BAHAN AJAR DIKLAT GURU MATEMATIKA

  

BAHAN AJAR

DIKLAT GURU MATEMATIKA

  DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH DIREKTORAT PENDIDIKAN MENENGAH KEJURUAN 2005

  ii

  

Daftar Isi

  Kata Pengantar ………………………………………………… i Daftar Isi ………………………………………………… ii Kompetensi ………………………………………………… iii Informasi ..................................................................... iv Skenario Pembelajaran ...................................................................... v

  Bab I Pendahuluan A. Latar Belakang ………………………………………………… 1 B. Tujuan ………………………………………………… 2 C. Ruang Lingkup ………………………………………………… 2 Bab II Materi Pembelajaran Bilangan Real untuk Siswa SMK …….…… 3 A. Sejarah Bilangan ........................................................................ 3 B. Macam-macam Bilangan ............................................................ 4 C. Perbandingan senilai dan berbalik nilai ....................................... 10 D. Bilangan Berpangkat dan Bentuk Akar ........................................ 14 E. Logaritma .................................................................................... 22 F. Fungsi Eksponen ......................................................................... 28 Kunci Jawaban Latihan Soal ............................................................. 32 Bab III Penutup ………………………………………… 34 Daftar Pustaka ………………………………………………… vi

  

Kompetensi

  Menjelaskan konsep − konsep dasar materi/pokok bahasan matematika yang akan diajarkan kepada peserta diklat meliputi:

  1. Menerapkan operasi hitung bilangan real dan sifat − sifatnya

  2. Mendeskripsikan dan menggunakan fungsi eksponen dan logaritma serta sifat − sifatnya. iii

  

INFORMASI

  1. Kompetensi Prasyarat

  Kompetensi prasyarat yang sebaiknya dimiliki oleh para peserta diklat sebelum mempelajari bahan ajar ini adalah memahami himpunan bilangan Asli, Cacah, Bulat, Rasional dan Irasional beserta operasinya.

  2. Indikator Keberhasilan

  Indikator keberhasilan dalam mempelajari bahan ajar ini adalah apabila petatar memiliki kemampuan untuk menjelaskan bilangan real dan melakukan operasi hitung pada bilangan real. iv

SKENARIO PEMBELAJARAN

  

10 menit

10 menit 60 menit 60 menit Pendahuluan Apersepsi

  Penyampaian Materi Tujuan

  Memberi motivasi

  Ruang

  dengan diskusi

  Lingkup

  sejarah bilangan

  30 menit 10 menit Diskusi Penutup

  Penyelesaian Kesimpulan soal-soal

  v vi

  

Daftar Pustaka

  Allen R. Angel − Stuart R. Porter. A Survey of Mathematics with Applications. USA: Addison Wesley Publishing Company. Richard G. Brown. 1994. Advanced Mathematics. Precalculus with

  Discrete Mathematics and Data Analysis. Boston: Hughtin Mifflin Company.

  Marsudi Raharjo. 2001. Aritmetika (perpangkatan, logaritma, aproksimasi,

  dan barisan deret. Yogyakarta: PPPG Matematika

Bagian I Pendahuluan A. Latar Belakang Bilangan real atau disebut juga bilangan nyata merupakan bilangan

  yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya ketika melakukan transaksi jual beli, ketika seorang pedagang gula membagi satu kilogram gula menjadi beberapa bagian, ketika seorang tukang kayu mengukur tinggi pintu yang tepat untuk bangunan yang didirikannya, ketika seorang nasabah bank menghitung persentase hasilbagi dari uang simpanannya dan sebagainya.

  Operasi hitung pada bilangan real yang meliputi penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, pemangkatan dan penarikan akar juga sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari meskipun mungkin orang tidak begitu sadar telah menggunakannya.

  Mengingat penting dan luasnya penggunaan bilangan real dalam kehidupan sehari-hari maka bilangan real perlu dimasukkan sebagai salah satu materi pembelajaran di SMK baik SMK teknik maupun SMK nonteknik.

B. Tujuan

  Setelah pembelajaran materi bilangan real diharapkan peserta diklat mampu untuk: 1. melakukan operasi hitung pada bilangan real 2. membedakan pengertian perbandingan senilai dan berbalik nilai

  3. menjelaskan sifat-sifat bilangan berpangkat dan bentuk akar 4. menyelesaikan soal logaritma

C. Ruang Lingkup

  Materi yang dipelajari dalam bahan ajar ini meliputi operasi hitung pada bilangan real, perbandingan senilai dan berbalik nilai, sifat-sifat bilangan berpangkat dan bentuk akar, logaritma dan fungsi eksponen.

