Soal Jawab Pembahasan SBMPTN MTK IPA Saintek

  

SOAL-JAWAB MATEMATIKA SAINTEK

PEMBAHASAN SBMPTN Soal 1 Diketahui dua lingkaran berpusat di titik O(0,0) berjari-jari r dan R dengan r < R.

  

Sebuah garis menyinggung lingkaran dalam di titik E dan memotong lingkaran luar di

titik P. Jika diketahui selisih luas antara lingkaran luar dan lingkaran dalam

  36  dan

  60  EOP   , maka persamaan lingkaran luar adalah….

  Jawab: Perhatikan gambar berikut! Dari informasi selisih luas =

  36  , maka

  2

  2  R   r  36 

  2

  2  Rr

  36 ………... (1) Karena garis PE menyinggung lingkaran dalam, maka (siku-

   OEP  90  siku).

  Dari informasi    , maka EOP

  60 OE cos  EOP

  OP r

  1 r

  1     cos

  60 r R

  Maka   ……. (2)

  2

  2 R R

  Substitusi (2) ke (1), kita peroleh:

  2

   1 

2 R  R 

  36  

  2  

  1

  2

2 R  R 

  36

  4

  3

  4

  2

  2

     

  R

  36 R

  36

  48  .

  4

  3 Dengan demikian persaman lingkaran luarnya adalah:

  2

  2

  2

  2

  2 xyRxy  48 .

  Soal 2 Misalkan segitiga ABC adalah segitiga siku-siku pada titik C. Jika panjang sisi di hadapan titik A, B, C berturut-turut adalah a, b, c maka cos 2A =

  ….

  Jawab:

  2

  2 A A A cos 2  cos  sin

  2

  2

   b   a   

     

  c c

     

  2

  2

  2

  2 b a b a

    

  2

  2

  2 c c c

  Ada juga ya soal SBMPTN yang simpel.. Soal 3

   3 

  2

   

  x x Fungsi f ( x )  sec x  tan x sec x untuk    , dan x

  2

  2

  2 naik pada interval…..

  Jawab: f f Fungsi (x )  x ( )  . naik sa’at Perhatikan bahwa: n n

  2

  1

      

  Jika y sec x U maka y nU . U

  2  2 sec x . tan x . sec x  2 tan x sec x . yu v uv

  Jika y  tan x . sec xu . v maka  '  '

  2  x xx x x sec . sec tan . tan . sec

  3

  2 x x x

   sec  tan . sec

2 Karena f ( x )  sec x  tan x sec x , maka untuk bagian naik,

  fx ( ) 

  2

  3

  2

     2 tan x . sec x (sec x tan x sec x )

  2

  2

     sec x ( 2 tan x sec x tan x )

  2

  2

  sec x ( 2 tan x  1  tan x  tan x ) 

  2

  2 (sebab x   x ) sec 1 tan

  2

  sec x ( 2 tan x  1  2 tan x ) 

  2

      sec x ( 2 tan x 2 tan x 1 )

  ………..(*)

  2

   

  Bentuk (

  2 tan x 2 tan x 1 ) adalah definit postif karena Diskriminannya:

  2

2 D  b 

  4 ac  (  2 )  4 . 2 . 1  4  8   4  .

  Sehingga (*) menjadi:

   sec x  sec x

  1  cos x

   3   

  x

Fungsi cos bernilai negatif pada kuadran II dan III, yakni pada interval .

  2

  2  3 

  x

   

  f Jadi, fungsi (x ) naik pada interval .

  2

  2 Soal 4

  Jika titik (a, b) dicerminkan terhadap garis y = x – 1 menjadi titik (c, d), maka 2c + d = …. (nyatakan dalam a dan b !)

