Binomial Newton Menemukan Konsep Pencacahan Perkalian, Permutasi, dan Kombinasi
312
Buku Guru Kelas XI SMAMASMKMAK
1 2
2 2
3 2
2 2
3 2
2 3
1 1
1 1
2 1
1 2
1 1
3 3
1 a
b a
b a
b a
b a
b a b
a ab
b a
b a
b a b
a b
a ab
b a
a b ab
b +
= +
= +
+ =
+ +
= +
+ +
= +
+ =
+ +
+ =
+ +
+
4 3
3 2
2 3
4 3
2 2
3 3
1 3
3 1
1 4
6 4
1 a
b a
b a b
a b
a a b
ab b
a a b
a b ab
b +
= +
+ =
+ +
+ +
= +
+ +
+ Bagaimana untuk penjabaran pada perpangkatan yang
lebih tinggi? Untuk itu perhatikan langkah berikut. Dengan menggunakan sifat distribusi penjabaran dari a + b
4
adalah:
a a
a b a b
ab b
b a
a b a b
a b ab
a ×
+ +
+ +
× +
+ +
+ 1
4 6
4 1
1 4
6 4
1
4 3
2 2
3 3
5 4
3 2
2 3
4 4
b b
a b a b
ab b
a a b
a b a b
ab b
+ +
+ +
+ +
+ +
+
+
4 6
4 1
1 5
10 10
5 1
3 2
2 3
4 5
5 4
3 2
2 3
4 5
Sehingga diperoleh a + b
5
= 1a
5
+ 5a
4
b + 10a
3
b
2
+ 10a
2
b
3
+ 5ab
4
+ 1b
5
. Koeisien-koeisien penjabaran di atas jika disusun dalam
bentuk diagram dapat menghasilkan gambar di bawah ini: 1
1 1
1 2
1 1
3 3
1 1
4 6
4 1
1 5
10 10
5 1
Diagram di atas dikenal dengan sebutan segitiga Pascal
Newton. Berikan penjumlahan bilangan
lalu pangkatkan mulai dari pangkat nol, satu,
tiga, sampai pangkat tertentu lalu minta siswa
menemukan pola dari hasil penjabaran bilangan
berpangkat itu.
Berdasarkan pola yang ditemukan bantulah
siswa untuk membentuk diagaram bilangan
seperti di samping ini yanng dinamakan segitga
Pascal.
313
Matematika
Sekarang amati pola segitiga Pascal. Dengan menggunakan konsep kombinasi
n r
C dapat dikaitkan dengan pola segitiga
Pascal di atas yakni: C
C C
C C
C C
C C
C C
C C
C
1 1
1 2
2 2
3 3
3 4
4 4
5 5
5 1
2 1
3 2
3
1 2
= =
= =
= =
= =
= =
= =
= = 33
dan seterusnya sehingga dengan menggunakan konsep kombinasi maka
dapat diperoleh pola segitiga Pascal yang baru, yakni:
Dari uraian di atas maka penjabaran perpangkatan dapat kita tuliskan kembali dalam bentuk kombinasi yaitu
a b
C a
b C a
C b a
b C a
C ab C b
a b
C +
= +
= +
+ =
+ +
+ =
1 1
1 1
2 2
2 1
2 2
2 2
3 3
3 1
3 2
2 3
2 3
3 3
4 4
4 1
4 3
2 4
2 2
3 4
a C a b
C ab C b
a b
C a C a b
C a b C ab
+ +
+ +
= +
+ +
3 3
4 4
3 5
5 5
1 5
4 2
5 3
2 3
5 2
3 4
5 4
5 5
5
+ +
= +
+ +
+ +
C b a
b C a
C a b C a b
C a b C ab
C b
314
Buku Guru Kelas XI SMAMASMKMAK
Dengan pola di atas, dikenal sebagai aturan Binomial Newton ekspansi binomial dan bentuk umum a + b
n
dituliskan sebagai berikut:
Aturan Binomial Newton
a b
C a C a
b C
ab C b
a b
C a
n n
n n
n n
n n
n n
n n
r n
n
+ =
+ +
+ +
+ =
− −
−
− 1
1 1
1 1
atau
r r
r r
n
b
=
∑
n, r merupakan bilangan asli.