Bagian II Bilangan Real A. Sejarah Bilangan Untuk memotivasi pembelajaran bilangan real dapat diceritakan secara singkat sejarah bilangan sebagai berikut. Bilangan selalu muncul akibat kebutuhan manusia. Bilangan yang

  

pertama kali dikenal adalah bilangan asli. Bilangan ini muncul akibat

kebutuhan manusia untuk menghitung. Kemudian muncul bilangan nol,

suatu bilangan yang menyatakan kekosongan. Maka dikenalkan bilangan

cacah. Setelah operasi hitung dikenal, muncul bilangan negatif untuk

mengatasi kebutuhan akan hasil pengurangan dua bilangan asli yang

bilangan pertama lebih kecil dari bilangan kedua, maka dikenalkan

bilangan bulat. Kemudian untuk mengatasi masalah pembagian dua

bilangan yang hasilnya bukan bilangan bulat, diperlukan bilangan rasional.

  

Sedangkan bilangan irasional muncul karena adanya operasi pangkat

dua, ketika ternyata diketahui bahwa tidak selalu ada bilangan rasional

  2

yang memenuhi a = b. Gabungan Bilangan Rasional dan Irasional

kemudian disebut bilangan Real. Sekitar abad 16, para ahli matematika

mulai menggunakan bilangan yang memiliki akar negatif, contohnya

  1 , 15 , 8 , dan sebagainya. Maka muncullah himpunan bilangan

  − − −

imajiner. Selanjutnya, bilangan yang terbentuk dari bilangan real dan

bilangan imajiner disebut bilangan kompleks.

B. Macam-macam Bilangan Berikut ini ringkasan materi mengenai himpunan-himpunan bilangan.

  Natural Numbers

  Bilangan asli adalah yang digunakan untuk menghitung. Karena dalam menghitung kita memulai dengan 1, maka himpunan bilangan asli juga dimulai dari 1, 2, 3, 4,….dan seterusnya. Simbol yang sering digunakan untuk himpunan bilangan asli adalah A atau N.

  Bilangan asli dibagi menjadi 2 kelompok yaitu bilangan genap dan bilangan ganjil. Bilangan genap adalah bilangan yang habis dibagi 2, sedangkan bilangan ganjil tidak habis dibagi 2. Himpunan bilangan genap adalah G= { 2, 4, 6, 8,……………} Himpunan bilangan ganjil adalah J = {1, 3, 5, 7, ………….} Setiap bilangan asli yang lebih dari 1 dapat dikelompokkan menjadi bilangan prima atau bilangan komposit/tersusun. Sedangkan 1 tidak termasuk keduanya, 1 adalah unit/satuan. Untuk menentukan bilangan prima yang tidak terlalu besar dapat digunakan metode Saringan Erastothenes. Teorema dasar aritmetika menyatakan bahwa setiap bilangan komposit dapat dinyatakan sebagai hasilkali bilangan-bilangan prima.

  2

  2 Misalnya 300 dapat dinyatakan dengan 2 .3.5 . Ini disebut juga faktorisasi prima dari 300.

  2. Bilangan Cacah/ Whole Numbers Bilangan cacah adalah semua bilangan asli ditambah dengan 0.

3. Bilangan bulat/Integers

  Bilangan bulat adalah semua bilangan cacah ditambah dengan bilangan bulat negatif.

  4. Bilangan rasional Bilangan rasional adalah bilangan yang dapat dinyatakan dalam bentuk

  0. Simbol

  p/q, dimana p dan q adalah bilangan bulat dan q ≠ bilangan rasional adalah Q.

  Jika

  p habis dibagi q maka bilangan itu adalah bilangan bulat (pecahan

  palsu), jika tidak maka berupa pecahan. Ada 4 macam pecahan yaitu pecahan sejati, pecahan campuran, pecahan palsu dan pecahan desimal. Bilangan rasional yang dinyatakan dalam bentuk pecahan desimal dapat berupa desimal terbatas dan desimal tak terbatas berulang

  5. Bilangan irasional Bilangan irasional adalah bilangan yang tidak dapat dinyatakan dalam bentuk

  0.

  p/q, dimana p dan q adalah bilangan bulat dan q ≠

  Bilangan irasional dikenal sejak sekitar 600 SM di Yunani, ketika orang

  2

  2

  2

  berusaha mencari solusi dari rumus Pythagoras untuk

  a +b =c a=1

  dan

  b=1 ternyata tidak ada bilangan rasional yang tepat untuk c, karena tidak ada bilangan rasional yang jika dikalikan dengan dirinya sendiri hasilnya 2. yang tak terbatas dan tak berulang. Contoh bilangan Irasional yang menarik adalah yaitu bilangan yang didapat dari perbandingan

  π antara keliling dan luas lingkaran.

