Menyelesaikan Persamaan dan Pertidaksamaan Logaritma

Penyelesaian persamaan dan pertidaksamaan logaritma merupakan materi pelajaran yang diajarkan di SMA. Berkaitan dengan logaritma, pembelajaran ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu dasar-dasar logaritma yang meliputi sifat dan operasi hitung logaritma, dan yang kedua adalah persamaan dan pertidaksamaan, serta fungsi logaritma.

Dalam kesempatan ini akan dibahas tentang persamaan dan pertidaksamaan logaritma beserta cara menyelesaikannya.

Persamaan Logaritma

Sebelumnya, perhatikan sifat-sifat logaritma berikut.

Misalkan diketahui ^alog b, ^alog c dengan a>0, b>0, c > 0.

^alog b = log b/log a

^alog a = 1

^alog b + ^blog c = ^alog bc

^alog b - ^blog c = ^alog b/c

^alog b . ^blog c = ^alog c

^alog bⁿ = n ^alog b

Beberapa bentuk persamaan logaritma dan penyelesaiannya sebagai berikut.
1. Bentuk ^alog f(x) = ^alog g(x)

^alog f(x) = ^alog g(x), dengan syarat a > 0,

Maka penyelesaiannya adalah f(x) = g(x), f(x) > 0 dan g(x) > 0

g(x) boleh berupa konstanta

2. Bentuk ^alog f(x) = ^blog f(x)

^alog f(x) = ^blog f(x), dengan syarat a, b > 0,

Maka penyelesaiannya adalah f(x)= 1

3. Bentuk ^h(x)log f(x) = ^h(x)log g(x)

^h(x)log f(x) = ^h(X)log g(x), dengan syarat h(x) > 0,

Maka penyelesaiannya adalah f(x) = g(x), f(x) > 0, g(x) > 0, h(x) tidak sama dengan 1.

Lebih jelasnya perhatikan  beberapa contoh berikut.

Tentukan penyelesaian dari persamaan logaritma berikut

1.  ⁵log 2x = ⁵log 20

2.  ³log (3x + 1) = ³log 25

3.  ^xlog (2x + 3) = ^xlog (x + 9)

4.  ⁴log (5x + 4) = 3

5.  ²log (2x²+ 15) = ²log (x² + 8x)

Jawaban:

1.  ⁵log 2x = ⁵log 20

       2x = 20

         x = 10

Jadi, penyelesaiannya adalah x = 10.

2.  ³log (3x + 1) = ³log 25

3x + 1 = 25

      3x = 24

        x =  8

Jadi, penyelesaiannya adalah x = 8.

3.  ^xlog (2x + 3) = ^xlog (x + 9), syaratnya x>0.

2x + 3 = x + 9

2x – x = 9 – 3

       x = 6

Jadi, penyelesaiannya adalah x = 6.

4.  ⁴log (5x + 4) = 3

⁴log (5x + 4) = ⁴log 4³

⁴log (5x + 4) = ⁴log 64

          5x + 4 = 64

                5x = 60

                  x = 12

Jadi, penyelesaiannya adalah x = 12.

5.  ²log (2x²+ 15) = ²log (x² + 8x)

2x²+ 15 = x² + 8x

2x²– x² –  8x + 15 = 0

         x²–  8x + 15 = 0

         (x – 3)(x – 5) = 0

         x = 3 atau x = 5

     Jadi, penyelesaiannya adalah x = 3 atau x = 5.

Pertidaksamaan Logaritma
Dalam menyelesaikan pertidaksamaan logaritma, langkah-langkah penyelesaiannya hampir sama dengan cara penyelesaian padapersamaan logaritma. Hanya saja lebih memperhatikan tanda ketidaksamaanya.
Untuk lebih jelasnya, perhatikan beberapa contoh berikut.

