Sistem Linier Tiga Variabel D063A5
1. Pernyataan masalah: Kita akan mempelajari Sistem Persamaan Linier Tiga Variabel (SPLTV), yang merupakan kumpulan tiga persamaan linier dengan tiga variabel yang sama.
2. Bentuk umum SPLTV adalah:
$$\begin{cases} a_1x + b_1y + c_1z = d_1 \\ a_2x + b_2y + c_2z = d_2 \\ a_3x + b_3y + c_3z = d_3 \end{cases}$$
Dimana $a_i, b_i, c_i, d_i$ adalah konstanta dan $x, y, z$ adalah variabel.
3. Peta konsep SPLTV:
- Bentuk umum
- Metode penyelesaian:
- Determinan (Cramer)
- Eliminasi
- Substitusi
- Eliminasi-Substitusi
- Himpunan penyelesaian
4. Himpunan penyelesaian:
- Jika sistem konsisten dan determinan tidak nol, solusi unik.
- Jika determinan nol dan sistem konsisten, solusi tak hingga.
- Jika sistem tidak konsisten, tidak ada solusi.
5. Metode Determinan (Cramer):
Gunakan matriks koefisien $A$ dan vektor konstanta $D$.
$$A = \begin{bmatrix} a_1 & b_1 & c_1 \\ a_2 & b_2 & c_2 \\ a_3 & b_3 & c_3 \end{bmatrix}, \quad D = \begin{bmatrix} d_1 \\ d_2 \\ d_3 \end{bmatrix}$$
Hitung determinan $\Delta = |A|$.
Jika $\Delta \neq 0$, solusi:
$$x = \frac{\Delta_x}{\Delta}, \quad y = \frac{\Delta_y}{\Delta}, \quad z = \frac{\Delta_z}{\Delta}$$
Dimana $\Delta_x, \Delta_y, \Delta_z$ adalah determinan matriks yang diperoleh dengan mengganti kolom $x, y, z$ dengan $D$.
6. Metode Eliminasi:
Eliminasi variabel dengan menjumlahkan atau mengurangkan persamaan agar satu variabel hilang, ulangi hingga dapatkan dua persamaan dua variabel, lalu selesaikan.
7. Metode Substitusi:
Selesaikan satu persamaan untuk satu variabel, substitusikan ke persamaan lain, ulangi hingga dapatkan nilai variabel.
8. Metode Eliminasi-Substitusi:
Gabungan kedua metode di atas untuk memudahkan penyelesaian.
9. Contoh soal:
$$\begin{cases} 2x + y - z = 3 \\ x - y + 2z = 3 \\ 3x + 2y + z = 10 \end{cases}$$
10. Penyelesaian dengan eliminasi:
- Eliminasi $z$ dari persamaan 1 dan 2:
Pers 1: $2x + y - z = 3$
Pers 2: $x - y + 2z = 3$
Kalikan pers 1 dengan 2: $4x + 2y - 2z = 6$
Kalikan pers 2 dengan 1: $x - y + 2z = 3$
Jumlahkan: $(4x + 2y - 2z) + (x - y + 2z) = 6 + 3$
$5x + y = 9$
- Eliminasi $z$ dari persamaan 2 dan 3:
Pers 2: $x - y + 2z = 3$
Pers 3: $3x + 2y + z = 10$
Kalikan pers 3 dengan 2: $6x + 4y + 2z = 20$
Kurangkan pers 2 dari hasil ini:
$(6x + 4y + 2z) - (x - y + 2z) = 20 - 3$
$5x + 5y = 17$
- Sistem dua variabel:
$$\begin{cases} 5x + y = 9 \\ 5x + 5y = 17 \end{cases}$$
Kurangi persamaan pertama dari kedua:
$(5x + 5y) - (5x + y) = 17 - 9$
$4y = 8 \Rightarrow y = 2$
Substitusi $y=2$ ke $5x + y = 9$:
$5x + 2 = 9 \Rightarrow 5x = 7 \Rightarrow x = \frac{7}{5}$
Substitusi $x$ dan $y$ ke persamaan 1:
$2(\frac{7}{5}) + 2 - z = 3$
$\frac{14}{5} + 2 - z = 3$
$\frac{14}{5} + \frac{10}{5} - z = \frac{15}{5}$
$\frac{24}{5} - z = \frac{15}{5} \Rightarrow z = \frac{24}{5} - \frac{15}{5} = \frac{9}{5}$
Jadi solusi adalah:
$$x = \frac{7}{5}, \quad y = 2, \quad z = \frac{9}{5}$$