  6. Bilangan Real/Bilangan Nyata Bilangan real adalah gabungan dari bilangan rasional dan bilangan Irasional. Simbol bilangan real adalah R.

  Operasi hitung pada bilangan real meliputi antara lain penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, pemangkatan, penarikan akar, dan logaritma. Sifat tertutup (closure): Jika dilakukan operasi tertentu pada 2 anggota suatu himpunan bilangan dan hasilnya adalah bilangan yang merupakan anggota himpunan bilangan itu maka dikatakan himpunan itu

  tertutup dalam operasi tersebut.

  Contoh: Dalam himpunan bilangan asli. Operasi penjumlahan bersifat tertutup, tetapi operasi pengurangan tidak, karena 5–7 = -2, dan –2 bukanlah anggota bilangan asli. Sifat-sifat operasi pada bilangan real diperlihatkan pada tabel berikut. Untuk

  a, b, c ∈ R berlaku:

a. Sifat komutatif pada penjumlahan: a + b = b + a

b. Sifat komutatif pada perkalian: a x b = b x a

  c. Sifat asosiatif pada penjumlahan: (a + b) + c = a + (b + c) (a x b) x c = a x (b x c)

e. Sifat distributif perkalian terhadap penjumlahan: ax(b+c)=(axb)+(axc).

  Identitas pada penjumlahan adalah 0 sedangkan identitas pada perkalian adalah 1.

  Invers penjumlahan adalah lawannya, misalnya invers a adalah –a. Invers perkalian adalah kebalikannya, misalnya invers

  a adalah 1/a

  7. Bilangan imajiner Kata “imajiner” digunakan untuk menggambarkan bilangan seperti

  1 , 15 , 8 . Unit imajiner (disimbolkan i) didefinisikan sebagai

  − − −

  2

  berikut: 1 dan

  i = i = -1. Selanjutnya didefinisikan akar dari −

  bilangan negatif sebagai berikut: jika a > 0, =

  − a i a

  8. Bilangan kompleks Setiap bilangan yang berbentuk

  a+bi, dimana a dan b adalah bilangan

  real dan

i adalah unit imajiner, disebut bilangan kompleks.

Contohnya 4i, 3+2i, 2–i 7 , 7 dan 0. Pada a+bi, a di sebut bagian real, dan b disebut bagian imajiner. Jika b ≠ 0, maka bilangan tersebut disebut bilangan imajiner.

  Pada bilangan imajiner,

  a+bi, jika a = 0, maka disebut bilangan

  imajiner murni. Contohnya 3i, -i, i 7 dan sebagainya.

  Dua bilangan kompleks a+bi dan c+di dikatakan sama, jika dan hanya jika

  a=c dan b=d.

  Bilangan Bilangan Bilangan ganjil genap prima Bilangan Asli komposit Bilangan bulat positif

  Bilangan Cacah Bilangan Negatif Bilangan Pecahan Biasa

  Bilangan Bulat Bilangan Pecahan Desimal Bilangan Rasional terbatas/berulang Bilangan Irasional

  Bilangan Real Bilangan Kompleks Bilangan imajiner

  Contoh soal dan pembahasan:

  1. Bagaimana langkah-langkah menentukan semua bilangan prima di bawah 30 dengan metode Saringan Erasthotenes? Pembahasan a. Tulislah semua bilangan asli dibawah 30.

  b. Coretlah 1 c. Lingkarilah 2, bilangan prima yang pertama, lalu coret semua kelipatan 2, yaitu 4, 6, 8, 10, ……30 dst 3, yang belum tercoret.

  e. Lanjutkan proses ini sampai mendapat bilangan prima p, di mana p x p

  2 atau p lebih dari bilangan bilangan terakhir yang tertulis yaitu 30.

