Menemukan Konsep Sederhana Ketaksamaan QM-AM-GM-HM

Perhatikanlah ilustrasi berikut
Dari gambar di atas, misalkan sebuah lingkaran yang berpusat di titik S  dengan titik A dan B pada lingkaran yang masih-masing memiliki koordinat (a,0) dan (b,0). Dari sani koordinat titik S adalah (a+b2,0). Selain itu terdapat garis singgung lingkaran melalui sebuah titik di luar lingkaran tersebut sebagaimana ilustrasi gambar di atas yaitu titik O(0,0).

1.TS=BS=OSOB=(a+b2)b=ab22.OT=OS2TS2=(a+b2)2(ab2)2=ab3.TP=...Kita gunakan luasOTSOS×TP=OT×TSTP=OT×TSOS=ab(aba+b)4.OP=OT2PT2=(ab)2(ab)2(aba+b)2=ab(1(aba+)2)=ab(4ab(a+b)2)=2aba+b5.OK=OS2+SK2=(a+b2)2+(ab2)2=a2+b22.

 Perhatikan bahwa dari ilustrasi gambar lingkaran beserta hal-hal yang terkait dengan lingkaran tersebut termasuk garis sinngungnya melalui sebuah titik di luar lingkaran, maka

|OB|<|OP|<|OT|<|OS|<|OK|<|OA|makab<2aba+b<ab<a+b2<a2+b22<bSelanjutnya dapat dituliskan sebagai bentukb<21a+1b<ab<a+b2<a2+b22<b.

Bentuk akhir pada tabel terakhir di atas selanjutnya yang kita kenal dengan ketaksamaan HM-GM-AM-QM

Misalkan diberikanx1,x2,x3,,xnbilangan real positif, maka hubungan ketaksamaanQM-AM-GM-HMdapat dituliskanQM(x1,x2,x3,,xn)=x12+x22+x32++xn2nQuadraticMean(rata-rata kuadrat)AM(x1,x2,x3,,xn)=x1+x2+x3++xnnArithmeticMean(rata-rata aritmetika)GM(x1,x2,x3,,xn)=x1.x2.x3xnnGeometricMean(rata-rata geometri)HM(x1,x2,x3,,xn)=n1x1+1x2+1x3++1xnHarmonicMean(rata-rata harmoni).

CONTOH SOAL.

1.Jikaa,bbilangan real positif bahwa(a+b)(1a+1b)4BuktiAlternatif 1(a+b)(1a+1b)=1+ab+ba+1=2+ab+baDenganAM-GM2+2ab×ba2+2.1=4Alternatif 2(a+b)(1a+1b)DenganAM-GM2ab×2ab=4.

2.Jikaa,b,cbilangan real, tunjukkanbahwaa2+b2+y2ab+ac+bcBuktiDengan ketaksamaanAM-GMpada bilangana,b,cbilangan realkita akan peroleha2+b22aba2+c22acb2+c22bc+2(a2+b2+c2)2ab+2ac+2bca2+b2+c2ab+ac+bcterbukti.

3.Jikaai0,i{1,2,3,4}tunjukkan bahwaa1+a2+a3+a44a1a2a3a44Buktia1+a2+a3+a44=a1+a22+a3+a422a1a2+a3a42a1a2.a3a4=a1a2a3a44.

DAFTAR PUSTAKA
  1. Bambang, S. 2012. Materi, Soal dan Penyelesaian Olimpiade Matematika Tingkat SMA/MA. Jakarta: BINA PRESTASI INSANI.
  2. Leo Bocek.----. Nerovnosti a Nerovnice. dalam : https://olympiada.karlin.mff.cuni.cz/prednasky/bocek1.pdf

Persamaan Polinom

 1. Pencarian akar-akar persamaan polinom

Persamaan suku banyak/polinom  anxn+an1xn1++a1x+a0=0  dengan  n>1danan0  paling sedikit memiliki sebuah akar riil atau imajiner. Pada bahasan ini untuk mendapatkan akar-akar rasional perlu dilakukan cara coba-coba. Misalkan  x=h  kita pilih, selanjutnya tinggal kita buktikan bahwa apakah  x=h apakah akar polinom tersebut atau tidak, jika f(h)=0, maka x=h adalah termasuk akar dari polinom tersebut, tetapi jika tidak  atau  f(h)0, maka x=h bukan akar yang diinginkan.

Beberapa petunjuk agar  x=h  terarah sebagai akar polinom

  • Misalkan  f(x)=anxn+an1xn1++a1x+a0  dengan  r  adalah faktor dari  a0, dan  s  adalah faktor dari  an, maka akar-akar rasional jika ada adalah  x=h=rs.
  • Jika pada langkah pertama di atas ditemukan sebuah akar rasional katakanlah  x=h1, maka tentukan hasil bagi  f(x)  dengan  x=h1  ini. Misalkan hasil baginya adalah  h1(x)  atau  f(x)=(xh1)h1(x), maka langkah berikutnya carilah akar dari  h1(x) ini. Dan jika didapatkan akar dari  h1(x)  adalah  x=h2, maka tentukanlah hasil bagi  dari  h1(x)  oleh  x=h2, katakanlah hasilnya  h2(x), maka  f(x)=(xh1)(xh2)h2(x) demikian seterusnya.