  Jawab:

Wah… rumus pencerminan terhadap garis y = x – 1 tidaklah terkenal, dan kebanyakan

orang tidak hafal…!! Tapi soal ini bisa kita kerjakan dengan ide sebagai berikut: Geser titik P(a, b) dan garis y = x

  • – 1, masing-masing digeser satu satuan ke kiri,

    sehingga menjadi titik Q dan garis y = x. Lalu titik Q ini dicerminkan terhadap garis

  y = x , bayangannya kita namakan Q’. Lalu titik Q’ ini kita geser satu satuan ke kanan,

menjadi P’. Nah, P’ inilah bayangan titik P jika dicerminkan terhadap garis y = x – 1.

  Hmmm, ide ini sepertinya cukup menarik ….

  Perhatikan koordinatnya: Titik P(a, b) digeser satu satuan ke kiri, menghasilkan titik Q(a

  • – 1, b).

  Titik Q(a

  • – 1, b) dicerminkan terhadap garis y = x menghasilkan titik Q’(b, a – 1)

  (Ingat pencerminan terhadap garis y=x memenuhi: (x, y)  (y, x)) Lalu titik Q’(b, a – 1) digeser satu satuan ke kanan menjadi P’(b + 1, a – 1).

  Titik P’ ini pada soal berkoordinat (c, d) maka: P’ = (c, d) = (b + 1, a – 1).

  Sehingga c = b + 1 dan d = a – 1. Jadi, 2c + d = 2(b + 1) + (a

– 1) =2b + 2 + a – 1 = a + 2b + 1.

  Soal 5

Diketahui kubus ABCD.EFGH. Titik M berada pada rusuk AD sedemikian sehingga AM :

MD = 1 : 2. Titik N berada di rusuk CD sedemikian sehingga CN : ND = 1 : 2. Titik P

berada pada rusuk DH sedemikian sehingga DP : PH = 2 : 1. Jika adalah sudut antara

bidang MNP dan bidang ACGE, maka nilai sin 

  Jawab:

  

  Karena pada gambar di atas, bidang MNP “tidak berpotongan langsung” dengan bidang

ACGE, maka untuk menentukan sudut antara bidang MNP dengan bidang ACGE, ganti

saja bidang MNP dengan bidang lain yang sejajar dengannya, dalam kasus ini kita ganti

dengan bidang ACH. Bidang ACH adalah bidang yang sejajar dengan bidang MNP. (Ingat bahwa titik-titik M, N, dan P membagi rusuk-rusuk kubus terkait dengan perbandingan yang sama yaitu 1 : 2).

  Jadi, sudut antara bidang MNP dengan bidang ACGE = sudut antara bidang ACH dengan bidang ACGE =   HOR .  (disini O adalah pusat bidang ABCD dan R adalah pusat bidang EFGH) Maka

  HR

  sin  

  …….. (1) OH

  Misal panjang rusuk kubus = r, maka:

  1

1 HR  HF  r

  2

  2

  2

  dan

  2

  1

  2  

  2

  2

  2

  2

  2

       

  OH HR RO r

  2 r r r  

  2

  4  

  6

  1

  2

   

  6

  r r Substitusi nilai-nilai ini ke persamaan (1), maka:

  1 r

  2

  1

  1

  2

      sin 3 .

  1

  3

  r

  6

  3

2 Soal 6

  2 f x g x

  Diketahui sisa pembagian suku banyak ( )  ( ) xx  oleh 2 adalah x , sisa

  2 f x g x

  ( )  ( ) xx  pembagian oleh

  3 2 adalah x

  1 , maka sisa pembagian

  2

  2

   ( f ( x )) ( g ( x )) oleh x

  1 adalah….

