Persamaan Kuadrat
Persamaan kuadrat dalam
x mempunyai bentuk umum:
ax2 + bx + c = 0
, a ¹ 0
a, b dan
c adalah bilangan real.
- 1. Menyelesaikan Persamaan kuadrat
Persamaan kuadrat dapat diselesaikan dengan beberapa cara, yaitu dengan:
a) memfaktorkan,
b) melengkapkan kuadrat sempurna,
c) menggunakan rumus.
- a. Menyelesaikan persamaan kuadrat dengan memfaktorkan
ax2 + bx + c = 0 dapat dinyatakan menjadi a (
x –
x1) (
x –
x2) = 0.
Nilai
x1 dan
x2 disebut akar-akar (penyelesaian) persamaan kuadrat.
Contoh 1 :
Selesaikan
x2 – 4
x + 3 = 0
Jawab:
x2 – 4
x + 3 = 0
(
x – 3) (
x – 1) = 0
x – 3 = 0 atau
x – 1 = 0
x = 3 atau
x = 1
Jadi, penyelesaian dari
x2 – 4
x + 3 = 0 adalah 3 dan 1.
Contoh 2 :
Tentukan himpunan penyelesaian dari (
x – 2)
2 =
x – 2.
Jawab: (
x – 2)
2 =
x – 2
x2 – 4
x + 4 =
x – 2
x2 – 5
x + 6 = 0
(
x – 3) (
x – 2) = 0
x – 3 = 0 atau
x – 2 = 0
x = 3 atau
x = 2
Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah {3 , 2}.
Contoh 3 :
Tentukan penyelesaian dari 2
x2 + 7
x + 6 = 0.
Jawab: 2
x2 + 7
x + 6 = 0
2
x2 + 4
x + 3
x + 6 = 0
2
x (
x + 2) + 3 (
x + 2) = 0
(
x + 2) (2
x + 3) = 0
x +2 = 0 atau 2
x + 3 = 0
x = –2 atau
x = – 1
Jadi, penyelesaiannya adalah –2 dan –1.
- b. Menyelesaikan persamaan kuadrat dengan melengkapkan kuadrat sempurna
Persamaan kuadrat
ax2 + bx + c = 0 dapat diselesaikan dengan mengubahnya menjadi (
x +
p)
2 =
q.
Contoh 1:
Tentukan himpunan penyelesaian dari
x2 – 6
x + 5 = 0.
Jawab:
x2 – 6
x + 5 = 0
x2 – 6
x + 9 – 4 = 0
x2 – 6
x + 9 = 4
(
x – 3)
2 = 4
x – 3 = 2 atau
x – 3 = –2
x = 5 atau
x = 1
Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah{ 1 , 5}.
Contoh 2:
Tentukan penyelesaian dari 2
x2 – 8
x + 7 = 0.
Jawab: 2
x2 – 8
x + 7 = 0
2
x2 – 8
x + 8 – 1 = 0
2
x2 – 8
x + 8 = 1
2 (
x2 – 4
x + 4) = 1
2 (
x – 2)
2 = 1
(
x – 2)
2 = ½
x – 2 = atau
x – 2 = –
x = 2 + Ö2 atau
x = 2 –Ö2
Jadi, penyelesaiannya adalah 2 + Ö2 dan 2 – Ö2.
- c. Menyelesaikan persamaan kuadrat dengan menggunakan rumus
Rumus penyelesaian persamaan kuadrat
a x2 + b x + c = 0 adalah
Contoh :
Tentukan himpunan penyelesaian dari
x2 + 7
x – 30 = 0.
Jawab:
x2 + 7
x – 30 = 0
a = 1 ,
b = 7 ,
c = – 30
x = 3 atau
x = –10
Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah {–10 , 3}.
Latihan 1
- Tentukan penyelesaian persamaan kuadrat berikut ini:
- Nyatakan persamaan-persamaan kuadrat berikut dalam bentuk umum, kemudian tentukanlah akar-akarnya!
- Salah satu akar x2 – mx + 12 = 0 adalah 3. Hitunglah nilai m dan akar yang lain!
- Jika x = 1 memenuhi persamaan (a – 1)x2 + (3a – 1)x = 3a, hitunglah a dan akar yang lain!
