Levi Rizki Saputra Notes

Rumus Kuadrat

Created at . Updated at .

# Rumus mp

# Penurunan Rumus mp

Misalkan kita mempunyai fungsi kuadrat dengan akar x1x_1 dan x2x_2 serta posisi xx titik puncak adalah xpx_p.

Fungsi Kuadrat

Jarak x1x_1 ke xpx_p sama dengan jarak x2x_2 ke xpx_p. Kita misalkan jaraknya dd. Lihat Grafik Fungsi Kuadrat.

x1=xpdx2=xp+dx1,2=xp±d\begin{align*} x_{1} & =x_{p}-d\\ x_{2} & =x_{p}+d\\ x_{1,2} & =x_{p}\pm d \end{align*}

Persamaan kuadrat dari grafik di atas bisa dibuat dengan:

(xx1)(xx2)=0x2x2xx1x+x1x2=0x2(x1+x2)x+x1x2=0\begin{align*} (x-x_{1})(x-x_{2}) & =0\\ x^{2}-x_{2}x-x_{1}x+x_{1}x_{2} & =0\\ x^{2}-(x_{1}+x_{2})x+x_{1}x_{2} & =0\\ \end{align*}

Lihat Persamaan Kuadrat

Misalkan jumlah kedua akar adalah (sum) ss dan perkalian kedua akar adalah (product) pp.

x1+x2=sx1x2=p\begin{align*} x_{1}+x_{2} &=s\\ x_1x_2 &= p \end{align*}

Maka persamaan di atas bisa kita tulis lagi menjadi:

x2sx+p=0x^{2}-sx+p =0

Sekarang kita akan mencari rumus x1,2x_{1,2} berdasarkan nilai yang terdapat di persamaan di atas yaitu ss, dan pp.

Kita tahu bahwa perkalian kedua akar adalah pp.

p=x1x2p=(xpd)(xp+d)p=(xpd)(xp+d)p=xp2d2\begin{align*} p &= x_1 x_2\\ p &= (x_{p}-d)(x_{p}+d)\\ p &= (x_p-d)(x_p+d)\\ p &={x_p}^{2}-d^{2}\\ \end{align*}

Dari situ kita bisa mengetahui nilai dari dd.

d2=xp2pd=xp2p\begin{align*} d^{2} & ={x_p}^{2}-p\\ d &= \sqrt{{x_p}^{2}-p} \end{align*}

Sekarang kita bisa memasukkan dd ke x1x_1 dan x2x_2.

x1,2=xp±d=xp±xp2p\begin{align*} x_{1,2} & =x_{p}\pm d \\ &=x_p\pm\sqrt{{x_p}^{2}-p} \end{align*}

Nilai xx titik puncak (xpx_p) bisa dirumuskan sebagai rata-rata dari kedua akar.

xp=x1+x22=s2\displaystyle{ x _{ p } = \frac{ x _{ 1 } + x _{ 2 } }{ 2 } = \frac{ s }{ 2 } }

Agar rumus lebih elegan kita misalkan mm adalah rata (mean) dari kedua akar. Bisa dituliskan

m=s2=xp\displaystyle{ m = \frac{ s }{ 2 } = x _{ p } }

Kita bisa masukkan mm ke rumus akar.

x1,2=xp±(xp)2p=m±m2p\displaystyle{ \begin{aligned}x _{ 1 , 2 } & = x _{ p } \pm \sqrt{ \left( x _{ p } \right) ^{ 2 } - p } \\ & = m \pm \sqrt{ m ^{ 2 } - p }\end{aligned} }

# Kesimpulan Rumus mp

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

# Dari Rumus mp

Misalkan kita mempunyai persamaan berikut:

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

Rumus mp hanya bisa digunakan jika koefisien x2x^2 sama dengan 1. Kita gunakan trik sederhana yaitu dengan membagi persamaan di atas dengan aa menjadi

x2+bax+ca=0x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{c}{a} = 0

Kita coba samakan dengan bentuk x2sx+p=0x^2 - sx + p = 0

x2+bax+ca=0x2(ba)x+ca=0x2sx+p=0\begin{align*} x^{2}+\frac{b}{a}x+\frac{c}{a} & =0\\ x^{2}-\boxed{\left(-\frac{b}{a}\right)}x+\boxed{\frac{c}{a}} & =0\\ x^{2}-\qquad\boxed{s}\quad x+\boxed{p} & =0 \end{align*}

Maka berlaku:

s=bam=s2=b2ap=ca\begin{align*} s & =\frac{-b}{a}\\ m & =\frac{s}{2}\\ & =\frac{-b}{2a}\\ p & =\frac{c}{a} \end{align*}

Kita sekarang bisa menggunakan rumus mp:

x1,2=m±m2p=b2a±(b2a)2ca=b2a±b24a2ca=b2a±b24a2ca×4a4a=b2a±b24a24ac4a2=b2a±b24ac4a2=b2a±b24ac2a=b±b24ac2a\begin{align*} x_{1,2} & =m\pm\sqrt{m^{2}-p}\\ & =\frac{-b}{2a}\pm\sqrt{\left(\frac{-b}{2a}\right)^{2}-\frac{c}{a}}\\ & =\frac{-b}{2a}\pm\sqrt{\frac{b^{2}}{4a^{2}}-\frac{c}{a}}\\ & =\frac{-b}{2a}\pm\sqrt{\frac{b^{2}}{4a^{2}}-\frac{c}{a}\times\frac{4a}{4a}}\\ & =\frac{-b}{2a}\pm\sqrt{\frac{b^{2}}{4a^{2}}-\frac{4ac}{4a^{2}}}\\ & =\frac{-b}{2a}\pm\sqrt{\frac{b^{2}-4ac}{4a^{2}}}\\ & =\frac{-b}{2a}\pm\frac{\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}\\ & =\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a} \end{align*}

# Dengan Melengkapkan Kuadrat Sempurna

From Persamaan Kuadrat
Go to text

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}

ax2+bx+c=0x+b2a=±ca+(b2a)2=±ca+b24a2=±ca×4a4a+b24a2=±4ac4a2+b24a2=±b24ac4a2x+b2a=±b24ac2ax=b2a±b24ac2ax1,2=b±b24ac2a\begin{aligned} ax^2 + bx + c &= 0\\ x+\frac{b}{2a} & =\pm \sqrt{\frac{-c}{a} +(\frac{b}{2a} )^{2}}\\ & =\pm \sqrt{\frac{-c}{a} +\frac{b^{2}}{4a^{2}}}\\ & =\pm \sqrt{\frac{-c}{a} \times \frac{4a}{4a} +\frac{b^{2}}{4a^{2}}}\\ & =\pm \sqrt{\frac{-4ac}{4a^{2}} +\frac{b^{2}}{4a^{2}}}\\ & =\pm \sqrt{\frac{b^{2} -4ac}{4a^{2}}}\\ x+\frac{b}{2a} & =\pm \frac{\sqrt{b^{2} -4ac}}{2a}\\ x & =\frac{-b}{2a} \pm \frac{\sqrt{b^{2} -4ac}}{2a}\\ x_{1,2} & =\frac{-b\pm \sqrt{b^{2} -4ac}}{2a} \end{aligned}

# Kesimpulan Rumus abc

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*}