Levi Rizki Saputra Notes

Persamaan Kuadrat

Created at . Updated at .

Persamaan dengan pangkat tertinggi dua.

Bentuk:

ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0

Dengan a, b, dan c \in \Re dan a a0a \ne 0

# Bentuk-Bentuk Persamaan Kuadrat

# Menyelesaikan Persamaan Kuadrat

# Pemfaktoran

Prinsip utama pemfaktoran: Jika xy=0x\cdot y = 0, maka x=0x = 0 dan/atau y=0y = 0.

Untuk jenis ax2+bx=0ax^2 + bx = 0

ax2+bx=0x(ax+b)=0\begin{aligned} ax^2 + bx &= 0 \\ x(ax + b) &= 0 \end{aligned}

Jadi x=0x = 0 atau ax+b=0ax + b = 0.

Untuk jenis ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0

Carilah dua angka (r dan s) yang jika dikalikan menghasilkan a.

rs=ar\cdot s = a

Carilah dua angka (p dan q) yang jika dikalikan menghasilkan c dan jika rp ditambah sq menghasilkan b.

pq=crp+sq=b\begin{aligned} p\cdot q &= c \\ rp + sq &= b \end{aligned}

Kemudian tuliskan sebagai:

(rx+q)(sx+p)=0rs=apq=crp+sq=b\begin{aligned} (rx + q)(sx + p) &= 0 \\ r\cdot s &= a \\ p\cdot q &= c \\ rp + sq &= b \\ \end{aligned}

# Melengkapkan Kuadrat Sempurna

Prinsip utama: mengubah suatu persamaan menjadi p2+2pq+q2p^2 + 2pq + q^2 sehingga bisa diubah lagi menjadi (p+q)2(p + q)^2 kemudian kita bisa mengambil akarnya yaitu  (p+q)2=p+q\displaystyle{ \ \sqrt{ \left( p + q \right) ^{ 2 } } = p + q }. Mari kita coba melihat hal yang mirip antara persamaan tersebut dengan persamaan kuadrat

ax2+bx+c=0p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}a & { \color{red} x ^{ 2 } } + b { \color{red} x } + c = 0 \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + 2 { \color{red} p } q + q ^{ 2 } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Kita bisa misalkan x=px = p. Agar koefisien x2x^2 dan p2p^2 sama maka kedua ruas persamaan pertama kita bagi dengan aa.

x2+bxa+ca=0p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + \frac{ b { \color{red} x } }{ a } + \frac{ c }{ a } = 0 \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + 2 { \color{red} p } q + q ^{ 2 } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Agar pp dan xx sama-sama memiliki koefisien 2, maka kita kalikan bxa\displaystyle{ \frac{ b x }{ a } } dengan 22\displaystyle{ \frac{ 2 }{ 2 } } .

x2+2bx2a+ca=0p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + \frac{ { \color{red} 2 } b { \color{red} x } }{ 2 a } + \frac{ c }{ a } = 0 \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + { \color{red} 2 p } q + q ^{ 2 } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Agar lebih mudah kita ubah posisi bb dan xx

x2+2xb2a+ca=0p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + \frac{ { \color{red} 2 x } b }{ 2 a } + \frac{ c }{ a } = 0 \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + { \color{red} 2 p } q + q ^{ 2 } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Agar lebih mudah lagi kita pisahkan bagian yang sudah kita samakan dengan yang belum.

x2+2xb2a+ca=0p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + { \color{red} 2 x } \cdot \frac{ b }{ 2 a } + \frac{ c }{ a } = 0 \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + { \color{red} 2 p } \cdot q + q ^{ 2 } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Agar 2xb2a=2pq\displaystyle{ 2 x \cdot \frac{ b }{ 2 a } = 2 p \cdot q } maka seharusnya b2a=q\displaystyle{ \frac{ b }{ 2 a } = q } . (Ingat x=px=p).

