Muhammad Arif 1 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 70 SOAL DAN PEMBAHASAN SISTEM PERSAMAAN LINEAR TIGA VARIABEL A. Menyelesaikan Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel dengan Metode Substitusi 1. Diketahui persamaan bidang π· ≡ 3π₯ + 4π¦ − π§ = 12. Apakah titik-titik berikut terletak pada bidang D? a. (0, 4, 5) b. (1, 0, −9) c. (3, 1, −2) d. (4, 1, −4) Pembahasan Untuk mengetahui titik terletak pada bidang dengan mengganti nilai π₯, π¦ dan π§ ke dalam persamaan bidang. Jika menghasilkan pernyataan yang benar, maka titik tersebut terletak pada bidang a. (0 ,4, 5) 3.0 + 4.4 − 5 = 12 ⇔ 0 + 16 − 5 = 12 ⇔ 11 = 12 pernyataan salah. Jadi, titik (0,4,5) tidak terletak pada bidang D b. (1, 0, −9) 3.1 + 4.0 − (−9) = 12 ⇔ 3 + 0 + 9 = 12 ⇔ 12 = 12 pernyataan benar. Jadi, titik (1,0, −9) terletak pada bidang D c. (3, 1, −2) 3.3 + 4.1 − (−2) = 12 ⇔ 9 + 4 + 2 = 12 ⇔ 15 = 12 pernyataan salah. Jadi, titik (3,1, −2) tidak terletak pada bidang D d. (4, 1, −4) 3.4 + 4.1 − (−4) = 12 ⇔ 12 + 4 + 4 = 12 ⇔ 20 = 12 pernyataan salah. Jadi, titik (4,1, −4) tidak terletak pada bidang D ππ₯ + ππ¦ + ππ§ = −3 ππ¦ + ππ§ = 2 ππ§ = −6 Tentukan nilai π, π, dan π sehingga sistem persamaan tersebut mempunyai penyelesaian (−1, 2, −3) Pembahasan ππ₯ + ππ¦ + ππ§ = −3 … (1) ππ¦ + ππ§ = 2 … (2) ππ§ = −6 … (3) Penyelesaian sistem persamaan tersebut adalah (−1, 2, −3) maka nilai π₯ = −1, π¦ = 2 dan π§ = −3. Sehingga dapat disubsitusikan ke dalam persamaan. Substitusi π§ = −3 ke dalam persamaan (3) ππ§ = −6 ⇔ π(−3) = −6 ⇔ π = 2 Substitusi π¦ = 2 dan ππ§ = −6 ke dalam persamaan (2) ππ¦ + ππ§ = 2 ⇔ π. 2 + (−6) = 2 2. Diketahui sistem persamaan: { SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 2 70 Soal dan Pembahasan SPLTV ⇔ 2π − 6 = 2 ⇔ 2π = 8 ⇔π=4 Substitusi ππ¦ + ππ§ = 2 dan π₯ = −1 ke persamaan (1) ππ₯ + ππ¦ + ππ§ = −3 ⇔ ππ₯ + ππ¦ + ππ§ = −3 ⇔ ππ₯ + 2 = −3 ⇔ ππ₯ = −5 ⇔ π. (−1) = −5 ⇔π=5 Jadi, nilai π = 5, π = 4 dan π = 2 3. Tentukan penyelesaian SPLTV berikut dengan metode substitusi 3π₯ − π¦ − 2π§ = 15 { π₯ + 5π¦ − π§ = 12 2π₯ + 7π¦ + π§ = 6 Pembahasan 3π₯ − π¦ − 2π§ = 15 … (1) π₯ + 5π¦ − π§ = 12 … (2) 2π₯ + 7π¦ + π§ = 6 … (3) Isolasi π¦ dari persamaan (1), sehingga diperoleh 3π₯ − π¦ − 2π§ = 15 ⇔ π¦ = 3π₯ − 2π§ − 15 … (4) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (2) π₯ + 5π¦ − π§ = 12 ⇔ π₯ + 5(3π₯ − 2π§ − 15) − π§ = 12 ⇔ π₯ + 15π₯ − 10π§ − 75 − π§ = 12 ⇔ 16π₯ − 11π§ = 87 … (5) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) 2π₯ + 7π¦ + π§ = 6 ⇔ 2π₯ + 7(3π₯ − 2π§ − 15) + π§ = 6 ⇔ 2π₯ + 21π₯ − 14π§ − 105 + π§ = 6 ⇔ 23π₯ − 13π§ = 111 … (6) Isolasi π§ dari persamaan (5) 16π₯ − 11π§ = 87 ⇔π§= (16π₯−87) 11 … (7) Substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (6) 23π₯ − 13π§ = 111 (16π₯ − 87) = 111 ⇔ 23π₯ − 13 11 ⇔ 253π₯ − 13(16π₯ − 87) = 1221 ⇔ 253π₯ − 208π₯ + 1131 = 1221 ⇔ 45π₯ = 1221 − 1131 ⇔ 45π₯ = 90 ⇔π₯=2 Substitusi π₯ = 2 ke dalam persamaan (7) (16π₯ − 87) π§= 11 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 3 70 Soal dan Pembahasan SPLTV (16.2 − 87) 11 (32 − 87) ⇔π§= 11 −55 ⇔π§= 11 ⇔ π§ = −5 Substitusi π₯ = 2 dan π§ = −5 ke dalam persamaan (4) ⇔ π¦ = 3π₯ − 2π§ − 15 ⇔ π¦ = 3.2 − 2(−5) − 15 ⇔ π¦ = 6 + 10 − 15 ⇔π¦=1 Jadi, penyelesaian π₯ = 2, π¦ = 1 dan π§ = −5 4. Tentukan penyelesaian SPLTV berikut dengan metode substitusi π₯ − π¦ + 2π§ = −5 {2π₯ + π¦ + π§ = −1 π₯+π¦−π§ = 3 Pembahasan π₯ − π¦ + 2π§ = −5 … (1) 2π₯ + π¦ + π§ = −1 … (2) π₯+π¦−π§ =3 … (3) Isolasi π₯ dari persamaan (1), sehingga diperoleh π₯ − π¦ + 2π§ = −5 ⇔ π₯ = −5 + π¦ − 2π§ … (4) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (2) 2π₯ + π¦ + π§ = −1 ⇔ 2(−5 + π¦ − 2π§) + π¦ + π§ = −1 ⇔ −10 + 2π¦ − 4π§ + π¦ + π§ = −1 ⇔ 3π¦ − 3π§ = 9 … (5) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) π₯+π¦−π§ =3 ⇔ (−5 + π¦ − 2π§) + π¦ − π§ = 3 ⇔ 2π¦ − 3π§ − 5 = 3 ⇔ 2π¦ − 3π§ = 8 … (6) Isolasi π¦ dari persamaan (5), sehingga diperoleh 3π¦ − 3π§ = 9 ⇔ 3π¦ = 9 + 3π§ ⇔ π¦ = 3+π§ … (7) Substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (6) 2π¦ − 3π§ = 8 ⇔ 2(3 + π§) − 3π§ = 8 ⇔ 6 + 2π§ − 3π§ = 8 ⇔ −π§ = 8 − 2 ⇔ π§ = −2 Substitusi π§ = −2 ke dalam persamaan (7) π¦ =3+π§ ⇔ π¦ = 3 + (−2) ⇔π¦=1 Substitusi π¦ = 1 dan π§ = −2 ke dalam persamaan (4) π₯ = −5 + π¦ − 2π§ ⇔π§= SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 4 70 Soal dan Pembahasan SPLTV ⇔ π₯ = −5 + 1 − 2(−2) ⇔ π₯ = −5 + 1 + 4 ⇔π₯=0 Jadi, penyelesaian π₯ = 0, π¦ = 1 dan π§ = −2 5. Tentukan penyelesaian SPLTV berikut dengan metode substitusi 4π₯ − 3π¦ + π§ = 19 {3π₯ − 2π¦ − 2π§ = 16 π₯ + 5π¦ + 7π§ = −25 Pembahasan 4π₯ − 3π¦ + π§ = 19 … (1) 3π₯ − 2π¦ − 2π§ = 16 … (2) π₯ + 5π¦ + 7π§ = −25 … (3) Isolasi π§ dari persamaan (1), sehingga diperoleh 4π₯ − 3π¦ + π§ = 19 ⇔ π§ = 19 − 4π₯ + 3π¦ … (4) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (2) 3π₯ − 2π¦ − 2π§ = 16 ⇔ 3π₯ − 2π¦ − 2(19 − 4π₯ + 3π¦) = 16 ⇔ 3π₯ − 2π¦ − 38 + 8π₯ − 6π¦ = 16 ⇔ 11π₯ − 8π¦ = 54 …. (5) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) π₯ + 5π¦ + 7π§ = −25 ⇔ π₯ + 5π¦ + 7(19 − 4π₯ + 3π¦) = −25 ⇔ π₯ + 5π¦ + 133 − 28π₯ + 21π¦ = −25 ⇔ −27π₯ + 26π¦ = −158 … (6) Isolasi π¦ dari persamaan (5) 11π₯ − 8π¦ = 54 ⇔π¦= (11π₯−54) 8 … (7) Substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (6) −27π₯ + 26π¦ = −158 (11π₯ − 54) = −158 ⇔ −27π₯ + 26 8 ⇔ −216π₯ + 26(11π₯ − 54) = −1264 ⇔ −216π₯ + 286π₯ − 1404 = −1264 ⇔ 70π₯ = −1264 + 1404 ⇔ 70π₯ = 140 140 ⇔π₯= 70 ⇔π₯=2 Substitusi π₯ = 2 ke dalam persamaan (7) (11π₯ − 54) π¦= 8 (11.2 − 54) ⇔π¦= 8 (22 − 54) ⇔π¦= 8 −32 ⇔π¦= 8 ⇔ π¦ = −4 Substitusi π₯ = 2 dan π¦ = −4 ke dalam persamaan (4) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 5 70 Soal dan Pembahasan SPLTV ⇔ π§ = 19 − 4π₯ + 3π¦ ⇔ π§ = 19 − 4.2 + 3(−4) ⇔ π§ = 19 − 8 − 12 ⇔ π¦ = −1 Jadi, penyelesaian π₯ = 2, π¦ = −4 dan π§ = −1 6. Tentukan penyelesaian SPLTV berikut dengan cara substitusi π + 2π + 3π = 8 {2π + 2π + 4π = 10 2π + 4π + 2π = 4 Pembahasan π + 2π + 3π = 8 . . . (1) 2π + 2π + 4π = 10 ⇔ π + π + 2π = 5 . . . (2) 2π + 4π + 2π = 4 ⇔ π + 2π + π = 2 . . . (3) Dari persamaan (1) π + 2π + 3π = 8 ⇔ π = 8 − 2π − 3π . . . (4) substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (2) π + π + 2π = 5 ⇔ (8 − 2π − 3π) + π + 2π = 5 ⇔ −π − π = −3 . . . (5) substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) π + 2π + π = 2 ⇔ (8 − 2π − 3π) + 2π + π = 2 ⇔ −2π = − 6 ⇔π = 3 substitusi c =3 ke persamaan (5) −π − π = − 3 ⇔ −π − 3 = −3 ⇔ −π = −3 + 3 ⇔ −π = 0 ⇔π = 0 substitusi π = 0 dan c = 3 ke persamaan (1) π + 2π + 3π = 8 ⇔ π + 2.0 + 3.3 = 8 ⇔π + 0 + 9 = 8 ⇔π + 9 = 8 ⇔π = 8 − 9 ⇔π = −1 Jadi, penyelesaian π = −1, π = 0 dan π = 3 7. Tentukan himpunan penyelesaian SPLTV berikut dengan metode substitusi 7π₯ − 3π¦ + 2π§ = 16 {2π₯ − 5π¦ + 3π§ = 43 5π₯ + π¦ + 5π§ = 31 Pembahasan 7π₯ − 3π¦ + 2π§ = 16 … (1) 2π₯ − 5π¦ + 3π§ = 43 … (2) 5π₯ + π¦ + 5π§ = 31 … (3) Isolasi π¦ dari persamaan (3), sehingga diperoleh 5π₯ + π¦ + 5π§ = 31 ⇔ π¦ = 31 − 5π₯ − 5π§ … (4) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 6 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (1) 7π₯ − 3π¦ + 2π§ = 16 ⇔ 7π₯ − 3(31 − 5π₯ − 5π§) + 2π§ = 16 ⇔ 7π₯ − 93 + 15π₯ + 15π§ + 2π§ = 16 ⇔ 22π₯ + 17π§ = 109 …. (5) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (2) 2π₯ − 5π¦ + 3π§ = 43 ⇔ 2π₯ − 5(31 − 5π₯ − 5π§) + 3π§ = 43 ⇔ 2π₯ − 155 + 25π₯ + 25π§ + 3π§ = 43 ⇔ 27π₯ + 28π§ = 198 … (6) Isolasi π§ dari persamaan (5) 22π₯ + 17π§ = 109 ⇔π§= (109−22π₯) 17 … (7) Substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (6) 27π₯ + 28π§ = 198 (109 − 22π₯) = 198 ⇔ 27π₯ + 28 17 ⇔ 459π₯ + 28(109 − 22π₯) = 3366 ⇔ 459π₯ + 3052 − 616π₯ = 3366 ⇔ −157π₯ = 314 314 ⇔π₯= −157 ⇔ π₯ = −2 Substitusi π₯ = −2 ke dalam persamaan (7) (109 − 22π₯) π§= 17 (109 − 22. (−2)) ⇔π§= 17 (109 + 44) ⇔π§= 17 153 ⇔π§= 17 ⇔π§=9 Substitusi π₯ = −2 dan π§ = 9 ke dalam persamaan (4) π¦ = 31 − 5π₯ − 5π§ ⇔ π¦ = 31 − 5(−2) − 5.9 ⇔ π¦ = 31 + 10 − 45 ⇔ π¦ = −4 Jadi, himpunan penyelesaian = {(−2, −4,9)} 8. Diketahui SPLTV berikut 2π₯ + π¦ + π§ = 4 {3π₯ − π¦ + 2π§ = −5 π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 Tentukan penyelesaian dengan cara substitusi Pembahasan 2π₯ + π¦ + π§ = 4 … (1) 3π₯ − π¦ + 2π§ = −5 … (2) π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 … (3) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 7 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Persamaan (1) diubah sehingga diperoleh 2π₯ + π¦ + π§ = 4 ⇔ π¦ = 4 − 2π₯ − π§ … (4) Substitusikan persamaan (4) ke dalam persamaan (2) 3π₯ − π¦ + 2π§ = −5 ⇔ 3π₯ − (4 − 2π₯ − π§) + 2π§ = −5 ⇔ 3π₯ − 4 + 2π₯ + π§ + 2π§ = −5 ⇔ 3π₯ + 2π₯ + π§ + 2π§ = −5 + 4 ⇔ 5π₯ + 3π§ = −1 … (5) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 ⇔ π₯ + 2(4 − 2π₯ − π§) + 2π§ = 5 ⇔ π₯ + 8 − 4π₯ − 2π§ + 2π§ = 5 ⇔ −3π₯ + 8 = 5 ⇔ −3π₯ = 5 − 8 ⇔ −3π₯ = −3 ⇔ π₯ = 1 … (6) Substitusi π₯ = 1 ke dalam persamaan (5) ⇔ 5π₯ + 3π§ = −1 ⇔ 5.1 + 3π§ = −1 ⇔ 5 + 3π§ = −1 ⇔ 3π§ = −1 − 5 ⇔ 3π§ = −6 ⇔ π§ = −2 Substitusi π₯ = 1 dan π§ = −2 ke dalam persamaan (4) π¦ = 4 − 2π₯ − π§ ⇔ π¦ = 4 − 2.1 − (−2) ⇔ π¦ = 4−2+2 ⇔π¦=4 Jadi, diperoleh penyelesaian π₯ = 1, π¦ = 4, dan π§ = −2 9. Diketahui SPLTV berikut π₯ − π¦ + 2π§ = 9 {2π₯ − 2π¦ + 3π§ = 13 3π₯ + π¦ + π§ = 10 Tentukan himpunan penyelesaian dengan cara substitusi Pembahasan π₯ − π¦ + 2π§ = 9 … (1) {2π₯ − 2π¦ + 3π§ = 13 … (2) 3π₯ + π¦ + π§ = 10 … (3) Persamaan (1) diubah sehingga diperoleh π₯ − π¦ + 2π§ = 9 ⇔ π₯ = 9 + π¦ − 2π§ … (4) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (2) 2π₯ − 2π¦ + 3π§ = 13 ⇔ 2(9 + π¦ − 2π§) − 2π¦ + 3π§ = 13 ⇔ 18 + 2π¦ − 4π§ − 2π¦ + 3π§ = 13 ⇔ 18 − π§ = 13 ⇔ π§ = 18 − 13 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 8 70 Soal dan Pembahasan SPLTV ⇔ π§ = 5 … (5) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) 3π₯ + π¦ + π§ = 10 ⇔ 3(9 + π¦ − 2π§) + π¦ + π§ = 10 ⇔ 27 + 3π¦ − 6π§ + π¦ + π§ = 10 ⇔ 4π¦ − 5π§ + 27 = 10 ⇔ 4π¦ − 5π§ = −17 … (6) Substitusi persamaan π§ = 5 ke persamaan (6) ⇔ 4π¦ − 5.5 = −17 ⇔ 4π¦ − 25 = −17 ⇔ 4π¦ = −17 + 25 ⇔ 4π¦ = 8 ⇔π¦=2 Substitusi π¦ = 2 dan π§ = 5 ke dalam persamaan (4) π₯ = 9 + π¦ − 2π§ π₯ = 9 + 2 − 2.5 π₯ = 9 + 2 − 10 π₯=1 Jadi, himpunan penyelesaian = {(1,2,5)} 10. Diketahui SPLTV berikut 4π₯ − 2π¦ + π§ = −19 { 3π₯ + π¦ − 3π§ = −8 2π₯ + 5π¦ + π§ = 15 Dengan cara substitusi a. Tentukan himpunan penyelesaian b. Hitung nilai 5π₯ − 9π¦ + 8π§ Pembahasan a. 4π₯ − 2π¦ + π§ = −19 … (1) 3π₯ + π¦ − 3π§ = −8 … (2) 2π₯ + 5π¦ + π§ = 15 … (3) Persamaan (1) diubah sehingga diperoleh 4π₯ − 2π¦ + π§ = −19 ⇔ π§ = −19 − 4π₯ + 2π¦ … (4) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (2) 3π₯ + π¦ − 3π§ = −8 ⇔ 3π₯ + π¦ − 3(−19 − 4π₯ + 2π¦) = −8 ⇔ 3π₯ + π¦ + 57 + 12π₯ − 6π¦ = −8 ⇔ 15π₯ − 5π¦ = −8 − 57 ⇔ 15π₯ − 5π¦ = −65 ⇔ 3π₯ − π¦ = −13 … (5) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) 2π₯ + 5π¦ + π§ = 15 ⇔ 2π₯ + 5π¦ + (−19 − 4π₯ + 2π¦) = 15 ⇔ 2π₯ + 5π¦ − 19 − 4π₯ + 2π¦ = 15 ⇔ −2π₯ + 7π¦ = 15 + 19 ⇔ −2π₯ + 7π¦ = 34 … (6) Dari persamaan (5) diperoleh ⇔ 3π₯ − π¦ = −13 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 9 70 Soal dan Pembahasan SPLTV ⇔ π¦ = 3π₯ + 13 … (7) Substitusi persamaan (7) ke dalam persamaan (6) −2π₯ + 7π¦ = 34 ⇔ −2π₯ + 7(3π₯ + 13) = 34 ⇔ −2π₯ + 21π₯ + 91 = 34 ⇔ 19π₯ = 34 − 91 ⇔ 19π₯ = −57 −57 ⇔π₯= 19 ⇔ π₯ = −3 Substitusi π₯ = −3 ke dalam persamaan (7) π¦ = 3π₯ + 13 ⇔ π¦ = 3(−3) + 13 ⇔ π¦ = −9 + 13 ⇔π¦=4 Substitusi π₯ = −3 dan π¦ = 4 ke dalam persamaan (4) π§ = −19 − 4π₯ + 2π¦ ⇔ π§ = −19 − 4(−3) + 2.4 ⇔ π§ = −19 + 12 + 8 ⇔π§=1 Jadi, himpunan penyelesaian {(π₯, π¦, π§)} = {(−3,4,1)} b. Nilai 5π₯ − 9π¦ + 8π§ = 5(−3) − 9.4 + 8.1 = −15 − 36 + 8 = −43 11. Tentukan himpunan penyelesaian SPLTV berikut dengan metode substitusi π₯: π¦ = 2: 3 π¦: π§ = 3: 4 { 7π₯ − 5π¦ + 3π§ = 66 Pembahasan 2π¦ π₯: π¦ = 2: 3 ⇔ π₯ = … (1) π¦: π§ = 3: 4 ⇔ π§ = 3 4π¦ 3 … (2) 7π₯ − 5π¦ + 3π§ = 66 … (3) Substitusi π₯ dari persamaan (1) dan π§ dari persamaan (2) ke dalam persamaan (3) 7π₯ − 5π¦ + 3π§ = 66 2π¦ 3 4π¦ 3 ⇔ 7 ( ) − 5π¦ + 3 ( ) = 66 kedua ruas persamaan dikali 3 ⇔ 14π¦ − 15π¦ + 12π¦ = 198 ⇔ 11π¦ = 198 198 ⇔π¦= 11 ⇔ π¦ = 18 Substitusi π¦ = 18 ke persamaan (1) 2π¦ 2.18 36 π₯= = = = 12 3 3 3 Substitusi π¦ = 18 ke persamaan (2) 4π¦ 4.18 72 π§= = = = 24 3 3 3 Jadi, himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {(12, 18, 24)} SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 10 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 12. Tentukan himpunan penyelesaian SPLTV berikut dengan metode substitusi 2π₯ + 3π¦ = 130 + π§ π₯: π¦ = 1: 5 { 7π¦ = 5π§ Pembahasan 2π₯ + 3π¦ = 130 + π§ … (1) π¦ … (2) π₯: π¦ = 1: 5 ⇔ π₯ = 7π¦ = 5π§ ⇔ π§ = 7π¦ 5 5 … (3) Substitusi π₯ dari persamaan (2) dan π§ dari persamaan (3) ke dalam persamaan (1) 2π₯ + 3π¦ = 130 + π§ π¦ 5 ⇔ 2 ( ) + 3π¦ = 130 + 7π¦ 5 kedua ruas persamaan dikali 5 ⇔ 2π¦ + 15π¦ = 650 + 7π¦ ⇔ 17π¦ = 650 + 7π¦ ⇔ 17π¦ − 7π¦ = 650 ⇔ 10π¦ = 650 ⇔ π¦ = 65 Substitusi π¦ = 65 ke dalam persamaan (2) diperoleh π¦ 65 π₯= = = 13 5 5 Substitusi π¦ = 65 ke dalam persamaan (3) diperoleh 7π¦ 7. 65 = = 91 π§= 5 5 Jadi, himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {(13, 65, 91)} 13. Tentukan himpunan penyelesaian SPLTV berikut dengan metode substitusi π₯ + π¦ + π§ = 36 { π₯ + 11 = π¦ + 9 = π§ + 4 Pembahasan π₯ + π¦ + π§ = 36 … (1) π₯ + 11 = π¦ + 9 = π§ + 4 … (2) Dari persamaan (2) kita dapat memperoleh dua persamaan π₯ + 11 = π¦ + 9 ⇔ π¦ = π₯ + 2 … (3) π₯ + 11 = π§ + 4 ⇔ π§ = π₯ + 7 … (4) Substitusi π¦ dari persamaan (3) dan π§ dari persamaan (4) ke dalam persamaan (1) π₯ + π¦ + π§ = 36 ⇔ π₯ + (π₯ + 2) + (π₯ + 7) = 36 ⇔ 3π₯ + 9 = 36 ⇔ 3π₯ = 36 − 9 ⇔ 3π₯ = 27 27 ⇔π₯= 3 ⇔π₯=9 Substitusi π₯ = 9 ke persamaan (3) π¦ = π₯ + 2 ⇔ π¦ = 9 + 2 = 11 Substitusi π¦ = 18 ke persamaan (4) π§ = π₯ + 7 ⇔ π§ = 9 + 7 = 16 Jadi, himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {(9,11,16)} SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 11 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 14. Jika (π, π, π) merupakan solusi dari sistem persamaan π + π + π = 16 { π + 3 = π − 1 = 2π − 11 Tentukan π βΆ π βΆ π Pembahasan π + π + π = 16 … (1) π + 3 = π − 1 = 2π − 11 … (2) Dari persamaan (2) kita dapat memperoleh dua persamaan π+3= π−1 ⇔π =π+4 … (3) π+14 … (4) π + 3 = 2π − 11 ⇔ π = 2 Substitusi π¦ dari persamaan (3) dan π§ dari persamaan (4) ke dalam persamaan (1) π + π + π = 16 π+14 ⇔ π + (π + 4) + ( ) = 16 2 π + 14 ⇔ 2π + ( ) = 16 − 4 2 ⇔ 4π + (π + 14) = 24 ⇔ 5π = 24 − 14 ⇔ 5π = 10 ⇔π=2 Substitusi π = 2 ke persamaan (3) π = π+4 ⇔π =2+4 = 6 Substitusi π = 2 ke persamaan (4) 2 + 14 π + 14 ⇔π= =8 π= 2 2 Jadi, π βΆ π βΆ π = 2 βΆ 6 βΆ 8 = 1 βΆ 3 βΆ 4 15. Selesaikan sistem persamaan berikut dengan metode substitusi dan tuliskan himpunan π¦ + 4π§ = 9 penyelesaian {2π₯ + 3π§ = 2 π₯ − 3π¦ = −5 Pembahasan π¦ + 4π§ = 9 … (1) 2π₯ + 3π§ = 2 … (2) π₯ − 3π¦ = −5 … (3) Isolasi π¦ dari persamaan (1), sehingga diperoleh π¦ + 4π§ = 9 ⇔ π¦ = 9 − 4π§ … (4) Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (3) π₯ − 3π¦ = −5 ⇔ π₯ − 3(9 − 4π§) = −5 ⇔ π₯ − 27 + 12π§ = −5 ⇔ π₯ + 12π§ = 22 …. (5) Isolasi π₯ dari persamaan (5) π₯ + 12π§ = 22 ⇔ π₯ = 22 − 12π§ … (6) Substitusi persamaan (6) ke dalam persamaan (2) 2π₯ + 3π§ = 2 ⇔ 2(22 − 12π§) + 3π§ = 2 ⇔ 44 − 24π§ + 3π§ = 2 ⇔ −24π§ + 3π§ = 2 − 44 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 12 70 Soal dan Pembahasan SPLTV ⇔ −21π§ = −42 −42 ⇔π§= −21 ⇔π§=2 Substitusi π§ = 2 ke dalam persamaan (6) π₯ = 22 − 12π§ ⇔ π₯ = 22 − 12.2 ⇔ π₯ = 22 − 24 ⇔ π₯ = −2 Substitusi π§ = 2 ke dalam persamaan (4) π¦ = 9 − 4π§ ⇔ π¦ = 9 − 4.2 ⇔ π¦ = 9−8 ⇔π¦=1 penyelesaian π₯ = −2, π¦ = 1 dan π§ = 2 Jadi, Himpunan penyelesaian {(−2,1,2)} B. Menyelesaikan Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel dengan Metode Eliminasi 16. Tentukan penyelesaian sistem persamaan berikut dengan cara eliminasi π₯+π¦+π§= 6 { 2π₯ − π¦ + 3π§ = 9 −π₯ + 2π¦ + 2π§ = 9 Pembahasan π₯+π¦+π§ =6 … (1) 2π₯ − π¦ + 3π§ = 9 … (2) −π₯ + 2π¦ + 2π§ = 9 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) π₯+π¦+π§ =6 2π₯ − π¦ + 3π§ = 9 + 3π₯ + 4π§ = 15 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) π₯+π¦+π§ =6 ×2 2π₯ + 2π¦ + 2π§ = 12 −π₯ + 2π¦ + 2π§ = 9 × 1 −π₯ + 2π¦ + 2π§ = 9 3π₯ = 3 π₯ =1 Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) 3π₯ + 4π§ = 15 × 1 3π₯ + 4π§ = 15 π₯ =1 ×3 3π₯ =3 − 4π§ = 12 π§ =3 − … (5) Untuk dapat nilai variabel π¦, lakukan eliminasi dari persamaan awal dengan mempertahankan variabel π¦. Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) π₯+π¦+π§ =6 ×2 2π₯ + 2π¦ + 2π§ = 12 2π₯ − π¦ + 3π§ = 9 ×1 2π₯ − π¦ + 3π§ = 9 − 3π¦ − π§ = 3 … (6) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 13 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) π₯+π¦+π§ =6 −π₯ + 2π¦ + 2π§ = 9 + 3π¦ + 3π§ = 15 :3 π¦+π§ =5 … (7) Eliminasi π§ dari persamaan (6) dan (7) 3π¦ − π§ = 3 π¦+π§ =5 + 4π¦ = 8 π¦ =2 Jadi, penyelesaian π₯ = 1, π¦ = 2 dan π§ = 3 17. Tentukan himpunan penyelesaian sistem persamaan berikut dengan cara eliminasi 4π₯ − π¦ + 2π§ = 10 { −π₯ + 2π¦ + π§ = 6 3π₯ + 3π¦ + 2π§ = 23 Pembahasan 4π₯ − 2π¦ + 2π§ = 10 … (1) −π₯ + 2π¦ + π§ = 6 … (2) 3π₯ + 3π¦ + 2π§ = 23 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 4π₯ − π¦ + 2π§ = 10 ×1 4π₯ − π¦ + 2π§ = 10 ×4 −π₯ + 2π¦ + π§ = 6 −4π₯ + 8π¦ + 4π§ = 24 7π¦ + 6π§ = 34 Eliminasi π₯ dari persamaan (2) dann (3) −π₯ + 2π¦ + π§ = 6 × 3 −3π₯ + 6π¦+3z = 18 3π₯ + 3π¦ + 2π§ = 23 × 1 3π₯ + 3π¦ + 2π§ = 23 9π¦ + 5π§ = 41 Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) 7π¦ + 6π§ = 34 ×5 35π¦ + 30π§ 9π¦ + 5π§ = 41 × 6 54π¦ + 30π§ −19π¦ π¦ = 170 = 246 = −76 =4 + … (5) − Eliminasi π¦ dari persamaan (4) dan (5) 7π¦ + 6π§ = 34 ×9 63π¦ + 54π§ = 306 9π¦ + 5π§ = 41 × 7 63π¦ + 35π§ = 287 − 19π§ = 19 π§ =1 Untuk mendapatkan nilai π₯ maka variabel π₯ dibuat tetap. Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (2) 4π₯ − π¦ + 2π§ = 10 ×1 4π₯ − π¦ + 2π§ = 10 −π₯ + 2π¦ + π§ = 6 ×2 −2π₯ + 4π¦ + 2π§ = 12 6π₯ − 5π¦ = −2 Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (3) 4π₯ − π¦ + 2π§ = 10 3π₯ + 3π¦ + 2π§ = 23 − π₯ − 4π¦ = −13 … (7) SMAN 12 MAKASSAR + … (4) − … (6) Muhammad Arif 14 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π¦ dari persamaan (6) dan (7) 6π₯ − 5π¦ = −2 × 4 24π₯ − 20π§ = −8 π₯ − 4π¦ = −13 × 5 5π₯ − 20π§ = −65 − 19π₯ = 57 π₯ =3 Jadi, himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {(3, 4, 1)} 18. Tentukan penyelesaian sistem persamaan berikut dengan cara eliminasi 3π₯ − π¦ + 2π§ = −2 { π₯ + 2π¦ − 3π§ = −12 2π₯ − 2π¦ + 5π§ = 13 Pembahasan 3π₯ − π¦ + 2π§ = −2 … (1) π₯ + 2π¦ − 3π§ = −12 … (2) 2π₯ − 2π¦ + 5π§ = 13 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 3π₯ − π¦ + 2π§ = −2 ×1 3π₯ − π¦ + 2π§ = −2 π₯ + 2π¦ − 3π§ = −12 × 3 3π₯ + 6π¦ − 9π§ = −36 −7π¦ + 11π§ = 34 Eliminasi π₯ dari persamaan (2) dann (3) π₯ + 2π¦ − 3π§ = −12 × 2 2π₯ + 4π¦ − 6π§ = −24 ×1 2π₯ − 2π¦ + 5π§ = 13 2π₯ − 2π¦ + 5π§ = 13 6π¦ − 11π§ = −37 Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) −7π¦ + 11π§ = 34 6π¦ − 11π§ = −37 + −π¦ = −3 π¦ =3 Eliminasi π¦ dari persamaan (4) dan (5) −7π¦ + 11π§ = 34 × 6 −42π¦ + 66π§ = 204 6π¦ − 11π§ = −37 × 7 42π¦ − 77π§ = −259 + −11π§ = −55 π§ =5 Untuk mendapatkan nilai π₯ maka variabel π₯ dibuat tetap. Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) 3π₯ − π¦ + 2π§ = −2 ×2 6π₯ − 2π¦ + 4π§ = −4 π₯ + 2π¦ − 3π§ = −12 × 1 π₯ + 2π¦ − 3π§ = −12 7π₯ + π§ = −16 Eliminasi π¦ dari persamaan (2) dan (3) π₯ + 2π¦ − 3π§ = −12 2π₯ − 2π¦ + 5π§ = 13 + 3π₯ + 2π§ =1 … (7) Eliminasi π§ dari persamaan (6) dan (7) 7π₯ + π§ = −16 × 2 14π₯ + 2π§ 3π₯ + 2π§ = 1 ×1 3π₯ + 2π§ 11π₯ π₯ = −32 = 1 − = −33 = −3 Jadi, penyelesaian π₯ = −3, π¦ = 3 dan π§ = 5 SMAN 12 MAKASSAR − … (4) − … (5) + … (6) Muhammad Arif 15 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 19. Tentukan penyelesaian sistem persamaan berikut dengan cara eliminasi 2π₯ + π¦ − 3π§ = −5 {π₯ − 3π¦ + 2π§ = −6 3π₯ + 2π¦ − π§ = 1 Pembahasan 2π₯ + π¦ − 3π§ = −5 … (1) π₯ − 3π¦ + 2π§ = −6 … (2) 3π₯ + 2π¦ − π§ = 1 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ − 3π§ = −5 ×1 2π₯ + π¦ − 3π§ = −5 π₯ − 3π¦ + 2π§ = −6 2π₯ − 6π¦ + 4π§ = −12 ×2 7π¦ − 7π§ =7 π¦−π§ =1 Eliminasi π₯ dari persamaan (2) dan (3) π₯ − 3π¦ + 2π§ = −6 ×3 3π₯ − 9π¦ + 6π§ = −18 3π₯ + 2π¦ − π§ = 1 3π₯ + 2π¦ − π§ = 1 ×1 −11π¦ + 7π§ = −19 Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) 7π¦ − 7π§ 7 −11π¦ + 7π§ = −19 + −4π¦ = −12 π¦ =3 Eliminasi π¦ dari persamaan (4) dan (5) π¦−π§ =1 × 11 11π¦ − 11π§ = 11 −11π¦ + 7π§ = −19 × 1 −11π¦ + 7π§ = −19 −4π§ = −8 π§ =2 Untuk mendapatkan nilai π₯ maka variabel π₯ dibuat tetap. Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ − 3π§ = −5 ×3 6π₯ + 3π¦ − 9π§ = −15 π₯ − 3π¦ + 2π§ = −6 π₯ − 3π¦ + 2π§ = −6 ×1 7π₯ − 7π§ = −21 π₯ − π§ = −3 Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) 2π₯ + π¦ − 3π§ = −5 ×2 4π₯ + 2π¦ − 6π§ = −10 3π₯ + 2π¦ − π§ = 1 3π₯ + 2π¦ − π§ = 1 ×1 π₯ − 5π§ = −11 Eliminasi π§ dari persamaan (6) dan (7) π₯ − π§ = −3 ×5 5π₯ − 5π§ = −15 π₯ − 5π§ = −11 × 1 π₯ − 5π§ = −11 − 4π₯ = −4 π₯ = −1 Jadi, penyelesaian π₯ = −1, π¦ = 3 dan π§ = 2 20. Jika (π, π, π) merupakan solusi dari SPLTV berikut. 