- Untuk percetakan kartu nama, diperlukan kertas yang berbentuk persegi panjang dengan panjang dan lebar
- x2 – 3x + 2 = 0 f. –2x2 + 8x – 9 = 0
- 3x2 – 9x = 0 g. –6x2 + 10xÖ3 – 9 = 0
- 6x2 – 13x + 6 = 0 h. x2 – 2xÖ3 – 1 = 0
- 5p2 + 3p + 2 = 0 i. x2 + x – 506 = 0
- 9x2 – 3x + 25 = 0 j. x2 – x + Ö2 = 2
- 2x – x(x + 3) = 0 c. (x – 3)2 + 2(x – 3) – 3 = 0
- (x – 3) (x + 2) – 2x2 + 12 = 0 d.
berselisih 4 cm, sedangkan luasnya 45 cm
2. Hitunglah panjang dan lebar kartu nama itu!
2. Jenis-jenis Akar Persamaan Kuadrat
Kita perhatikan kembali persamaan kuadrat
ax2 + bx + c = 0 dengan akar-akarnya ,
b2 – 4ac disebut
diskriminan (
D). Sehingga rumus penyelesaian persamaan kuadrat dapat ditulis sebagai .
Dari rumus tersebut tampak bahwa nilai
x tergantung dari nilai
D.
Apabila:
- D > 0 maka ÖD merupakan bilangan real positif, sehingga persamaan kuadrat mempunyai dua akar real berlainan, .
- D = 0 maka ÖD = 0, sehingga persamaan kuadrat mempunyai dua akar real sama. .
- D < 0 maka ÖD merupakan bilangan tidak real (imajiner), maka persamaan kuadrat tidak mempunyai
akar real atau persamaan kuadrat mempunyai akar tidak real.
Contoh :
Tanpa menyelesaikan persamaan lebih dahulu, tentukan jenis-jenis akar persamaan kuadrat berikut:
- x2 + 5 x + 2 = 0
- x2 – 10 x + 25 = 0
- 3 x2 – 4 x + 2 = 0
Jawab :
- x2 + 5 x + 2 = 0
a = 1 ,
b = 5 ,
c = 2
D =
b2 – 4
ac = 5
2 – 4 . 1 . 2 = 25 – 8 = 17
Ternyata D > 0. Jadi, persamaan
x2 + 5
x + 2 = 0 mempunyai dua akar real berlainan.
- x2 – 10 x + 25 = 0
a = 1 ,
b = -10 ,
c = 25
D =
b2 – 4
ac = (-10)
2 – 4 . 1 . 25 = 100 – 100 = 0
Karena D = 0, maka persamaan
x2 – 10
x + 25 = 0 mempunyai dua akar real sama.
- 3 x2 – 4 x + 2 = 0
a = 3 ,
b = –4 ,
c = 2
D =
b2 – 4
ac = (-4)
2 – 4 . 3 . 2 = 16 – 24 = – 8
Ternyata bahwa D < 0. Jadi, persamaan 3
x2 – 4
x + 2 = 0 tidak mempunyai akar real.
Latihan 2
- Tanpa menyelesaikan persamaannya, tentukan jenis-jenis akar persamaan kuadrat berikut ini:
- x2 + 6x + 6 = 0
- x2 + 2x + 1 = 0
- 2x2 + 5x + 5 = 0
- –2x2 – 2x – 1 = 0
- 6t2 – 5t + 1 = 0
- 4c2 – 4c + 3 = 0
- Tentukan nilai p agar persamaan kuadrat berikut mempunyai akar yang sama (kembar)!
- 4x2 + 8px + 1 = 0
- 4x2 – 4px + (4p – 3) = 0
- px2 – 3px + (2p + 1) = 0
- Persamaan x2 – 4px – (p – 1) = 0 akar kembar, tentukan persamaan kuadrat tersebut!
- Buktikan bahwa persamaan x2 – px – (p + 1) = 0 mempunyai dua akar real berlainan!
- Buktikan bahwa mempunyai dua akar real berlainan!
3. Jumlah dan hasilkali akar-akar persamaan kuadrat
- Persamaan kuadrat ax2 + bx + c = 0 mempunyai akar x1 dan x2.
ax2 + bx + c = 0
x2 + x + = 0
Karena
x1 dan
x2 merupakan akar-akar persamaan kuadrat, maka :
Jadi, , .
Contoh:
Akar-akar
x2 – 3
x + 4 = 0 adalah
x1 dan
x2. Dengan tanpa menyelesaikan persamaan tersebut, hitunglah nilai:
- x1 + x2 d.