2. Jumlah dan hasil kali akar-akar polinom

Untuk fungsi  derajat 2 maka berlaku seperti menentukan rumus jumlah dan selisih pada persamaan kuadrat. Tetapi untuk polinom berderajat tiga  f(x)=ax3+bx2+cx+d  saat  f(x)=0, maka berlaku

f(x)=ax3+bx2+cx+ddenganx1,x2,x3adalah akar-akarnya, makax1+x2+x3=bax1x2+x1x3+x2x3=cax1×x2×x3=da

Untuk yang berderajat empatf(x)=ax4+bx3+cx2+dx+esaatf(x)=0denganx1,x2,x3,x4adalah akar-akarnya,makax1+x2+x3+x4=bax1x2+x1x3+x1x3+...+x3x4=cax1x2x3+x1x2x4+x1x3x4+x2x3x4=dax1x2x3x4=ea

Rumus Tambahanx12+x22=(x1+x2)22x1x2x12+x22+x32=(x1+x2+x3)22(x1x2+x1x3+x2x3)x13+x23+x33=(x1+x2+x3)33x1x2x3(x1+x2+x3)

Teorema Vieta berkaitan polinomPersamaan polinom berderajatnanxn+an1xn1++a1x+a0=0dengan akar-akar:x1,x2,x3,,xn,maka:x1+x2+x3++xn=an1anx1x2+x1x3++x2x3++xn1xn=an2anx1x2x3+x1x2x4++xn2xn1xn=an3anx1x2x3xn=(1)n.a0an

CONTOH SOAL

1.Jika akar-akar dari polinomx3+2x25x6=0adalahx1,x2,danx3,tentukanlah nilaia.x1+x2+x3b.x1x2+x1x3+x2x3c.x1×x2×x3d.x12+x22+x32Jawab:Diketahui bahwa:x3+2x25x6=0dengan koefisien-koefisien variabelnyaa3=1,a2=2,a1=5,dana0=6MenurutTeorema Vieta,makaa.x1+x2+x3=a2a3=21=2b.x1x2+x1x3+x2x3=a1a3=51=5c.x1×x2×x3=a0a3=61=6d.x12+x22+x32=(x1+x2+x3)22(x1x2+x1x3+x2x3)=(2)22(5)=4+10=14

2.Diketahui polinomx3+3x1=0dengan akar-akarα,β,danγtentukanlah nilaiα3+β3+γ3Jawab:Pandang polinomx3+3x1=0dengan:a3=1,a2=0,a1=3,a0=1maka bentuk nilai dari akar-akarnyayaitu:α3+3α1=0.......(1)β3+3β1=0.......(2)γ3+3γ1=0.......(3)Ketika persamaan(1)+(2)+(3)makaα3+β3+γ3+3(α+β+γ)3=0α3+β3+γ3+3(a2a3)3=0α3+β3+γ3+3(0)3=0α3+β3+γ3=3


Daftar Pustaka

  1. Kartini, Suprapto, Subandi, Setiadi, U. 2005. Matematika Kelas XI untuk SMA dan MA Program Studi Ilmu Alam. Klaten: INTAN PARIWARA.
  2. Nugroho, P. A., Gunarto, D. 2013. Big Bank Soal+Bahas Matematika SMA/MA Kelas 1, 2, 3. Jakarta: WAHYUMEDIA.
  3. Sembiring, S., Zulkifli, M., Marsito, Rusdi, I. 2017. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: SRIKANDI EMPAT.
  4. Sunardi, Waluyo, S., Sutrisno, Subagya. 2005. Matematika 2 untuk SMA Kelas XI IPA. Jakarta: BUMI AKSARA.
  5. Sukino, S., Intan, T. S., Santiago, Y. E. 2015. Pena Emas Olimpiade Sains Nasional Matematika untuk SMP Seri Kinomatika 1: Seleksi Tingkat Sekolah dan Seleksi Tingkat Kabupaten\Kota. Bandung: YRAMA WIDYA.
  6. Sukino. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.



Lanjutan Materi Polinom (Teorema Faktor)

7. Teorema Faktor

Pada pembagian sebuah bilangan bahwa suatu bilangan dikatakan habis terbagi jika pembaginya adalah faktor dari bilangan tersebut. Sebagai misal 15 faktornya adalah: 1,3,5, dan 15. Dan pada bahasan materi tentang pemfaktoran pada persamaan kuadrat saat Anda duduk di kelas X sebagai misal  x2+x6 akan habis terbagi oleh  x+3  dan  x2. Demikian juga  ketika  x2+2x8  akan habis terbagi oleh  x+4  dan  x2. Selanjutnya pembagi-pembagi tersebut kita namakan sebagai faktor dari yang dibagi tersebut.

Untuk selanjutnya toerema faktor dinyatakan:

  • Jika  (xh) adalah faktor dari  f(x)  jika dan hanya jika  f(h)=0
  • Jika  (ax+h)  merupakan faktor dari  f(x)  jika dan hanya jika  f(ha)=0.
CONTOH SOAL.

1.Tentukanlah apakah(x2)dan(x4)apakah faktor dari2x3+x222x+24Jawab:Diketahui bahwaP(x)=2x3+x222x+24x=2P(2)=2.23+2222.2+24=0x=4P(4)=2.43+4222.4+24=800Jadi,(x4)bukan faktor dariP(x)di atas.

2.Tentukanlah apakah(x+1)dan(x1)apakah faktor darix6x5+x31Jawab:Diketahui bahwaP(x)=x6x5+x31x=1P(1)=(1)6(1)5+(1)31=0x=1P(1)=1615+131=0Jadi,(x+1)dan(x1)faktor dariP(x)di atas.

3.Faktorkanlah polinomx311x2+30x8ke faktor rasionalJawab:Diketahui bahwaP(x)=x311x2+30x8Misalkan salah satu faktor polinom adalah:(xk)makakadalah faktor dari8,yaitu:±1,±2,±4,±8dengan mencoba-coba kita harapkan ketemux=1P(1)=1311.12+30.18=120x=1P(1)=(1)311.(1)2+30.(1)8=660x=4P(4)=4311.42+30.48=0dengan metode sintetis Horner kita tampilkan41113084288+1720Jadi,(x4)faktor dariP(x)di atas.

4.Jika diketahui(x2)dan(2x+1)adalah faktor dari2x3+ax2+bx2Tentukanlah nilaiadanbJawab:Misalkan polinomP(x)=2x3+ax2+bx2x=2P(2)=2.23+a.22+b.22=0P(2)=14+8a+2b=0.......(1)x=12P(12)=2(12)3+a(12)2+b(12)2=0P(12)=28+a4b22=0P(12)=a2b=9.........(2)Dengan eliminasi diperoleha=1danb=5Jadi,a=1danb=5.