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

  Jadi P = {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29}

  2. Tunjukkan bahwa 0, 356356356…………… adalah bilangan rasional! Pembahasan Misalkan x = 0,356356356 ……….. Maka 1000 x =356,356356356 ………….. 1000 x =356,356356356………..

  x = 0,356356356 ………

−

  999 x = 356

  x = 356

  999

  356

  Karena sesuai dengan definisi bilangan rasional maka

  999

  0,356356356…..adalah bilangan rasional Latihan 1

  1. Tentukan semua bilangan komposit antara 30 sampai 50!

  2. Dapat digolongkan dalam sistem bilangan apa sajakah bilangan- bilangan di bawah ini? a. 17 b. - 121 c. e = 2,718218……

  7 d. 4,567567567…. e.

  f. 3,14

8 C. Perbandingan Senilai dan Berbalik Nilai

  Arti perbandingan: Perbandingan dua bilangan adalah hasilbagi bilangan pertama dengan bilangan kedua. Contohnya perbandingan antar 5 dan 7 dapat ditulis 5 banding 7 atau 5:7 atau 5/7. Perbandingan juga boleh ditulis dalam persen atau desimal.

1. Perbandingan Senilai/berbanding lurus

  Untuk memulai pembelajaran mengenai perbandingan senilai dapat diberikan masalah pengantar sebagai berikut.

  

Sebuah mobil melaju dengan kecepatan rata-rata 25 km/jam. Jika mobil

itu menempuh jarak 100 km maka diperlukan waktu 4 jam. Jika jarak yang

ditempuh bertambah menjadi 200 km, bagaimana waktu yang diperlukan?

Semakin bertambah atau semakin berkurang?

  Dari sini peserta diklat dibimbing untuk melihat bagaimana hubungan antara jarak dengan waktu tempuh jika kecepatan tetap. Ternyata dengan kecepatan tetap sementara jarak yang ditempuh bertambah maka waktu yang diperlukan juga akan bertambah.

  Perbandingan senilai terjadi apabila jika salah satu komponen yang dibandingkan semakin besar maka komponen yang lain juga akan semakin besar.

2. Perbandingan berbalik nilai/berbanding terbalik Berikut ini alternatif masalah pengantar yang dapat diajukan.

  

Misalkan untuk menyelesaikan suatu pekerjaan dalam waktu 10 hari

diperlukan 10 pekerja. Jika jumlah pekerja ditambah bagaimana waktu

yang diperlukan? Semakin lama atau semakin singkat?

  Dari sini dapat dilihat bahwa perbandingan berbalik nilai terjadi apabila salah satu komponen yang dibandingkan naik maka komponen yang lain justru akan turun. Alternatif lain untuk menggambarkan perbandingan berbalik nilai adalah hubungan antara volum dengan tekanan gas. Jika volum ditambah maka tekanan gas akan turun atau jika volum dikurangi maka tekanan akan meningkat.

  Contoh soal dan pembahasan:

  1. Untuk mengecat dinding seluas 3 meter persegi seorang tukang cat memerlukan waktu 5 menit. Berapakah waktu yang diperlukan untuk mengecat dinding seluas 100 meter persegi?

  Pembahasan:

  2

  3 m 5 menit Perbandingan senilai

  2

  100 m

  x menit

  3 5 500

  2

  = 3.x = 100. 5 3x = 500 x = = 166 menit

  ⇔ ⇔ ⇔ 100 x

  3

  3 Jadi waktu yang diperlukan tukang cat itu untuk mengecat dinding

  2

  2

  seluas 100 m adalah 166 menit

  3

  2. Untuk menyelesaikan pembuatan lemari 3 orang tukang kayu bekerja bersama-sama dan mereka memerlukan waktu 20 jam kerja efektif. diperlukan? Jawaban: 3 orang 20 jam 5 orang

  x jam

  5

  3

  =

  20 x

  ⇔ 5. x = 3.20 ⇔

  5x = 60

  ⇔ x =

  5

  60

  = 12 Jadi waktu yang diperlukan oleh 5 orang pekerja tersebut adalah 12 jam kerja efektif.

  1. Suatu pekerjaan jika diselesaikan 4 orang selesai 20 hari. Setelah dikerjakan 4 hari ternyata pekerjaan tersebut harus terhenti selama 8 hari. Berapa pekerja tambahan yang diperlukan agar pekerjaan selesai tepat pada waktunya?

  Pembahasan: 4 orang 20 hari Setelah dikerjakan 4 hari, pekerjaan tersebut terhenti selama 8 hari, jadi masih ada sisa pekerjaan untuk 20–4=16 hari yang seharusnya dapat diselesaikan oleh 4 orang. Tetapi waktu yang tersisa hanya 20–4–8 hari. Jadi didapatkan:

  Perbandingan berbalik nilai

  4 orang 16 hari

  x orang 8 hari 8 x 4 .

  16 8 x 64 x x

  8 = ⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇔ = x

  16

  8 Jadi agar selesai tepat pada waktunya, pekerjaan tersebut harus

  ditangani oleh 8 orang. Karena sudah ada 4 orang, pekerja yang harus ditambah sebanyak 4 orang.