2π + π + π = 7 { 3π − π + 2π = 4 π − 3π + 5π = 2 Tentukan nilai 3π + π − 2π dengan cara eliminasi SMAN 12 MAKASSAR − Dibagi 7 … (4) − … (5) + + Dibagi 7 … (6) − … (7) Muhammad Arif 16 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Pembahasan 2π + π + π = 7 … (1) 3π − π + 2π = 4 … (2) π − 3π + 5π = 2 … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (3) 2π + π + π = 7 ×1 2π + π + π π − 3π + 5π = 2 × 2 2π − 6π + 10π 7π − 9π =7 = 4 =3 − … (4) Eliminasi π dari persamaan (2) dan (3) 3π − π + 2π = 4 ×1 3π − π + 2π = 4 π − 3π + 5π = 2 − × 3 3π − 9π + 15π = 6 8π − 13π = −2 … (5) Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 7π − 9π = 3 ×8 56π − 72π = 24 8π − 13π = −2 × 7 56π − 91π = −14 − 19π = 38 π =2 Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 7π − 9π = 3 × 13 91π − 117π = 39 8π − 13π = −2 × 9 72π − 117π = −18 − 19π = 57 π =3 Untuk mendapatkan nilai π maka variabel π dibuat tetap. Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) 2π + π + π = 7 3π − π + 2π = 4 + 5π + 3π = 11 … (6) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (3) 2π + π + π = 7 ×3 6π + 3π + 3π = 21 π − 3π + 5π = 2 ×1 π − 3π + 5π = 2 + 7π + 8π = 23 … (7) Eliminasi π dari persamaan (6) dan (7) 5π + 3π = 11 × 8 40π + 24π = 88 × 3 21π + 24π = 69 7π + 8π = 23 − 19π = 19 π =1 Diperoleh solusi π = 1, π = 3 dan π = 2 Jadi, nilai 3π + π − 2π = 3.1 + 3 − 2.2 = 3 + 3 − 4 = 2 21. Tentukan nilai (π₯ + π¦ + π§) dari sistem persamaan berikut dengan cara eliminasi π₯ + 2π¦ + π§ = 3 {2π₯ + π¦ + π§ = 16 π₯ + π¦ + 2π§ = 9 Pembahasan π₯ + 2π¦ + π§ = 3 … (1) 2π₯ + π¦ + π§ = 16 … (2) π₯ + π¦ + 2π§ = 9 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) π₯ + 2π¦ + π§ = 3 ×2 2π₯ + 4π¦ + 2π§ = 6 2π₯ + π¦ + π§ = 16 × 1 2π₯ + π¦ + π§ = 16 − 3π¦ + π§ = −10 … (4) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 17 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) π₯ + 2π¦ + π§ = 3 π₯ + π¦ + 2π§ = 9 − π¦ − π§ = −6 … (5) Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) 3π¦ + π§ = −10 π¦−π§ = −6 + 4π¦ = −16 π¦ = −4 Eliminasi π¦ dari persamaan (4) dan (5) 3π¦ + π§ = −10 × 1 3π¦ + π§ π¦ − π§ = −6 ×3 3π¦ − 3π§ 4π§ π§ = −10 = −18 − =8 =2 Untuk dapat nilai variabel π₯, lakukan mempertahankan variabel π₯. Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) π₯ + 2π¦ + π§ = 3 ×1 π₯ + 2π¦ + π§ 2π₯ + π¦ + π§ = 16 × 2 4π₯ + 2π¦ + 2π§ −3π₯ − π§ Eliminasi π¦ dari persamaan (2) dan (3) 2π₯ + π¦ + π§ = 16 π₯ + π¦ + 2π§ = 9 − π₯−π§ =7 … (7) Eliminasi π§ dari persamaan (6) dan (7) −3π₯ − π§ = −29 π₯−π§ =7 − −4π₯ = −36 π₯ =9 Penyelesaian π₯ = 9, π¦ = −4 dan π§ = 2 Jadi, nilai (π₯ + π¦ + π§) = (9 + (−4) + 2) = 7 Metode Alternatif Jumlahkan persamaan (1), (2) dan (3) π₯ + 2π¦ + π§ = 3 2π₯ + π¦ + π§ = 16 π₯ + π¦ + 2π§ = 9 + 4π₯ + 4π¦ + 4π§ = 28 :4 π₯+π¦+π§ =7 Jadi, nilai (π₯ + π¦ + π§) = 7 22. Diketahui SPLTV berikut 2π₯ + π¦ + π§ = 4 3π₯ { − π¦ + 2π§ = −5 π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 Tentukan penyelesaian dengan cara eliminasi Pembahasan 2π₯ + π¦ + π§ = 4 … (1) 3π₯ − π¦ + 2π§ = −5 … (2) π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 … (3) SMAN 12 MAKASSAR eliminasi dari persamaan awal dengan =3 = 32 = −29 − … (6) Muhammad Arif 18 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ + π§ 3π₯ − π¦ + 2π§ =4 ×3 = −5 × 2 6π₯ + 3π¦ + 3π§ = 12 6π₯ − 2π¦ + 4π§ = −10 5π¦ − π§ = 22 Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) 2π₯ + π¦ + π§ π₯ + 2π¦ + 2π§ =4 =5 ×1 ×2 2π₯ + π¦ + π§ = 4 2π₯ + 4π¦ + 4π§ = 10 −3π¦ − 3π§ = −6 Eliminasi π¦ dari persamaan (4) dan (5) 5π¦ − π§ −3π¦ − 3π§ 15π¦ − 3π§ −15π¦ − 15π§ −18π§ π§ Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) 5π¦ − π§ −3π¦ − 3π§ = 22 × 3 = −6 × 5 = 22 × 3 = −6 × 1 − … (4) 15π¦ − 3π§ −3π¦ − 3π§ 18π¦ π¦ = 66 = −6 = 72 =4 = 66 = −30 = 36 = −2 − … (5) + − Untuk mencari nilai π₯, lakukan eliminsi dari persamaan awal dengan mempertahankan variabel π₯. Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) 2π₯ + π¦ + π§ π₯ + 2π¦ + 2π§ =4 =5 ×2 ×1 4π₯ + 2π¦ + 2π§ = 8 π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 3π₯ = 3 π₯ =1 Jadi, diperoleh penyelesaian π₯ = 1, π¦ = 4, dan π§ = −2 − 23. Diketahui SPLTV berikut 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 2π₯ { + 4π¦ − 7π§ = −16 −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 Tentukan himpunan penyelesaian dengan metode eliminasi Pembahasan 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 … (1) 2π₯ + 4π¦ − 7π§ = −16 … (2) −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 2π₯ + 4π¦ − 7π§ = −16 + 5π₯ − 5π§ = 5 π₯−π§ =1 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 × 1 3π₯ − 4π¦ + 2π§ −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 × 2 −8π₯ − 4π¦ + 10π§ 11π₯ − 8π§ SMAN 12 MAKASSAR = 21 =4 = 17 − … (5) Muhammad Arif 19 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) π₯−π§ = 1 × 11 11π₯ − 11π§ = 11 11π₯ − 8π§ = 17 × 1 11π₯ − 8π§ = 17 − −3π§ = −6 π§ =2 Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) π₯−π§ =1 ×8 8π₯ − 8π§ = 8 11π₯ − 8π§ = 17 × 1 11π₯ − 8π§ = 17 − −3π₯ = −9 π₯ =3 Untuk dapat nilai variabel π¦, lakukan eliminasi dari mempertahankan variabel π¦. Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 ×2 6π₯ − 8π¦ + 4π§ = 42 2π₯ + 4π¦ − 7π§ = −16 × 3 6π₯ + 12π¦ − 21π§ = −48 −20π¦ + 25π§ = 90 −4π¦ + 5π§ = 18 Eliminasi π₯ dari persamaan (2) dan (3) 2π₯ + 4π¦ − 7π§ = −16 × 2 4π₯ + 8π¦ − 14π§ = −32 ×1 −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 6π¦ − 9π§ = −30 2π¦ − 3π§ = −10 Eliminasi π§ dari persamaan (6) dan (7) −4π¦ + 5π§ = 18 × 3 −12π¦ + 15π§ = 54 2π¦ − 3π§ = −10 × 5 10π¦ − 15π§ = −50 + −2π¦ = 4 π¦ = −2 Jadi, himpunan penyelesaian {(π₯, π¦, π§)} = {(3, −2,2)} persamaan awal dengan − :5 … (6) + :3 … (7) 24. Tentukan himpunan penyelesaian dari SPLTV berikut dengan metode eliminasi π + 2π − 5π = −11 { 3π + π + 2π = 13 2π + 3π = π + 4 Pembahasan π + 2π − 5π = −11 3π + π + 2π = 13 2π + 3π − π = 4 … (1) … (2) … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) π + 2π − 5π = −11 × 3 3π + 6π − 15π = −33 3π + π + 2π = 13 ×1 3π + π + 2π = 13 − 5π − 17π = −46 … (4) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (3) π + 2π − 5π = −11 × 2 2π + 4π − 10π = −22 2π + 3π − π = 4 ×1 2π + 3π − π = 4 − π − 9π = −26 … (5) Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 5π − 17π = −46 × 1 5π − 17π = −46 π − 9π = −26 × 5 5π − 45π = −130 − 28π = 84 π =3 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 20 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 5π − 17π = −46 × 9 45π − 153π π − 9π = −26 × 17 17π − 153π 28π π = −414 = −442 = 28 =1 − Untuk memperoleh nilai π, lakukan eliminasi dari persamaan awal dengan mempertahankan variabel π. Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) π + 2π − 5π = −11 × 1 π + 2π − 5π = −11 3π + π + 2π = 13 ×2 6π + 2π + 4π = 26 − −5π − 9π = −37 … (6) Eliminasi π dari persamaan (2) dan (3) 3π + π + 2π = 13 × 3 9π + 3π + 6π ×1 2π + 3π − π = 4 2π + 3π − π 7π + 7π π+π Eliminasi π dari persamaan (6) dan (7) −5π − 9π = −37 × 1 −5π − 9π π+π =5 ×9 9π + 9π 4π π = 39 =4 = 35 =5 − :7 … (7) = −37 = 45 + =8 =2 Jadi, himpunan penyelesaian {(π, π, π)} = {(2,1,3)} 25. Tentukan penyelesaian sistem persamaan berikut dengan cara eliminasi π₯+π¦=4 { π¦+π§ =2 π§ + π₯ = 12 Pembahasan π₯+π¦=4 … (1) π¦+π§ = 2 … (2) π§ + π₯ = 12 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) π₯+π¦ =4 π¦+π§ =2 − π₯−π§ =2 … (4) Eliminasi π₯ dari persamaan (3) dan (4) π§ + π₯ = 12 π₯−π§ =2 − 2π§ = 10 π§ =5 Eliminasi π§ dari persamaan (3) dan (4) π§ + π₯ = 12 π₯−π§ =2 + 2π₯ = 14 π₯ =7 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 21 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Untuk mendapatkan nilai variabel π¦, eliminasi π§ dari persamaan (2) dan (3) π¦+π§ =2 π§ + π₯ = 12 − π¦ − π₯ = −10 … (6) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (6) π₯+π¦ =4 π¦ − π₯ = −10 + 2π¦ = −6 π¦ = −3 Jadi, penyelesaian π₯ = 7, π¦ = −3 dan π§ = 5 Metode Alternatif Jumlahkan persamaan (1), (2) dan (3) π₯+π¦ =4 π¦+π§ =2 π§ + π₯ = 12 + 2π₯ + 2π¦ + 2π§ = 18 π₯+π¦+π§ =9 … (4) Elimanisi π¦ dan π§ dari persamaan (2) dan (4) π₯+π¦+π§ =9 π¦+π§ =2 − π₯ =7 Elimanisi π₯ dan π§ dari persamaan (3) dan (4) π₯+π¦+π§ =9 π§ + π₯ = 12 − π¦ = −3 Elimanisi π₯ dan π¦ dari persamaan (1) dan (4) π₯+π¦+π§ =9 π₯+π¦ =4 − π₯ =5 Jadi, penyelesaian π₯ = 7, π¦ = −3 dan π§ = 5 26. Tentukan nilai π§ yang memenuhi SPLTV berikut dengan metode eliminasi 2π₯ + π¦ = 4 { π₯ + 2π§ = 3 3π¦ − π§ = 5 Pembahasan 2π₯ + π¦ = 4 …. (1) π₯ + 2π§ = 3 … (2) 3π¦ − π§ = 5 … (3) Untuk memperoleh nilai π§ maka yang dieliminasi adalah π₯ dan π¦ Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ = 4 ×1 2π₯ + π¦ = 4 π₯ + 2π§ = 3 × 2 2π₯ + 4π§ = 6 − π¦ − 4π§ = −2 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (3) dan (4) 3π¦ − π§ = 5 ×1 3π¦ − π§ = 5 π¦ − 4π§ = −2 × 3 3π¦ − 12π§ = −6 − 11π§ = 11 … (4) π§=1 Jadi, nilai π§ = 1 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 22 70 Soal dan Pembahasan SPLTV C. Menyelesaikan Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel dengan Metode Gabungan EliminasiSubstitusi 27. Tentukan himpunan penyelesaian dari sistem persamaan π₯+π¦+π§ =3 {3π₯ − π¦ + 2π§ = 4 π₯+π¦−π§ =1 Dengan menggunakan metode eliminasi-substitusi Pembahasan π₯+π¦+π§ =3 … (1) 3π₯ − π¦ + 2π§ = 4 … (2) π₯+π¦−π§ =1 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) π₯+π¦+π§ =3 3π₯ − π¦ + 2π§ = 4 + 4π₯ + 3π§ = 7 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) π₯+π¦+π§ =3 π₯+π¦−π§ =1 − 2π§ = 2 π§ =1 Substitusi π§ = 1 ke persamaan (4) 4π₯ + 3π§ = 7 ⇔ 4π₯ + 3.1 = 7 ⇔ 4π₯ = 7 − 3 ⇔ 4π₯ = 4 ⇔π₯=1 Substitusi π₯ = 1 dan π§ = 1 ke dalam persamaan (1) π₯+π¦+π§ =3 ⇔1+π§+1 =3 ⇔π§+2=3 ⇔π§ =3−2 ⇔π§=1 Jadi, himpunan penyelesaian {(π₯, π¦, π§)}={(1,1,1)} 28. Diketahui sistem persamaan 3π₯ − π¦ + 4π§ = 8 { 5π₯ + π¦ + 2π§ = 12 2π₯ + 2π¦ + 3π§ = 14 Dengan menggunakan metode eliminasi-substitusi, tentukan nilai π₯ + π¦ + π§ Pembahasan 3π₯ − π¦ + 4π§ = 8 … (1) 5π₯ + π¦ + 2π§ = 12 … (2) 2π₯ + 2π¦ + 3π§ = 14 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) 3π₯ − π¦ + 4π§ = 8 5π₯ + π¦ + 2π§ = 12 + 8π₯ + 6π§ = 20 … (4) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 23 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) 3π₯ − π¦ + 4π§ = 8 ×2 6π₯ − 2π¦ + 8π§ 2π₯ + 2π¦ + 3π§ = 14 × 1 2π₯ + 2π¦ + 3π§ 8π₯ + 11π§ Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) 8π₯ + 6π§ = 20 8π₯ + 11π§ = 30 − −5π§ = −10 π§ =2 = 16 = 14 = 30 + … (5) Substitusi π§ = 2 ke dalam persamaan (4) 8π₯ + 6π§ = 20 ⇔ 8π₯ + 6.2 = 20 ⇔ 8π₯ + 12 = 20 ⇔ 8π₯ = 20 − 12 ⇔ 8π₯ = 8 ⇔π₯=1 Substitusi π₯ = 1 dan π§ = 2 ke dalam persamaan (1) 3π₯ − π¦ + 4π§ = 8 ⇔ 3.1 − π¦ + 4.2 = 8 ⇔3−π¦+8 = 8 ⇔ −π¦ + 11 = 