  Jawab:

  2 f x g x

  Karena sisa pembagian suku banyak ( )  ( ) oleh xx  adalah , maka 2 x dapat kita tuliz:

  2

      

  f ( x ) g ( x ) ( x x

  2 ) h ( x ) x

  Masukkan x = 1,

  2

      

  f (

  1 ) g ( 1 ) (

  1

  1 2 ) h ( 1 )

  1

   h  . ( 1 )

  1 

  1

  2 f ( x )  g ( x ) xx

  Di lain pihak, karena sisa pembagian oleh

  3 2 adalah x

  1 ,

  maka dapat kita tuliz:

  2

  ( )  ( )  (  3  2 ) ( )  (  1 )

  f x g x x x H x x Masukkan x = 1 ,

  2 f (

  1 )  g ( 1 )  ( 1  3 . 1  2 ) H ( 1 )  ( 1  1 )

   H . ( 1 ) 

  2 

  2

  2

  2

  

  Sekarang, jika ( f ( x )) ( g ( x )) dibagi oleh x

  1 , misalkan sisanya = C. Kita

  tuliz:

  ~

  2

  2

      ( f ( x )) ( g ( x )) ( x 1 ) h ( x ) C Masukkan x = 1,

  ~

  2

  2

  ( f ( 1 ))  ( g ( 1 ))  ( 1  1 ) h ( 1 )  C

  ~ h C

    ( 1 ) 

  

  C

  2

  2

  

  Jadi untuk mencari C, kita perlu menghitung ( f (

  1 )) ( g ( 1 ))

  . Caranya…?? Perhatikan yang berikut ini:

  2

  2

  2

      ( f ( 1 ) g ( 1 )) ( f ( 1 )) 2 f ( 1 ) g ( 1 ) ( g ( 1 ))

  2

  2

  2

  ( f ( 1 )  g ( 1 ))  ( f ( 1 ))  2 f ( 1 ) g ( 1 )  ( g ( 1 ))

  • 2

  2

  2

  2

  ( f ( 1 )  g ( 1 ))  ( f ( 1 )  g ( 1 ))  2 ( f ( 1 ))  2 ( g ( 1 ))

  2

  2

     ( f ( 1 ) g ( 1 )) ( f ( 1 ) g ( 1 ))

  2

  2

    ( f ( 1 )) ( g ( 1 ))

  2

  2

  2

  ( 2 )  ( 1 ) 

  C

  2

  5  C

  2 Jadi, sisanya = 5/2.

  Soal 7 x

   1 

   x

  1 x

   

  y

  3  

  Grafik y

  3 

  1 berada di bawah grafik jika….

  9  

  Jawab: x

   1 

  x

  1 x

   3 

  y     Grafik berada di bawah grafik y

  3 1 jika:

  9  

  x

  1  

  x  1 x

    

  3

  3

  1  

  9  

  1

  x x

     3 .

  3

  3

  1

  x

  2

  3

  1

  x x

      3 .

  3

  3

  1

  x

  2

  3

  1

  x

  3 ( 3  1 )   1 

  x

  2

  3

  1

  x 3 .

  2   1 

  x

  2

3 Samakan penyebut, sehingga menjadi

  x x x

  2

  2

    3 . 2 .

  3

  1

  3 

  x

  2

  3

  x x

  3

  2 2 .

  3  1 

  3 

  x

  2

  3

  x

  

  Misalkan p

  3 , maka pertidaksamaan menjadi

  3

  2

    2 p 1 p

  

  2 p

  3

  2

    2 p p

  1 

  2 p

  3

  2

  3

  2 Karena p = 1 adalah pembuat nol bentuk

  2 pp  1 , maka 2 pp  1 habis

  dibagi p

  • – 1, sehingga dapat difaktorkan. Yuk kita bagi sekarang…!!

  Ayuuuuuu kk…. Ayuuuuuukk..

  

  2

  2 pp

  1

  3

  2 p

  1 2 pp

  1

  3

  2

    2 p 2 p ( )

  2

  

  1

  p

  2 pp (  ) p

  1

   p

  1 (  ) Dari pembagian di atas, kita dapatkan

  3

  2

  

2

  2 pp  1  ( p  1 )( 2 pp  1 )

  Sehingga pertidaksamaan menjadi:

  2

  (  1 )( 2   1 )

  p p p

  

  2 p

2 Bentuk (

  2 pp  1 ) adalah definit positif (selalu bernilai positif, berapapun nilai

  2

  2 p-nya) karena diskriminannya Dbac      dan koefisien

  4

  1 4 . 2 .