  Latihan 2

  1. Jika di sebuah peta tertulis skala 1 : 200.000 artinya 1 cm mewakili 200.000 cm atau 2 km. Berapakah jarak yang diwakili 3,5 cm?

  2. Hubungan antara hambatan dan luas penampang suatu kabel listrik adalah berbanding terbalik. Artinya jika penampang semakin besar maka hambatan justru semakin kecil, sebaliknya jika luas penampang makin kecil maka hambatan semakin besar.

  Dari hasil penelitian terhadap suatu bahan diketahui bahwa jika luas penampangnya diperbesar 1,25 kali maka hambatannya akan turun 0,25 hambatan mula-mula, demikian pula sebaliknya. Jika luas penampang semula 5 mm dan hambatannya 20 ohm. Tentukan:

  a. luas penampang jika hambatannya 15 ohm

  b. hambatan jika luas penampang 6 mm

C. Bilangan Berpangkat dan Bentuk Akar

  1. Bilangan berpangkat kembali arti bilangan berpangkat. Untuk itu dapat dimulai dengan ilustrasi sebagai berikut.

  Diambil sembarang bilangan, misalkan 2, kemudian dikalikan

sebanyak 5 kali, jadi 2 x 2 x 2 x 2 x 2. Penulisan seperti ini terlalu panjang

dan kurang praktis. Jadi cukup menuliskannya sebagai bilangan

  5 berpangkat yaitu 2 .

  Disini berarti pembelajaran bilangan berpangkat telah dimulai secara induktif (dimulai dari contoh), selanjutnya dengan memperhatikan pola, didapat kesimpulan umum.

  Bilangan berpangkat adalah perkalian berulang dari bilangan tersebut.

  Keterangan:

  

p

  = bilangan berpangkat

  p a a x a x a x a x ……a = a a = bilangan pokok p p = pangkat

  Semula tampaknya bilangan berpangkat harus merupakan bilangan asli, namun dalam perkembangan selanjutnya dikenalkan bilangan berpangkat 0, bilangan berpangkat negatif, dan bilangan berpangkat rasional. Bilangan yang dipangkatkan juga berkembang bukan hanya bilangan cacah, tetapi bilangan bulat, bilangan rasional, dan bilangan real.

  Sifat-sifat bilangan berpangkat:

  a. Perkalian dua bilangan berpangkat

  3

  2

  

5

  3

  2 p q p+q

  maka a .a = a

  b. Pembagian dua bilangan berpangkat

  

2 x

2 x

  2

  3

  2

  1 Contoh: : 2 : 2 = 2x2x2 : 2x2 = = 2

2 x

  2

  3

  2 p q p-q

  maka

  a : a = a

  c. Perpangkatan dua bilangan berpangkat

  2

  4

  2

  2

  2 2 2x4

  8 Contoh: (3 ) = 3 x 3 x 3 x 3 = (3x3)x(3x3)x(3x3)x(3x3) = 3 = 3 p q pq

  maka

  (a ) = a

  d. Perpangkatan bilangan rasional ₃

  2

  2

  2

  2 2 x 2 x

  2

  2

3 Contoh: ( ) = x x = =

  ₃

  3

  3

  3

  3 3 x 3 x

  3

  3 maka _p

  a a p

  [ ] = _p

  b b

  e. Perpangkatan dua perkalian bilangan

  2

  2

  2 Contoh: (2 x 3) = (2x3)x(2x3) = 2x3x2x3 = 2x2 x 3x3 = 2 x 3 p p p

  maka

  (a.b) = a .b

  f. Bilangan berpangkat 0

  3 3 3-3

  Contoh: 2 : 2 = 2 = 2 ₃ Jadi 2 = 1

  2

  2 x 2 x

  2

  8

  3

3 Padahal 2 : 2 = = = = 1

  ₃

  2

  2 x 2 x

  2

  8

  a = 1

  maka

  p q p+q

  Bukti: Sesuai dengan sifat pangkat nomor 1 yaitu a .a = a untuk q =

  p p o

  Tampak bahwa a berlaku seperti bilangan 1 sehingga didefinisikan a = 1 untuk a

  1.

  ≠

  g. Pangkat bulat negatif

  2 5 2-4 -3

  Contoh: 2 : 2 = 2 = 2

  1

• 3
₂ Jadi 2 = ₃

  2

  2

  2

  2

  1

  1 x

  2

5 Padahal 2 : 2 = = = =

  _{5 3}

  2 x 2 x 2 x 2 x

  

2

2 x 2 x

  2

  2

  2

  maka

  1

• -p

  a = _p a

  Bukti:

  p q p+q

  Sesuai dengan sifat pangkat nomor 1 yaitu a .a = a untuk q = -p

  p -p p+(-p) diperoleh a .a = a = a = 1. p -p p -p Karena hasilkali a .a = 1 maka a dan a berkebalikan.