8 ⇔ −π¦ = 8 − 11 ⇔ −π¦ = −3 ⇔π¦=3 Diperoleh nilai π₯ = 1, π¦ = 3 dan π§ = 2 Jadi, nilai π₯ + π¦ + π§ = 1 + 3 + 2 = 6 29. Diketahui sistem persamaan π₯+π¦+π§ =2 {3π₯ − π¦ + 2π§ = 4 2π₯ + 3π¦ + π§ = 7 Dengan menggunakan metode eliminasi-substitusi, tentukan nilai π₯. π¦. π§ Pembahasan π₯+π¦+π§ =2 … (1) 3π₯ − π¦ + 2π§ = 4 … (2) 2π₯ + 3π¦ + π§ = 7 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) π₯+π¦+π§ =2 3π₯ − π¦ + 2π§ = 4 + 4π₯ + 3π§ = 6 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) π₯+π¦+π§ =2 ×3 3π₯ + 3π¦ + 3π§ = 6 2π₯ + 3π¦ + π§ = 7 ×1 2π₯ + 3π¦ + π§ = 7 − π₯ + 2π§ = −1 … (5) Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) 4π₯ + 3π§ = 6 ×1 4π₯ + 3π§ = 6 π₯ + 2π§ = −1 × 4 4π₯ + 8π§ = −4 − −5π§ = 10 π§ = −2 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 24 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Substitusi π§ = −2 ke dalam persamaan (5) π₯ + 2π§ = −1 ⇔ π₯ + 2(−2) = −1 ⇔ π₯ − 4 = −1 ⇔ π₯ = −1 + 4 ⇔π₯=3 Substitusi π₯ = 3 dan π§ = −2 ke dalam persamaan (1) π₯+π¦+π§ =2 ⇔ 3 + π¦ + (−2) = 2 ⇔π¦+1= 2 ⇔ π¦ = 2−1 ⇔π¦=1 Diperoleh nilai π₯ = 3, π¦ = 1 dan π§ = −2 Jadi, nilai π₯. π¦. π§ = 3.1(−2) = −6 30. Diketahui sistem persamaan π₯ − 8π¦ + 2π§ = 1 { π₯ − 3π¦ + π§ = 1 2π₯ − 10π¦ + 3π§ = 12 Dengan menggunakan metode eliminasi-substitusi, carilah himpunan penyelesaian Pembahasan π₯ − 8π¦ + 2π§ = 1 … (1) π₯ − 3π¦ + π§ = 1 … (2) 2π₯ − 10π¦ + 3π§ = 12 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) π₯ − 8π¦ + 2π§ = 1 π₯ − 3π¦ + π§ = 1 − −5π¦ + π§ = 0 … (4) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) π₯ − 8π¦ + 2π§ = 1 ×2 2π₯ − 16π¦ + 4π§ = 2 2π₯ − 10π¦ + 3π§ = 12 × 1 2π₯ − 10π¦ + 3π§ = 12 − −6π¦ + π§ = −10 … (5) Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) −5π¦ + π§ = 0 −6π¦ + π§ = −10 − π¦ = 10 Substitusi π¦ = 10 ke dalam persamaan (4) −5π¦ + π§ = 0 ⇔ −5 . 10 + π§ = 0 ⇔ −50 + π§ = 0 ⇔ π§ = 50 Substitusi π¦ = 10 dan π§ = 50 ke dalam persamaan (1) π₯ − 8π¦ + 2π§ = 1 ⇔ π₯ − 8 . 10 + 2π§ = 1 ⇔ π₯ − 80 + 2. 50 = 1 ⇔ π₯ − 80 + 100 = 1 ⇔ π₯ + 20 = 1 ⇔ π₯ = 1 − 20 ⇔ π₯ = −19 Jadi, HP = {(π₯, π¦, π§)} = {(−19,10,50)} SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 25 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 31. Diketahui sistem persamaan π₯−π¦=1 { 2π₯ + π§ = 5 3π¦ − 5π§ = −2 Dengan menggunakan metode eliminasi-substitusi, carilah himpunan penyelesaian Pembahasan π₯−π¦ = 1 … (1) 2π₯ + π§ = 5 … (2) 3π¦ − 5π§ = −2 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) π₯−π¦ =1 ×2 2π₯ − 2π¦ = 2 2π₯ + π§ = 5 ×1 2π₯ + π§ = 5 − −2π¦ − π§ = −3 … (4) Eliminasi π§ dari persamaan (3) dan (4) 3π¦ − 5π§ = −2 × 1 3π¦ − 5π§ = −2 −2π¦ − π§ = −3 × 5 −10π¦ − 5π§ = −15 − 13π¦ = 13 π¦ =1 Substitusi π¦ = 1 ke dalam persamaan (4) −2π¦ − π§ = −3 ⇔ −2.1 − π§ = −3 ⇔ −2 − π§ = −3 ⇔ −π§ = −3 + 2 ⇔ −π§ = −1 ⇔π§=1 Substitusi π¦ = 1 ke dalam persamaan (1) π₯−π¦ = 1 ⇔π₯−1=1 ⇔ π₯ = 1+1 ⇔π₯=2 Jadi, HP = {(π₯, π¦, π§)} = {(2,1,1)} 32. Diketahui sistem persamaan 2π₯ + π¦ − π§ = 9 { π₯ + 2π¦ + π§ = 6 3π₯ − π¦ + 2π§ = 17 π₯+π¦+π§ Dengan menggunakan metode eliminasi-substitusi, tentukan nilai Pembahasan 2π₯ + π¦ − π§ = 9 … (1) π₯ + 2π¦ + π§ = 6 … (2) 3π₯ − π¦ + 2π§ = 17 … (3) Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ − π§ = 9 π₯ + 2π¦ + π§ = 6 + 3π₯ + 3π¦ = 15 Dibagi 3 π₯+π¦ =5 … (4) Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ − π§ = 9 ×2 4π₯ + 2π¦ − 2π§ 3π₯ − π¦ + 2π§ = 17 × 1 3π₯ − π¦ + 2π§ 7π₯ + π¦ SMAN 12 MAKASSAR π₯−π¦+π§ = 18 = 17 = 35 + … (5) Muhammad Arif 26 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π¦ dari persamaan (4) dan (5) π₯+π¦ =5 7π₯ + π¦ = 35 − −6π₯ = −30 π₯ =5 Substitusi π₯ = 5 ke dalam persamaan (5) 7π₯ + π¦ = 35 ⇔ 7.5 + π¦ = 35 ⇔ 35 + π¦ = 35 ⇔ π¦ = 35 − 35 ⇔π¦=0 Substitusi π₯ = 5 dan π¦ = 0 ke dalam persamaan (1) 2π₯ + π¦ − π§ = 9 ⇔ 2.5 + 0 − π§ = 9 ⇔ 10 − π§ = 9 ⇔ 10 − 9 = π§ ⇔π§=1 Jadi, nilai π₯+π¦+π§ π₯−π¦+π§ = 5+0+1 5−0+1 6 6 = =1 33. Diketahui SPLTV berikut 2π₯ + π¦ + π§ = 4 {3π₯ − π¦ + 2π§ = −5 π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 Tentukan penyelesaian dengan cara eliminasi-substitusi Pembahasan 2π₯ + π¦ + π§ = 4 … (1) 3π₯ − π¦ + 2π§ = −5 … (2) π₯ + 2π¦ + 2π§ = 5 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ + π§ =4 ×3 6π₯ + 3π¦ + 3π§ = 12 3π₯ − π¦ + 2π§ = −5 × 2 6π₯ − 2π¦ + 4π§ = −10 − 5π¦ − π§ = 22 Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) 2π₯ + π¦ + π§ π₯ + 2π¦ + 2π§ =4 =5 ×1 ×2 2π₯ + π¦ + π§ = 4 2π₯ + 4π¦ + 4π§ = 10 −3π¦ − 3π§ = −6 − … (4) … (5) Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) 5π¦ − π§ = 22 × 3 15π¦ − 3π§ = 66 −3π¦ − 3π§ = −6 × 1 −3π¦ − 3π§ = −6 − 18π¦ = 72 π¦ =4 Setelah nilai π¦ diperoleh, substitusikan π¦ = 4 ke dalam persamaan (4) 5π¦ − π§ = 22 ⇔ 5 . 4 − π§ = 22 ⇔ 20 − π§ = 22 ⇔ π§ = 20 − 22 ⇔ π§ = −2 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 27 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Substitusikan π¦ = 4 dan π§ = −2 ke dalam persamaan (1) 2π₯ + π¦ + π§ = 4 ⇔ 2π₯ + 4 + (−2) = 4 ⇔ 2π₯ + 2 = 4 ⇔ 2π₯ = 2 2 ⇔π₯= 2 ⇔π₯=1 Jadi, diperoleh penyelesaian π₯ = 1, π¦ = 4, dan π§ = −2 34. Diketahui SPLTV berikut 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 {2π₯ + 4π¦ − 7π§ = −16 −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 Tentukan himpunan penyelesaian dengan cara eliminasi-substitusi Pembahasan 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 … (1) 2π₯ + 4π¦ − 7π§ = −16 … (2) −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 2π₯ + 4π¦ − 7π§ = −16 + 5π₯ − 5π§ = 5 π₯−π§ =1 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 × 1 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 −4π₯ − 2π¦ + 5π§ = 2 × 2 −8π₯ − 4π¦ + 10π§ = 4 − 11π₯ − 8π§ = 17 … (5) Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) π₯−π§ = 1 × 11 11π₯ − 11π§ = 11 11π₯ − 8π§ = 17 × 1 11π₯ − 8π§ = 17 − −3π§ = −6 π§ =2 Substitusi π§ = 2 ke dalam persamaan (4) π₯−π§ = 1 ⇔π₯−2=1 ⇔ π₯ = 1+2 ⇔π₯=3 Substitusi π§ = 2 dan π₯ = 3 ke dalam persamaan (1) 3π₯ − 4π¦ + 2π§ = 21 ⇔ 3.3 − 4π¦ + 2.2 = 21 ⇔ 9 − 4π¦ + 4 = 21 ⇔ 13 − 4π¦ = 21 ⇔ −4π¦ = 21 − 13 ⇔ −4π¦ = 8 8 ⇔π¦= −4 ⇔ π¦ = −2 Jadi, himpunan penyelesaian {(π₯, π¦, π§)} = {(3, −2,2)} SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 28 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 35. Diketahui SPLTV berikut 2π − 2π − π = 3 {4π + 5π − 2π = −3 3π + 4π = 3π − 7 Tentukan himpunan penyelesaian dengan cara eliminasi-substitusi Pembahasan 2π − 2π − π = 3 … (1) 4π + 5π − 2π = −3 … (2) 3π + 4π − 3π = −7 … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) 2π − 2π − π = 3 ×2 4π − 4π − 2π 4π + 5π − 2π = −3 × 1 4π + 5π − 2π −9π π Eliminasi π dari persamaan (1) dan (3) 2π − 2π − π = 3 ×3 6π − 6π − 3π 3π + 4π − 3π = −7 × 1 3π + 4π − 3π 3π − 10π Substitusi π = −1 ke dalam persamaan (5) =6 = −3 =9 = −1 3π − 10π = 16 ⇔ 3π − 10. (−1) = 16 ⇔ 3π + 10 = 16 ⇔ 3π = 16 − 10 ⇔ 3π = 6 ⇔π=2 Substitusi π = 2 dan π = −1 ke dalam persamaan (1) 2π − 2π − π = 3 ⇔ 2.2 − 2(−1) − π = 3 ⇔4+2−π =3 ⇔6−π =3 ⇔π =6−3 ⇔π=3 Jadi, π»π = {(π, π, π)} = {(2, −1,3)} =9 = −7 = 16 36. Diketahui sistem persamaan linear tiga variabel berikut π + π + π = 11 { 2π + π = π π+π−π =1 Dengan eliminasi π, tentukan nilai π, π dan π Pembahasan Eliminasi b dari 1 dan 2 π + π + π = 11 2π + π − π = 0 −π + 2π = 11 SMAN 12 MAKASSAR − … (4) − … (4) − … (5) Muhammad Arif 29 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π dari (1) dan (3) π + π + π = 11 π+π−π =1 − 2π = 10 … (4) π =5 Substitusi π = 5 ke dalam persamaan (4) −π + 2π = 11 ⇔ −π + 2.5 = 11 ⇔ −π + 10 = 11 ⇔ −π = 11 − 10 ⇔ −π = 1 ⇔ π = −1 substitusi π dan π ke persamaan (1) π + π + π = 11 ⇔ −1 + π + 5 = 11 ⇔ 4 + π = 11 ⇔ π = 11 − 4 ⇔π = 7 Jadi, nilai π = − 1, π = 7 dan π = 5 37. Diketahui (π₯, π¦, π§) merupakan penyelesaian SPLTV 1 π₯+2 π¦−2 π§−1 + − =− 2 3 6 3 π₯−3 π¦+1 π§+2 − − = −6 2 2 4 π₯+3 π¦+2 π§−3 7 { 2 + 3 − 3 =3 Tentukan nilai π₯π¦π§ Pembahasan π₯+2 3 + π¦−2 2 − π§−1 3 =− 1 6 Kedua ruas persamaan dikali dengan 6 2(π₯ + 2) + 3(π¦ − 2) − 2(π§ − 1) = −1 ⇔ 2π₯ + 4 + 3π¦ − 6 − 2π§ + 2 = −1 ⇔ 2π₯ + 3π¦ − 2π§ = −1 … (1) π₯−3 π¦+1 π§+2 − − 4 2 2 = −6 π¦+2 π§−3 π₯+3 + − 3 3 2 = Kedua ruas persamaan dikali dengan 4 (π₯ − 3) − 2(π¦ + 1) − 2(π§ + 2) = −24 ⇔ π₯ − 3 − 2π¦ − 2 − 2π§ − 4 = −24 ⇔ π₯ − 2π¦ − 2π§ = −15 … (2) 7 3 Kedua ruas persamaan dikali dengan 6 3(π₯ + 3) + 2(π¦ + 2) − 2(π§ − 3) = 14 ⇔ 3π₯ + 9 + 2π¦ + 4 − 2π§ + 6 = 14 ⇔ 3π₯ + 2π¦ − 2π§ = −5 … (3) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 30 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + 3π¦ − 2π§ = −1 π₯ − 2π¦ − 2π§ = −15 − π₯ + 5π¦ = 14 … (4) Eliminasi π§ dari persamaan (2) dan (3) π₯ − 2π¦ − 2π§ = −15 3π₯ + 2π¦ − 2π§ = −5 − −2π₯ − 4π¦ = −10 Bagi −2 π₯ + 2π¦ = 5 … (5) Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) π₯ + 5π¦ = 14 π₯ + 2π¦ = 5 − 3π¦ = 9 π¦ =3 Substitusi π¦ = 3 ke dalam persamaan (4) π₯ + 5π¦ = 14 ⇔ π₯ + 5 . 3 = 14 ⇔ π₯ + 15 = 14 ⇔ π₯ = 14 − 15 ⇔ π₯ = −1 Substitusiπ₯ = −1 dan π¦ = 3 ke dalam persamaan (1) 2π₯ + 3π¦ − 2π§ = −1 ⇔ 2(−1) + 3.3 − 2π§ = −1 ⇔ −2 + 9 − 2π§ = −1 ⇔ 7 − 2π§ = −1 ⇔ −2π§ = −1 − 7 ⇔ −2π§ = −8 ⇔π§=4 Jadi, nilai π₯π¦π§ = (−1). 3. 