5.(OSK 2016)Misalkanabilangan real sehingga polinomP(x)=x4+4x+ahabis dibagi(xc)2untuk suatu bilangan realc.Nilaiayang memenuhi adalah....Jawab:Alternatif 1Diketahui polinomP(x)=x4+4x+aDengan metode Horner sebanyak 2 kaliyaitu:c1004acc2c3c4+4c3+c1cc2c3+4c4+4c3+ac2c23c312c3c24c3+4Dari bentuk di atas diperoleh4c3+4=0c=1c4+4c3+a=014+a=0a=3Jadi,a=3Alternatif 2Silahkan Anda coba sebagai latihan mandiri.

LATIHAN SOAL.

1.Buktikan bahwax+3danx8adalahfaktor dari polinomf(x)=2x4+6x3114x2454x336.

2.Tentukan nilaik,k0agarx+kdanxkkeduanya adalah faktor darix3x29x+9 .

3.Bilax2x2adalah faaktor darisebuah  polinomP(x)=6x4x3+ax26x+btentukanlah nilaia+b.

4.Bilax+1danx3adalah faktordari  polinomP(x)=x4+px3+5x2+5x+qtentukanlah nilaipdanqsertadua faktor lainnya yang belum diketahui dari polinom tersebut.

5.(OSK 2019)Kedua akar dari persamaan kuadratx2111x+k=0adalah bilangan primaNilaikadalah.....

6.(OSK 2015)Diketahuia,b,cadalah akar dari persamaanx35x9x+10=0.Jika polinomP(x)=Ax3+Bx2+Cx2015memenuhiP(a)=b+c,P(b)=a+c,P(c)=a+b,maka nilai dariA+B+Cadalah.....

7.(OSK 2014)Semua bilangan bulatnsehinggan451n2+225merupakan bilanganprima adalah.....

8.Diketahui bahwa salah satu dari penyelesaianx414n3+54x262x+13=0adalah2+3.Carilah tiga buah akar yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

  1. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., Akhmad, G. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  2. Muslim, M.S. 2020. Kumpulan Soal dan Pembahasan Olimpiade Matematika SMA Tingkat Kota/Kabupaten Tahun 2009-2019. Bandung: YRAMA WIDYA.
  3. Noormandiri, B.K. 2017. Matematika Jilid 2 untuk SMA/MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
  4. Tim Matematika. 2007. Program Pembinaan Kompetensi Siswa Bidang Matematika Tahap 1. Bandung: ITB

Lanjutan Materi Polinom (Teorema Sisa)

6. Teorema Sisa

Sebelumnya telah diketahui bahwa jika suatu polinom  P(x) dibagi oleh  g(x) dengan hasil bagi  h(x)  dan sisa pembagian berupa  s(x), maka kondisi tersebut dapat dituliskan dengan

P(x)=g(x)×h(x)+s(x)

Selanjutnya apabila  P(x)  berderajat  n  dibagi oleh  g(x) berderajat  m, maka hasil bagi  h(x)  akan berderajat  nm  dan sisa pembagian maksimum berderajat m1.

Perhatikan kembali contoh soal sebelumnya yaitu:

Dari paparan di atas apabila disederhanakan, maka:

JikapolinomialP(x)dibagi oleh1.g(x)=(xa),s(x)=P(a)2.g(x)=(x+a),s(x)=P(a)3.g(x)=(axb),s(x)=P(ba)4.g(x)=(ax+b),s(x)=P(ba)5.g(x)=(xa)(xb)s(x)=xabaP(b)+xbabP(a)6.g(x)=(xa)(xb)(xc)s(x)=(xa)(xb)(ca)(cb)P(c)+(xa)(xc)(ba)(bc)P(b)+(xb)(xc)(ab)(ac)P(a).

Sebagai bukti dari beberapa properti formula di atas adalah sebagai berikut

Untuk formula no.1 di atas adalah:Pandang:P(x)=g(x).h(x)+s(x)atauP(x)=(xa).h(x)+s(x)substitusikanxa=0ataux=amaka akan diperoleh bentukP(a)=(aa).h(a)+s(x)=0+s(x)=s(x)Jadi,s(x)=P(a)(terbukti).

Dan untuk formula no.3 di atas adalah:Pandang:P(x)=g(x).h(x)+s(x)atauP(x)=(axb).h(x)+s(x)substitusikanaxb=0ataux=bamaka akan diperoleh bentukP(ba)=(a(ba)b).h(ba)+s(x)=0+s(x)Jadi,s(x)=P(ba)(terbukti).

Untuk formula no.5 di atasPandang:P(x)=g(x).h(x)+s(x)anggap sisanyas(x)=ux+vatauP(x)=(xa)(xb).h(x)+ux+vsubstitusikanxa=0ataux=amaka akan diperoleh bentukP(a)=(aa)(ab).h(a)+ua+v=0+ua+v=ua+v.....(1)Demikian pulaP(b)=(ab)(bb).h(b)+ub+v=0+ub+v=ub+v.....(2)SelanjutnyaP(a)=ua+vP(b)=ub+vP(a)P(b)=u(ab)P(a)P(b)ab=uatauu=P(a)P(b)abdanP(a)=ua+vP(a)=(P(a)P(b)ab)a+vv=P(a)(P(a)P(b)ab)av=(ab)(ab)P(a)(P(a)P(b)ab)av=aP(a)bP(a)aP(a)+aP(b)abv=bP(a)+aP(b)abSehingga,s(x)=ux+v=P(a)P(b)abx+bP(a)+aP(b)ab=P(a)xP(b)xbP(a)+aP(b)ab=(xb)P(a)+(ax)P(b)ab=abxbP(a)+xabaP(b)Jadi,s(x)=abxbP(a)+xabaP(b)(terbukti).


CONTOH SOAL.

Pembagi Linear.