  1

• -p

  Sehingga

  a = _p a

  Rangkuman sifat-sifat eksponen/pangkat:

  p q p+q p p p 1. a x a = a 5. (a x b) = a x b p q p-q

  2. a : a = a 6. a = 1

  1 p q pq -p

  7. a = 3. (a ) = a _{p p} a a a p

  4. [ ] = _p

  b b

• − +
• x x x .
• x x x
• ₂
6<
• ²
6<
• x x ………..sifat nomor 1
• 4x

  ⇔

  2

  4

  ⇔ ^{2 6 2 3}

  …………..sifat nomor 7

  4 x x

  …… ……..sifat pembagian pecahan

  ⇔ ^{2 3} 2 x x

  − x x

  4

  − x x

  2

  ⇔ ₂ ³

  −

  2x

  5

  8

  …………hasil penjumlahan Latihan 3

  1. Sederhanakan

  ( )

  

1

  2

  3

  2

  2 . ) 3 (

  

−

− pr p r p

  2. Sederhanakan

  xy xy y x

  4 ) (

  2

  8 ^{2 2 3}

  2

  Pembahasan: _{2 6 3}

  4

  . )

  Contoh soal dan Pembahasan:

  1. Sederhanakan ³ ₃ ² ) (

  − q p

  . ² ₃

  )

  2 ( p q

  Pembahasan: _{3 3 2} ) (

  − q p

  . ² ₃

  )

  2 ( p q

  ⇔

  ) ( ₉ ⁶

  − q p

  4 ( ₆ ²

  −

  q p ……………….sifat nomor 1 ⇔ ¹¹

  2

  4

  2. Sederhanakan: ₂ ^{6 3}

  4q …………..sifat nomor 6

  ⇔ ¹¹

  4 q p ………….sifat penjumlahan

  4

  p q

  ⇔ ^{2 9 ) 6 ( 6}

  …………sifat nomor 7

  

−

p q q p

  ) ( 4 ).( ^{6 2 9 6}

  ⇔

  ………sifat nomor 4

  − −

2) Bentuk Akar

  Untuk memulai pembelajaran bentuk akar peserta diingatkan kembali pertanyaan sebagai berikut:

  3 Kita sudah mengenal perpangkatan, Berapakah 2 ? Setelah dijawab 8,

lalu pertanyaan dilanjutkan dengan berapa x berapa x berapa supaya

hasilnya 8?

  Disinilah letak konsep akar yaitu mencari bilangan pokok apabila pangkat dan hasil perpangkatannnya diketahui.

  3 ³ 2 = 8 8 = 2. _{3 ( ) 1 3 3 3 1 3 1} Padahal 2 = ₃

  2 = ( 2 ) = _{3 1}

  8 Jadi 8 dapat ditulis _{q q 1}

8 Secara umum =

  a a

  Bentuk akar: yang dimaksud bentuk akar adalah akar-akar yang hasilnya bukan bilangan Rasional.

  1 Misalnya 4 , 100 , , bukan bentuk akar karena hasilnya berturut-turut

  9 adalah 2, 10, dan 1/3.

  1 Bentuk akar misalnya 2 , 8 , , dan sebagainya.

  3 Tampak bahwa adanya tanda akar bukan berarti bilangan tersebut termasuk bentuk akar. Operasi pada bentuk akar:

  1. Operasi penjumlahan dan pengurangan

  =

  Jadi ^{3 4} 2 = ^{3 4}

  a

  a ^{q p} = ^{q p}

  2 Jadi secara umum:

  2 2 x x x = ^{3 4}

  2

  2

  2 ₃ 2 x ³ 2 x ³ 2 x ³ 2 = ³

  Mengubah bilangan pangkat pecahan menjadi bentuk akar: _{3 1} 2 x ^{3 1} 2 x ^{3 1} 2 x ^{3 1} 2 = ^{3 4}

  b a

  b a

  a b + c b = (a+c) b dan a b – c b = (a-c) b

  3. ab = a . b 4.