4 = −12 38. Diketahui (π₯, π¦, π§) merupakan penyelesaian SPLTV 0,1π₯ − 0,8π¦ + 0,5π§ = 88 { 0,2π₯ + π¦ + 0,4π§ = 12 π₯ − π¦ + π§ = 200 Tentukan nilai π₯ βΆ π¦ βΆ π§ Pembahasan 0,1π₯ − 0,8π¦ + 0,5π§ = 88 kedua ruas persamaan dikali dengan 10 π₯ − 8π¦ + 5π§ = 880 … (1) 0,2π₯ + π¦ + 0,4π§ = 12 π₯ + 5π¦ + 2π§ = 60 π₯ − π¦ + π§ = 200 kedua ruas persamaan dikali dengan 5 … (2) … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) π₯ − 8π¦ + 5π§ = 880 π₯ + 5π¦ + 2π§ = 60 − −13π¦ + 3π§ = 820 … (4) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 31 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) π₯ − 8π¦ + 5π§ = 880 π₯ − π¦ + π§ = 200 − −7π¦ + 4π§ = 680 … (5) Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) −13π¦ + 3π§ = 820 × 4 −52π¦ + 12π§ = 3.280 −7π¦ + 4π§ = 680 × 3 −21π¦ + 12π§ = 2.040 − −31π¦ = 1.240 π¦ = −40 Substitusi π¦ = −40 ke dalam persamaan (5) −7π¦ + 4π§ = 680 ⇔ −7(−40) + 4π§ = 680 ⇔ 280 + 4π§ = 680 ⇔ 4π§ = 680 − 280 ⇔ 4π§ = 400 ⇔ π§ = 100 Substitusi π¦ = 40 dan π§ = 100 ke dalam persamaan (3) π₯ − π¦ + π§ = 200 ⇔ π₯ − (−40) + 100 = 200 ⇔ π₯ + 140 = 200 ⇔ π₯ = 200 − 140 ⇔ π₯ = 60 nilai π₯ βΆ π¦ βΆ π§ = 60 βΆ −40 βΆ 100 disederhanakan menjadi π₯: π¦ βΆ π§ = 3 βΆ −2 βΆ 5 Jadi, nilai π₯: π¦ βΆ π§ = 3 βΆ −2 βΆ 5 39. Jika himpunanan penyelesaian SPLTV berikut adalah {(1,2,3)}, maka carilah nilai π, π dan π. ππ₯ + 2ππ§ = 7 { 3ππ₯ + ππ¦ = 5 2ππ¦ − 3ππ§ = −5 Pembahasan Substitusi nilai π₯ = 1, π¦ = 2 dan π§ = 3 ke dalam persamaan π .1 + 2π. 3 = 7 ⇔ π + 6π = 7 … (1) 3. π. 1 + π. 2 = 5 ⇔ 3π + 2π = 5 … (2) 2. π. 2 − 3. π. 3 = −5 ⇔ 4π − 9π = −5 … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) π + 6π = 7 ×3 3π + 18π = 21 3π + 2π = 5 ×1 3π + 2π = 5 − −2π + 18π = 16 … (4) Eliminasi π dari persamaan (3) dan (4) 4π − 9π = −5 × 1 4π − 9π = −5 −2π + 18π = 16 × 2 −4π + 36π = 32 + 27π = 27 π =1 Substitusi π = 1 ke persamaan (1) π + 6π = 7 ⇔ π + 6.1 = 7 ⇔π+6=7 ⇔π = 7−6 ⇔π=1 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 32 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Substitusi π = 1 ke persamaan (2) 3π + 2π = 5 ⇔ 3.1 + 2π = 5 ⇔ 3 + 2π = 5 ⇔ 2π = 5 − 3 ⇔ 2π = 2 ⇔π=1 Jadi, nilai π = 1, π = 1 dan π = 1 40. Tentukan himpunan penyelesaian sistem persamaan linear tiga variabel berikut π₯+π¦+π§+7 =2 π₯+π¦ π₯+π¦+π§−1 =3 π¦ π¦+π§+9 =4 { π₯−1 Pembahasan π₯+π¦+π§+7 =2 π₯+π¦ ⇔ π₯ + π¦ + π§ + 7 = 2π₯ + 2π¦ ⇔ −π₯ − π¦ + π§ = −7 … (1) π₯+π¦+π§−1 =3 π¦ ⇔ π₯ + π¦ + π§ − 1 = 3π¦ ⇔ π₯ − 2π¦ + π§ = 1 … (2) π¦+π§+9 =4 π₯−1 ⇔ π¦ + π§ + 9 = 4π₯ − 4 ⇔ 4π₯ − π¦ − π§ = 13 ... (3) Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (2) −π₯ − π¦ + π§ = −7 π₯ − 2π¦ + π§ = 1 − −2π₯ + π¦ = −8 … (4) Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (3) −π₯ − π¦ + π§ = −7 4π₯ − π¦ − π§ = 13 + 3π₯ − 2π¦ =6 … (5) Eliminasi π¦ dari persamaan (4) dan (5) −2π₯ + π¦ = −8 × 2 −4π₯ + 2π¦ = −16 ×1 3π₯ − 2π¦ = 6 3π₯ − 2π¦ = 6 + −π₯ = −10 π₯ = 10 Substitusi π₯ = 10 ke dalam persamaan (5) 3π₯ − 2π¦ = 6 ⇔ 3 . 10 − 2π¦ = 6 ⇔ 30 − 2π¦ = 6 ⇔ −2π¦ = 6 − 30 ⇔ −2π¦ = −24 −24 ⇔π¦= −2 ⇔ π¦ = 12 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 33 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Substitusi π₯ = 10 dan π¦ = 12 ke dalam persamaan (1) −π₯ − π¦ + π§ = −7 ⇔ −10 − 12 + π§ = −7 ⇔ −22 + π§ = −7 ⇔ π§ = −7 + 22 ⇔ π§ = 15 Jadi, himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {(10,12,15)} D. Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel dengan Menggunakan Variabel Baru 41. Diketahui sistem persamaan berikut 2 3 1 + + = 17 π₯ π¦ π§ 1 2 1 − − = −8 π₯ π¦ π§ 3 2 2 − − = −8 {π₯ π¦ π§ Tentukan nilai π₯, π¦, dan π§ Pembahasan 1 1 1 Misalkan = π, = π dan = π, persamaan menjadi π₯ π¦ π§ 2π + 3π + π = 17 … (1) π − 2π − π = −8 … (2) 3π − 2π − 2π = −8 … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) 2π + 3π + π = 17 π − 2π − π = −8 + 3π + π =9 … (4) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (3) 2π + 3π + π = 17 × 2 4π + 6π + 2π 3π − 2π − 2π = −8 × 1 3π − 2π − 2π 7π + 4π Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 3π + π = 9 ×4 12π + 4π 7π + 4π = 26 × 1 7π + 4π 5π π = 34 = −8 = 26 = 36 = 26 = 10 =2 Substitusi π = 2 ke dalam persamaan (4) 3π + π = 9 ⇔ 3 .2 + π = 9 ⇔6+π = 9 ⇔ π = 9−6 ⇔π=3 Substitusi π = 2 dan π = 3 ke dalam persamaan (2) π − 2π − π = −8 ⇔ 2 − 2. 3 − π = −8 ⇔ 2 − 6 − π = −8 ⇔ −4 − π = −8 ⇔ −π = −8 + 4 ⇔π=4 SMAN 12 MAKASSAR − + … (5) Muhammad Arif 34 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 1 1 π₯ 2 1 1 Dari π = 3 diperoleh = 3 ⇔ π¦ = 3 π¦ 1 1 Dari π = 4 diperoleh = 6 ⇔ π§ = 4 4 1 1 1 Jadi, nilai π₯ = , π¦ = dan π§ = 3 4 2 Dari π = 2 diperoleh = 2 ⇔ π₯ = 42. Tentukan himpunan penyelesaian sistem persamaan linear tiga variabel berikut 1 1 1 + + =5 π₯ π¦ π§ 2 3 4 − − = −11 π₯ π¦ π§ 3 2 1 + − = −6 {π₯ π¦ π§ Pembahasan 1 1 1 Misalkan = π, = π dan = π, persamaan menjadi π₯ π¦ π§ π+π+π = 5 … (1) 2π − 3π − 4π = −11 … (2) 3π + 2π − π = −6 … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) π+π+π =5 × 4 4π + 4π + 4π 2π − 3π − 4π = −11 × 1 2π − 3π − 4π 6π + π Eliminasi π dari persamaan (1) dan (3) π+π+π =5 3π + 2π − π = −6 4π + 3π = −1 + … (5) Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 6π + π = 9 ×3 18π + 3π 4π + 3π = −1 × 1 4π + 3π 14π π = 27 = −1 − = 28 =2 Substitusi π = 2 ke persamaan (4) 6π + π = 9 ⇔ 6. 2 + π = 9 ⇔ 12 + π = 9 ⇔ π = 9 − 12 ⇔ π = −3 Substitusi π = 2 dan π = −3 ke persamaan (1) π+π+π = 5 ⇔ 2 + (−3) + π = 5 ⇔ −1 + π = 5 ⇔π =5+1 ⇔π=6 1 1 Dari π = 2 diperoleh = 2 ⇔ π₯ = Dari π = π₯ 1 −3 diperoleh π¦ SMAN 12 MAKASSAR = 20 = −11 + =9 … (4) 2 = −3 ⇔ π¦ = − 1 3 Muhammad Arif 35 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 1 π§ Dari π = 6 diperoleh = 6 ⇔ π§ = 1 6 1 2 1 1 3 6 Jadi, himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {( , − , )} 43. Tentukan himpunan penyelesaian sistem persamaan linear tiga variabel berikut 2 2 3 + + =2 π₯+1 π¦−3 π§+2 −4 1 6 + + =5 π₯+1 π¦−3 π§+2 4 3 3 + + =2 {π₯ + 1 π¦ − 3 π§ + 2 Pembahasan 1 1 1 Misalkan π = ,π = dan π = . Diperoleh sistem persamaan yang baru berbentuk π₯+1 π¦−3 π§+2 SPLTV berikut 2π + 2π + 3π = 2 … (1) −4π + π + 6π = 5 … (2) 4π + 3π + 3π = 2 … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) 2π + 2π + 3π = 2 ×2 4π + 4π + 6π −4π + π + 6π = 5 ×1 −4π + π + 6π 5π + 12π Eliminasi π dari persamaan (2) dan (3) −4π + π + 6π = 5 4π + 3π + 3π = 2 + 4π + 9π = 7 … (5) Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 5π + 12π = 9 ×4 20π + 48π 4π + 9π = 7 ×5 20π + 45π 3π π 1 3 Substitusi π = ke dalam persamaan (5) =4 =5 =9 = 36 = 35 =1 1 = 3 4π + 9π = 7 1 ⇔ 4π + 9 . = 7 3 ⇔ 4π + 3 = 7 ⇔ 4π = 7 − 3 ⇔ 4π = 4 ⇔π=1 1 Substitusi π = 1 dan π = ke dalam persamaan (1) 2π + 2π + 3π = 2 1 ⇔ 2π + 2 . 1 + 3. = 2 3 ⇔ 2π + 2 + 1 = 2 ⇔ 2π + 3 = 2 ⇔ 2π = −1 SMAN 12 MAKASSAR 3 + … (4) + … (4) Muhammad Arif 36 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 1 2 1 Untuk π = − diperoleh 2 1 1 =− π₯+1 2 ⇔ π₯ + 1 = −2 ⇔ π₯ = −3 ⇔π=− Untuk π = 1 diperoleh ⇔π¦−3= 1 ⇔π¦=4 1 3 1 π¦−3 Untuk π = dipeoreleh 1 π§+2 =1 = 1 3 ⇔π§+2=3 ⇔π§=1 Jadi, himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {(−3,4,1)} 44. Tentukan himpunan penyelesaian sistem persamaan linear tiga variabel berikut π₯ 2 + π₯π¦ − π¦ 2 = 1 {2π₯ 2 − π₯π¦ + 3π¦ 2 = 13 π₯ 2 + 3π₯π¦ + 2π¦ 2 = 0 Pembahasan Misalkan π = π₯ 2 , π = π₯π¦ dan π = π¦ 2 . Maka diperoleh sistem persamaan berikut. π+π−π = 1 … (1) 2π − π + 3π = 13 … (2) π + 3π + 2π = 0 … (3) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (2) π+π−π =1 ×2 2π + 2π − 2π = 2 2π − π + 3π = 13 × 1 2π − π + 3π = 13 − 3π − 5π = −11 … (4) Eliminasi π dari persamaan (1) dan (3) π+π−π =1 π + 3π + 2π = 0 − −2π − 3π = 1 … (5) Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) 3π − 5π = −11 × 2 6π − 10π −2π − 3π = 1 ×3 −6π − 9π −19π π = −22 =3 = −19 =1 Substitusi π = 1 ke persamaan (5) −2π − 3π = 1 ⇔ −2π − 3. 1 = 1 ⇔ −2π − 3 = 1 ⇔ −2π = 1 + 3 ⇔ −2π = 4 ⇔ π = −2 Dari π = 1 diperoleh π¦ 2 = 1 maka π¦ = −1 atau π¦ = 1 Dari π = π₯π¦ diperoleh −2 = π₯π¦ SMAN 12 MAKASSAR + Muhammad Arif 37 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Untuk π¦ = −1 maka −2 = π₯(−1) ⇔ π₯ = 2 Untuk π¦ = 1 maka −2 = π₯. 1 ⇔ π₯ = −2 Jadi, himpunan penyelesaian = {(−2,1), (2, −1)} 45. Carilah himpunan penyelesaian dari setiap sistem persamaan berikut π§ − π₯ = −2π₯π§ {2π¦ − 3π₯ = −2π¦π§ π₯ − 2π¦ = −2π₯π¦ Pembahasan Sederhanakan dulu bentuk aljabar π§ π₯ −2π₯π§ 1 1 π§ − π₯ = −2π₯π§ ⇔ − = ⇔ − = −2 π₯π§ π₯ π§ π₯π§ π₯π§ 2π¦ 3π₯ 2π¦π§ 2 3 2π¦ − 3π₯ = −2π¦π§ ⇔ − =− ⇔ − = −2 π¦π§ π¦π§ π¦π§ π§ π¦ π₯ 2π¦ −2π₯π¦ 1 2 π₯ − 2π¦ = −2π₯π¦ ⇔ − = ⇔ − = −2 π₯π¦ π₯π¦ π₯π¦ π¦ π₯ 1 π₯ 1 π¦ Misalkan π = , π = dan π = 1 π§ Maka diperoleh persamaan baru berikut π − π = −2 … (1) 2π − 3π = −2 … (2) π − 2π = −2 … (3) Sistem persamaan akan diselesaikan dengan metode substitusi Dari persamaan (1) diperoleh π − π = −2 ⇔ π = π + 2 … (4) Dari persamaan (3) diperoleh π − 2π = −2 ⇔ π = 2π − 2 … (5) Substitusi π = π + 2 dan π = 2π − 2 ke dalam persamaan (2) 2π − 3π = −2 ⇔ 2(π + 2) − 3(2π − 2) = −2 ⇔ 2π + 4 − 6π + 6 = −2 ⇔ −4π + 10 = −2 ⇔ −4π = −12 ⇔π=3 Substitusi π = 3 ke persamaan (4) π = π+2 =3+2 =5 Substitusi π = 3 ke persamaan (5) π = 2π − 2 = 2 . 3 − 2 = 6 − 2 = 4 1 1 Dari π = 3 diperoleh = 3 ⇔ π₯ = Dari π = 4 diperoleh Dari π = π₯ 1 =4⇔π¦= π¦ 1 5 diperoleh = π§ 5⇔π§= 3 1 4 1 5 1 1 1 3 4 5 Jadi, Himpunan penyelesaian = {(π₯, π¦, π§)} = {( , , )} SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 38 70 Soal dan Pembahasan SPLTV E. Banyak Kemungkinan Penyelesaian SPLTV 46. Tentukan banyak penyelesaian dari sistem persamaan berikut 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 { 4π₯ − 2π¦ + 4π§ = 30 6π₯ − 3π¦ + 12π§ = 45 Pembahasan 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 … (1) 4π₯ − 2π¦ + 4π§ = 30 … (2) 6π₯ − 3π¦ + 12π§ = 45 … (3) Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 4π₯ − 2π¦ + 4π§ = 30 − −2π₯ + π¦ = −15 … (4) Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (3) 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 × 3 6π₯ − 3π¦ + 12π§ = 45 6π₯ − 3π¦ + 12π§ = 45 × 1 6π₯ − 3π¦ + 12π§ = 45 0 =0 − … (4) Karena terdapat pasangan yang bernilai 0 = 0, maka SPLTV memiliki banyak penyelesaian. Jadi, SPLTV memiliki banyak penyelesaian Metode Alternatif 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 … (1) 4π₯ − 2π¦ + 4π§ = 30 … (2) dibagi 2 diperoleh 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 6π₯ − 3π¦ + 12π§ = 45 … (3) dibagi 3 diperoleh 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 Jadi ketiga pernyataan bernilai sama, maka SPLTV memiliki banyak penyelesaian. Jika ingin ditentukan penyelesaian umum maka kita dapat mengambil parameter, misalkan π₯=π‘ Dari persaman (4) diperoleh −2π₯ + π¦ = −15 ⇔ −2π‘ + π¦ = −15 ⇔ π¦ = −15 + 2π‘ Tentukan nilai π§ dengan substitusi π₯ = π‘ dan π¦ = −15 + 2π‘ ke dalam persamaan (1) 2π₯ − π¦ + 4π§ = 15 ⇔ 2π‘ − (−15 + 2π‘) + 4π§ = 15 ⇔ 2π‘ + 15 − 2π‘ + 4π§ = 15 ⇔ 15 + 4π§ = 15 ⇔π§=0 Jadi, penyelesaian umum (π‘, −15 + 2π‘, 0) dengan π‘ ∈ π 47. Tentukan banyak penyelesaian dari sistem persamaan berikut 2π₯ + 6π¦ − 10π§ = 4 { π₯ + 3π¦ − 5π§ = 4 6π₯ + 12π¦ − 20π§ = 12 Pembahasan 2π₯ + 6π¦ − 10π§ = 4 … (1) π₯ + 3π¦ − 5π§ = 4 … (2) 6π₯ + 12π¦ − 20π§ = 12 … (3) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 39 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + 6π¦ − 10π§ = 4 × 1 2π₯ + 6π¦ − 10π§ = 4 π₯ + 3π¦ − 5π§ = 4 × 2 2π₯ + 6π¦ − 10π§ = 8 0 = −4 − Sepasang persamaan menghasilkan pernyataan yang salah, maka SPLTV tidak memiliki penyelesaian. Jadi, SPLTV tidak memiliki penyelesaian. Metode alternatif Jika paling sedikit ada sepasang (dua) persamaan yang ruas kirinya sama, tetapi ruas kanannya berbeda, maka sistem tidak memiliki penyelelesaian Dari persamaan (1) jika disederhanakan 2π₯ + 6π¦ − 10π§ = 4 menjadi π₯ + 3π¦ − 5π§ = 2 Sedangkan di persamaan (2) diketahui π₯ + 3π¦ − 5π§ = 4 Terlihat ruas kiri sama yaitu π₯ + 3π¦ − 5π§ tetapi ruas kanan tidak sama yaitu 2 dan 4, maka SPLTV tidak memiliki penyelesaian. 