Memahami dan Menemukan Konsep Nilai

57 Matematika

C. MATERI PEMBELAJARAN

Pada bab ini, kita akan mempelajari persamaan dan pertidaksamaan linear yang berkaitan dengan nilai mutlak. Kamu harus mengingat kembali pelajaran tentang persamaan linear dan pertidaksamaan linear yang telah kamu pelajari di kelas VIII. Jadi, pertama kali, kita akan mempelajari konsep nilai mutlak, persamaan linear, pertidaksamaan linear dan kemudian kita akan melibatkan nilai mutlak dalam persamaan dan pertidaksamaan linear tersebut. Nah, kamu perhatikan dan amati ilustrasi dan masalah berikut.

1. Memahami dan Menemukan Konsep Nilai

Mutlak Ilustrasi: Kegiatan pramuka adalah salah satu kegiatan ekstrakurikuler yang diadakan di sebuah sekolah. Sebuah grup pramuka sedang belajar baris berbaris di lapangan sekolah pada hari Sabtu. Sebuah perintah dari pimpinan pasukan: “Maju 4 langkah, jalan”, hal ini berarti jarak pergerakan barisan adalah 4 langkah ke depan. Jika perintah pimpinan pasukan: “Mundur 3 langkah, jalan”, hal ini berarti bahwa pasukan akan bergerak melawan arah sejauh 3 langkah. Demikian seterusnya. Besar pergerakan langkah pasukan tersebut merupakan nilai mutlak, tidak ditentukan arah. “Maju 4 langkah”, berarti mutlak 4 langkah dari posisi diam dan “mundur 3 langkah, berarti mutlak 3 langkah dari posisi diam. Dalam hal ini, yang dilihat adalah nilainya, bukan arahnya. Lebih jelasnya, mari bersama-sama mempelajari kasus-kasus di bawah ini. Gambar 2.1 Anak Pramuka Motivasi siswa mempela- jari persamaan dan perti- daksamaan linear dengan menunjukkan berbagai kasus nyata dalam kehidu- pan sehari-hari. Ingatkan siswa bahwa materi ini melibatkan nilai mutlak. Orientasi siswa pada situasi nyata untuk mem- bangun inspirasi pene- muan konsep nilai mutlak. Motivasi siswa melalui pemaparan manfaat mem- pelajari persamaan dan pertidaksamaan linear. Beri kesempatan pada siswa bertanya dan me– ngajukan ide-ide secara bebas dan terbuka. Beri kesempatan kepada siswa untuk memahami ilustrasi berikut. Uji pemahaman siswa dengan memperagakan ilustrasi tersebut. Beri kesempa- tan pada siswa berdiskusi dalam kelompok belajar tentang nilai mutlak pada ilustrasi sehingga mereka menemukan sendiri kon- sep nilai mutlak. Arahkan siswa mempresentasikan hasil pemahaman me- reka. Arahkan siswa un- tuk saling menghargai pendapat. 58 Buku Guru Kelas X SMAMASMKMAK Edisi Revisi Masalah-2.1 Seorang anak bermain lompat-lompatan di lapangan. Dari posisi diam, si anak melompat ke depan 2 langkah, kemudian 3 langkah ke belakang, dilanjutkan 2 langkah ke depan, kemudian 1 langkah ke belakang, dan akhirnya 1 langkah lagi ke belakang. Permasalahan: a. Dapatkah kamu membuat sketsa lompatan anak tersebut? b. Tentukanlah berapa langkah posisi akhir anak tersebut dari posisi semula c. Tentukanlah berapa langkah yang dijalani anak tersebut Alternatif Penyelesaian Kita mendeinisikan lompatan ke depan adalah searah dengan sumbu x positif, sebaliknya lompatan ke belakang adalah searah dengan sumbu x negatif. Perhatikan sketsa