  

a b + c b = (a+c) b 2. a b – c b = (a-c) b

  Selanjutnya sifat operasi bentuk akar dirangkum sebagai berikut: 1.

  b a

  =

  b a

  b. Pembagian

  a b .c d = ac bd

  a. Perkalian: 1) a . b = ab 2)

  2. Operasi perkalian dan pembagian pada bentuk akar:

  Contoh: 3 2 + 5 2 = 8 2 4 5 – 7 5 = -3 5

  2

  q Dengan syarat : a terdefinisi pada bilangan Real.

  Contoh soal dan pembahasan:

  1. Sederhanakan :

  49 a. 300 b.

  c. 15 x 8 100

  Pembahasan:

  a. 300 = 100x ………….sifat perkalian

  3 = 100x 3 ……….sifat nomor 1 =10 3 ………..(hasil 100 = 10)

  49

  49

  b. = ……………..sifat nomor 2 100

  100

  7

  = ……………..hasil 49 = 7 dan 100 = 10

  10

  c. 15 x 8 = 15x ……………..sifat nomor 1

  8 = 120 ………………hasil perkalian = 4x 30 …………….penguraian perkalian = 4 x 30 ………..sifat nomor 1 = 2 30 …………..hasil 4 = 2

  2. Rasionalkan penyebut pecahan akar berikut:

  1

  3

  2 a.

  b.

  c.

  2

  3

  2

  2

  5

• 5

  −

  Pembahasan:

• =
• .

  2 2 (

  5

  3 )

  4 −

  2

  2

  5

  8

  5

  −

  2

  5

  2

  2 2 ( )

  ) 5 (

  = _{2 2} )

  2

  2

  5

  2

  2

  5

  − .

  2

  4

  2

  3. Hitunglah: a. ^{5 2}

  − + b.

  32

  50

  a. 128

  4. Sederhanakan:

  

1

−

  

125

  81

  16 b. ^{4 1}

  32

  2

  

5

  27

  2. Nyatakan dalam bentuk pangkat pecahan a. 32 b. ³ 125 c. ₅

  − x

  1

  a c. _{3 2}

  a. p b. ^{3 5}

  1. Nyatakan dalam bentuk pangkat pecahan:

  1

  3

  2 4 (

  2

  2

  2

  2 3 ) 27

75 (

  =

  3

  3

  2

  3

  3

  2

  3

  

1

b.

  

5

  5

  5

  3

  5

  5 =

  25

  5 =

  5

  1 .

  5

  1 =

  5

  a.

  2

  2

  5

  =

  =

  −

  2

  2

  2

  5

  − c.

  6

  3

  3

  6 − −

  − −

  3

  3

  4

  3

  =

  − + −

  3

  3 2 (

  )

  3 2 )( 3 2 (

  = )

• +

  +

• =
• =
• = )
• Latihan 4
• ⁴
3<
• ₃
4<

D. Logaritma

  Pembelajaran dimulai dengan pertanyaan sebagai berikut:

  3 Kita sudah mengenal bilangan berpangkat. Berapa 2 ? Setelah dijawab

  3 bahwa 2 =8. maka pertanyaan diubah menjadi 2 dipangkatkan berapa supaya menjadi 8?

  Disinilah letak konsep logaritma: yaitu mencari pangkat jika bilangan pokok dan hasil perpangkatannya diketahui.

  2 Pernyataan ”2 dipangkatkan berapa menjadi 8” ditulis log 8 =…. x

  2

  2 = 8 log 8 =

  x

  Jadi secara umum:

  a c

  Real

  log b = c a = b, dimana a, b, c ⇔ ∈

  dan 1,

  a &gt; 0, a ≠ b&gt; 0

  Keterangan:

  a disebut bilangan pokok logaritma (jika bilangan pokok 10 tidak ditulis) b disebut bilangan yang dicari logaritmanya c adalah hasil penarikan logaritma.

  Sifat-sifat Logaritma:

  Berikut ini 10 sifat logaritma yang sering digunakan untuk menyelesaikan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan logaritma disertai dengan buktinya, yaitu:

  a a a 1. log xy = log x + log y p q r

  Bukti: Misalkan

  x = a , y = a , xy = a p q r p+q r

  Maka

  

a . a = a ⇔ a = a ⇔ p + q = r ……………..1)

  p a

  Padahal dari definisi x = a p = log x …………2)

  ⇔ q a y = a ⇔ q = log y………….3) r a xy = a ⇔ r = log xy…………….4) a a a

  Substitusi 2), 3), 4) kedalam 1) didapat

  log x + log y = Log xy x a a a

  2. log = log x – log y y x p q r

  Bukti: Misalkan

  x = a , y = a , = a _p y a r p–q r

  Maka

  

= a a = a p - q = r ……………..1)