Tentukan sisa pembagian1.12x440x3+27x2+13x6jika dibagi olehx+12.2x3+4x26x+7jika dibagiolehx+13.3x45x2+4jika dibagiolehx2+2Jawab:1.PolinomP(x)=12x440x3+27x2+13x6dibagix+1,artinyaP(1)=12(1)440(1)3+27(1)2+13(1)6P(1)=12+40+27136=602.PolinomP(x)=2x3+4x26x+7dibagix+1,artinyaP(12)=2(12)3+4(12)26(12)2+7P(12)=5143.PolinomP(x)=3x45x2+4dibagix2+2,gunakan bentuk sederhanamisax2=n=2,makaP(2)=3(2)25(2)+4P(2)=12+10+4=26.

Pembagi Kuadrat.

4.Tentukan sisa pembagian suku banyaka.(3x37x211x+4)oleh(x2x2)b.(2x3+5x27x+3):(x24)Jawab:a.P(x)=g(x).h(x)+s(x)P(x)=g(x).h(x)+ax+bdenganP(x)=3x37x211x+4g(x)=x2x2=(x2)(x+1)maka3x37x211x+4=(x2)(x+1).h(x)+ax+bSelanjutnya kita substitusikanpembuat nol fungsi, yaitux=2ataux=1,makax=222=0+2a+b....(1)x=15=0a+b........(2)perhatikan eliminasi berikut2a+b=22a+b=53a=27a=9makab=4Jadi, sisanya=s(x)=9x4b.Dengan cara yang semisal di atasg(x)=x24=(x2)(x+2)dengans(x)=ax+bmakaP(x)=g(x).h(x)+s(x)x=225=2a+b......(1)x=221=2a+b....(2)perhatikan eliminasi berikut2a+b=252a+b=214a=4a=1makab=23Jadi, sisanya=s(x)=x+23.

LATIHAN SOAL.

Tentukan sisa pembagian1.3x42x3+27x2+x7jika dibagi olehx22.x3+5x23x16jika dibagiolehx+13.3x45x2+4jika dibagiolehx22.

4.Tentukan sisa pembagian suku banyaka.(x36x2+3x2):(x23x+2)b.(x3+2x24):(x29)c.(4x3x2+7x+1):(x2x2)d.(2x42x27):(x2+x6)e.(x3+4x2x+2):(x2+2x3)f.(4x3x2+4x1):(x2+2x15)g.(2x36x25x+3):(2x27x4)h.(x4x3+5):(x2+4).

5.Polinomf(x)=2x3+px2+qx7saatdibagix2+2x3bersisa4x1.Nilaipq=.....

6.(SBMPTN 2015 Matematika IPA)Sisa pembagianAx2014+x2015B(x2)2olehx21adalah5x4.NilaiA+B=.....

7.Suatu perusahaan mulai beroperasi 1 Juni 2016Pendapatan kotor tahunan perusahaan tersebutsetelahttahun adalah sebesarxjuta rupiahdengan definisi fungsixsebagai berikutx=250.000+90.000t+3.000t2Tentukana.Berapa besar pendapatkan kotor perusahaantersebut pada awalJuni 2021?b.Setelah berapa tahun perusahaan tersebutakan memeperoleh pendapatan sebesar2.125miliar rupiah?.

8.Suatu gelombang udara bergerak mendekatisebuah kota.Jika suhutjam setelah tengahmalam adalahTyang diformulasikanT=0,01(40040t+t2),0t10Tentukana.Berapa besar suhu di kota tersebut padapukul05.00pagi?b.Pada pukul berapa suhu di kota tersebutmencapai15C?.

DAFTAR PUSTAKA

  1. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., Akhmad, G. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  2. Noormandiri, B.K. 2017. Matematika Jilid 2 untuk SMA/MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
  3. Sukino. 2017. Matematika Jilid 2 untuk SMA/MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA


Ketaksamaan Muirhead

Ketaksamaan Muirhead

Diberikan  a=(a1,a2,a3,,an)  dan   b=(b1,b2,b3,,bn) yang merupakan barisan bilangan real, dengan barisan  a lebih utama dari barisan  b dan selanjutnya dituliskan dengan  ab disebutkan demikian jika kedua barisan di atas memenuhi 3 kondisi berikut:

1.a1a2andanb1b2bn2.a1+a2++an=b1+b2++bk3.a1+a2++an=b1+b2++bk,untuk tiapk,dengan:1kn.

Contoh:

1.(4,0,0)(3,1,0)2.(2,2,0)(2,1,1)3.(2,0,0,0)(1,1,0).

Sebagai keterangan tambahan adalah:

  • Jika  (a)(b), maka  [a][b]. Kesamaan terjadi jika dan hanya jika barisan a dan b identik atau semua sama untuk nilai xi.
  • Jika  (a) barisan bilangan real positif, (xn)(yn), maka  sym.a1x1a2x2a3x3anxnsym.a1y1a2y2a3y3anyn. (untuk hal terkait symetri, silahkan klik link ini)



Lanjutan Materi Operasi Vektor di Ruang (Cross Product): Perkalian Silang Dua Vektor

C. Perkalian Silang Vektor (Pengayaan).

Pada ruang dimensi tiga khususnya pada vektor akan berlaku perkalian silang (cross vektor) adalah perkalian antara dua vektor yang menghasilkan vektor tunggal. Misalkan diketahui  u  dan  v  adalah dua vektor sembarang dan keduanya membentuk sudut  θ, maka hasil kali kedua vektor tersebut adalah sebuah vektor baru dengan dinotasiakan sebagai  u×v. Tentunya sebagai syarat kedua vektor tersebut masing-masing tidak berupa vektor nol.

Jika  u×v=c , maka

u×v=c=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k

Lalu kalau sudah demikian berapa besarnya? dan ke mana arahnya?

Besarnya adalah  |u×v|=|u||v|sinθ  dan arahnya tegak lurus terhadap  u  dan  v.

Sebagai ilustrasi perhatikanlah gambar berikut  untuk dua buah vektor sebagai misal  a  dan  b.

Jika putarannya dibalik, maka akan mendapatkan hasil sebagai mana ilustrasi berikut
Sehingga perlu diingat bahwa :  a×b=b×a.

