}\\ 7.\quad&\sqrt{\left ( a+b \right )+2\sqrt{ab}}=\sqrt{a}+\sqrt{b}\\ 8.\quad&\sqrt{\left ( a+b \right )-2\sqrt{ab}}=\sqrt{a}-\sqrt{b} \end{aligned}$

Merasionalkan penyebut

Jika suatu pecahan penyebutnya mengandung bilangan irasional atau bentuk akar, maka penyebut ini dapat dibuat menjadi bilangan rasional. Perhatikanlah langkah berikut

$\color{blue}\begin{aligned}1.\quad&\displaystyle \frac{a}{\sqrt{b}}=\frac{a}{\sqrt{b}}\times \frac{\sqrt{b}}{\sqrt{b}}=\frac{a\sqrt{b}}{\left ( \sqrt{b^{2}} \right )}=\frac{a}{b}\sqrt{b}\\ 2.\quad&\displaystyle \frac{a}{\sqrt[3]{b}}=\frac{a}{\sqrt[3]{b}}\times \frac{\sqrt[3]{b^{2}}}{\sqrt[3]{b^{2}}}=\frac{a\sqrt[3]{b^{2}}}{\left ( \sqrt[3]{b^{3}} \right )}=\frac{a}{b}\sqrt[3]{b^{2}}\\ 3.\quad&\displaystyle \frac{a}{\sqrt[5]{b^{3}}}=\displaystyle \frac{a}{\sqrt[5]{b^{3}}}\times \frac{\sqrt[5]{b^{2}}}{\sqrt[5]{b^{2}}}=\frac{a\sqrt[5]{b^{2}}}{\sqrt[5]{b^{5}}}=\frac{a}{b}\sqrt[5]{b^{2}} \end{aligned}$

Merasionalkan di atas adalah contoh bebrapa contoh model merasionalkan jika berjenis tunggal tetapi jika nanti jenisnya lebih dari itu, maka perhatikanlah simulasi contoh berikut

$\color{blue}\begin{aligned}&\\ 1.\quad&\displaystyle \frac{c}{a+\sqrt{b}}=\frac{c}{a+\sqrt{b}}.\frac{a-\sqrt{b}}{a-\sqrt{b}}=\frac{c\left ( a-\sqrt{b} \right )}{a^{2}-b}\\ 2.\quad&\displaystyle \frac{c}{a-\sqrt{b}}=\frac{c}{a-\sqrt{b}}.\frac{a+\sqrt{b}}{a+\sqrt{b}}=\frac{c\left ( a+\sqrt{b} \right )}{a^{2}-b}\\ 3.\quad&\displaystyle \frac{c}{\sqrt{a}+\sqrt{b}}=\frac{c}{\sqrt{a}+\sqrt{b}}.\frac{\sqrt{a}-\sqrt{b}}{\sqrt{a}-\sqrt{b}}=\frac{c\left ( \sqrt{a}-\sqrt{b} \right )}{a-b}\\ \end{aligned}$

Perhatikanlah simulasi contoh di atas, bentuk $a+\sqrt{b}$ memiliki bentuk sekawan (irasional juga) $a-\sqrt{b}$, demikian juga bentuk $\sqrt{a}+\sqrt{b}$ memiliki sekawan $\sqrt{a}-\sqrt{b}$. Disamping itu ada bentuk khusus yatu bentuk  $\sqrt[3]{a}+\sqrt[3]{b}$ memiliki bentuk sekawan $\sqrt[3]{a^{2}}-\sqrt[3]{ab}+\sqrt[3]{b^{2}}$.