_q ⇔ ⇔ a p a

  Padahal dari definisi

  x = a ⇔ p = log x …………2) q a y = a q = log y………….3)

  ⇔ x x r a

  …………….4)

  = a r = log ⇔ y y x a a a

  Substitusi 2), 3), 4) kedalam 1) didapat log x – log y = Log

  y a n a

  3. log x = n. log x a n a

  Bukti: Log x = Log x.x.x….x

  n faktor a a a a

  =

  log x + log x + log x + …….+ log x (menurut sifat 1) n suku a

  =

  n. log x (menurut definisi perkalian) a n a

  Jadi log x = n. Log x _m

  m a a _n

  4. log = . log x

  x n

  m ¹ _m a a _{n n}

  Bukti = (menurut definisi pangkat)

  : log x log ( x ) ₁ a n

  = (menurut sifat 3)

  m. log ( x )

  1 a = . m. log x (menurut sifat 3) n m a = . log x n

  log x

  a 5. log x =

  log a Bukti:

  a y

  misalkan (definisi)

  log x = y x = a ⇔ y log x = log a (kedua ruas dijadikan logaritma)

  ⇔ log x = y log a (menurut sifat 3)

  ⇔

  log x (perkalian diubah menjadi pembagian)

  y = ⇔

  log a log x

  a a

  (karena log x = y)

  log x = ⇔

  log a

  a x a 6. log x. log y = log y

  log x log y

  a x

  Bukti :

  log x. log y = . ( Sifat nomor 5)

  log a log x log y

  

= (penyederhanaan perkalian pecahan)

  log a

  a = log y (Sifat nomor 5) _{m a n} n a

  log x = . log x 7.

  m

  _m n _{a n x} log

  Bukti: log x = (Sifat nomor 5) _m log a

  n . log x = (Sifat nomor 3) m . log a n log x

   = . (Sifat perkalian pecahan) m log a n a

   = . log x (Sifat nomor 5) _{a log x} m a = x

  8. a

  Bukti : Misal log x = y

  a y log x = y ⇔ a = x (menurut definisi logaritma) _{a log x} a a = x (y disubstitusi dengan log x)

  ⇔ _p

  log x

  a 9. log x = _p

  log a Bukti : Bukti dibalik dari kanan ke kiri _p log

  x

  Misalkan = y _p log a

  p p log x = y. log a (bentuk pembagian diubah menjadi perkalian)

  ⇔ _{( y . log a ) p}

  x = p (definisi logaritma)

  ⇔ _{( log a )( y ) p}

  x = p (sifat komutatif perkalian)

  ⇔ _{p log a y}

  x = (Sifat perpangkatan) ( p )

  ⇔ y

  x = (menurut sifat 6)

  a ⇔ a y = log x (menurut definisi logaritma)

  ⇔

  ⇔ a x _p ^p

  Rangkuman Sifat-sifat logaritma: 1.

  Karena

  p =q maka a p

   = a q

  Karena

  a p

   = a q

  maka

  x = y (terbukti)

  a log xy = a log x + a log y 6. a log x. x log y = a log y 2. a log y x = a log x – a log y 7. ^{n a} x ^m

  log y maka

  log

   = m n

  . a log x 3. a log x n = n. a log x

8.

^{x a} a ^log = x 4. a log ^{n m} x

  = n m

  . a log x 9. a log x = a x _p ^p

  log log

  5. a log x = a x

  log log

  

10.

a log 1 = 0

  

p = q

  a

  log log =

  a log 1 = 0

  a log x (dari pemisalan) 10. a log 1 = 0

  Bukti: Misal

  a log 1 = y

  Menurut definisi logaritma menjadi a

  y

  = 1. Maka bilangan yang memenuhi persamaan tersebut adalah

  y = 0 sebab a o = 1.

  Sehingga

  11 .

  log x =

   a log x = a log y maka x = y

  Bukti: Misal

  a log x = p dan a

log y = q

  Dari

  a log x = p maka x = a

p

  Dari

  a log y = q maka y = a

q

  Karena

  a

  11. Jika a log x = a log y maka x = y Contoh soal dan pembahasan:

1. Tentukan nilai dari:

  _{3 2}

₁

  1

₃

  a. log

  27

  b. log

  c. log

  3

  3

8 Pembahasan:

  _{2 1 3 3 3}

  3

  3

  a. = = log 3 = 6 log 27 log

  3

  1 _{2 2 1 2 1}

  2

  1 ²

  1 ^{2 3}

  3 − −

  2

  b. log = log = log ₃ 2 = . log2 = -6

  1

  8

  2 _{1 1 1}