berikut: Gambar 2.2 Sketsa lompatan Ke belakang 1 langkah Ke belakang 1 langkah Ke depan 2 langkah Ke belakang 3 langkah Ke depan 2 langkah -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 Dari gambar di atas, kita misalkan bahwa x = 0 adalah posisi awal si anak. Anak panah yang pertama di atas garis bilangan menunjukkan langkah pertama si anak sejauh 2 langkah ke depan mengarah ke sumbu x positif atau +2, anak panah kedua menunjukkan 3 langkah si anak ke belakang mengarah ke sumbu x negatif atau -3 dari posisi akhir langkah pertama, demikianlah seterusnya sampai akhirnya si anak berhenti pada langkah ke 5. Jadi, kita dapat melihat pergerakan akhir si anak dari posisi awal adalah 1 langkah saja ke belakang x = +2 + -3 + +2 + -1 + -1 = –1. Banyak langkah yang Arahkan siswa untuk me- mahami masalah berikut, kemudian berikan kesem- patan kepada mereka un- tuk menghubungkan ma- salah ini dengan masalah ilustrasi di atas. Masalah ini telah dilengkapi pe- nyelesaian, maka arah- kan siswa untuk memberi pendapat masing-masing. Beri kesempatan kepada siswa untuk membuat sketsa yang lain jika ada dan menjelaskannya di depan kelas. Arahkan siswa untuk saling meng- hargai pendapat. Beri penghargaan pu- jian kepada siswa yang berani menyampaikan pendapatnya. Dorong siswa untuk berani berkomentar. Ingat, siswa jangan disalahkan tetapi pendapatnya diluruskan bila ada pendapat yang kurang cocok terhadap permasalahan. 59 Matematika dijalani si anak merupakan konsep nilai mutlak, karena kita hanya menghitung banyak langkah, bukan arahnya. Banyak langkah selalu dinyatakan dengan bilangan bulat positif walaupun arahnya ke arah sumbu x negatif. Banyak langkah dapat dinyatakan dengan nilai mutlak dari sebuah bilangan bulat. Misalnya mundur 3 langkah dinyatakan dengan nilai mutlak negatif 3 atau |-3|, sehingga banyak langkah anak tersebut adalah |2| + |-3| + |2| + |-1| + |-1| = 9 9 langkah. Perhatikan Tabel 2.1 berikut. Tabel 2.1 Nilai Mutlak Nilai Nilai Mutlak 5 5 3 3 2 2 –2 2 –3 3 –4 4 –5 5 Dari ilustrasi dan tabel di atas, dapatkah kamu menarik sebuah kesimpulan tentang pengertian nilai? Jika x adalah variabel pengganti semua bilangan real, dapatkah kamu menentukan nilai mutlak x tersebut? Perhatikan, x bilangan real, dituliskan dengan x ∈ R. Dari contoh pada tabel tersebut, kita melihat bahwa nilai mutlak akan bernilai positif atau nol nonnegatif. Nilai mutlak adalah jarak antara bilangan itu dengan nol pada garis bilangan real. Perhatikan garis bilangan berikut Kita melakukan beberapa percobaan perpindahan posisi pada garis bilangan sebagai berikut. |3| = 3 |–3| = 3 |–2| = 2 –3 –2 –1 1 2 3 4 –3 –2 –1 1 2 3 4 –3 –2 –1 1 2 3 4 Beri kesempatan kepada siswa untuk mengamati tabel disamping. Minta siswa untuk menyampai- kan pendapatnya. Beri pertanyaan kepada siswa, bagaimana dengan nilai mutlak pada nilai desi- mal, pecahan? Pandu kembali siswa un- tuk menemukan konsep nilai mutlak dengan me- ngamati percobaan pada garis bilangan di sam- ping. Buat satu persoalan ni- lai mutlak