Aplikasi Barisan dan Deret Aritmetika

Mahir Matematika untuk Kelas XII Program Bahasa 80 Suatu perusahaan pada tahun pertama memproduksi 3.000 unit barang. Pada tahun-tahun berikutnya, usahanya meningkat sehingga produksinya naik secara tetap sebesar 100 unit per tahun. Pada tahun ke berapakah perusahaan tersebut memproduksi 5.600 unit barang? Jawab: Dengan cara memodelkan permasalahan tersebut ke dalam bahasa matematika, diperoleh suku pertama 3.000 dan bedanya 100, serta U n = 5600. Dengan demikian, yang dicari adalah n. Gunakan rumus suku ke–n, yaitu U n = a + n – 1 b 5600 = 3000 + n – 1 100 5600 = 3000 + 100 n – 100 5600 = 2900 + 100 n 100 n = 5600 – 2900 100 n = 2700 n = 2700 100 27 = Jadi, perusahaan tersebut memproduksi 5600 unit barang pada tahun ke 27. Contoh Soal 3.8 Suatu keluarga memiliki 5 orang anak. Saat ini, usia kelima anak tersebut membentuk barisan aritmetika. Jika usia anak ke-3 adalah 12 tahun dan usia anak ke-5 adalah 7 tahun, tentukan jumlah usia kelima anak tersebut. Jawab: Dengan memodelkan permasalahan tersebut, diperoleh n = 5 U 3 = 12 = a + 2b ...1 U 5 = 7 = a + 4b ...2 5 = –2 b b = –2,5 Dengan menyubstitusikan b = –2,5 ke persamaan 1, diperoleh a + 2 b = 12 a + 2–2,5 = 12 a – 5 = 12 a = 12 + 5 = 17 Dengan demikian, S 5 = 5 2 2 a b 5 5 1 5 = 5 2 2 17 4 17 2 5 - = 5 2 34 10 - = 60 Jadi, jumlah usia kelima anak tersebut adalah 60 tahun. Ayah membagikan uang sebesar Rp100.000,00 kepada 5 orang anaknya. Semakin muda usia anak maka semakin kecil jumlah uang yang diterima anak. Jika selisih uang yang diterima oleh setiap dua anak yang usianya berdekatan adalah Rp5.000,00 dan anak sulung menerima uang paling banyak maka tentukan jumlah uang yang diterima anak ke–4. Jawab: Model matematika dari permasalahan tersebut adalah S 5 = 100.000 b = 5.000 Contoh Soal 3.9 Contoh Soal 3.10 – Gambar 3.1 : Pabrik Tekstil Gambar 3.2 : Keluarga Gambar 3.3 : Uang Sumber: www.eba.com.hk Barisan dan Deret 81 Rumus jumlah n suku pertama adalah S n = n 2 a b 2 a n 1 n n S 5 = 5 2 2 5 000 5 1 - 5 100.000 = 5 2 2 4 a 5 000 200.000 = 52 a + 20.000 kedua ruas dikalikan 2 200.000 = 10 a + 100.000 10 a = 100.000 a = 10.000 Jumlah uang yang diterima anak ke–4 U 4 = a + 4 – 1b U 4 = 10.000 + 35.000 = 25.000 Jadi, jumlah uang yang diterima anak ke-4 adalah Rp25.000,00 1. Diketahui barisan aritmetika berikut. a. 3, 6, 9, 12,...

c. 1

2 1 3 2 2 , , 1 , , 2 ... b. 11, 17, 23, 29,... d. 64, 60, 56, 52,... Dari barisan-barisan tersebut, tentukan U 7 dan U 11 .

2. Tentukan suku ke-19 dari barisan aritmetika jika a. U

4 = 15 dan U 9 = 75

b. U

7 = 105 dan U 14 = 42

3. Diketahui suku terakhir dari suatu deret aritmetika

adalah 43. Banyaknya suku dari deret tersebut adalah 22 dan jumlah deret tersebut 484. Tentukan suku pertama dan beda dari deret tersebut.

4. Suatu deret aritmetika, diketahui jumlah 5 suku

yang pertama adalah 42 dan jumlah 8 suku pertama adalah 72. Tentukan suku ke–11.