Pada hasil kali silang dua vektor berlaku
  1. tidak bersifat komutatif , karena  a×b=b×a.
  2. distributif terhadap penjumlahan : a×(b+c)=a×b+a×c.
  3. pada perkalian dengan skalar : k(a×b)=(ka)×b=a×(kb).
  4. berlaku untuk sembarang vektor : a×a=0.
  5. jika kedua vektor sejajar, maka hasil kalinya adalah = 0.
  6. Nilai dari perkalian kedua vektor terbut adalah sama dengan hasil luas jajar genjang.
  7. Nilai dari poin 6 jika dibagi 2 akan berupa hasil luas sebuah segitiga yang dibentuk oleh kedua vektor tersebut.
  8. berlaku identitas Lagrange : |a×b|2=|a|2.|b|2(ab)2.
CONTOH SOAL.

1.Diketahuia=4i+3jdanb=4i3kTentukanlah hasila×bdanb×aJawab:a×b=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k=|ijk430403|=(90)i(120)j+(012)k=9i+12j12kb×a=|ijkx2y2z2x1y1z1|=|ijk403430|=(0(9))i(0(12))j+(120)k=9i12j+12k.

2.Diketahuia=6i+2j+10kdanb=4i+j+9kTentukanlah hasila×bdanb×aJawab:a×b=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k=|ijk6210419|=(1810)i(5440)j+(68)k=8i14j2kb×a=|ijkx2y2z2x1y1z1|=|ijk4196210|=(1018)i(4054)j+(86)k=8i+14j+2k.

3.Tentukanlah luas segitigaABCjikadiketahuiA(2,1,2),B(0,1,0),danC(1,2,1)Jawab:Misalkan luas segitiga12|p×q|,dengan{p=AB=OBOA=(010)(212)=(222)q=AC=OCOA=(121)(212)=(311)p×q=|ijkx1y1z1x2y2z2|=(y1z2z1y2)i(x1z2z1x2)j+(x1y2y1x2)k=|ijk222311|=(22)i(2(6))j+(26)k=4i4j8kSehingga|p×q|=(4)2+(4)2+(8)2=16+16+64=96=46Maka luas segi tiganya adalah:luasABC=12|p×q|=12(46)=26


DAFTAR PUSTAKA
  1. Yuana, R.A., Indriyastuti. 2017. Perspektif Matematika untuk Kelas X SMA dan MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Solo: PT. TIGA SERANGKAI PUSTAKA MANDIRI






Lanjutan Materi Operasi Vektor di Ruang (Dot Product)

 6.Diketahuia=(213)danb=(41t),jikaptegak lurusq,maka tentukanlahnilaitadalahJawab:Karenakedua vektor tersebut saling tegak lurus makaa.b=0(213)(41t)=0(2).4+1.(1)+3.t=081+3t=03t=9t=3

7.Tentukanlah nilaia.bjikaa.|a|=4,|b|=6,(a,b)=60b.a=2i+j5kdanb=2i3kc.a=(013)danb=(421)Jawab:a.a.b=|a||b|cos(a,b)=4.6.cos60=24.(12)=12b.a.b=2.2+1.0+(5).(3)=4+15=19c.a.b=0.4+(1).(2)+3.1=0+2+3=5

8.Diketahui|a|=10,|b|=3danab=153.Tentukan sudutyang dibentuk olehadanbJawabDari bentukab=|a||b|cosθdiperoleh bentukcosθ=ab|a||b|cosθ=15310.3=15303=123cosθ=cos30θ=30Jadisudut antara keduanya adalah30.

9.Tentukanlah besar sudut antara vektora=(110)danb=(122)Jawab:cosθ=a.b|a||b|=(110)(122)(1)2+1212+(2)2+22=12+029=12=122=cos45=cos(18045)cosθ=cos135θ=135.

10.Diketahui bahwa|a|=6,(ab)(a+b)=0dana(ab)=3.Tentukanlah besarsudut antaraadanbJawab:Perhatikanbahwa(ab)(a+b)=0|a|2|b|2=0|a|2=|b|2|a|=b=6dana(ab)=3|a|2ab=36ab=3ab=36=3ab=3|a||b|cosθ=3cosθ=366=36=12cosθ=cos60θ=60

Berikut dua contoh untuk sudut tidak istimewa.

11.Diketahuia=i+2j+2k,danb=3i+4j.Tentukan sudutyang dibentuk olehadanbJawabDiketahui bahwaa=i+2j+2k=(122)dan|a|=12+22+22=9=3b=3i+4j=(340)dan|b|=32+42+02=25=5Selanjutnyacosθ=ab|a||b|cosθ=(122)(340)3.5=3+8+015=1115cosθ=0,733θ=arccos(0.733)gunakan alat bantu tabel trigonometriatau kalkulator scientific=42,9Jadisudut antara keduanya adalah42,9

12.Diketahuip=(1,2,2),danq=(3,2,6).Tentukan sudutyang dibentuk olehpdanqJawabDiketahui bahwap=(1,2,2)=(122)dan|p|=12+22+22=9=3q=(3,2,6)=(326)dan|q|=32+(2)2+62=49=7Selanjutnyacosθ=pq|p||q|cosθ=(122)(326)3.7=34+1221=1121cosθ=0,524θ=arccos(0.524)gunakan alat bantu tabel trigonometriatau kalkulator scientific=58,4Jadisudut antara keduanya adalah58,4.

13.Diketahui vektoradanbmemiliki panjang masing-masing adalah 2 dan 3serta(a,b)=60.Carilah nilaia.|a+b|b.|ab|bbesar sudut antara(a+b)dan(ab)Jawab:a.|a+b|2=(a+b)(a+b)=aa+2ab+bb=|a|2cos0+2|a||b|cos60+|b|2cos0=22.1+2.2.3.12+32.1=4+6+9=19Jadi, nilainya adalah|a+b|=19b.|ab|2=(ab)(ab)=aa2ab+bb=|a|2cos02|a||b|cos60+|b|2cos0=22.12.2.3.12+32.1=46+9=7Jadi, nilainya adalah|ab|=7c.Untuk menentukan nilaicos(a+b,ab)=(a+b).(ab)|a+b|.|ab|=aaab+babb19.7=2232133=5133(a+b,ab)=arccos(5133)

Berikut contoh untuk bentuk sudutnya.