yang baru, kemudian minta siswa untuk menggambarkan- nya pada garis bilangan serta minta dia untuk menjelaskan pendapatnya terhadap kinerjanya sen- diri. Jawaban yang kurang cocok, harus di- perbaiki oleh guru. 60 Buku Guru Kelas X SMAMASMKMAK Edisi Revisi |x| = x |–x| = x |0| – 0 –x ... –1 1 2 ... x –x ... –1 1 2 ... x –x ... –1 1 2 ... x Gambar 2.3 Selang Nilai Mutlak Berdasarkan masalah – masalah di atas, dapat kita deinisikan konsep nilai mutlak, sebagai berikut. Deinisi 2.1 Misalkan x bilangan real, nilai mutlak x, dituliskan │x│, dideinisikan x x x x x = ≥ −    jika jika Berikut ini, kita akan mencoba menggambar graik f x x x x x x = = ≥ −    jika jika . Perhatikan beberapa titik yang mewakili graik fungsi di atas. Tabel 2.2 Beberapa Pasangan Koordinat Titik pada gaik f x x = x ... –4 –2 –1 y = fx ... 4 2 1 x,y ... –4,4 –2,2 –1,1 0,0 x 1 2 4 5 ... y = fx 1 2 4 5 ... x,y 1,1 2,2 4,4 5,5 ... Titik-titik yang kita peroleh pada tabel ini, disajikan dalam koordinat kartesius sebagai berikut. Beri kesempatan kepada siswa untuk menarik ke- simpulan nilai mutlak . Minta menarik kesimpu- lan tentang nilai mutlak. Arahkan siswa meng- hubungkan kesimpulan yang mereka tarik ke Deinisi 2.1. Minta siswa untuk mem- buat contoh baru sesuai dengan deinisi. Arahkan siswa untuk be- lajar menggambar graik fungsi mutlak, yaitu dengan melengkapi Tabel 2.2 berdasarkan pemaha- man sebelumnya. Minta siswa untuk meletakkan setiap koordinat titik yang di peroleh ke bidang koor- dinat kartesius. Ingatkan siswa cara me- letakkan pasangan titik x,y pada bidang koor- dinat, kemudian beri ke- sempatan kepada mereka 61 Matematika Gambar 2.4: Graik y = fx=|x| Berdasarkan deinisi dan gambar graik di atas dapat kita simpulkan bahwa nilai |x| pada dasarnya menyatakan besar simpangan dari titik x = 0. Contoh 2.1 Gambarkan graik f x x = − 2 dengan memanfaatkan Deinisi 2.1. Alternatif Penyelesaian Mari amati langkah– langkah berikut. Langkah 1. Buatlah tabel untuk menunjukkan pasangan beberapa titik yang mewakili graik tersebut. Tentukan pertama kali nilai x yang membuat nilai fungsi tersebut nol. Tentu x = 2, bukan? Jadi, koordinat awal kita adalah 2,0 Tabel 2.3 Beberapa pasangan koordinat pada graik f x x = − 2 x ... -4 -3 -2 -1 y ... ... 5 ... ... 2 x,y ... ... -3,5 ... ... 0,2 x 1 2 3 4 ... y ... ... 2 ... x,y ... 2,0 ... 4,2 ... untuk meletakkan pasa- ngan titik pada Tabel 2.2 di atas ke bidang sumbu koordinat kartesius. Minta mereka menghubungkan setiap titik yang telah di- letakkan. Motivasi siswa secara in- ternal melalui menunjuk- kan kebergunaan mempe- lajari nilai mutlak dalam kehidupan sehari-hari. Ajukan contoh berikut untuk lebih mendalami materi. Beri kesempatan pada siswa menganalisis masalah dan makna nilai mutlak dari berbagai ke- mungkinan nilai bilangan riel. Minta siswa melengkapi tabel yang ada pada buku siswa seperti yang tertera pada tabel di bawah ini. Selanjutnya minta siswa menggambarkan graik fungsi f x x = − 2 , dengan langkah – langkah berikut. Contoh ini telah diselesaikan. 