5. Berapakah jumlah 10 suku yang pertama dari suku

ke– n barisan aritmetika berikut. a. U n = 5 n + 2

b. U

n = 5 – 3 n

6. Suku ke-2 dari deret aritmetika adalah 11, jumlah

suku ke-3 dan ke-4 adalah 31. Tentukan:

a. suku pertama dan beda dari deret tersebut, b. rumus suku ke–n,

c. jumlah 15 suku pertama dari deret tersebut. 7. Diketahui

deret U n = 2 an + b + 4 dan S n = 3 bn 2 + an. Tentukan nilai a dan b yang memenuhi.

8. Sebuah gedung pertunjukan memiliki 35 baris

kursi. Kursi yang terdapat di baris depan ada 25 kursi. Setiap baris, lebihnya dua kursi dari baris sebelumnya. Tentukan:

a. jumlah seluruh kursi di gedung tersebut, b. banyaknya kursi pada baris ke–35.

9. Seorang petani apel di

Malang memanen apelnya setiap hari. Setiap kali panen, ia selalu mancatat banyaknya apel yang berhasil dipanen. Banyaknya apel yang dipetik pada hari ke- n memenuhi persamaan U n = 50 + 15 n. Tentukan berapa banyaknya apel yang telah ia petik selama 20 hari pertama.

10. Pak Harry meminjam uang

pada sebuah Bank untuk keperluan sekolah anaknya. Setelah dihitung, total pinjaman dan bunga yang harus dibayar oleh Pak Harry adalah Rp3.560.000,00. Ia melakukan pembayaran utang dengan cara angsuran. Setiap bulannya, angsuran yang ia berikan naik Rp20.000,00 per bulannya. Jika angsuran pertama yang ia bayarkan Rp60.000,00, tentukan berapa lamakah waktu yang diperlukan Pak Harry untuk melunasi utangnya tersebut. Sumber: www.balipost.com Tes Pemahaman Tes Pemahaman 3.1 Kerjakanlah soal-soal berikut di buku latihan Anda. Sumber: www.jakarta.go.id Mahir Matematika untuk Kelas XII Program Bahasa 82 Defi nisi Defi nisi B. Barisan dan Deret Geometri Pola dari barisan dan deret geometri tidaklah sama dengan pola dari barisan dan deret aritmetika. Untuk itu, Anda perlu berhati-hati jika menemukan suatu barisan atau deret bilangan. Supaya tidak keliru maka Anda harus bisa membedakan antara barisan dan deret aritmetika dengan barisan dan deret geometri. Untuk itu, pelajarilah materi pada subbab ini dengan baik, kemudian bandingkan dengan materi pada subbab sebelumnya. 1. Barisan Geometri Perhatikan barisan bilangan berikut. • 2, 4, 8, 16,... • 81, 27, 9, 3,... Pada kedua barisan tersebut, dapatkah Anda menentukan pola yang dimiliki oleh masing-masing barisan? Tentu saja pola yang didapat akan berbeda dengan pola yang Anda dapat ketika mempelajari barisan aritmetika. Selanjutnya, cobalah Anda bandingkan antara setiap dua suku yang berurutan pada masing-masing barisan tersebut. Apa yang Anda peroleh? Ketika Anda membandingkan setiap dua suku yang berurutan pada barisan tersebut, Anda akan mendapatkan perbandingan yang sama. Untuk barisan yang pertama, diperoleh perbandingan sebagai berikut. 4 2 2 8 4 2 16 8 2 = = 2 = , , 4 2 ,.... Bilangan 2 disebut sebagai rasio dari barisan yang dilambangkan dengan r. Barisan yang memiliki rasio seperti ini dinamakan barisan geometri. Jika diketahui suatu barisan geometri U 1 , U 2 , ..., U n , dan dimisalkan U 1 = a dengan rasionya r maka Anda dapat menuliskan: U 1 = a U 2 = 1 .r = a.r = ar 2 – 1 U 3 = U 2 . r = ar r = ar 2 = ar 3 – 1 U n = a.r.r...r = ar n – 1 n –1 Dengan demikian, Anda dapat menentukan suatu rumus umum untuk menentukan suku ke- n dari suatu barisan geometri. Defi nisi Barisan Geometri Misalkan U 1 , U 2 , ..., U n suatu barisan bilangan. Barisan bilangan tersebut dikatakan sebagai barisan geometri apabila memenuhi U U U U U U r n n 2 U 1 U U 3 U 2 1 U U n = = = = ... , dengan r = rasio atau pembanding. Rumus Suku ke–n Barisan Geometri Misalkan terdapat suatu barisan geometri U 1 , U 2 , ..., U n maka rumus umum suku ke- n dengan suku pertamanya a dan rasionya r adalah U n = ar n–1