48. Tentukan banyak penyelesaian dari sistem persamaan berikut π₯ − 2π¦ + π§ = 1 { 3π₯ − 6π¦ + 3π§ = 3 5π₯ − 10π¦ + 5π§ = 5 Pembahasan Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) π₯ − 2π¦ + π§ = 1 ×3 3π₯ − 6π¦ + 3π§ = 3 3π₯ − 6π¦ + 3π§ = 3 ×1 3π₯ − 6π¦ + 3π§ = 3 − 0 =0 Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) π₯ − 2π¦ + π§ = 1 × 5 5π₯ − 10π¦ + 5π§ = 5 5π₯ − 10π¦ + 5π§ = 5 × 1 5π₯ − 10π¦ + 5π§ = 5 0 =0 − Dari hasil eliminasi menghasilkan pernyataan 0=0, maka SPLTV memiliki banyak penyelesaian. Jadi, SPLTV memiliki banyak penyelesaian. Dengan Bentuk umum penyelesaian sistem persamaan adalah (1 + 2π¦ − π§, π¦, π§) dengan π¦ ∈ π , π§ ∈ π 49. Tentukan banyak penyelesaian dari sistem persamaan berikut π₯ + 2π¦ − 5π§ = 16 {3π₯ − 3π¦ + 2π§ = 4 2π₯ − 2π¦ − 4π§ = 8 Pembahasan Gunakan metode alternatif. Sederhanakan persamaan (3) 2π₯ − 2π¦ − 4π§ = 8 bagi 2 diperoleh π₯ − π¦ − 2π§ = 4 Tidak ada di antara ketiga persamaan yang sama ruas kirinya, sehingga SPLTV memiliki satu penyelesaian Jadi, SPLTV memiliki tepat satu penyelesaian. SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 40 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 50. Tentukan banyak penyelesaian dari sistem persamaan berikut 2π₯ + π¦ − 3π§ = 5 … (1) … (2) { π₯ + 2π¦ + π§ = 8 3π₯ + 3π¦ − 2π§ = 13 … (3) Pembahasan Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ − 3π§ = 5 ×1 2π₯ + π¦ − 3π§ = 5 π₯ + 2π¦ + π§ = 8 ×2 2π₯ + 4π¦ + 2π§ = 16 − −3π¦ − 5π§ = −11 Kali −1 3π¦ + 5π§ = 11 Eliminasi π₯ dari persamaan (2) dan (3) π₯ + 2π¦ + π§ = 8 ×3 3π₯ + 6π¦ + 3π§ 3π₯ + 3π¦ − 2π§ = 13 × 1 3π₯ + 3π¦ − 2π§ 3π¦ + 5π§ = 24 = 13 = 11 − Terlihat dari hasil eliminasi persamaan yang dihasilkan sama yaitu 3π¦ + 5π§ = 11 Jadi, SPLTV memiliki banyak penyelesaian. Misalkan π§ = π‘. Dari hasil eliminasi dapat diperoleh 3π¦ + 5π‘ = 11 ⇔ 3π¦ = 11 − 5π‘ 11 − 5π‘ ⇔π¦= 3 11−5π‘ Untuk memperoleh nilai π₯ substitusi π¦ = dan π§ = π‘ ke dalam persamaan (2) π₯ + 2π¦ + π§ = 8 11 − 5π‘ ⇔ π₯ + 2( )+π‘ = 8 3 22 − 10π‘ ⇔π₯+ +π‘=8 3 22 − 7π‘ ⇔ π₯ = 8− 3 2 + 7π‘ ⇔π₯= 3 Jadi, Penyelesaian umum 3 ( 2+7π‘ 11−5π‘ , , π‘). 3 3 Karena hanya terdapat satu variabel dalampenyelesaian, yaitu π‘, maka ketiga bidang saling berpotongan pada satu garis. 51. Tentukan banyak penyelesaian dari sistem persamaan berikut 2π₯ + π¦ − 3π§ = 5 {4π₯ + 2π¦ − 6π§ = 10 6π₯ + 3π¦ − 2π§ = 15 Pembahasan Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + π¦ − 3π§ = 5 ×2 4π₯ + 2π¦ − 6π§ = 10 4π₯ + 2π¦ − 6π§ = 10 × 1 4π₯ + 2π¦ − 6π§ = 10 − 0 =0 Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) 2π₯ + π¦ − 3π§ = 5 ×3 6π₯ + 3π¦ − 9π§ 6π₯ + 3π¦ − 2π§ = 15 × 1 6π₯ + 3π¦ − 2π§ −7π§ π§ SMAN 12 MAKASSAR = 15 = 15 =0 =0 − Muhammad Arif 41 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Sepasang persamaan menghasilkan pernyataan 0=0, maka SPLTV memiliki banyak penyelesaian. Jadi, SPLTV memiliki banyak penyelesaian. Dari eliminasi persamaan (1) dan (3) diperoleh π§ = 0 Substitusi π§ = 0 ke dalam persamaan (1) yaitu 2π₯ + π¦ − 3π§ = 5 ⇔ 2π₯ + π¦ − 0 = 5 ⇔ π¦ = 5 − 2π₯ 5−π¦ , π¦, 0) 2 Penyelesaian (π₯, 5 − 2π₯, 0) untuk π₯ ∈ π dapat pula ditulis menjadi ( untuk π¦ ∈ π F. Aplikasi Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel 52. Modal Andi : Modal Bayu = 2 : 3. Modal Bayu dan modal Cakra berbanding 6 : 5. Apabila Andi dan Bayu bersama-sama mempunyai Rp1.500.000,00 lebih banyak dari Cakra. berapakah modal Andi, modal Bayu dan modal Cakra? Pembahasan Misalkan jumlah modal Andi = π, modal Bayu =π dan modal Cakra = π. Dari informasi modal Andi : modal Bayu = 2 : 3 diperoleh π 2 2 = ⇔π= π π 3 3 Dari informasi modal Bayu dan modal Cakra berbanding 6 : 5 diperoleh π 6 5 = ⇔π= π π 5 6 Dari informasi Andi dan Bayu bersama-sama mempunyai Rp1.500.000,00 lebih banyak dari Cakra diperoleh π + π = π + 1.500.000 Sehingga diperoleh sistem persamaan linear tiga variabel berikut 2 … (1) π= π π= 3 5 π 6 … (2) π + π = π + 1.500.000 … (3) Substitusi persamaan (1) dan (2) ke dalam persamaan (3) π + π = π + 1.500.000 2 5 ⇔ π + π = π + 1.500.000 3 6 5 5 ⇔ π = π + 1.500.000 6 3 5 5 ⇔ π − π = 1.500.000 3 6 5 ⇔ π = 1.500.000 6 6 × 1.500.000 ⇔π= 5 ⇔ π = 1.800.000 Substitusi π = 1.800.000 ke dalam persamaan (1) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 42 70 Soal dan Pembahasan SPLTV π= 2 π 3 2 × 1.800.000 = 1.200.000 3 Substitusi π = 1.800.000 ke dalam persamaan (2) 5 π= π 6 5 ⇔ π = × 1.800.000 = 1.500.000 6 Jadi, besar modal Andi Rp1.200.000,00 Bayu Rp1.800.000.00 dan Cakra Rp1.500.000,00 ⇔π= 53. Keliling sebuah segitiga adalah 26 cm. Sisi terbesar lebih pendek 2 cm dari jumlah kedua sisi lainnya. Apabila sisi terbesar lebih panjang 4 cm dari sisi tengahnya, tentukan panjang ketiga sisi segitiga itu? Pembahasan Misalkan sisi-sisi segitiga tersebut yang terpendek = π, sisi tengah = π dan sisi terpanjang = π Dari informasi keliling sebuah segitiga adalah 26 cm diperoleh π + π + π = 26 Dari informasi sisi terbesar lebih pendek 2 cm dari jumlah kedua sisi lainnya diperoleh π+2 = π+π Dari informasi sisi terbesar lebih panjang 4 cm dari sisi tengahnya diperoleh π−4 =π Diperoleh sistem persamaan linear tiga variabel berikut π + π + π = 26 … (1) π+2= π+π … (2) π−4=π … (3) Variabel π terlihat dari ketiga persamaan, maka kita nyatakan variabel π dan π dalam variabel π. Substitusi persamaan (2) ke dalam persamaan (1) π + π + π = 26 ⇔ π + 2 + π = 26 ⇔ 2π + 2 = 26 ⇔ 2π = 26 − 2 ⇔ 2π = 24 ⇔ π = 12 Substitusi π = 12 ke dalam persamaan (3) π−4=π ⇔ 12 − 4 = π ⇔8=π Substitusi π = 8 dan π = 12 ke dalam persamaan (1) π + π + π = 26 ⇔ π + 8 + 12 = 26 ⇔ π + 20 = 26 ⇔ π = 26 − 20 ⇔π=6 Jadi, panjang sisi-sisi segitiga yang terpendek 6 cm, tengah 8 cm dan terpanjang 12 cm. SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 43 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 54. Jumlah tiga bilangan adalah 18. Bilangan ketiga adalah dua kali bilangan pertama dan 2 lebihnya dari dua kali bilangan kedua. Tentukan bilangan-bilangan tersebut. Pembahasan Misalkan bilangan pertama, kedua dan ketiga berturut-turut adalah π₯, π¦ dan π§ Dari informasi Jumlah tiga bilangan adalah 18 diperoleh π₯ + π¦ + π§ = 18 Dari informasi bilangan ketiga adalah dua kali bilangan pertama diperoleh π§ = 2π₯ Dari informasi bilangan ketiga 4 lebihnya dari bilangan kedua diperoleh π§ =π¦+2 Diperoleh sistem persamaan tiga variabel berikut π₯ + π¦ + π§ = 18 . . . (1) … (2) { π§ = 2π₯ π§= π¦+2 … (3) Terlihat dari ketiga persamaan variabel π§, sehingga variabel π₯ dan π¦ lebih mudah dinyatakan dalam variabel π§ Dari persamaan (2) diperoleh 1 π§ = 2π₯ ⇔ π₯ = π§ … (4) 2 Dari persamaan (3) diperoleh π§ =π¦+2 ⇔π¦ = π§−2 … (5) Substitusi π₯ dari persamaan (4) dan π¦ dari persamaan (5) ke dalam persamaan (1) diperoleh π₯ + π¦ + π§ = 18 1 ⇔ π§ + (π§ − 2) + π§ = 18 2 1 ⇔ π§ + π§ + π§ = 18 + 2 2 5 ⇔ π§ = 20 2 2.20 ⇔π§= 5 ⇔π§=8 1 Substitusi π§ = 8 ke dalam persamaan (4) diperoleh π₯ = . 8 = 4 2 Substitusi π§ = 8 ke dalam persamaan (5) diperoleh π¦ = 8 − 2 = 6 Jadi, ketiga bilangan tersebut adalah 4, 6 dan 8 55. Tiga bilangan mempunyai rata-rata 21 sedangkan selisih antara bilangan tengah dan bilangan terkecil adalah 9. Bilangan tengah dikurang 3 sama dengan selisih bilangan terbesar dan terkecil. Tentukan bilangan terkecil! Pembahasan Misalkan bilangan terkecil π₯, bilangan tengah π¦ dan bilangan terbesar π§ Dari informasi tiga bilangan mempunyai rata-rata 21 diperoleh π₯+π¦+π§ = 21 ⇔ π₯ + π¦ + π§ = 63 3 Dari informasi selisih antara bilangan tengah dan bilangan terkecil adalah 9 diperoleh π¦−π₯ =9 ⇔π¦ =π₯+9 Dari informasi bilangan tengah dikurang 3 sama dengan selisih bilangan terbesar dan terkecil diperoleh π¦−3= π§−π₯ ⇔π¦ =π§−π₯+3 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 44 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Diperoleh sistem persamaan linear tiga variabel berikut π₯ + π¦ + π§ = 63 … (1) π¦ =π₯+9 … (2) π¦ =π§−π₯+3 … (3) Substitusi π¦ dari persamaan (2) ke dalam persamaan (3) π¦ =π§−π₯+3 ⇔π₯+9= π§−π₯+3 ⇔ π₯+9+π₯−3 =π§ ⇔ 2π₯ + 6 = π§ … (4) Substitusi π§ dari persamaan (4) dan π¦ dri persamaan (2) ke dalam persamaan (1) π₯ + π¦ + π§ = 63 ⇔ π₯ + (π₯ + 9) + (2π₯ + 6) = 63 ⇔ 4π₯ + 15 = 63 ⇔ 4π₯ = 63 − 15 ⇔ 4π₯ = 48 48 ⇔π₯= 4 ⇔ π₯ = 12 Jadi, bilangan terkecil adalah 12 56. Dalam sebuah kotak terdapat 40 bola yang terdiri dari 3 ukuran berbeda. Berat bola besar 60 gram, berat bola sedang 56 gram, dan berat bola kecil 32 gram. Berat total bola dalam kotak tersebut adalah 2,2 kg. Jika banyaknya bola sedang tiga kali banyaknya bola kecil, tentukan banyaknya bola besar dalam kotak tersebut Pembahasan Misalkan banyak bola berukuran kecil, sedang dan kecil berturut-turut adalah π₯, π¦ dan π§ Dari informasi dalam sebuah kotak terdapat 40 bola yang terdiri dari 3 ukuran berbeda diperoleh π₯ + π¦ + π§ = 40 Dari informasi berat total bola dalam kotak tersebut adalah 2,2 kg (2200 gram) 32π₯ + 56π¦ + 60π§ = 2200 ⇔ 8π₯ + 14π¦ + 15π§ = 550 Dari informasi banyaknya bola sedang tiga kali banyaknya bola kecil diperoleh π¦ = 3π₯ ⇔ 3π₯ − π¦ = 0 Diperoleh sistem persamaan tiga variabel berikut π₯ + π¦ + π§ = 40 … (1) 8π₯ + 14π¦ + 15π§ = 550 … (2) 3π₯ − π¦ = 0 … (3) Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (3) π₯ + π¦ + π§ = 40 3π₯ − π¦ = 0 + 4π₯ + π§ = 40 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (2) dan (3) 8π₯ + 14π¦ + 15π§ = 550 × 1 8π₯ + 14π¦ + 15π§ 3π₯ − π¦ = 0 × 14 42π₯ − 14π¦ 50π₯ + 15π§ 10π₯ + 3π§ SMAN 12 MAKASSAR =550 =0 = 550 =110 + Bagi 5 … (5) Muhammad Arif 45 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) 4π₯ + π§ = 40 ×5 20π₯ + 5π§ 10π₯ + 3π§ = 110 × 2 20π₯ + 6π§ −π§ π§ Jadi, banyak bola besar dalam kotak 20 bola =200 = 220 = −20 =20 − 57. Jika Arman dan Bima bekerja sama, mereka dapat menyelesaikan pekerjaan selama 12 hari. Jika Bima dan Dila bekerja sama dapat menyelesaikan pekerjaan selama 9 hari. Sementara itu jika Arman, Bima dan Dila bekerja sama dapat menyelesaikan pekerjaan selama 6 hari. Berapa waktu yang diperlukan Arman, Bima dan Dila jika bekerja sendiri sendiri Pembahasan Misalkan Arman, Bima dan Dila membutuhkan masing-masing π hari, π hari dan π hari untuk menyelesaikan pekerjaan itu sendiri-sendiri. Dalam 1 hari mereka masing-masing 1 1 1 menyelesaikan , , dan pekerjaan. π π π ππππ¦ππ πππππππππ Kecepatan kerja = π€πππ‘π’ πππππ Dari informasi Arman dan Bima bekerja sama, mereka dapat menyelesaikan pekerjaan selama 12 hari diperoleh persamaan 1 1 1 + = π π 12 Dari informasi Bima dan Dila bekerja sama dapat menyelesaikan pekerjaan selama 9 hari diperoleh persamaan 1 1 1 + = π π 9 Dari informasi Arman, Bima dan Dila bekerja sama dapat menyelesaikan pekerjaan selama 6 hari