14.Diketahuip=(x,3,2),danq=(2,6,3).Tentukan nilaixagar kedua vektoramembentuk sudut lancipbmembentuk sudut siku-sikucmembentuk sudut tumpuldsama panjangJawabDiketahui bahwap=(x,3,2)=(x32)danq=(2,6,3)=(263)Selanjutnyapq=(x32)(263)=2x18+6=2x12SelanjutnyaaSyarat lancip,yaitu:pq>02x12>02x>12x>6bSyarat siku-siku,yaitu:pq=02x12=02x=12x=6cSyarat tumpul,yaitu:pq<02x12<02x<12x<6dSyarat panjang kedua vektor samayaitu:|p|=|q|,makax2+32+22=22+(6)2+32x2+9+4=4+36+9x2=36x=±36=±6Jadi,x=6ataux=6


DAFTAR PUSTAKA

  1. Johanes, Kastolan, Sulasim. 2006. Kompetensi Matematika Program IPA 3A SMA Kelas XII Semester Pertama. Jakarta: YUDHISTIRA.
  2. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., Akhmad, G. 2016. Matematika untuk Siswa SMA/MA Kelas X Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  3. Noormandiri, Sucipto, E. 2003. Buku Pelajaran Matematika SMU untuk Kelas 3 Program IPA. Jakarta: ERLANGGA.
  4. Yuana, R.A., Indriyastuti. 2017. Perspektif Matematika untuk Kelas X SMA dan MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Solo: PT. TIGA SERANGKAI PUSTAKA MANDIRI.





Metode Horner-Kino (Lanjutan Materi Operasi Polinom)

 TAMBAHAN


Pembagian Horner - Kino
Perhatikanlah bagan berikut



Sebagai tambahan penjelasan dari bagan di atas adalah

CONTOH SOAL
1.Dengan metode Horner, tentukanlahnilai suku banyak berikut ini!a)4x47x3+8x22x+3jikax=2b)2x5+3x3x+1jikax=3c)2x3+x22x+3jikax=13Jawab:Diketahui bahwaf(x)=4x47x3+8x22x+3Cara biasa (Substitusi)f(2)=4(2)47(2)3+8(2)22(2)+3=6456+324+3=39Sebagai catatan bahwa:Polinomf(x)tersebut di atas jika dibagi(x2)bersisa 39Cara Horner

2.Hitunglah nilaia,b,c,dand,jikaa)3x+4a(x7)b(2x3)b)a(x1)2b(x+4)2x25x7c)3x2+2x5(ax+1)(x+b)c(x+1)+2(abc)d)x48x3+15x20x4+ax3+(a+b)x2+(2bc)x+de)ax1+bx+38x2+2x3f)ax1+bx43x1+20x4+x+17x25x+4g)5x4x21ax1+bx+13x21h)2x2+x+2x31ax1+bx+cx2+x+1i)3x2+2x5x2+5x+6a(x3)x+3+b(x5)x+2+4c(x+2)(x+3)j)x3+ax2+bx+c=0dengan akar-akarx1=x2=1danx3=3k)x3+ax2+bx+c=0dengan akar-akar1,2,dan3

.Yang dibahas hanya no. 6 dx48x3+15x20x4+ax3+(a+b)x2+(2bc)x+dkoefisienx4:1=1koefisienx3:8=a,makaa=8koefisienx2:0=a+b,makab=a=(8)=8koefisienx1:15=2bc,makac=2b15=2(8)15=1koefisienx0:20=d,makad=20

3.Tentukanlah hasil bagi dan sisanya!a)(3x32x2+x4):(x1)k)(x7+3x5+1):(x21)b)(2x43x3+x25x+3):(x2)l)(x43x35x2+x6):(x2x2)c)(3x+4x2x3):(x3)m)(2x43x2x+2):(x22x+1)d)(x4x2+11):(x+4)n)(3x6+4x42x1):(x1)(x24)e)(x310x+9):(x+5)o)(x44x3+2x2x+1):(2x+1)(x23x+2)f)(2x35x211x+8):(3x+1)p)(x77x4+3x):(x34x)g)(5x3+11x2+7x4):(5x+1)q)(2x3+x24x+5):(x2+x+1)h)(2x3+5x24x+5):(2x+3)r)(2x4+x33x+6):(x2+x+2)i)(2x3+7x25x+4):(2x1)s)(x43x2+7x4):(x22x1)j)(6x3x2+3):(2x3)t)(3x3+4x8):(3x2+x+2)

.Untuk pembahasan no. 3 i
.PembagiSisas(x)=722x1=2(x12)Hasil bagih(x)2=2x2+8x12=x2+4x12 

.Dan untuk pembahasan no. 3 m
.PembagiSisas2(xp)+s11(x1)+0=x1(xp)(xq)=(x1)(x1)=(x1)2Hasil bagi2x2+4x+3
.Coba bandingkan dengan cara Horner-Kino berikut
.{Suku banyak:f(x)=2x43x2x+2Pembagai:p(x)=x22x+1:1dari11,sedang2=(21)Hasil bagi:h(x)=2x2+4x+3Sisa bagi:s(x)=x1.
.Sehingga,2x43x2x+2=(x22x+1)(2x2+4x+3)+x1

4.Jika diketahui akar-akar persamaanx2+4x5=0juga akar-akar untuk persamaan2x3+9x26x5=0,maka akar ketiga untuk persamaan yang kedua adalah...Jawab:
.{Suku banyak:f(x)=2x3+9x26x5Pembagai:p(x)=x2+4x5:5dari(51),sedang4=(41)Hasil bagi:h(x)=2x+1Sisa bagi:s(x)=0
.Sehingga2x3+9x26x5=(x2+4x5)(2x+1)Jadi, akar yang lain (yang ketiga) adalah(2x+1)x=12

LATIHAN SOAL

1.Tentukanlah hasil bagi dan sisanya!a)(x7+3x5+1):(x21)b)(x43x35x2+x6):(x2x2)c)(2x3+x24x+5):(x2+x+1)d)(2x4+x33x+6):(x2+x+2)e)(x43x2+7x4):(x22x1)f)(3x3+4x8):(3x2+x+2)

2.Jikaadanbbilangan bulat yang menyebabkanx2x1merupakan faktor dariax3+bx2+1,maka hargabadalah....a.2d.1b.1c.0e.2(AHSME 1988).