x2+2xb2a+ca=0p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + { \color{red} 2 x } \cdot { \color{blue} \frac{ b }{ 2 a } } + \frac{ c }{ a } = 0 \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + { \color{red} 2 p } \cdot { \color{blue} q } + q ^{ 2 } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Sekarang kita perlu mencari yang sama dengan q2q^2. Karena b2a=q\displaystyle{ \frac{ b }{ 2 a } = q } maka q2=(b2a)2\displaystyle{ q ^{ 2 } = \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } }. Ini berarti ca\displaystyle{ \frac{ c }{ a } } tidak mempunyai hubungan dengan q2q^2. Karena tidak ada yang sama dengan q2q^2 kita bisa menambahkan q2q^2 ke kedua ruas persamaan pertama.

x2+2xb2a+ca+q2=q2p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + { \color{red} 2 x } \cdot { \color{blue} \frac{ b }{ 2 a } } + \frac{ c }{ a } + { \color{blue} q ^{ 2 } } = q ^{ 2 } \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + { \color{red} 2 p } \cdot { \color{blue} q } + { \color{blue} q ^{ 2 } } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Karena q2=(b2a)2\displaystyle{ q ^{ 2 } = \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } } maka

x2+2xb2a+ca+(b2a)2=(b2a)2p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + { \color{red} 2 x } \cdot { \color{blue} \frac{ b }{ 2 a } } + \frac{ c }{ a } + { \color{blue} \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } } = \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + { \color{red} 2 p } \cdot { \color{blue} q } + { \color{blue} q ^{ 2 } } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Karena ca\displaystyle{ \frac{ c }{ a } } pada ruas kiri persamaan pertama tidak sama dengan variabel apapun pada ruas kiri persamaan kedua maka kita bisa pindahkan ke ruas kanan.

x2+2xb2a+(b2a)2=(b2a)2cap2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ \begin{aligned}& { \color{red} x ^{ 2 } } + { \color{red} 2 x } \cdot { \color{blue} \frac{ b }{ 2 a } } + { \color{blue} \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } } = \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } - \frac{ c }{ a } \\ & { \color{red} p ^{ 2 } } + { \color{red} 2 p } \cdot { \color{blue} q } + { \color{blue} q ^{ 2 } } = \left( p + q \right) ^{ 2 }\end{aligned} }

Sekarang kita ubah xx menjadi pp dan b2a\displaystyle{ \frac{ b }{ 2 a } } menjadi qq pada ruas kiri persamaan pertama.

p2+2pq+q2=(b2a)2ca\displaystyle{ \begin{aligned}p ^{ 2 } + 2 p \cdot q + q ^{ 2 } & = \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } - \frac{ c }{ a }\end{aligned} }

Karena p2+2pq+q2=(p+q)2\displaystyle{ p ^{ 2 } + 2 p \cdot q + q ^{ 2 } = \left( p + q \right) ^{ 2 } } maka

(p+q)2=(b2a)2ca\displaystyle{ \begin{aligned}\left( p + q \right) ^{ 2 } & = \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } - \frac{ c }{ a }\end{aligned} }

Sekarang kita ubah kembali pp menjadi xx dan qq menjadi b2a\displaystyle{ \frac{ b }{ 2 a } }.

(x+b2a)2=(b2a)2ca\displaystyle{ \begin{aligned}\left( x + \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } & = \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } - \frac{ c }{ a }\end{aligned} }

Sekarang kita ambil akar dari kedua ruas:

(x+b2a)2=±(b2a)2cax+b2a=±(b2a)2ca\displaystyle{ \begin{aligned}\sqrt{ \left( x + \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } } & = \pm \sqrt{ \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } - \frac{ c }{ a } } \\ x + \frac{ b }{ 2 a } & = \pm \sqrt{ \left( \frac{ b }{ 2 a } \right) ^{ 2 } - \frac{ c }{ a } }\end{aligned} }

Karena kita membuat akar, maka salah satu ruas harus memiliki ±\displaystyle{ \pm }

