Menemukan Konsep Barisan dan Deret Geometri a. Barisan Geometri

199 Matematika Orlando memiliki selembar kertas. Berikut ini disajikan satu bagian kertas. Gambar 6.12 Selembar Kertas Ia melipat kertas tersebut menjadi dua bagian yang sama besar. Gambar 6.13 Selembar Kertas pada Lipatan Pertama Kertas terbagi menjadi 2 bagian yang sama besar. Kertas yang sedang terlipat ini, kemudian dilipat dua kembali olehnya. Gambar 6.14 Selembar Kertas pada Lipatan Kedua Kertas terbagi menjadi 4 bagian yang sama besar. Orlando terus melipat dua kertas yang sedang terlipat sebelumnya. Setelah melipat, ia membuka hasil lipatan dan ditemukan kertas tersebut terbagi menjadi 2 bagian. Perhatikan bagian kertas tersebut membentuk sebuah barisan bilangan yang disajikan sebagai berikut. Setiap dua suku berurutan dari barisan bilangan tersebut memiliki perbandingan yang sama, yaitu u u u u u u n n 2 1 3 2 1 2 = = = = − ... . Barisan bilangan ini disebut barisan geometri. 200 Kelas X Barisan geometri adalah barisan bilangan yang nilai pembanding rasio antara dua suku yang berurutan selalu tetap. Rasio, dinotasikan r merupakan nilai perbandingan dua suku berurutan. Nilai r dinyatakan: r u u u u u u u u n n = = = = − 2 1 3 2 4 3 1 ... . Deinisi 6.3 Sifat-3 Jika u 1 , u 2 , u 3 , …, u n merupakan susunan suku-suku barisan geometri, dengan u 1 = a dan r adalah rasio, maka suku ke-n dinyatakan u n = ar n–1 , n adalah bilangan asli. b. Deret Geometri Analog dengan konsep deret aritmetika, deret geometri juga penjumlahan bilangan-bilangan berurutan yang memiliki pola geometri. Cermati masalah di bawah ini Masalah-6.8 Sebuah bola jatuh dari gedung setinggi 3 meter ke lantai dan memantul kembali setinggi 4 5 kali dari tinggi sebelumnya Tentukanlah panjang lintasan bola tersebut sampai pada pantulan ke-10 Gambar 6.15 Pantulan Bola Pandang dan amatilah kembali gambar di atas Tampak pada Gambar 6.15 bahwa terdapat 2 kali lintasan bola yang sama tingginya setelah pantulan pertama. Misalkan a ketinggian awal bola dan misalkan t tinggi pantulan maka tinggi pantulan bola dapat diberikan pada tabel berikut. Pantulan ke ... 1 2 3 ... Tinggi pantulan m 3 125 4825 192125 ... Suku ke ... u 1 u 2 u 3 u 4 ... Tabel 6.6 Tinggi Pantulan Bola • Coba kamu teruskan mengisi tabel pada pantulan berikutnya. • Apakah mungkin terjadi ketinggian pantulan bola sama dengan nol? 201 Matematika Misalkan panjang lintasan bola sampai pantulan ke-10 adalah S. S = u 1 + 2 u 2 + u 3 + u 4 + ... + u 10 ⇔ S = 2 u 1 + u 2 + u 3 + u 4 + ... + u 10 – u 1 ⇔ S = 2s 10 – u 1 dimana Tabel 6.7 Deret Pantulan Bola Deret Jumlah suku-suku Nilai S 1 u 1 3 S 2 u 1 + u 2 3 12 5 3 9 5 3 25 16 5 + = = − S 3 u 1 + u 2 + u 3 3 12 5 48 25 3 61 25 3 125 64 25 + + = = − S 4 u 1 + u 2 + u 3 + u 4 3 12 5 48 25 192 125 3 369 125 3 625 256 125 + + + = = − ... ... ... S n u 1 + u 2 + u 3 + u 4 ... + u n s n s n n n = − − 3 5 4 5 1 Berdasarkan Tabel 6.7 deret bilangan tersebut adalah sebuah barisan jumlah, s s s s n 1 2 3 1 1 2 2 1 3 5 4 5 3 5 4 5 3 , , , ..., , ... , , yaitu − − , ..., 5 4 5 3 5 4 5 3 3 2 1 − − − n n n . Sehingga s 10 10 10 9 3 5 4 5 = − Jadi, panjang lintasan bola sampai pantulan ke-10 adalah S = 2s 10 – u 1 atau S = − − 6 5 4 5 3 10 10 9 • Coba kamu diskusikan bersama temanmu untuk mencari panjang lintasan bola pantul jika dilemparkan ke atas setinggi 5 meter dan memantul setinggi 45 kali dari tinggi sebelumnya. 202 Kelas X Deinisi 6.4 Deret geometri adalah barisan jumlah n suku pertama barisan geometri. Bentuk umum: s n = u 1 + u 2 + u 3 + … + u n atau s n = a + ar + ar 2 + … + ar n – 1 dengan u 1 = a dan r adalah rasio. Sifat-4 Jika suatu deret geometri suku pertama adalah u 1 = a, dan rasio = r, maka jumlah n suku pertama adalah i. s a r r n n = − − 1 1 , untuk r r . . 1 1 1 1 ii. s a r r n n = − − 1 1 , untuk r r . . 1 1 iii. s n = na, untuk r = 1. Bukti: i. s n = a + ar + ar 2 + … + ar n–1 …………… 1 Dengan mengalihkan kedua ruas persamaan 1 dengan r, didapatkan Persamaan berikut. rs n = ar + ar 2 + ar 3 + … + ar n …………… 2 Sekarang, selisih persamaan 1 dengan 2, diperoleh s n – rs n = a + ar + ar 2 + … + ar n–1 – ar + ar 2 + ar 3 + … + ar n s n 1 – r = a – ar n s n = s a ar r n n = − − 1 Rumus jumlah n suku pertama deret geometri adalah s n = a r r n 1 1 − − , r 1. ii. Untuk membuktikan prinsip ini, coba kamu kerjakan sebagai berikut. 