Tentukan penyelesaian dari pertidaksamaan logaritma berikut

1.  ⁵log 3x + 5 < ⁵log 35

2.  ³log (2x + 3) > ³log 15

3.  ²log (6x + 2) < ²log (x + 27)

4.  ²log (5x – 14) < 6

5.  ⁴log (2x²+ 24) > ⁴log (x² + 10x) 
6.  ^x+1log (2x – 3) < ^x+1log (x + 5)
7.  ^2x-5log (x²+ 5x) > ^2x-5log (4x + 12)

Jawaban:

1.  ⁵log 3x + 5 < ⁵log 35

Syarat nilai bilangan pada logaritma 3x + 5 > 0 atau x > -5/3 ..... (1)

3x + 5 < 35

      3x < 30

        x < 10  ....(2)

Jadi dari (1) dan (2) diperoleh penyelesaian -5/3 < x < 10.

2.  ³log (2x + 3) > ³log 15

Syarat nilai bilangan pada logaritma 2x + 3 > 0 atau x > -3/2 ..... (1)

Perbandingan nilai pada logaritma

2x + 3 > 15

      2x > 12

        x > 6  ....(2)

Jadi, dari (1) dan (2) diperoleh penyelesaian x > 6.

3.  ²log (6x + 2) < ²log (x + 27)

Syarat nilai bilangan pada logaritma:

6x + 2 > 0, maka x > -1/3 .... (1)

x + 27 > 0, maka x > -27 ..... (2)

Perbandingan nilai pada logaritma

6x + 2 < x + 27

 6x – x < 27 – 2

      5x < 25

        x < 5   ..... (3)

Jadi, dari (1), (2),dan (3) diperoleh penyelesaian -1/3 < x < 5

4.  ²log (5x – 16) < 6

Syarat nilai bilangan pada logaritma:

5x – 16 > 0, maka x > 16/5 .... (1)

Perbandingan nilai pada logaritma

²log (5x – 16) < ²log 26

²log (5x – 16) < ²log 64

         5x – 16 <  64

                5x < 80

                  x < 16 . . . . (2)

Jadi, dari (1) dan (2) diperoleh penyelesaian 16/5 < x < 16.

5.  ⁴log (2x²+ 24) > ⁴log (x² + 10x)

Syarat nilai pada logaritma.

2x²+ 24 > 0 (definit positif). Jadi, berlaku untuk setiap x  . . . (1)

x²+ 10x > 0, maka x < -10  atau x > 0 . . . . (2)

Perbandingan nilai pada logaritma

(2x²+ 24) >  (x² + 10x)

2x²- x² - 10x + 24 > 0

        x²- 10x + 24 > 0

        (x – 4)(x – 6) >

       x < 4 atau x > 6 ....(3)

Jadi, dari (1), (2), dan (3) diperoleh penyelesaian x < -10 atau x > 6.

6.  ^x+1log (2x – 3) < ^x+1log (x + 5)

Syarat nilai pada bilangan x+1>0  
Batas ini dibagi menjadi 2,yaitu 0<x+1<1 dan x+1>1, sehingga diperoleh batas-batas berikut.

Untuk  0<x+1<1 atau -1 < x <0. . . (1)
Syarat nilai pada logaritma.

2x – 3 > 0, maka x>3/2       . . . (2)

x + 5 > 0, maka x > -5        . . . (3)

Perbandingan nilai pada logaritma

(2x – 3) >  (x + 5)

   2x - x > 5 + 3

          x >  8         ...(4)

    Dari pertidaksamaan (1), (2), (3) dam (4), tidak ada irisan penyelesaian.

 
Untuk  x+1>1 atau x > 0 . . . (1)
Syarat nilai pada logaritma.

2x – 3 > 0, maka x>3/2       . . . (2)

x + 5 > 0, maka x > -5        . . . (3)

Perbandingan nilai pada logaritma

(2x – 3) <  (x + 5)

   2x - x < 5 + 3

          x <  8         ...(4)

    Dari pertidaksamaan (1), (2), (3) dan (4), ada irisan penyelesaian yaitu 3/2 <x < 8.
Jadi, penyelesaiannya adalah 3/2 <x< 8.

7.  ^2x-5log (x²+ 5x) > ^2x-5log (4x + 12)

Syarat nilai pada bilangan 2x-5 > 0  
Batas ini dibagi menjadi 2,yaitu 0<2x-5<1 dan 2x-5>1, sehingga diperoleh batas-batas berikut.