Contoh 8.6
Jabarkan bentuk binomial berikut ini: 1. 2a – 5
3
= 2. a + b
5
= 3. 3a + 2b
4
= 4.
5
2 a
a
+
=
5. Diketahui binomial
14
1 2a
a
+
. Jabarkanlah 3 suku pertama dan dua suku terakhir.
6. Tentukanlah koeisien dari pada bentuk binomial
12 2
2 a
a
+
. Berdasarkan pola yang
dibentuk dan dengan bantuan guru maka minta
siswa untuk membentuk suatu aturan yang disebut
dengan Aturan Binomial Newton.
Minta siswa untuk memahami Contoh
8.6. contoh ini merupakan latihan
untuk meningkatkan kemampuan siswa dalam
menggunakan aturan Binomial Newton danlam
permasalahan.
315
Matematika
Alternatif Penyelesaian
1. Dari soal di atas diketahui a = 2a dan b = 5 maka 2
5 2
5 2
5 2
5 2
5 2 8
3 3
3 1
3 2
1 2
3 1
2 3
3 3
3
a C
a C
a C
a C
a a
− =
+ +
+ =
1 1
3 4 5
3 2 25
1 1 125 2
5 16
60 150
125
2 3
3 2
+ +
+ −
= +
+ +
a a
a a
a a
2. a
b C a b
C a b
C a b
C a b
C a b
C +
= +
+ +
+ +
− −
− −
6 6
6 1
6 6 1
1 2
6 6 2
2 3
6 6 3
3 4
6 6 4
4 5
6
a a
b C a
b a
a b a b
a b a b
a b a
6 5 5
6 6
6 6 6
6 5
1 4
4 3
3 2
4 1
5
1 1 6 15
20 15
6 1
− −
+ =
+ +
+ +
+ +
6 6
5 4
4 3
3 2
4 6
6
6 15
20 15
6 b
a a b
a b a b
a b ab
b =
+ +
+ +
+ +
3. Cermati ekpansi di bawah ini. 3
2 3
3 3
4 4
4 1
4 4 1
1 2
4 4 2
2 3
4 4 3
3
a b
C a
b C
a b
C a
b C
a b
+ =
+ +
+ +
− −
−
C C
a b
a a
b a
b a
b a
b
4 4
4 4 4
4 3
1 2
2 1
3 4
1 81 1
4 3 6 3
4 3 1 3
= +
+ +
+ =
−
8 81
4 81 6 9
4 3 1
81 324
54 12
4 3
2 2
3 4
4 3
2 2
a a
b a
b a b
b a
a b a b
a +
+ +
+ =
+ +
+ b
b b
3 4
+
♦ Sebagai latihan untuk mengasah kemampuan dalam menyelesaikan soal-soal binomial newton,
kerjakan secara mandiri soal nomor 4, 5, dan 6.
Alternatif Penyelesaian
1.
5 1
2 3
5 4
3 2
5 5
5 5
1 2
3 4
5 1
5 5
4 5
2 2
2 2
2 .
. .
. 2
2 .
. .
a C
a C
a C
a C
a a
a a
a a
C a
C a
a a
+ =
+ +
+ +
+
316
Buku Guru Kelas XI SMAMASMKMAK
=
5 4
3 2
2 3
4 5
2 4
8 1
1 5
10 10
16 32
5 1 1
a a
a a
a a
a a
a a
× × +
× ×
+ × ×
+ ×
×
+ × × + × ×
=
5 3
3 5
1 1
32 10
40 80
a a
a a
a a
+ +
+ +
+
5. Tiga suku pertama dan dua suku terakhir dari ekspansi
14
1 2a
a
+
adalah:
14 14
1 2
C a
a
× ×
→ suku pertama.
1 13
14 1
1 2
C a
a
× ×
→ suku kedua.
2 12
14 2
1 2
C a
a
× ×
→ suku ketiga.
14 14
14
1 2
C a
a
× ×
→ suku terakhir.
13 1
14 13
1 2
C a
a
× ×
→ suku sebelum suku terakhir.