203 Matematika Contoh 6.10 Tentukan jumlah 10 suku pertama dari deret geometri berikut ini 4 1 1 4 1 16 + + + + ... Penyelesaian Pertama harus ditentukan rasio deret bilangan tersebut. r u u u u u u = = = = 2 1 3 2 4 3 1 4 . Karena r 1, maka jumlah 10 suku pertama ditentukan melalui rumus, s a r r n n = − − 1 1 Akibatnya, s 10 10 10 4 1 1 4 1 1 4 4 1 1 4 3 4 16 3 1 = −             = −             = − 1 1 2 10            . Perhatikan pola barisan bilangan berikut a 1, 3, 7, 9, … b 1, 4, 9, 16, … c 3, 1, 4, 2, 5, … Apakah barisan tersebut termasuk barisan aritmetika atau barisan geometri? Tentukanlah suku ke 10 dari pola barisan di atas Pertanyaan Kritis 204 Kelas X Uji Kompetensi 6.2 1. Untuk memeriksa sebuah barisan merupakan barisan geometri apakah cukup hanya dengan menentukan rasio dua suku berturutan? Jelaskan dengan menggunakan contoh 2. Tiga bilangan membentuk barisan aritmetika. Jika suku ketiga ditambah 3 dan suku kedua dikurangi 1, diperoleh barisan geometri. Jika suku ketiga barisan aritmetika ditambah 8, maka hasilnya menjadi 5 kali suku pertama. Tentukan beda dari barisan aritmetika tersebut 3. Tiga bilangan positif membentuk barisan geometri dengan rasio r 1. Jika suku tengah ditambah 4, maka terbentuk sebuah barisan aritmetika yang jumlahnya 30. Tentukan Hasil kali dari ketiga bilangan tersebut 4. Suku-suku barisan geometri tak hingga adalah positif, jumlah u 1 + u 2 = 60, dan u 3 + u 4 = 15, tentukan jumlah suku barisan itu 5. Sebuah bola jatuh dari ketinggian 8m dan memantul kembali de ngan ketinggian 3 5 kali tinggi sebe- lumnya. Pemantulan ini berlangsung terus menerus hingga bola berhenti. Berapakah jarak lintasan seluruhnya? 6. Jika jumlah semua suku deret geometri tak hingga adalah 72 dan jumlah semua sukunya yang berindeks ganjil adalah 48, tentukan suku ke-3 deret tersebut 7. Pertumbuhan penduduk biasanya dinyatakan dalam persen. Misalnya, pertumbuhan penduduk adalah 2 per tahun artinya jumlah penduduk bertambah sebesar 2 dari jumlah penduduk tahun sebelumnya. Pertambahan penduduk menjadi dua kali setiap 10 tahun. Jumlah penduduk desa pada awalnya 500 orang, berapakah jumlah penduduknya setelah 70 tahun apabila pertumbuhannya 2.5? 8. Pertumbuhan ekonomi biasanya dalam persen. Misalnya, pertumbuhan ekonomi suatu negara sebesar 5 per tahun artinya terjadi pertambahan Produk Domestik Bruto PDB sebesar 5 dari PDB tahun sebelumnya. Berdasarkan analisis, ekonomi Indonesia akan mengalami pertumbuhan sebesar 6.5 per tahun selama tiga tahun ke depan. Tentukan PDB pada tahun ketiga apabila PDB tahun ini PDB- nya sebesar 125 triliun rupiah. 9. Jika barisan x 1 , x 2 , x 3 ,… memenuhi 205 Matematika Projek Himpunlah minimal tiga buah masalah penerapan barisan dan deret geometri dalam bidang isika, teknologi informasi dan masalah nyata di sekitarmu. Ujilah berbagai konsep dan aturan barisan dan deret geometri di dalam pemecahan masalah tersebut. Buatlah laporan hasil kerjamu dan sajikan di depan kelas. x 1 + x 2 + x 3 + ... + x n = n 3 , untuk semua n bilangan asli, maka x 100 = .... 10. Kenaikan harga barang-barang disebut inlasi. Berdasarkan analisis, ekonomi Indonesia akan mengalami inlasi sebesar 8 per tahun Beberapa hal penting sebagai kesimpulan dari hasil pembahasan materi barisan dan deret, disajikan sebagai berikut. 1. Barisan bilangan adalah sebuah fungsi dengan domainnya himpunan bilangan asli dan daerah hasilnya suatu himpunan bagian dari himpunan bilangan real. 2. Barisan aritmetika adalah barisan bilangan yang memiliki beda dua suku berurutan selalu tetap. 3. Deret aritmetika adalah jumlah suku-suku barisan aritmetika. 4. Barisan geometri adalah barisan bilangan yang memiliki hasil bagi dua suku berurutan adalah tetap. Hasil bagi dua suku berurutan disebut rasio. 5. Deret geometri adalah jumlah suku-suku dari barisan geometri. 6. Masih banyak jenis barisan yang akan kamu pelajari pada jenjang yang lebih tinggi, seperti barisan naik dan turun, barisan harmonik, barisan ibbonaci, dan lain sebagainya. Kamu dapat menggunakan sumber bacaan lain untuk lebih mendalami sifat-sifat barisan dan deret. Selanjutnya kita akan membahas materi persamaan dan fungsi kuadrat. Tentu kamu wajib mengulangi mempelajari materi persamaan linear, relasi, dan fungsi, sebab materi tersebut adalah prasyarat utama mempelajari persamaan dan fungsi kuadrat.