  1

  7

  2 p nya = a = 2 > 0.

  Buat garis bilangan: p   p  atau

  1 x x

  3   3 

  1  x

   

  3

  3

  3

     

  (tidak ada x yang memenuhi) x Jadi, penyelesaiannya adalah    x  atau cukup dituliz saja x  .

  Soal 8

    1 cos( x 2 )

  Nilai dari lim = ….

  2 x

  2 x

  2 x

  Jawab: 2 x

  2

    1 ( 1 2 sin )

      1 cos( x 2 )

  2

  

  2  x ( x

  2 )

  xx

  2

  2 x

  2 x

   

  U ar .

  2

  3

  4

  1

  9

  Maka dari

  1   n n

   

  Rumus suku ke-n barisan geometri adalah

  U U U U U U Jawab:

    

   

  1

  2

  3

  1

  

  2

  9

  3  r

  9  r

    

  2 r a r ar

  ) 1 ( 9 ) 1 (

  2   

  3

  9

  U U U U

  ar ar ar a ar a ar ar

  

   

  2

  3

  1

  9

  4

  3

  ) 2 ( sin

  ) 2 ( sin . sin

   

  2 lim

  2

  2

  2

  2

  2

     

  1 ) ( .

    x x x x

   

  2 lim

  

2

  2

  2

  2

     x x x x x

  2 sin

  U U U U maka ....

  9

  

   

  1

  2

  3

  4

  1

  Soal 9 Suatu barisan geometri semua sukunya positif. Jika

  2

     b b ax x

  lim

    sin lim dan sin

   Wahai kawan, bedakan ya : b a bx ax x

    .

  

1

  

2

  (karena suku-sukunya positif) Dengan demikian,

  2

  3

       

  U U U U a ar ar ar

  1

  2

  3

  4

  

  2 UU

  

  ar ar

  2

  3

  2

  3 a r r r

  ( 1    ) 

  arr

  ( 1 )

  

2

  3

   rrr ( 1 )

  

  r r

  ( 1  )

  2

  3

  ( 1  3  3  3 ) 

   3 ( 1 3 )

  10 40   .

  12

3 Soal 10

  b f ( x )  a x  Misalkan mempunyai titik belok di ( 4 , 13 ) . Nilai a + b = …. x

  Jawab:

Fahami bahwa titik belok (4, 13) tentu berada pada grafik y = f (x). Dengan demikian,

b

  13  f ( 4 )  a 4 

  4

  b

   

  13 2 a

  ……………………….……… (1)

  2

  f Titik belok memenuhi persamaan:  x ( )  .

  Kita cari turunan pertama:

  1

  

1

b

  2

  

2

f xa x   axbx

  ( )

  x

  1

  3  

  1

  1

  2

  2

  

  f ( x )  axbx

  2

  2

  3

  5  

  1

  1

  1

  3

  2

  2

      

  f ( x ) ax bx    

  2

  2

  2

  2

  3

  5  

  1

  3

  2

  2

     ax bx .

  4

  4

  

  f ( x )  Maka x

  

4

  3

  

5

 

  3

  1

  2

  4  b . 4 

  

2

a .

  4

  4

  3

  

5

 

  2

  2

  1

  3

  2

  

2

a b  .

  2  . 2 

     

  4

  4  

  3

  

5

  1

  3

     a . 2 b .

  2

  4

  4

  1

  1

  3

  1

     a . b .

  4

  8

  4

32 Kalikan kedua ruas dengan 4 x 32, sehingga menjadi:

   4  3 

  a b ……………… (2) Eliminasi persamaan (1) dan (2), kita peroleh:

  39

  13

  ab  dan

  8

  2

  39

  13 39 

  52

  91

  ab     Sehingga .