6. Agar diperoleh a6, hanya dipenuhi pada saat
6 2
a dan
6
2 a
. Koeisien a6 hitung dari perkalian berikut ini.
6 6
12 2
6 6
6
2 924
2 1848 C
a a
a a
×
× =
× × =
Jadi koeisien a
6
adalah 1.848.
317
Matematika
Uji Kompetensi 8.1
1. Seorang staff ahli di suatu POLDA mendapat tugas untuk menyusun nomor pada plat kendaraan roda
empat yang terdiri 3 angka dan 4 angka. Staff tersebut hanya diperbolehkan menggunakan angka 1, 2, 3, 4,
5, 6 untuk plat yang terdiri dari 3 angka dan angka 0 sampai 9 untuk plat yang terdiri 4 angka.
a Berapa cara menyusun plat kendaraan yang terdiri dari 3 angka dan 4 angka?
b Jika nomor-nomor plat tersebut akan dilengkapi dengan seri yang terdiri dari dua huruf vokal.
Berapa banyak susunan seri plat yang mungkin? 2. Diberikan angka-angka 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, dan 9.
Rangkailah bilangan yang terdiri dari 5 angka yang berbeda dengan syarat:
a Bilangan ganjil b Bilangan genap
3. Dari kota A ke kota B dilayani oleh 4 bus dan dari B ke C oleh 3 bus. Seseorang berangkat dari kota A
ke kota C melalui B kemudian kembali lagi ke A juga melalui B. Jika saat kembali dari C ke A, ia tidak mau
menggunakan bus yang sama, maka hitunglah banyak cara perjalanan orang tersebut.
4. Tentukan nilai dari: 89
38 86
41 ×
× 5. Sederhanakanlah persamaan berikut:
a. n
n −
1 b. n
n +
2
c. n
n +
− 1
1 Uji Kompetensi ini
bertujuan untuk mengukur tingkat kemampuan siswa
terhadap prinsip dan konsep aturan perkalian,
permutasi, kombinasi, dan Binomial Newton. Uji
kompetensi ini dapat juga dijadikan sebagai tugas di
rumah.
318
Buku Guru Kelas XI SMAMASMKMAK
6. Banyak garis yang dapat dibuat dari 8 titik yang tersedia, dengan tidak ada 3 titik yang segaris?
7. Banyak garis yang dapat dibuat dari 8 titik yang tersedia, dengan tidak ada 3 titik yang segaris?
8. Tentukan banyak susunan pemain yang berbeda dari team bola voli yang terdiri dari 10 pemain bila salah
seorang selalu menjadi kapten dan seorang lain tidak bisa bermain karena cedera
9. Berapa banyak cara untuk menempatkan 3 anak laki- laki dan 2 anak perempuan duduk berjajar tanpa
membedakan tiap anak? 10. Suatu delegasi terdiri dari 3 pria dan 3 wanita yang
dipilih dari himpunan 5 pria yang berbeda usia dan 5 wanita yang juga berbeda usia. Delegasi itu boleh
mencakup paling banyak hanya satu anggota termuda dari kalangan wanita atau anggota termuda dari
kalangan pria. Hitunglah banyak cara memilih delegasi tersebut.
11. Seminar Matematika dihadiri oleh 20 orang. Pada saat bertemu mereka saling berjabat tangan satu dengan
yang lain. Berapakah jabat tangan yang terjadi? 12. Perhatikan gambar berikut.
Jika suatu segitiga dibentuk dengan menggunakan 3 titik. Berapa banyak segitiga yang dapat dibentuk.
13. Tentukanlah banyak susunan huruf yang dapat dibentuk dari huruf-huruf:
a. MATEMATIKA b. PENDIDIKAN
c. TRIGONOMETRI d. MALAKA
319
Matematika
11. Jabarkanlah bentuk binomial berikut ini: a. 2a + 3b
8
c. 2 2
6
a b
+
b. 4a + 2b
10
d. 2 3
1 3
8
a b
+
Projek
Rancang suatu permainan yang menggunakan konsep aturan pencacahan. Sebelum kamu susun
laporan projek ini, terlebih dahulu lakukan simulasi sebagai uji validitas penggunaan konsep.