62 Buku Guru Kelas X SMAMASMKMAK Edisi Revisi Lengkapilah tabel di atas dan kamu akan menemukan beberapa koordinat titik yang memenuhi fungsi f x x = − 2 tersebut Langkah 2. Letakkanlah titik – titik yang kamu peroleh pada tabel di atas koordinat kartesius. Gambar 2.5: Titik pada kurva f x = │x – 2│ 4,2 0,2 -3,5 x 1 2 3 4 -1 -2 -3 -4 -5 y 1 2 3 4 5 Langkah 3. Buatlah garis lurus yang menghubungkan titik – titik yang sudah kamu letakkan di bidang koordinat tersebut sesuai dengan urutan nilai x . Kamu akan mendapat graik seperti pada gambar berikut. 4,2 0,2 -3,5 x 1 2 3 4 -1 -2 -3 -4 -5 y 1 2 3 4 5 − = Gambar 2.6: Graik f x = │x – 2│ Minta siswa untuk kem- bali meletakkan pasangan titik pada Tabel 2.3 ke bi- dang koordinat. Minta siswa untuk men- ghubungan titik – titik tersebut sehingga terben- tuk kurva garis seperti di samping. Arahkan siswa untuk mengamti graik tersebut dan memberikan pendapatnya. Bantu siswa untuk menganalisis kurva fungsi mutlak di samping. 63 Matematika Latihan 2.1 Perhatikan graik f x x = − 2 pada Gambar 2.6. Lihatlah penyimpangan graik terhadap sumbu x. Nilai dari fungsi tersebut adalah besar penyimpangan kurva terhadap sumbu x. Bagaimana penyimpangan graik f x x p = − terhadap sumbu x, untuk p bilangan real? Alternatif Penyelesaian f x x p x p jika x p x p jika x p = − = − ≥ − +    Karena p adalah bilangan real sembarang, maka ambil p 0, p = 0, p 0 sehingga sketsa graik yang diperoleh adalah: x y y=|x-p| p y x y=|x-p| p x y y=|x-p| Berdasarkan gambar, nilai dari fungsi tersebut adalah besar penyimpangan kurva terhadap sumbu x. Minta siswa memahami Contoh 2.1 dan menger- jakan Latihan 2.1 serta menarik kesimpulan se- cara umum dari anali- sis graik f x x p = − Latihan 2.1 telah di sele- saikan 64 Buku Guru Kelas X SMAMASMKMAK Edisi Revisi Berikutnya, mari kita amati hubungan antara |x| dengan x 2 ? Mari kita lakukan percobaan sederhana dengan mengamati nilai kedua fungsi tersebut. Untuk memudahkan pengamatan, kita sajikan data – data pada tabel berikut. Tabel 2.4 Hubungan |x| dan x 2 x –3 –2 –1 x 2 9 4 1 |x| 3 2 1 x 2 3 2 1 x 1 2 3 4 x2 1 4 9 16 |x| 1 2 3 4 x 2 1 2 3 4 Apakah hasil pengamatanmu? Tentu saja, kamu dapat melihat bahwa nilai kedua fungsi sama, bukan? Dengan demikian, kamu mendapatkan hubungan kedua fungsi : yaitu |x| = x 2 . Latihan 2.2 Dari Deinisi nilai mutlak yang kita pelajari, maka ax b ax b jika x b a ax b jika x b a + = + ≥ − − − −       Dengan a, b bilangan real dan a tidak nol Untuk memperdalam pemahaman, arahkan siswa untuk melengkapi Tabel 2.4, kemudian bantu mereka untuk menganali- sis nilai antara |x| dengan x 2 Pastikan siswa sudah me- mahami hubungan antara |x| dengan x 2 . Minta siswa untuk membuat ni- lai yang lain. Arahkan siswa untuk mengerjakan Latihan 2.2, kemudian beri kesempa- tan kepada siswa untuk mempresentasikan hasil kerjanya. Minta siswa untuk menemukan syarat nilai a dan b pada soal disamping. Latihan 2.2 telah diselesaikan sebagai alternatif penyelesaian. 65 Matematika

2. Persamaan Linear