  8

  2

  8

  8 Soal 11

  2 f x f x ( ) 

  

  Diketahui ( )  (  2 ) untuk setiap x Jika f x dx B maka .

  7

   

  f ( x 8 ) dx ....

  

3 Jawab:

  f x f x f Karena ( )  (  2 ) untuk setiap x maka (x ) adalah fungsi periodik

  , dengan periode = 2. Dengan demikian, berlaku: f xf x   f x   f x   f x  

  ( ) ( 2 ) ( 4 ) ( 6 ) ( 8 ) .... (1) dan juga: f xf x   f x   f x   f x  

  ( ) ( 2 ) ( 4 ) ( 6 ) ( 8 ) .... (2) Selain itu, jika fungsi f periodik dengan periode p, berlaku:

    

  3

    

  (digunakan persamaan (3))   

  ) ( ) ( ) ( dx x f dx x f dx x f

  1

  2

  2

  2

  2

  2

  2

    

      

  ) ( ) ( ) ( dx x f dx x f dx x f

  1

  2

  2

  2

  3

    

  1

  2

  ) ( ) ( ) ( dx x f dx x f dx x f

  2

  2B

   dx x f .

  2 

  2

  ) (

  (digabung)

  ) ( ) ( dx x f dx x f

  2

   

  1

  (pindah tempat aja)  

  ) ( ) ( ) ( dx x f dx x f dx x f

  1

  1

  2

  2

    

    

  ) ( ) ( ) ( dx x f dx x f dx x f

  (digunakan persamaan (3))   

  1

   

  (digunakan persamaan (1))

  (digunakan persamaan (3)) 

  ) ( dx x f

  3

  2

  7

  2

  

   

  ) ( ) 8 ( dx x f dx x f

  5

  3

  7

  3

  7

   

   

  ) dx x f dx x f dx x f ( ) ( ) ( …... (3) Maka:

  

p b

p a p b p a b a

   

  

  1

  2

     

  2

  2

  4

  2

  4

  2

  5

  2

    

  ( “dipecah”)   

  ) ( dx x f

  ) ( ) ( ) ( dx x f dx x f dx x f

  1

  2

  2

  4

  4

  5

    

    

  CARA LAIN: Buat sembarang grafik dengan periode 2, misalkan seperti pada gambar di bawah.

  Maka

  7

  7 f ( x

  8 ) dxf ( x ) dx

   

  3

  3 = Luas daerah biru di bawah:

  = Luas daerah biru di bawah: = 2 x Luas ini:

  2

  2 f ( x ) dx

  =  = 2B.

  Soal 12 k

   g xx

  Diketahui fungsi f ( x ) x dan ( ) . Misalkan D adalah daerah yang dibatasi kurva g , sumbu y dan y = 1. Jika kurva f membagi daerah D sama besar maka k = ….

  Jawab:

  Perhatikan grafik di bawah! Fungsi f membagi daerah D menjadi dua bagian sama besar, misalkan D1 dan D2

seperti pada gambar. Jelas fungsi f mesti cekung ke bawah agar dapat membagi dearah

D. (Kalau cekung ke atas tidak bisa, coba aja gambar sendiri!) Maka

  2

1 D Luas D Luas 

    

  1 

    

    

   

       

    

   

  k k

  1

  1

  1

  1

  2

  1

   

  1

   

  k k

  1

  2

  2

  3 

  

  

k

  4

  3

  3  

  k

  3

  1  k .

  1  

  1

  

1

  2

  1

  )) ( ) ( ( )) ( 1 (

  

dx x x dx x

k k

   

    

  

1

  1

  ) ( ) 1 (

  1

  2

  1

  1

  1

  1

  dx x g x f dx x f  

  1

  1

  1

  1  

   

   

    

   

   

  

 

x x k x k x

k k

     

  2

  1

  1

  1

  Soal 13 Banyaknya bilangan genap tiga digit sehingga

nabc

  3  bc adalah….

