Matematika I
1. Tentukan Nilai dari
a. Hitung nilai dari $20\sqrt{24} - 7\sqrt{54} + 5\sqrt{96}$.
- Sederhanakan setiap akar:
$$\sqrt{24} = \sqrt{4 \times 6} = 2\sqrt{6}$$
$$\sqrt{54} = \sqrt{9 \times 6} = 3\sqrt{6}$$
$$\sqrt{96} = \sqrt{16 \times 6} = 4\sqrt{6}$$
- Substitusi:
$$20 \times 2\sqrt{6} - 7 \times 3\sqrt{6} + 5 \times 4\sqrt{6} = 40\sqrt{6} - 21\sqrt{6} + 20\sqrt{6}$$
- Jumlahkan koefisien:
$$ (40 - 21 + 20)\sqrt{6} = 39\sqrt{6}$$
b. Hitung nilai dari $^5\log 16 \cdot ^7\log 25 - \frac{^3\log 27}{81}$.
- Ubah logaritma ke basis yang sama atau evaluasi:
$$^5\log 16 = \frac{\log 16}{\log 5}$$
$$^7\log 25 = \frac{\log 25}{\log 7}$$
$$^3\log 27 = \frac{\log 27}{\log 3}$$
- Evaluasi nilai logaritma dengan basis 10:
$$\log 16 = \log (2^4) = 4\log 2$$
$$\log 25 = \log (5^2) = 2\log 5$$
$$\log 27 = \log (3^3) = 3\log 3$$
$$\log 81 = \log (3^4) = 4\log 3$$
- Substitusi:
$$^5\log 16 = \frac{4\log 2}{\log 5}$$
$$^7\log 25 = \frac{2\log 5}{\log 7}$$
$$\frac{^3\log 27}{81} = \frac{\frac{3\log 3}{\log 3}}{81} = \frac{3}{81} = \frac{1}{27}$$
- Hitung produk dan selisih:
$$\left(\frac{4\log 2}{\log 5}\right) \times \left(\frac{2\log 5}{\log 7}\right) - \frac{1}{27} = \frac{8\log 2}{\log 7} - \frac{1}{27}$$
- Ini adalah bentuk akhir yang disederhanakan.
2. Tentukan Himpunan Penyelesaian dari
a. $|5x - 6| - 4 = 10$
- Tambahkan 4 ke kedua sisi:
$$|5x - 6| = 14$$
- Kasus 1: $5x - 6 = 14 \Rightarrow 5x = 20 \Rightarrow x = 4$
- Kasus 2: $5x - 6 = -14 \Rightarrow 5x = -8 \Rightarrow x = -\frac{8}{5}$
- Jadi, himpunan penyelesaian adalah $\{4, -\frac{8}{5}\}$.
b. $|2x - 6| \geq |x + 4|$
- Kuadratkan kedua sisi untuk menghilangkan nilai mutlak:
$$(2x - 6)^2 \geq (x + 4)^2$$
- Kembangkan:
$$4x^2 - 24x + 36 \geq x^2 + 8x + 16$$
- Pindahkan semua ke satu sisi:
$$4x^2 - 24x + 36 - x^2 - 8x - 16 \geq 0$$
$$3x^2 - 32x + 20 \geq 0$$
- Faktorkan atau gunakan diskriminan:
$$\Delta = (-32)^2 - 4 \times 3 \times 20 = 1024 - 240 = 784$$
$$x = \frac{32 \pm \sqrt{784}}{2 \times 3} = \frac{32 \pm 28}{6}$$
- Nilai akar:
$$x_1 = \frac{32 - 28}{6} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}$$
$$x_2 = \frac{32 + 28}{6} = \frac{60}{6} = 10$$
- Karena koefisien $x^2$ positif, parabola membuka ke atas, jadi:
$$3x^2 - 32x + 20 \geq 0$$ untuk $x \leq \frac{2}{3}$ atau $x \geq 10$.
- Jadi himpunan penyelesaian adalah $(-\infty, \frac{2}{3}] \cup [10, \infty)$.
3. Tinggi pohon dengan jarak $18\sqrt{3}$ m dan sudut elevasi $30^\circ$, tinggi mata $1.5$ m.
- Gunakan trigonometri:
$$\tan 30^\circ = \frac{\text{tinggi pohon} - 1.5}{18\sqrt{3}}$$
- Nilai $\tan 30^\circ = \frac{1}{\sqrt{3}}$.
- Maka:
$$\frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{h - 1.5}{18\sqrt{3}}$$
- Kalikan silang:
$$h - 1.5 = 18\sqrt{3} \times \frac{1}{\sqrt{3}} = 18$$
- Jadi:
$$h = 18 + 1.5 = 19.5$$
- Tinggi pohon adalah $19.5$ meter.
4. Tukang parkir mendapatkan uang dari mobil dan motor.
- Misal uang parkir mobil = $m$, motor = $k$.
- Dari 3 mobil dan 5 motor:
$$3m + 5k = 17000$$
- Dari 4 mobil dan 2 motor:
$$4m + 2k = 18000$$
- Selesaikan sistem persamaan:
- Kalikan persamaan kedua dengan 2.5 agar koefisien motor sama:
$$4m + 2k = 18000 \Rightarrow 10m + 5k = 45000$$
- Kurangkan persamaan pertama dari hasil di atas:
$$(10m + 5k) - (3m + 5k) = 45000 - 17000$$
$$7m = 28000 \Rightarrow m = 4000$$
- Substitusi $m=4000$ ke persamaan pertama:
$$3(4000) + 5k = 17000 \Rightarrow 12000 + 5k = 17000 \Rightarrow 5k = 5000 \Rightarrow k = 1000$$
- Jika terdapat 20 mobil dan 30 motor:
$$20m + 30k = 20(4000) + 30(1000) = 80000 + 30000 = 110000$$
- Jadi total uang parkir adalah 110000.
5. Gambarlah grafik fungsi kuadrat dari $2x^2 - 9x - 35 = 0$.
- Fungsi kuadrat:
$$y = 2x^2 - 9x - 35$$
- Cari titik potong dengan sumbu x (akar-akar):
$$2x^2 - 9x - 35 = 0$$
- Gunakan rumus kuadrat:
$$a=2, b=-9, c=-35$$
$$\Delta = (-9)^2 - 4 \times 2 \times (-35) = 81 + 280 = 361$$
$$x = \frac{9 \pm \sqrt{361}}{2 \times 2} = \frac{9 \pm 19}{4}$$
- Akar-akar:
$$x_1 = \frac{9 - 19}{4} = \frac{-10}{4} = -2.5$$
$$x_2 = \frac{9 + 19}{4} = \frac{28}{4} = 7$$
- Titik puncak:
$$x_v = -\frac{b}{2a} = \frac{9}{4} = 2.25$$
$$y_v = 2(2.25)^2 - 9(2.25) - 35 = 2(5.0625) - 20.25 - 35 = 10.125 - 20.25 - 35 = -45.125$$
- Grafik parabola membuka ke atas dengan titik puncak di $(2.25, -45.125)$ dan akar di $x = -2.5$ dan $x = 7$.