Untuk  0< 2x-5 <1 atau 5/2 < x < 3        . . . (1)
Syarat nilai pada logaritma.

x²+ 5x > 0, maka x < -5 atau x > 0       . . . (2)

4x + 12 > 0, maka x > -3                       . . . (3)
Perbandingan nilai pada logaritma
(x²+ 5x) < (4x + 12)
x²+ 5x - 4x - 12 < 0

        x²+ x - 12 < 0

    (x + 4)(x - 3) < 0 

       -4 < x < 3              . . . . . (4)

 

Dari pertidaksamaan (1), (2), (3) dan (4), ada irisan penyelesaian yaitu 5/2 < x < 3.

     

     Untuk  2x-5 > 1 atau  x > 3       . . . (1)
     Syarat nilai pada logaritma.

x²+ 5x > 0, maka x < -5 atau x > 0       . . . (2)

4x - 12 > 0, maka x > 3            . . . (3)

    

Perbandingan nilai pada logaritma

(x²+ 5x) > (4x + 12)
x²+ 5x - 4x - 12 > 0

         x²+ x - 12 > 0

(x + 4)(x - 3) > 0 

x <-4 atau  x > 3        . . . . . (4)

  

Dari pertidaksamaan (1), (2), (3) dan (4), ada irisan penyelesaian yaitu x > 3.

 

Jika, kedua penyelesaian digabungkan maka diperoleh penyelesaian x > 5/2 dan x =/ 3.

 

Demikian sedikit contoh cara menyelesaikan persamaan dan pertidaksamaan logaritma yang dapat saya berikan. 
Semoga bermanfaat bagi Anda.

Menyelesaikan Persamaan dan Pertidaksamaan Nilai Mutlak

Menyelesaikan Persamaan Mutlak

Nilai mutlak suatu bilangan dapat diartikan jarak antara bilangan tersebut dari titik nol(0). Dengan demikian jarak selalu bernilai positif.
Misalnya:
Parhatikan garis bilangan berikut.

Jarak angka 6 dari titik 0 adalah 6
Jarak angka -6 dari titik 0 adalah 6 
jarak angka -3 dari titik 0 adalah 3
Jarak angka 3 dari titik0 adalah 3.

Dari penjelesan di atas memang tampak bahwa nilai mutlak suatu bilangan selalu bernilai positif. 
Berkaitan dengan menentukan nilai mutlak suatu bilangan, maka muncullah tanda mutlak. Tanda mutlak disimbolkan dengan  garis 2 ditepi suatu bilangan atau bentuk aljabar.
Misalnya seperti berikut.

Secara umum, bentuk persamaan nilai mutlak dapat dimaknai seperti berikut.

Jika kita mempunyai persamaan dalam bentuk aljabar, maka dapat dimaknai sebagai berikut.

Jadi, bentuk dasar di atas dpat digunakan untuk membantu menyelesaikan persamaan mutlak.
Lebih jelasnya perhatikan contoh-contoh berikut.

Contoh
Tentukan himpunan penyelesaian dari persamaan nilai Mutlak di bawah ini.

Jawaban:
Bentuk-Bentuk persamaan nilai mutlak di atas dapat diselesaikan sebagai berikut. Pada prinsipnya, langkah langkah penyelesaian nilai mutlak diusahakan bentuk mutlak berada di ruas kiri. 
1. Pada bentuk ini ada dua penyelesaian.
   (*) x + 5 = 3  , maka  x = 3 - 5 = -2
   (**) x + 5 = -3, maka x = -3 - 5 = -8
  Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah {-2, -8}

2.  Pada bentuk ini ada dua penyelesaian.
   (*) 2x + 3 = 5  , maka  2x = 5 - 3
                                       2x = 2  <==>  x = 1
   (**) 2x + 3 = -5  , maka  2x = -5 -3
                                         2x = -8  <==> x = -4
  Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah {-4, 1}

3. Perhatikan bentuk aljabar di dalam tanda mutlak, yaitu x+1. Penyelesaian persamaan nilai mutlak ini juga dibagi menjadi dua bagian.
Bagian pertama untuk batasan x+1>= 0 atau x >= -1

Bagian kedua untuk batasan x+1< 0 atau x < -1
Mari kita selesaikan.
(*) untuk x >=-1
     Persamaan mutlak dapat ditulis:
    (x + 1) + 2x = 7
                   3x = 7 - 1
                   3x = 6
                     x = 2 (terpenuhi, karena batasan >= -1)

(**) untuk x < -1
     Persamaan mutlak dapat ditulis:
    -(x + 1) + 2x = 7
        -x - 1 + 2x = 7
                      x = 7 + 1                
                      x = 8 (tidak terpenuhi, karena batasan < -1)

Jadi, Himpunan penyelesaiannya adalah {2}.