  Jawab: n adalah bilangan genap tiga digit , berbentu nabc .

  Kemungkinan digit untuk a adalah 1, 2, 3, …., 9  ada 9 kemungkinan ! Karena disyaratkan   , maka b paling kecil mulai dari 4.

  3 b c Untuk b = 4 maka c = 6 atau 8 (karena harus genap)  ada 2 kemungkinan.

  Untuk b = 5 maka c = 6 atau 8  ada 2 kemungkinan. Untuk b = 6 maka c = 8  ada 1 kemungkinan. Untuk b = 7 maka c = 8  ada 1 kemungkinan. Untuk b = 8 maka tidak ada pilihan digit untuk c. Untuk b = 9 juga tidak ada pilihan digit untuk c. Jadi , banyak kemungkinan susunan (b, c) adalah 2 + 2 + 1 + 1 = 6.

Dengan demikian, banyaknya bilangan genap tiga digit n = abc ada 9 x 6 = 54 bilangan.

  Soal 14

2 P a b Q a b

  Garis singgung kurva y

  3  x di titik (  , ) dan ( , ) memotong sumbu y

  di titik R. Nilai a yang membuat segitiga PQR sama sisi adalah….

  Jawab:

  2

   

  Kurva y

  3 x adalah sebuah parabola yang terbuka ke bawah, memotong sumbu Y di ordinat y = 3, seperti diperlihatkan pada gambar.

    Gradien garis singgung kurva di titik Q(a,b) adalah m y .

  xa

  2

      2  

  2 Karena y  3  x , maka m y x a .

  xa xa Maka persamaan garis singgung kurva yang melalui titik Q(a,b) adalah: ybm xa

  ( ) yb   a xa

  2 ( )

  2  y  

  2 ax  2 ab

  ………….(1)

Misalkan koordinat titik R adalah ( , ) . Dari gambar jelas  . Karena titik

x y x

  R R R

R terletak juga pada garis persamaan (1), maka titik ( x , y ) memenuhi persamaan

  R R (1) . Maka:

  2

  2

  2 y  

  2 ax  2 ab   2 ab  2 ab .

  R R Diketahui segitiga PQR samasisi. Maka berlaku:

PQ QR

  

  2

  2

  

PQ QR

  2

  2

  2

  2

  ( xx )  ( yy )  ( xx )  ( yy )

  Q P Q P R Q R Q

  2

  2

  2

  2

  2

           ( a ( a )) ( b b ) ( a ) ( 2 a b b )

  2

  

2

  2

  2

  ( 2 a )   a  ( 2 a )

  2

  

2

  4 aaa

  4

  4

  4

  2

a a

   4 

  3

  2

  2

   

  a (

  4 a 3 )

  2

  2 a a

   atau 4  3 

  3

  2 aa

  4

  1 Tidak memenuhi, sebab a = 0  

  a

  3

  2

  mengakibatkan P berimpit dengan Q, dan tidak terbentuk segitiga PQR

  1 

  3 Jadi, nilai a yang memenuhi adalah .

  2

  Soal 15 Diketahui tiga bilangan positif a log

  

3

  128  ac

  b

  

7

  2 b 2  b

  

7

  3 2  b

  

7

  128 

  2 

  b Dengan demikian, suku kedua =

  3

  7 2 log

  

3

  

7

  2

  abc

  Sementara itu, diketahui pula:

  2

, b log

       

  

2

, c log

  2 membentuk barisan aritmatika. Jika 128  abc maka suku kedua barisan tersebut adalah….

  Jawab:

Barisan aritmatika adalah barisan yang mempunyai beda (selisih antar suku) yang

tetap. Pada barisan ini, beda = b c a b log log log log

  2

  2

  2

  2

    

  2  b ac

     

    

  b c a b

  log log

  2

  2 b c a b

  

   .