diperoleh persamaan 1 1 1 1 + + = π π π 6 Sehingga diperoleh sistem persamaan tiga variabel berikut 1 1 1 + = ... (1) π 1 π 1 π + + π 1 π 1 π = + 12 1 9 1 π = 1 6 … (2) … (3) Dari persamaan (1) dan (3) diperoleh 1 1 1 1 + + = π π π 6 1 1 1 = + − 12 π π 1 1 = π 12 π = 12 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 46 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Dari persamaan (2) dan (3) diperoleh 1 1 1 1 + + = π π π 6 1 1 1 + = − 9 π π 1 1 = π 18 π = 18 Substitusi π = 18 dan π = 12 ke dalam persamaan (3) 1 1 1 1 + + = 6 π π π 1 1 1 1 ⇔ + + = 18 π 12 6 1 1 1 1 ⇔ = − − π 6 18 12 1 6 2 3 ⇔ = − − π 36 36 36 1 1 ⇔ = π 36 ⇔ π = 36 Jadi, waktu yang diperlukan untuk bekerja sendiri-sendiri Arman 18 hari, Bima 36 hari dan Dila 12 hari. 58. Jumlah usia Amin, Burhan, dan Candra sama dengan 55 tahun. Dua kali usia Amin ditambah usia Burhan sama dengan empat tahun lebihnya dari dua kali usia Candra. Usia Amin dikurang setengah usia Burhan sama dengan 5 tahun kurangnya dari setengah usia Candra. Tentukan usia Amin, Burhan, dan Candra masing masing! Pembahasan Misalkan usia Amin, Burhan, dan Candra berturut-turut adalah A, B dan C Dari keterangan jumlah usia Amin, Burhan, dan Candra sama dengan 55 tahun diperoleh persamaan π΄ + π΅ + πΆ = 55 Dari keterangan dua kali usia Amin ditambah usia Burhan sama dengan empat tahun lebihnya dari dua kali usia Candra diperoleh persamaan 2π΄ + π΅ = 4 + 2πΆ ⇔ 2π΄ + π΅ − 2πΆ = 4 Dari keterangan usia Amin dikurang setengah usia Burhan sama dengan 5 tahun kurangnya dari setengah usia Candra diperoleh persamaan 1 1 π΄ − π΅ = πΆ − 5 ⇔ 2π΄ − π΅ − πΆ = −10 2 2 Sehingga diperoleh sistem persamaan tiga variabel π΄ + π΅ + πΆ = 55 … (1) 2π΄ + π΅ − 2πΆ = 4 … (2) 2π΄ − π΅ − πΆ = −10 … (3) Eliminasi π΅ dari persamaan (1) dan (2) π΄ + π΅ + πΆ = 55 2π΄ + π΅ − 2πΆ = 4 − −π΄ + 3πΆ = 51 … (4) SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 47 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Eliminasi π΅ dari persamaan (1) dan (3) π΄ + π΅ + πΆ = 55 2π΄ − π΅ − πΆ = −10 + 3π΄ = 45 π΄ = 15 Substitusi π΄ = 15 ke dalam persamaan (4) −π΄ + 3πΆ = 51 ⇔ −15 + 3πΆ = 51 ⇔ 3πΆ = 51 + 15 ⇔ 3πΆ = 66 ⇔ πΆ = 22 Substitusi π΄ = 15 dan πΆ = 22 ke dalam persamaan (1) π΄ + π΅ + πΆ = 55 ⇔ 15 + π΅ + 22 = 55 ⇔ 37 + π΅ = 55 ⇔ π΅ = 55 − 37 ⇔ π΅ = 18 Jadi, usia Amin 15 tahun, Burhan 18 tahun dan Candra 22 tahun. 59. Di dalam dompet Yuda terdapat uang lima ribuan, seribuan dan lima ratusan yang berjumlah Rp30.000,00. Jumlah uang lima ratusan dan lima ribuan adalah Rp20.000,00 lebihnya dari uang seribuan. Selisih banyaknya uang lima ribuan dan uang seribuan sama dengan banyaknya uang lima ratusan. Tentukan banyak uang itu masing masing! Pembahasan Misalkan banyak uang lima ribuan π₯, seribuan π¦ dan lima ratusan π§ Dari informasi jumlah uang lima ribuan, seribuan dan lima ratusan Rp30.000,00 diperoleh π₯ + π¦ + π§ = 30.000 Dari informasi jumlah uang lima ratusan dan lima ribuan adalah Rp20.000,00 lebihnya dari uang seribuan diperoleh π§ + π₯ = π¦ + 20.000 ⇔ π₯ − π¦ + π§ = 20.000 Dari informasi selisih banyaknya uang lima ribuan dan uang seribuan sama dengan banyaknya uang lima ratusan diperoleh π₯−π¦ =π§ ⇔π₯−π¦−π§ =0 Sehingga sistem persamaan linear tiga variabel dari masalah di atas π₯ + π¦ + π§ = 30.000 … (1) π₯ − π¦ + π§ = 20.000 … (2) π₯−π¦−π§ =0 … (3) Perkurangkan persamaan (1) dan (2) π₯ + π¦ + π§ = 30.000 π₯ − π¦ + π§ = 20.000 − 2π¦ = 10.000 π¦ = 5.000 Jumlahkan persamaan (1) dan (3) π₯ + π¦ + π§ = 30.000 π₯−π¦−π§ =0 + 2π₯ = 30.000 π₯ = 15.000 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 48 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Perkurangkan persamaan (2) dan (3) π₯ − π¦ + π§ = 20.000 π₯−π¦−π§ =0 − 2π§ = 20.000 π§ = 10.000 Jadi, Uang lima ribuan senilai Rp15.000,00; uang seribuan Rp5.000,00 dan uang lima ratusan Rp10.000,00 60. Yuda berkata kepada Laras “Berikan saya Rp5.000 dan uang saya menjadi 2 kali dari uang yang ada padamu”. Laras berkata pada Dinda “Berikan saya Rp15.000 dan uang saya menjadi 4 kali banyak uangmu”. Dinda berkata pada Yuda “kalau kamu memberikan Rp110.000 kepada saya, maka uang kita akan sama banyaknya. Berapakah uang mereka masing masing? Pembahasan Misalkan jumlah uang Yuda, Laras dan Dinda berturut-turut adalah π₯, π¦ dan π§ Dari ucapan Yuda kepada Laras diperoleh persamaan: π₯ + 5.000 = 2(π¦ − 5.000) ⇔ π₯ = 2π¦ − 10.000 − 5.000 ⇔ π₯ = 2π¦ − 15.000 … (1) Dari ucapan Laras kepada Dinda diperoleh persamaan: π¦ + 15.000 = 4(π§ − 15.000) ⇔ π¦ = 4π§ − 60.000 − 15.000 ⇔ π¦ = 4π§ − 75.000 … (2) Dari ucapan Dinda kepada Yuda diperoleh persamaan: π§ + 110.000 = π₯ − 110.000 ⇔ π§ = π₯ − 110.000 − 110.000 ⇔ π§ = π₯ − 220.000 … (3) Substitusi π₯ pada persamaan (1) ke dalam persamaan (3) π§ = π₯ − 220.000 ⇔ π§ = 2π¦ − 15.000 − 220.000 ⇔ π§ = 2π¦ − 235.000 … (4) Substitusi π§ pada persamaan (4) ke dalam persamaan (2) π¦ = 4π§ − 75.000 ⇔ π¦ = 4(2π¦ − 235.000) − 75.000 ⇔ π¦ = 8π¦ − 940.000 − 75.000 ⇔ π¦ = 8π¦ − 1.015.000 ⇔ 7π¦ = 1.015.000 1.015.000 ⇔π¦= 7 ⇔ π¦ = 145.000 Substitusi π¦ = 145.000 ke persamaan (4) π§ = 2π¦ − 235.000 ⇔ π§ = 2(145.000) − 235.000 ⇔ π§ = 290.000 − 235.000 ⇔ π§ = 55.000 Substitusi π¦ = 145.000 ke persamaan (1) ⇔ π₯ = 2π¦ − 15.000 ⇔ π₯ = 2(145.000) − 15.000 ⇔ π₯ = 290.000 − 15.000 ⇔ π₯ = 275.000 Jadi, jumlah uang Yuda Rp275.000,00; Laras Rp145.000 dan Dinda Rp55.000 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 49 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 61. Bentuk kuadrat ππ₯ 2 + ππ₯ + π mempunyai nilai 3 untuk π₯ = 1, 16 untuk x π₯ = 2, dan −4 untuk π₯ = 0, tentukan nilai π, π, dan π. Pembahasan Bentuk kuadrat ππ₯ 2 + ππ₯ + π mempunyai nilai 3 untuk π₯ = 1, diperoleh persamaan π. 12 + π. 1 + π = 3 ⇔ π + π + π = 3 … (1) 2 Bentuk kuadrat ππ₯ + ππ₯ + π mempunyai nilai 16 untuk π₯ = 2, diperoleh persamaan π. 22 + π. 2 + π = 16 ⇔ 4π + 2π + π = 16 … (2) Bentuk kuadrat ππ₯ 2 + ππ₯ + π mempunyai nilai −4 untuk π₯ = 0, diperoleh persamaan π. 02 + π. 0 + π = −4 ⇔ π = −4 … (3) Substitusi π = −4 ke dalam persamaan (1) π+π+π = 3 ⇔ π + π + (−4) = 3 ⇔π+π =3+4 ⇔π+π=7 ... (4) Substitusi π = −4 ke dalam persamaan (2) 4π + 2π + π = 16 ⇔ 4π + 2π + (−4) = 16 ⇔ 4π + 2π = 16 + 4 ⇔ 4π + 2π = 20 ⇔ 2π + π = 10 … (5) Eliminasi π dari persamaan (4) dan (5) π+π =7 2π + π = 10 − −π = −3 π =3 Substitusi π = 3 ke dalam persamaan (4) π+π=7 ⇔3+π = 7 ⇔ π = 7−3 ⇔π=4 Jadi, nilai π = 3, π = 4 dan π = −4 62. Tiga tukang cat, Joni, Deni dan Ari yang biasa bekerja secara bersama-sama. Mereka dapat mengecat eksterior (bagian luar) sebuah rumah dalam waktu 10 jam kerja. Pengalaman Deni dan Ari pernah bersama-sama mengecat rumah yang serupa dalam waktu 15 jam kerja. Suatu hari, ketiga tukang cat ini bekerja mengecat rumah serupa selama 4 jam kerja. Setelah itu, Ari pergi karena ada suatu keperluan mendadak. Joni dan Deni memerlukan tambahan waktu 8 jam kerja lagi untuk menyelesaikan pengecatan rumah. Tentukan waktu yang dibutuhkan masing-masing tukang cat, jika masing-masing bekerja sendirian. Pembahasan Misalkan waktu yang dibutuhkan Joni, Deni, dan Ari masing-masing adalah π, πdan π Kecepatan Joni, deni dan Ari menyelesaikan suatu pekerjaan mengecat rumah masing-masing 1 1 π₯ π¦ adalah , , dan 1 π§ SMAN 12 MAKASSAR πππππ©ππππ§ π€ππ«π£π = ππππππ πππππππππ πππππ πππππ Muhammad Arif 50 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Joni, Deni, dan Ari dapat mengecat eksterior (bagian luar) sebuah rumah dalam waktu 10 jam kerja 1 π₯ 1 π¦ 1 π§ π§ 15 1 π¦ 1 π§ 1 π¦ 1−π 8 + + = 1 10 … (1) Deni dan Ari pernah bersama-sama mengecat rumah yang serupa dalam waktu 15 jam kerja 1 1 1 π¦ + = 1 π₯ + + = 1 π₯ + = … (2) Suatu hari, ketiga tukang cat ini bekerja mengecat rumah serupa selama 4 jam kerja. Setelah itu, Ari pergi karena ada suatu keperluan mendadak. Misalkan jumlah pekerjaan yang selesai adalah π π 4 … (3) Joni dan Deni memerlukan tambahan waktu 8 jam kerja lagi untuk menyelesaikan pengecatan rumah Substitusi persamaan (2) ke dalam persamaan (1) 1 1 1 1 + + = π₯ π¦ π§ 10 1 1 1 ⇔ + = π₯ 15 10 1 1 1 ⇔ = − π₯ 10 15 1 1 ⇔ = π₯ 30 ⇔ π₯ = 30 Dari persamaan (1) dan (3) π 1 2 = ⇔π= 5 4 10 Substitusi persamaan (4) ke dalam persamaan (1) 1 1−π 1 + = π§ 10 8 2 1− 5+1 = 1 ⇔ π§ 10 8 3 1 1 ⇔5+ = 8 π§ 10 1 3 1 + = ⇔ 40 π§ 10 1 1 3 ⇔ = − π§ 10 40 1 1 ⇔ = π§ 40 ⇔ π§ = 40 Substitusi π§ = 40 ke dalam persamaan (2) 1 1 1 + = π¦ π§ 15 1 1 1 ⇔ + = π¦ 40 15 SMAN 12 MAKASSAR … (4) Muhammad Arif 51 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 1 1 1 = − π¦ 15 40 8 3 1 − ⇔ = π¦ 120 120 1 5 ⇔ = π¦ 120 120 ⇔π¦= 5 ⇔ π¦ = 24 ⇔ Jadi, waktu yang dibutuhkan bekerja sendirian bagi Joni, Deni dan Ari berturut-turut adalah 30 hari, 24 hari dan 40 hari. 63. Harga tiket suatu pertunjukan adalah Rp60.000,00 untuk dewasa, Rp35.000,00 untuk pelajar dan Rp25.000,00 untuk anak di bawah 12 tahun. Pada pertunjukan seni dan budaya telah terjual 278 tiket dengan total penerimaan Rp13.000.000,00 jika banyak tiket untuk dewasa yang telah terjual 10 tiket lebih sedikit dari dua kali banyak tiket pelajar yang terjual. Hitunglah banyak tiket yang terjual untuk masing masing tiket. Pembahasan Misalkan banyak tiket yang terjual untuk dewasa, pelajar, anak di bwah umur 12 tahun berturut-turut adalah π₯, π¦ dan π§. Harga tiket suatu pertunjukan adalahRp60.000,00, untuk dewasa, Rp35.000,00 untuk pelajar Rp25.000,00 untuk anak di bawah 12 tahun dengan total penerimaan Rp13.000.000,00 60.000π₯ + 35.000π¦ + 25.000π§ = 13.000.000 ⇔ 12π₯ + 7π¦ + 5π§ = 2.600 … (1) Tiket yang terjual 278 π₯ + π¦ + π§ = 278 … (2) Banyak tiket untuk dewasa yang telah terjual 10 tiket lebih sedikit dari dua kali banyak tiket pelajar yang terjual π₯ = 2π¦ − 10 ⇔ π₯ − 2π¦ = −10 … (3) Eliminasi π§ pada persamaan (1) dan (2) 12π₯ + 7π¦ + 5π§ = 2.600 ×1 12π₯ + 7π¦ + 5π§ =2.600 π₯ + π¦ + π§ = 278 ×5 5π₯ + 5π¦ + 5π§ = 1.390 − 7π₯ + 2π¦ = 1.210 … (4) Eliminasi π¦ pada persamaan (3) dan (4) π₯ − 2π¦ = −10 7π₯ + 2π¦ = 1.210 + 8π₯ = 1.200 π₯ = 150 Substitusi π₯ = 150 ke dalam persamaan (3) π₯ − 2π¦ = −10 ⇔ 150 − 2π¦ = −10 ⇔ 150 + 10 = 2π¦ ⇔ 2π¦ = 160 ⇔ π¦ = 80 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 52 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Substitusi π₯ = 150 dan π¦ = 80 ke dalam persamaan (2) ⇔ π₯ + π¦ + π§ = 278 ⇔ 150 + 80 + π§ = 278 ⇔ 230 + π§ = 278 ⇔ π§ = 278 − 230 ⇔ π§ = 48 Jadi, banyak tiket yang terjual untuk dewasa, pelajar, anak di bwah umur 12 tahun berturutturut adalah 150,60 dan 48 64. Seekor ikan mas memiliki ekor yang panjangnya sama dengan panjang kepalanya di tambah tiga perlima panjang tubuhnya. Panjang