Pembagian Istimewa
Aturan pembagian istimewa adalah
1.xnanxa=xn1a0+xn2a1++x1an2+x0an1=k=1nxnkak1dengan suku kekhasil bagi=xnkak12.x2na2nx+a=x2n1a0x2n2a1++x1a2n2x0a2n1=k=12n(1)k+1x2nkak1dengan suku kekhasil bagi=(1)k+1x2nkak13.x2n+1+a2n+1x+a=x2na0x2n1a1+x1a2n1+x0a2n=k=12n+1(1)k+1x2n+1kak1dengan suku kekhasil bagi=(1)k+1x2n+1kak1

CONTOH SOAL

1.Tentukanlah hasil bagi polinomuntuk tiap pembagian istimewa berikuta.(x3a3):(xa)b.(x4a4):(x+a)c.(x5+a5):(x+a)Jawab:a.(x3a3)(xa)=x2+xa+a2....(rumus1)b.(x4a4)(x+a)=x3x2a+xa2a3....(rumus2)c.(x5+a5)(x+a)=x4x3a+x2a2xa3+a4....(rumus3)

2.Tentukanlah hasil bagi polinomuntuk tiap pembagian istimewa berikuta.(m8n8):(m+n)b.(x10y10):(x+y)Jawab:a.(m8n8)(m+n)=m7m6n+m5n2+mn6n7b.(x10y10)(x+y)=x9x8y+x7y2+xy8y9


Operasi Polinom

 C. Operasi Pada Polinom

1. Kesamaan dua buah polinom

Dua buah polinom dikatakan sama jika keduanya memiliki pangkat/derajat  sama dan koefisien-koefisien suku yang sejenis juga sama.

CONTOH SOAL

1.Misalkan diketahuix4+Ax34x210x+3=(x2+2x+3)(x2+Bx+1)x4+Ax34x210x+3=x4+(B+2)x3+(2B+4)x2+(3B+2)x+3Elemen yang bersesuaianuntukx1:10=3B+2makaB=4untukx3:A=B+2A=2.

2.Tentukanlah nilaimdann,jika diketahuimx+1+nx2=3x+4x2x2Jawab:Kalikan kedua ruas denganx2x2atau(x+1)(x2)maka3x+4=m(x2)+n(x+1)3x+4=(m+n)x+(2m+n)Dari bentuk kesamaan di atas didapatkanm+n=32m+n=4Dengan eliminasi substitusi akandidapatkan nilaim=13dann=103.

3.Diketahui kesamaan dua polinom5x22x+3=ax2+(b+c)x+7(bc)Tentukan nilaia+8b6cJawab:Dari soal diketahui bahwa{a=5b+c=27(bc)=3maka7b+7c=147b7c=3+14b=11b=11/14dan7b+7c=147b7c=314c=17c=17/14maka nilaia+8b6c=5+8(1114)6(1714)=5+1414=5+1=6.

2. Penjumlahan

 Dua polinom dapat dijumlahkan jika hanya jika suku-sukunya sejenis, jika tidak maka tidak bisa

3. Pengurangan

Pada operasi pengurangan juga juga berlaku seperti pada operasi penjumlahan, yaitu pengurangan hanya bisa terjadi pada suku-suku yang sejenis saja yang lainnya tidak dapat dilakukan.

4. Perkalian

Pada jenis operasi ini dilakukan seperti mengalikan biasa yaitu mengalikan semua suku-suku secara distribusi dari kedua polinom tersebut.

CONTOH SOAL

1.Diketahui 2 suku banyak berikut{p(x)=x3+2x2+x1q(x)=x4+5x+2Tentukanlaha.penjumlahan keduanyab.penguranganp(x)olehq(x)Jawab:p(x)=x3+2x2+x1q(x)=x4+5x+2(+)x4+x3+2x2+6x+1poin b Silahkan dicoba sebagai latihan

2.Tentukanlah hasil kali perkaliandari dua polinom berikuta.3x(5x2)b.2a(7a3)c.(x+2)(x5)d.(3t2)(2t25t+3)e.(5a2+2)(5a22)f.(x32x)(x2+3x4)g.(2a3+1)(a3)2Jawab:a.3x(5x2)=3.5x1+2=15x3b.2a(7a3)=2.7a1+12.3a=14a26aSelanjutnya kita langsungkan sajac.(x+2)(x5)=x2+(25)x2.5=x23x10d.(3t2)(2t25t+3)=6t315t2+9t4t2+10t6=6t319t2+19t6e.(5a2+2)(5a22)=25a410x2+10a24=25a44f.(x32x)(x2+3x4)x5+3x44x32x36x2+8x=x5+3x46x36x2+8xg.(2a2+1)(a3)2=(2a2+1)(a2+6a+9)=2a4+12a3+18a2+a2+6a+9=2a4+12a3+19a2+6a+9

3.Tentukanlah hasil dari perkaliandua polinom berikuta.{p(x)=x2x1q(x)=x2+x+1b.{p(x)=x5+3x3x1q(x)=x4+2x+1c.{p(x)=x6+3x6q(x)=x36x+3d.{p(x)=x2020xq(x)=x2+x1e.{p(x)=x20211q(x)=x2019+1Jawab:Poin a sampai d silahkan dicobaa.Diketahui bahwa{p(x)=x20211q(x)=x2019+1makap(x)×q(x)=(x20211)×(x2019+1)=x2021+2019+1×x20211×x20191×1=x4040+x2021x20191

