Persamaan Kuadrat

Persamaan kuadrat adalah suatu persamaan dr variabel yg mempunyai pangkat tertinggi dua. Bentuk lazimnya ialah:

 ax^2 + bx + c = 0

Dengan a, b, merupakan koefisien, & c yakni konstanta, serta  a \neq 0 .

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Logika Matematika

Penjumlahan & Perkalian Trigonometri

Penyelesaian atau pemecahan dr sebuah persamaan ini disebut selaku akar-akar persamaan kuadrat. Akar-akar merupakan nilai dr variabel x yg memenuhi persamaan tersebut. Tatkala nilai tersebut disubstitusikan ke dlm persamaan akan menciptakan nilai nol.

Akar-akar Persamaan Kuadrat

Ada tiga sistem dlm mencari akar-akar persamaan kuadrat ax^2 + bx + c = 0 yaitu:

Pemfaktoran

Metode ini gampang digunakan kalau akar-akarnya merupakan bilangan rasional. Berikut ini tabel versi persamaan kuadrat (PK) & berbagai cara pemfaktorannya:

persamaan kuadrat dgn pemfaktoran

Saat memakai metode ini, pertama mesti mengetahui apalagi dulu versi PK yg akan teratasi. Jika model PK sudah diketahui, maka pemfaktoran mampu dikerjakan dlm bentuk sesuai dgn yg ada di kolom tabel di atas. Untuk menerima nilai p, q, m & n kalian mesti mengetahui cara memfaktorkan suatu bilangan.

Melengkapkan Kuadrat Sempurna

Metode melengkapkan kuadrat sempurna akan gampang digunakan bila koefisien a dibuat semoga bernilai 1. PK dlm bentuk ax^2 + bx + c = 0 diubah bentuk menjadi persamaan:

(x + p)^2 = q

Dengan p & q yaitu konstanta serta x yaitu variabel. Nilai dr konstanta p & q dr persamaan x^2 + bx + c = 0 didapatkan dgn cara:

p = \frac 1  2 b

q = (\frac 1  2 b)^2 - c

Perubahan tersebut dapat dibuktikan sebagai berikut :

(x + p)^2 = q

(x + \frac 1  2 b)^2 = (\frac 1  2 b)^2 - c

x^2 + bx + (\frac 1  2 b)^2 = (\frac 1  2 b)^2 - c

x^2 + bx + c = 0

Rumus abc

Metode rumus abc ini bisa dipakai kalau pemfaktoran & melengkapkan kuadrat tepat tak mampu dilaksanakan. Nilai dr akar-akar persamaan kuadrat ax^2 + bx + c = 0 ditemukan dr rumus abc berikut:

  Perbandingan kecepatan sepeda motor dan kereta api adalah 3 : 5.

x_ 1,2  = \frac - b \pm \sqrt b^2 - 4ac   2a

Sehingga, akar-akarnya ialah

x_1 = \frac - b + \sqrt b^2 - 4ac   2a

x_2 = \frac -b - \sqrt b^2 - 4ac   2a

Jenis Akar-akar Persamaan Kuadrat

Jenis akar-akar persamaan kuadrat ax^2 + bx + c = 0 mampu ditentukan dgn mengetahui nilai “Diskriminan” (D). Nilai diskriminan terdapat dlm rumus abc selaku :

D = b^2 - 4ac

Sehingga rumus abc menjadi:

x_ 1,2  = \frac -b \pm sqrt D   2a

Tanda akar diskriminan ( \sqrt D  ) dlm rumus abc menentukan jenis dr akar-akar persaaman kuadrat, apakah bilangan real atau tak real. Sehingga jenis akar-akar PK ax^2 + bx + c = 0 yakni:

  • Jika D < 0 maka akar-akarnya tak real.
  • Jika D > 0 maka akar-akarnya real (x_1, x_2 \in R) & berlainan (x_1 \neq x_2).
  • Jika D = 0 maka akar-akarnya real (x_1, x_2 \in R) & sama atau kembar (x_1 = x_2).

Jumlah & Hasil Kali Akar-akar

Penjumlahan & perkalian akar-akar persamaan ax^2 + bx + c mampu dikerjakan tanpa harus mengetahui nilai dr akar-akarnya. Jumlah akar-akar dapat diperoleh dgn :

x_1 + x_2 = \frac -b + \sqrt b^2 - 4ac   2a  + \frac -b - \sqrt b^2 - 4ac   2a

= \frac -b + \sqrt b^2 - 4ac  - b - \sqrt b^2 - 4ac   2a

= - \frac 2b  2a  = - \frac b  a

Sedangkan hasil kali akar-akar mampu diperoleh dengan:

x_1 \cdot x_2 = \frac -b + \sqrt b^2 - 4ac   2a  \cdot \frac -b -\sqrt b^2 - 4ac   2a

= \frac (-b)^2 - (b^2 - 4ac)  (2a)^2

\frac 4ac  4a^2  = \frac c  a

Dari klasifikasi tersebut dapat diketahui bahwa :

  • Penjumlahan akar-akar x_1 + x_2 = -\frac b  a .
  • Perkailan akar-akar x_1 \cdot x_2 = \frac c  a .