D. PENUTUP

selama 5 tahun mendatang. Apabila harga emas sekarang ini adalah Rp200.000,00 per gram, tentukan harga sabun tersebut empat tahun lagi. Kompetensi Dasar Pengalaman Belajar Kompetensi Dasar Pengalaman Belajar A. KOMPETENSI DASAR DAN PENGALAMAN BELAJAR Setelah mengikuti pembelajaran persamaan siswa mampu: 1. menghayati pola hidup disiplin, kritis, bertanggungjawab, konsisten dan jujur serta menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari; 2. memahami persamaan dan fungsi kuadrat, memilih strategi dan menerapkan untuk menyelesaikan persamaan kuadrat serta memeriksa kebenaran jawabannya; 3. menganalisis persamaan kuadrat dalam berbagai bentuk penyajian masalah kontekstual; 4. Memahami konsep dan prinsip persamaan dan fungsi kuadrat serta menggambarkan graiknya dalam sistem koordinat; 5. memahami berbagai bentuk ekspresi yang dapat diubah menjadi persamaan kuadrat dan mengidentiikasi sifat- sifatnya; 6. menganalisis persamaan kuadrat dari data terkait masalah nyata dan menentukan model matematika berupa persamaan kuadrat dan fungsi kuadrat; 7. memahami persamaan dan fungsi kuadrat, memilih strategi dan menerapkan untuk menyelesaikan masalah nyata serta memeriksa kebenaran jawabannya; 8. menganalisis graik fungsi dari data terkait masalah nyata dan menentukan model matematika berupa fungsi kuadrat. Melalui pembelajaran materi fungsi kuadrat, siswa memperoleh pengalaman belajar: • menjelaskan karakteristik masalah otentik yang pemecahannya terkait dengan model matematika sebagai persamaan kuadrat; • merancang model matematika dari sebuah permasalahan otentik yang berkaitan dengan persamaan dan fungsi kuadrat; • menyelesaikan model matematika untuk mem- peroleh solusi permasalahan yang diberikan; • menafsirkan hasil pemecahan masalah; • menuliskan ciri-ciri persamaan dan fungsi kuadrat. dari beberapa model matematika; • menuliskan konsep persamaan dan fungsi kuadrat. berdasarkan ciri-ciri yang ditemukan dengan bahasanya sendiri; • menurunkan sifat-sifat dan aturan matematika yang berkaitan dengan persamaan dan fungsi kuadrat berdasarkan konsep yang sudah dimiliki; • menentukan akar-akar persamaan kuadrat dengan pemfaktoran, melengkapkan kuadrat sempurna, dan rumus abc; • menentukan jumlah dan hasil kali akar-akar persamaan kuadrat; • menyusun persamaan kuadrat yang akar-akarnya memenuhi kondisi tertentu; • menggunakan konsep dan prinsip persamaan kuadrat untuk memecahkan masalah otentik; • menentukan persamaan sumbu simetri dan titik puncak graik fungsi kuadrat; • menggambarkan graik fungsi kuadrat; • menentukan fungsi kuadrat, jika diberi tiga titik yang tidak segaris; • menjelaskan kaitan fungsi kuadrat dan persamaan kuadrat; • menggunakan konsep dan prinsip fungsi kuadrat untuk memecahkan masalah otentik dan soal-soal. Persamaan dan Fungsi Kuadrat Bab • Persamaan Kuadrat • Peubah • Koeisien • Konstanta • Akar-akar Persamaan • Fungsi kuadrat • Parabola • Sumbu Simetri • Titik Puncak • Nilai Maksimum dan Minimum