5. Pembagian

Perhatikanlah ilustrasi pembagian bersusun panjang berikut

Misalkan untuk pembagian  x3+4x22x+4  oleh   x1 adalah sebagai berikut:

Selanjutnya dari caontoh di atas kita mendapatkan, 
x3+4x22x+4=(x1)(x2+5x+3)+7
Sehingga dari uraian di atas secara umum pembagian polinom dapat dinyatakan bahwa:
Polinomial=Pembagi×Hasil bagi+Sisa

a. Pembagian bentuk(xh)
b. Pembagian bentuk(ax+b)
c. Pembagian bentuk(ax2+bx+c)

CONTOH SOAL
1.Tentukanlah hasil bagi dan sisa pembagianjikax3+4x22x+4olehx1Jawab:
2.Tentukanlah hasil bagi dan sisa pembagianjika4x38x2x+5oleh2x1Jawab:
3.Tentukanlah hasil bagi dan sisa pembagianjikax42x213x19olehx22x3Jawab:

Catatan hasil bagi adalah pada contoh no.1 s.d 3 adalah pada tiap pembahasan di tiap nomornya adalah terletak di bagian atas (berwarna biru) dan sisa pembagiannya adalah yang terletak di bagian paling bawah (berwarna merah).


DAFTAR PUSTAKA

  1. Kanginan, M., Nurdiansyah, H., Akhmad, G. 2016. Matematika untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Bandung: YRAMA WIDYA.
  2. Noormandiri, B.K. 2017. Matematika Jilid 2 untuk SMA/MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA.
  3. Sukino. 2017. Matematika Jilid 2 untuk SMA/MA Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: ERLANGGA



Polinom (Suku Banyak)

 A. Pendahuluan

Polinom disebut juga suku banyak. Polinom atau suku banyak adalah suatu bentuk variabel yang berpangkat/berderajat.

Secara definisi suku banyak (polinomial) dalam  x  berderajat n adalah:

Suatu bentuk

anxn+an1xn1+an2xn2+...+a2x2+a1x1+a0

dengan  n  bilangan cacah serta  a0,a1,a2,...,an  koefisien dari suku  x  dan  an0  dengan  a0  sebagai suku tetap (konstan)nya.

Selanjutnya perhatikanlah tabel berikut!

anadalah koefisien darixnan1adalah koefisien darixn1an2adalah koefisien darixn2a2adalah koefisien darix2a1adalah koefisien darix1a0adalah konstanta(suku tetap)an0n:bilangan cacah,:adalah derajat (pangkat)tertinggi dalam sukubanyak tersebut

CONTOH SOAL 1

1.Polinom2x36x2+2020dapat dinyatakandengan2x36x2+0x1+2020x0Polinom tersebut memiliki suku tetap20202.Polinom5x48x3+6x2021dapat dinyatakandengan5x48x3+0x2+6x12021x0Polinom tersebut memiliki suku tetap20213.Polinomx42x3+3x22x+1tidak dapatdinamakan polinom, sebab ada variabel darixyang berderajat bukan bilangan cacah4.Sedangkan polinom5x+(2x)(1+x+x2)adalah bentuk polinom, karena dapat dinayatakandenganx3+x2+7

B. Nilai Polinom

Polinom atau suku banyak yang berderajat n yang selanjutnya dinyatakan dengan 

f(x)=anxn+an1xn1+an2xn2+...+a1x1+a0

Berkaitan dengan kebutuhan penentuan nilai ini, dapat ditentukan dengan dua cara:

a. Substitusi

Nilai suku banyakf(x)berderajatnsaatx=kadalahf(k).Jikaf(k)=0makax=kakar darif(x),dan(xk)faktor darif(x)

CONTOH SOAL 2

Jika suatu polinom dinyatakan dengan  f(x), maka nilai polinom itu untuk  x=3  adalah  f(3).

Misalkan diketahui  

1.f(x)=x31makaf(1)=131=11=0f(3)=331=271=26f(4)=(4)21=641=65

2.Diketahuih(x)=2x3+5x212x6Tentukanlah nilai untukh(2),h(1),h(0),h(1),danh(2)Jawab:x=kh(k)Nilaix=2h(2)h(2)=2(2)3+5(2)212(2)6=16+20+246=22x=1h(1)h(1)=2(1)3+5(1)212(1)6=2+5+126=9x=0h(0)h(0)=2(0)3+5(0)212(0)6=6x=1h(1)h(1)=2(1)3+5(1)212(1)6=2+5126=11x=2h(2)h(2)=2(2)3+5(2)212(2)6=16+20246=6

3.Diketahuip(x)=x2019danq(x)=x2019+1.Tentukanlahnilai untukp(q(2))danq(p(2))Jawab:Yang dibahas yang bagianp(q(2))q(2)=22019+1,maka nilaip(q(2))=(22019+1)2019=220192018Untuk yangq(p(2))adalahp(2)=,maka nilaiq(p(2))=∵2019+1=

b. Horner/Sintetik

Nilai suatu polinom dapat ditentukan dengan pembagian sintesis Horner

Misalkan:

f(x)=ax3+bx2+cx+dsaat akan dibagix=h,maka pembagian Horner itu:


Perhatikan bahwa proses ke bawah adalah berup proses penjumlahan.

Proses di atas akan sama saat kita mensubstitusikan  x=h  ke dalam  f(x), yaitu:
f(x)=ax3+bx2+cx+dsaatx=h,makaf(h)=ah3+bh2+ch+dCukup JELAS bukan?

CONTOH SOAL 3

Tentukanlah nilai darif(4)jikadiketahuif(x)=x3x5Jawab:(1).Cara substitusi langsungf(x)=x3x5f(4)=4345=649=55(2).Cara HornerKarenaf(x)=x3x5dan koefisiennya yang akanadalah:a3=1,a2=0,a1=1,&a0=5maka bagan pembagian Hornernyax=4101541660+141555