Ada beberapa bentuk pernyataan matematika yg bisa dirubah kedalam (x_1 + x_2) & (x_1 \cdot x_2). Tujuan dr pergantian bentuk ini untuk memudahkan dlm peyelesaian persoalan. Perubahan ini mampu dijalankan dgn menggunakan sifat-sifat aljabar. Berikut ini selaku pola bentuk-bentuk perubahan:

  • x_1 + x_2 = (x_1 + x_2)^2 - 2x_1 \cdot x_2
  • x_1^3 + x_2^3 = (x_1 + x_2)^3 - 3 (x_1 \cdot x_2)(x_1 + x_2)
  • \frac 1  x_1  + \frac 1  x_2  = \frac (x_1 + x_2)  (x_1 \cdot x_2)

Menyusun Persamaan Kuadrat Baru

Suatu persamaan kuadrat gres dapat dibuat bila dikenali nilai dr akar-akarnya. Hal tersebut dapat dilaksanakan dgn memasukan atau mensubstitusi nilai dr akar-akar yg sudah diketahui kedalam persamaan

(x - x_1)(x - x_2)

atau

x^2 - (x_1 + x_2)x + (x_1 . x_2)

Suatu persamaan kuadrat gres pula dapat dibentuk walaupun tak ada dikenali nilai dr akar-akarnya. Dengan syarat, akar-akar tersebut memiliki hubungan atau kekerabatan dgn akar-akar dr PK yg lain.

Contoh Soal Persamaan Kuadrat & Pembahasan

Contoh Soal 1

Persamaan kuadrat dr x^2 - 4x - 6 = 0 mempunyai akar-akar m & n dgn ketentuan m < n. Tentukan nilai dr n – m.

Pembahasan:

Soal ini dapat dituntaskan dgn cara melengkapkan kuadrat  x^2 - 4x - 6 = 0 yg dirubah menjadi  (x + p)^2. Dimana:

p = \frac 1  2 b = \frac 1  2 (-4) = -2

q = (\frac 1  2 b)^2 - c = (\frac 1  2 (-4))^2 - 6 = 10

Kemudian disubstitusikan ke dlm persamaan

(x + p)^2 = q

(x - 2)^2 = 10

(x - 2) = \pm \sqrt 10

x = 2 \pm \sqrt 10

Didapatkan akar-akarnya dgn syarat m < n adalah

m = 2 - \sqrt 10

n = 2 + \sqrt 10

Maka,

n - m = 2 + \sqrt 10  - (2 - \sqrt 10 )

= 2 + \sqrt 10 - 2 + \sqrt 10

= 2\sqrt 10

Contoh Soal 2

Suatu persamaan kuadrat  x^2 - 2x - 4 = 0 mempunyai akar-akar p & q. Tentukan nilai dr  (p^2 - q^2)^2.

Pembahasan :

Berdasarkan persamaan x^2 - 2x - 4 = 0 diketahui bahwa:

p + q = -\frac b  a  = -\frac (-2)  1  = 2

p . q = \frac c  a  = \frac -4  1  = -4

Sehingga diperoleh

(p^2 - q^2)^2 = ((p + q)(p - q))^2

= (p + q)^2 . (p - q)^2

= (p + q)^2 . (p^2 + q^2 - 2pq)

=(p + q)^2 . ((p + q)^2 - 2pq - 2pq)

= (2)^2 . ((2)^2 - 2(-4) - 2(-4))

= 4 . (4 + 8 + 8) = 80

Contoh Soal 3

Suatu persamaan kuadrat  2x^2 - 6x + 3 = 0 mempunyai akar-akar p & q. Tentukan persamaan kuadrat gres dgn akar-akar (p + q) & (2pq).

Pembahasan :

Berdasarkan persamaan 2x^2 - 6x + 3 = 0 dimengerti bahwa :

p + q = -\frac b  a  = -\frac (-6)  2  = 3

p \cdot q = \frac c  a = \frac 3  2  = 1,5

Sehingga akar-akar dr persamaan kuadrat gres yakni :

x_1 = (p + q) = 3

x_2 = 2pq = 2(1,5) = 3

Persamaan kuadrat baru diperoleh :

(x - x_1)(x - x_2)

(x - 3)(x - 3) atau x^2 - 6x + 9 = 0

Kontributor: Alwin Mulyanto, S.T.

Alumni Teknik Sipil FT UI

Materi Sosiologiku.com lainnya:

  1. Integral Parsial
  2. Fungsi Kuadrat
  3. Pengertian Integral