Persamaan juga bisa ditulis seperti ini:

x+b2a=±ca+(b2a)2x + \frac{b}{2a} = \pm \sqrt{\frac{-c}{a} + (\frac{b}{2a})^2}

# Rumus Kuadrat

# Rumus mp

From Rumus Kuadrat
Go to text

Pada persmaan x2sx+p=0x^{2}-sx+p =0 berlaku:

s=x1+x2m=x1+x22=s2p=x1x2x1,2=m±m2pxp=m\begin{align*} s &= x_{1}+x_{2}\\ m &= \frac{x_{1}+x_{2}}{2}\\ &= \frac{s}{2} \\ p &= x_1x_2\\ x_{1,2} &=m\pm\sqrt{m^{2}-p}\\ x_p &= m \\ \end{align*}

# Rumus abc

From Rumus Kuadrat
Go to text

Pada persamaan ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c =0 berlaku:

x1+x2=bax1x2=caxp=b2ax1,2=b±b24ac2a=b±D2a\begin{align*} x_{1}+x_{2} & =\frac{-b}{a}\\ x_{1}x_{2} & =\frac{c}{a}\\ x_{p} & =\frac{-b}{2a}\\ x_{1,2} & =\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}\\ & =\frac{-b\pm\sqrt{D}}{2a} \end{align*}

# Diskriminan

Formula di bawah akar pada rumus abc disebut dengan diskriminan.

D=b24acD = b^2 - 4ac

Nilai dari D menentukan jenis akar-akar:

# Hasil Penjumlahan dan Perkalian Akar

From Rumus Jumlah dan Perkalian Akar
Go to text

Kesimpulan

Untuk persmaan ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 berlaku

x1+x2=bax1x2=cax1x2=Da(x1<x2)x1x2=Da(x1>x2)x12+x22=(x1+x2)22(x1×x2)x13+x22=(x1+x2)3+3(x1+x2)(x1×x2)\begin{align*} x_{1}+x_{2} & =\frac{-b}{a}\\ x_{1}x_{2} & =\frac{c}{a}\\ x_{1}-x_{2} & =\frac{-\sqrt{D}}{a} & (x_{1}<x_{2})\\ x_{1}-x_{2} & =\frac{\sqrt{D}}{a} & (x_{1}>x_{2})\\ x_{1}^{2}+x_{2}^{2} & =(x_{1}+x_{2})^{2}-2(x_{1}\times x_{2})\\ x_{1}^{3}+x_{2}^{2} & =(x_{1}+x_{2})^{3}+3(x_{1}+x_{2})(x_{1}\times x_{2}) \end{align*}

# Menyusun Persamaan Kuadrat

# Jika Diketahui Akar-Akarnya

(x+p)(x+q)=0x2+px+qx+pq=0\begin{aligned} (x+p)(x+q) &= 0 \\ x^2+px+qx+pq &=0 \end{aligned}

Akar-akarnya:

x+p=0x1=pp=x1x+q=0x2=qq=x2\begin{aligned} x+p &= 0 \\ x_1 &= -p & \\ p &= -x_1 \\ x+q &= 0 \\ x_2 &= -q \\ q &= -x_2 \end{aligned}

Jadi:

(xx1)(xx2)=0(x-x_1)(x-x_2) = 0

# Jika Diketahui Hasil Jumlah dan Kali Kedua Akarnya

(x+p)(x+q)=0x2+(p+q)x+pq=0\begin{aligned} (x+p)(x+q) &= 0 \\ x^2+(p+q)x+pq &=0 \\ \end{aligned}

Jumlah dan kali kedua akar:

p+q=x1+(x2)=(x1+x2)pq=(x1)(x2)=x1x2\begin{aligned} p + q &= -x_1 + (-x_2) \\ &= -(x_1+x_2) \\ pq &= (-x_1)(-x_2) \\ &= x_1x_2 \end{aligned}

Jadi:

x2(x1+x2)x+x1x2=0x^2 - (x_1+x_2)x + x_1x_2 = 0

# Jika Diketahui Hubungan Dengan Akar Persamaan Lainnya

Cari x1+x2x_1 + x_2 dan x1x2x_1x_2 dari persamaan yang berhubungan. Kelola hubungan antar akarnya (logika). Buat persamaan dengan cara seperti di atas.