tubuhnya tiga perlima dari panjang keseluruhan ikan. Jika panjang kepala ikan mas adalah 5 cm, barapa panjang keseluruhan tersebut? Pembahasan Misalkan panjang ekor adalah π, panjang kepala adalah π dan panjang tubuh ikan adalah π‘ Seekor ikan mas memiliki ekor yang panjangnya sama dengan panjang kepalanya di tambah tiga perlima panjang tubuhnya 3 5 π=π+ π‘ … (1) Panjang tubuhnya tiga perlima dari panjang keseluruhan ikan 3 π‘ = (π + π + π‘) … (2) 5 panjang kepala ikan mas adalah 5 cm π=5 … (3) Substitusi π = 5 ke persamaan (1) 3 π=π+ π‘ 5 3 ⇔π =5+ π‘ 5 ⇔ 5π − 3π‘ = 25 … (4) Substitusi π = 5 ke persamaan (2) 3 π‘ = (π + π + π‘) 5 3 ⇔ π‘ = (5 + π + π‘) 5 ⇔ 2π‘ = 15 + 3π ⇔ 3π − 2π‘ = −15 … (5) Eliminasi π‘ dari persamaan (4) dan (5) 5π − 3π‘ = 25 ×2 3π − 2π‘ = −15 ×3 10π − 6π‘ 9π − 6π‘ π =50 = −45 = 95 Substitusi π = 95 ke dalam persamaan (4) 5π − 3π‘ = 25 ⇔ 5.95 − 3π‘ = 25 ⇔ 475 − 3π‘ = 25 ⇔ 3π‘ = 475 − 25 ⇔ 3π‘ = 450 ⇔ π‘ = 150 Jadi, panjang sleuruh ikan π = π + π‘ + π = 5 + 150 + 95 = 250 ππ SMAN 12 MAKASSAR − … (4) Muhammad Arif 53 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 65. Untuk suatu alasan tiga pelajar Anna, Bob dan Chris mengukur berat badan secara berpasangan. Berat badan Anna dan Bob 226 kg, Bob dan Chris 210kg, serta Anna dan Chris 200kg. Hitung berat badan setiap pelajar tersebut. Pembahasan Misalkan berat badan Anna, Bob dan Chris berturut-turut adalah π, π dan π Berat badan Anna dan Bob 226 kg π + π = 226 … (1) Berat badan Bob dan Chris 210 kg π + π = 210 … (2) Berat badan Anna dan Chris 200 kg π + π = 200 … (3) Jumlahkan persamaan (1), (2) dan (3) (π + π) + (π + π) + (π + π) = 226 + 210 + 200 ⇔ 2π + 2π + 2π = 636 ⇔ π + π + π = 318 … (4) Perkurangkan persamaan (4) dengan (1) (π + π + π) − (π + π) = 318 − 226 ⇔ π = 92 Perkurangkan persamaan (4) dengan (2) (π + π + π) − (π + π) = 318 − 210 ⇔ π = 108 Perkurangkan persamaan (4) dengan (3) (π + π + π) − (π + π) = 318 − 200 ⇔ π = 118 Jadi, berat badan Anna, Bob dan Chris berturut-turut adalah 108 ππ, 118 ππ dan 92 ππ. 66. Sebuah bilangan terdiri dari 3 angka. Jumlah angka-angkanya adalah 9. Angka puluhan seperdua dari angka ratusan. Jika bilangan itu dikurangi 99, maka terjadi sebuah bilangan yang terdiri dari angka-angka bilangan semula, tetapi sekarang dengan susunan terbalik. Berapakah bilangan itu? Pembahasan Misalkan bilangan tersebut adalah π = π₯π¦π§ Jumlah angka-angkanya adalah 9 π₯+π¦+π§ =9 … (1) Angka puluhan seperdua dari angka ratusan 1 π¦= π₯ … (2) 2 Jika bilangan itu dikurangi 99, maka terjadi sebuah bilangan yang terdiri dari angka-angka bilangan semula, tetapi sekarang dengan susunan terbalik π₯π¦π§ − 99 = π§π¦π₯ ⇔ 100π₯ + 10π¦ + π§ − 99 = 100π§ + 10π¦ + π₯ ⇔ 99π₯ − 99π§ = 99 ⇔π₯−π§=1 ⇔π₯−1=π§ … (3) Substitusi π¦ pada persamaan (2) dan π§ pada persamaan (3) ke dalam persamaan (1) π₯+π¦+π§ =9 1 ⇔ π₯ + π₯ + (π₯ − 1) = 9 2 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 54 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 5 π₯ = 10 2 10 . 2 ⇔π₯= 5 ⇔π₯=4 Substitusi π₯ = 4 ke dalam persamaan (2) 1 1 π¦ = π₯ = .4 = 2 2 2 Substitusi π₯ = 4 ke dalam persamaan (3) π§ =π₯−1= 4−1= 3 Jadi, bilangan tersebut adalah π = π₯π¦π§ = 432 ⇔ 67. Harga 4 kg salak, 1 kg jambu, dan 2 kg kelengkeng adalah Rp54.000,00. Harga 1 kg salak, 2 kg jambu dan 2 kg kelengkeng adalah Rp43.000.00. Harga 3 kg salak, 1 kg jambu dan 1 kg kelengkeng adalah Rp37.750,00. Harga 1 kg jambu adalah …. A. Rp6.500,00 B. Rp7.000,00 C. Rp8.500,00 D. Rp9.250,00 E. Rp9.750,00 Pembahasan Misalkan harga 1 kg salak, jambu dan kelengkeng berturut-turut adalah π₯, π¦ dan π§ Harga 4 kg salak, 1 kg jambu, dan 2 kg kelengkeng adalah Rp54.000,00, diperoleh persamaan 4π₯ + π¦ + 2π§ = 54.000 … (1) Harga 1 kg salak, 2 kg jambu dan 2 kg kelengkeng adalah Rp43.000.00 diperoleh persamaan π₯ + 2π¦ + 2π§ = 43.000 … (2) Harga 3 kg salak, 1 kg jambu dan 1 kg kelengkeng adalah Rp37.750,00 diperoleh persamaan 3π₯ + π¦ + π§ = 37750 … (3) Karena variabel π¦ yang akan ditentukan nilainya, maka variabel π¦ dibuat tetap. Kita akan eliminasi variabel π₯ dan π§. Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (2) 4π₯ + π¦ + 2π§ = 54.000 π₯ + 2π¦ + 2π§ = 43.000 − 3π₯ − π¦ = 11.000 … (4) Eliminasi π§ dari persamaan (1) dan (3) 4π₯ + π¦ + 2π§ = 54.000 × 1 4π₯ + π¦ + 2π§ =54.000 3π₯ + π¦ + π§ = 37.750 × 2 6π₯ + 2π¦ + 2π§ = 75.500 − −2π₯ − π¦ = −21.500 … (5) Eliminasi π₯ dari persamaan (4) dan (5) 3π₯ − π¦ = 11.000 ×2 −2π₯ − π¦ = −21.500 × 3 Jadi, harga 1 kg jambu Rp8.500,00 Jawaban B SMAN 12 MAKASSAR 6π₯ − 2π¦ −6π₯ − 3π¦ −5π¦ π¦ =22.000 = −64.500 = −42.500 = 8.500 + Muhammad Arif 55 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 68. Rina, Dani, Lia dan Ardi membeli buah di toko yang sama. Rina membeli 2 kg mangga, 2 kg salak, dan 3 kg duku seharga Rp71.000,00. Dani membeli 1 kg mangga, 4 kg salak, dan 2 kg duku seharga Rp66.000,00. Lia membeli 3 kg mangga dan 1 kg salak seharga Rp44.500,00. Jika Ardi membeli 1 kg mangga dan 1 kg duku, besar uang yang harus dibayarkan adalah …. A. Rp18.500,00 B. Rp20.500,00 C. Rp22.000,00 D. Rp27.000,00 E. Rp30.500,00 Pembahasan Misalkan harga 1 kg mangga, salak, dan duku berturut-turut adalah π₯, π¦ dan π§ Rina membeli 2 kg mangga, 2 kg salak, dan 3 kg duku seharga Rp71.000,00 diperoleh persamaan 2π₯ + 2π¦ + 3π§ = 71.000 … (1) Dani membeli 1 kg mangga, 4 kg salak, dan 2 kg duku seharga Rp66.000,00 diperoleh persamaan π₯ + 4π¦ + 2π§ = 66.000 … (2) Lia membeli 3 kg mangga dan 1 kg salak seharga Rp44.500,00 diperoleh persamaan 3π₯ + π¦ = 44.500 … (3) Karena yang akan ditentukan harganya adalah mangga dan duku maka yang pertama kita eliminasi adalah variabel yang menyatakan harga 1 kg salak yaitu variabel π¦ Eliminasi π¦ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + 2π¦ + 3π§ = 71.000 × 2 4π₯ + 4π¦ + 6π§ =142.000 π₯ + 4π¦ + 2π§ = 66.000 × 1 π₯ + 4π¦ + 2π§ = 66.000 − 3π₯ + 4π§ = 76.000 … (4) Eliminasi π¦ dari persamaan (2) dan (3) π₯ + 4π¦ + 2π§ = 66.000 × 1 3π₯ + π¦ = 44.500 × 4 Eliminasi π§ dari persamaan (4) dan (5) 3π₯ + 4π§ = 76.000 ×1 −11π₯ + 2π§ = −112.000 × 2 π₯ + 4π¦ + 2π§ 12π₯ + 4π¦ −11π₯ + 2π§ =66.000 = 178.000 = −112.000 3π₯ + 4π§ −22π₯ + 4π§ 25π₯ π₯ =76.000 = −224.000 − = 300.000 = 12.000 Substitusi π₯ = 12.000 ke dalam persamaan (4) 3π₯ + 4π§ = 76.000 ⇔ 3(12.000) + 4π§ = 76.000 ⇔ 36.000 + 4π§ = 76.000 ⇔ 4π§ = 76.000 − 36.000 ⇔ 4π§ = 40.000 ⇔ π§ = 10.000 Nilai π₯ + π§ = 12.000 + 10.000 = 22.000 Jadi, besar uang yang harus dibayarkan adalah Rp22.000,00 Jawaban C SMAN 12 MAKASSAR − … (5) Muhammad Arif 56 70 Soal dan Pembahasan SPLTV 69. Hadi, Yuda dan Toni menabung di bank. Jumlah uang tabungan yuda dan dua kali uang tabungan Toni, Rp150.000,00 lebih banyak dari uang tabungan Hadi. Jumlah uang tabungan Hadi dan Toni adalah Rp1.450.000,00. Jumlah uang tabungan mereka bertiga adalah Rp2.000.000,00. Jumlah uang Yuda dan Toni adalah …. A. Rp1.650.000,00 B. Rp1.450.000,00 C. Rp1.200.000,00 D. Rp900.000,00 E. Rp750.000,00 Pembahasan Misalkan jumlah tabungan Hadi, Yuda dan Toni berturut-turut adalah β, π¦ dan π‘ Jumlah uang tabungan yuda dan dua kali uang tabungan Toni, Rp150.000,00 lebih banyak dari uang tabungan Hadi π¦ + 2π‘ − 150.000 = β … (1) Jumlah uang tabungan Hadi dan Toni adalah Rp1.450.000,00 β + π‘ = 1.450.000 … (2) Jumlah uang tabungan mereka bertiga adalah Rp2.000.000,00 β + π¦ + π‘ = 2.000.000 … (3) Substitusi nilai β + π‘ = 1.450.000 ke dalam persamaan (3) β + π¦ + π‘ = 2.000.000 ⇔ 1.450.000 + π¦ = 2.000.000 ⇔ π¦ = 2.000.000 − 1.450.000 ⇔ π¦ = 550.000 Substitusi π¦ = 550.000 ke dalam persamaan (1) π¦ + 2π‘ − 150.000 = β ⇔ 550.000 + 2π‘ − 150.000 = β ⇔ 400.000 + 2π‘ = β … (4) Substitusi β pada persamaan (4) ke dalam persamaan (2) β + π‘ = 1.450.000 ⇔ (400.000 + 2π‘) + π‘ = 1.450.000 ⇔ 400.000 + 3π‘ = 1.450.000 ⇔ 3π‘ = 1.450.000 − 400.000 ⇔ 3π‘ = 1.050.000 ⇔ π‘ = 350.000 Sehingga π¦ + π‘ = 550.000 + 350.000 = 900.000 Jadi, jumlah uang Yuda dan Toni adalah Rp900.000,00 Jawaban D 70. Harga 2 kg mangga, 2 kg jeruk, dan 1 kg anggur adalah Rp70.000,00 . Harga 1 kg Mangga, 2 kg jeruk, dan 2 kg anggur adalah Rp90.000,00 . Jika harga 2 kg mangga, 2 kg jeruk, dan 3 kg anggur Rp130.000,00. Maka harga 1 kg jeruk adalah …. A. Rp5.000,00 B. Rp7.500,00 C. Rp10.000,00 D. Rp12.000,00 E. Rp15.000,00 SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 57 70 Soal dan Pembahasan SPLTV Pembahasan Misalkan harga 1 ππ mangga, jeruk dan anggur berturut-turut π₯, π¦ dan π§ Harga 2 kg mangga , 2 kg jeruk , dan 1 kg anggur adalah Rp.70.000,00 2π₯ + 2π¦ + π§ = 70.000 … (1) Harga 1 kg mangga , 2 kg jeruk , dan 2 kg anggur adalah Rp.90.000,00 π₯ + 2π¦ + 2π§ = 90.000 … (2) harga 2 kg mangga , 2 kg jeruk , dan 3 kg anggur Rp.130.000,00 2π₯ + 2π¦ + 3π§ = 130.000 … (3) Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (2) 2π₯ + 2π¦ + π§ = 70.000 × 1 2π₯ + 2π¦ + π§ =70.000 π₯ + 2π¦ + 2π§ = 90.000 × 2 2π₯ + 4π¦ + 4π§ = 180.000 − −2π¦ − 3π§ = −110.000 … (4) 2π¦ + 3π§ = 110.000 Eliminasi π₯ dari persamaan (1) dan (3) 2π₯ + 2π¦ + π§ =70.000 2π₯ + 2π¦ + 3π§ = 130.000 − −2π§ = −60.000 π§ = 30.000 Substitusi π§ = 30.000 ke dalam persamaan (4) 2π¦ + 3π§ = 110.000 βΊ 2π¦ + 3(30.000) = 110.000 βΊ 2π¦ + 90.000 = 110.000 βΊ 2π¦ = 110.000 − 90.000 βΊ 2π¦ = 20.000 βΊ π¦ = 10.000 jadi harga jeruk 1 kg adalah Rp10.000,00 Jawaban C SMAN 12 MAKASSAR Muhammad Arif 58 70 Soal dan Pembahasan SPLTV REFERENSI 1. Judul Buku: PR Matematika Untuk SMA/MA Kelas X semester 1. Penulis: Ngapiningsih, Anna Yuni Astuti, Miyanto. Penerbit: Intan Pariwara. Tahun: 2019 2. Judul Buku: Matematika Untuk Siswa SMA-MA/SMK-MAK Kelas X. Penulis: Marthen Kanginan. Penerbit: Srikandi Empat. Tahun: 2016 3. Judul Buku: ESPS Matematika untuk SMA/MA Kelas X Kelompok Wajib. Penulis: Wono Etya Budhi, Untung Widodo. Penerbit: Erlangga. Tahun: 2018 4. Judul Buku: Mandiri Matematika Jilid 1 untuk SMA/MA Kelas X Kelompok Wajib. Penulis: Untung Widodo. Penerbit: Erlangga. Tahun: 2017 5. Judul Buku: Matematika Jilid 1A untuk SMA/MA Kelas X Kelompok Wajib. Penulis: Sukino. Penerbit: Erlangga. Tahun: 2016 6. Judul Buku: Seribu Pena Matematika Jilid 1 untuk SMA/MA Kelas X. Penulis: Husain Tampomas. Penerbit: Erlangga. Tahun: 2007 7. Judul Buku: Matematika untuk SMA/MA/SMK/SMAK Kelas X Edisi revisi 2017. Penulis: Barnok Sinaga, dkk. Penerbit: kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Tahun: 2017 Dipersilakan bagi yang ingin memperbanyak tulisan ini untuk keperluan pendidikan, bukan untuk diperjualbelikan. Kritik dan saran: arifsman12@gmail.com HP/WA: 0852-5518-3435 * 25 September 2020* SMAN 12 MAKASSAR