- x1.x2 e. x13 + x23
- x12 + x22
Jawab:
x2 – 3
x + 4 = 0 ®
a = 1 ,
b = –3 ,
c = 4
a.
x1 +
x2 = 3
b.
x1.
x2 = 4
c.
x12 +
x22 =
x12 +
x22 + 2
x1.
x2 – 2
x1.
x2
= (
x1 +
x2)
2 – 2
x1 x2 = 2 (-3)
2 – 2 . 4 = 1
e. (
x1 +
x2)
3 =
x13 + 3
x12 x2 + 3
x1 x22 +
x23
=
x13 + 3
x1 x2 (
x1 +
x2) +
x23
x13 +
x23 = (
x1 +
x2)
3 – 3
x1 x2 (
x1 +
x2)
= 3
3 – 3 . 4 (3)
= 27 – 36 = –9
Latihan 3
- Tanpa menyelesaikan persamaannya, tentukan jumlah dan hasilkali akar-akar persamaan berikut:
- Akar-akar persamaan x2 + 2x + 5 = 0 adalah p dan q. Dengan tidak menyelesaikan persamaan itu, hitunglah:
- Jumlah kuadrat akar-akar persamaan x2 – (k + 2)x + 2k = 0 adalah 20. Hitunglah nilai k.
- Jumlah kebalikan akar-akar persamaan ax2 – (a + b)x + 2a = 0 adalah 2. Hitunglah nilai a.
- Akar-akar persamaan x2 + ax + b = 0 adalah x1 dan x2.
- x2 – 5x + 7 = 0 d. bx2 + ax + c = 0
- 2x2 – 7 = 0 e.
- 4x2 – 3x = 0 f. (x – p)2 + (x – q)2 = p2 + q2
- p2 + q2
- (p + 2) (q + 2)
- (p – 2q) (q – 2p)
Tentukan hubungan antara
a dan
b jika diketahui
xi2 –
x1x2 +
x22 = 5.
4. Menyusun Persamaan Kuadrat
Persamaan kuadrat dapat disusun dengan:
v menggunakan perkalian faktor,
v menggunakan jumlah dan hasilkali akar-akar.
- a. Menyusun persamaan kuadrat dengan menggunakan perkalian faktor
Pada bahasan terdahulu, persamaan kuadrat
x2 +
p x +
q = 0 dapat dinyatakan sebagai
(
x –
x1) (
x –
x2) = 0 sehingga diperoleh akar-akar persamaan itu
x1 dan
x2. Dengan demikian jika akar-akar
persamaan kuadrat
x1 dan
x2 maka persamaannya adalah
(x – x1) (x – x2) = 0.
Contoh 1:
Tentukan persamaan kuadrat yang akar-akarnya 3 dan -2.
Jawab: (
x –
x1) (
x –
x2) = 0
(
x – 3) (
x – (-2)) = 0
(
x – 3) (
x + 2) = 0
x2 – 3
x + 2
x – 6 = 0
x2 –
x – 6 = 0.
Contoh 2:
Tentukan persamaan kuadrat yang akar-akarnya dan !
Jawab: (
x – ) (
x – ) = 0
= 0
6
x2 – 2
x – 3
x + 1 = 0
6
x2 – 5
x + 1 = 0
- b. Menyusun persamaan kuadrat menggunakan jumlah dan hasil kali akar-akar
Persamaan .
Dengan menggunakan
x1 +
x2 = – dan
x1 x2 = , maka akan diperoleh persamaan:
x2 – (
x1 +
x2)
x +
x1x2 = 0.
Contoh:
Tentukan persamaan kuadrat yang akar-akarnya –2 dan –3.
Jawab:
x1 +
x2 = -2 – 3 = – 5
x1 x2 = 6
Jadi, persamaan kuadratnya
x2 – (–5)
x + 6 = 0 atau
x2 + 5
x + 6 = 0.
- c. Menyusun persamaan kuadrat yang akar-akarnya berkaitan dengan akar-akar persamaan kuadrat lain
Seringkali kita mendapatkan suatu persamaan kuadrat yang akar-akarnya berhubungan dengan akar-akar persamaan yang lain.
Contoh 1:
Susunlah persamaan kuadrat baru yang akar-akarnya 3 lebih dari akar-akar persamaan
x2 – 2
x + 3 = 0.
Jawab:
Misal akar-akar persamaan
x2 – 2
x + 3 = 0 adalah
x1 dan
x2. ®
x1 +
x2 = 2 ,
x1 x2 = 3.
Jika akar-akar persamaan kuadrat baru adalah
p dan
q, maka
p = x1 + 3 dan
q = x2 +3
p +
q = (
x1 + 3) + (
x2 + 3)
p q = (
x1 + 3) (
x2 + 3)
=
x1 +
x2 + 6 =
x1 x2 + 3(
x1 +
x2) + 9
= 2 + 6 = 8 = 3 + 2(2) = 9 = 18
Persamaan kuadrat yang akar-akarnya
p dan
q adalah
x2 – (
p +
q) +
pq = 0.
Persamaan kuadrat baru adalah
x2 – 8
x + 18 = 0.