 4. 
Perhatikan bentuk aljabar di dalam tanda mutlak, yaitu 3x + 4. Penyelesaian persamaan nilai mutlak ini juga dibagi menjadi dua bagian.
Bagian pertama untuk batasan 3x+4>= 0 atau x >= -4/3

Bagian kedua untuk batasan 3x+4< 0 atau x < -4/3
Mari kita selesaikan.
(*) untuk x >=-4/3
     Persamaan mutlak dapat ditulis:
    (3x + 4) = x - 8
        3x - x = -8 - 4
             2x =-12
               x = -6 (tidak terpenuhi, karena batasan >= -4/3)
(**) untuk x < -4/3
     Persamaan mutlak dapat ditulis:
    -(3x + 4) = x - 8
        -3x - 4 = x -8
         -3x - x = -8 + 4
              -4x = -4
                 x = 1 (tidak terpenuhi, karena batasan < -4/3)

Jadi, Tidak ada Himpunan penyelesaiannya.

Menyelesaikan Pertidaksamaan Nilai Mutlak
Menyelesaikan pertidaksamaan nilai mutlak caranya hampir sama dengan persamaan nilai mutlak. hanya saja berbeda sedikit pada tanda ketidaksamaannya. Langkah-langkah selanjutnya seperti menyelesaikan pertidaksamaan linear atau kuadrat satu variabel .
Pertidaksamaan  mutlak dapat digambarkan sebagai berikut.

Apabila fungsi di dalam nilai mutlak berbentuk ax + b maka pertidaksamaan nilai mutlak dapat diselesaikan seperti berikut.








Lebih jelasnya perhatikan contoh berikut ini.

Contoh
Tentukan himpunan penyelesaian dari Pertidaksamaan nilai mutlak berikut ini.

Jawaban
1. Cara menyelesaikan pertidaksamaan mutlak ini sebagai berikut.
    -9 < x+7 < 9
    -9 - 7 < x < 9 - 7
       -16 < x < 2
   Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah { x/ -16 < x < 2}

2. Cara menyelesaikan pertidaksamaan mutlak ini dibagi menjadi dua bagian.
   (*) 2x - 1 >=  7
             2x  >=  7 + 1
             2x  >= 8
               x  >= 4

  (**) 2x - 1 <= -7
             2x   <= -7 + 1
             2x   <= -6
               x   <= -3
  
    Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah { x/ x <= -3 atau x >= 4}

 3. Kalau dalam bentuk soal ini, langkah menyelesaikan pertidaksamaannya dengan mengkuadratkan kedua ruas.
perhatikan proses berikut ini.

(x + 3)² <= (2x – 3)²

(x + 3)² - (2x – 3)²<= 0

(x + 3 + 2x – 3) - (x + 3 – 2x + 3) <= 0 (ingat: a² – b² = (a+b)(a-b))

x (6 - x) <=0

Pembuat nol adalah x = 0 dan x = 6

Mari selidiki menggunakan garis bilangan

Oleh karena batasnya <= 0, maka penyelesaiannya adalah x <=0 atau x >=6.

Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah {x/ x <= 0 atau x >= 6}.

Mari selidiki menggunakan garis bilangan

Oleh karena batasnya <= 0, maka penyelesaiannya adalah x <=0 atau x >=6.

Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah {x/ x <= 0 atau x >= 6}.

4. Menyelesaikan pertidaksamaan nilai mutlak seperti ini lebih mudah menggunakan cara menjabarkan definisi.
Prinsipnya adalah batasan-batasan pada fungsi nilai mutlaknya.
Perhatikan pada 3x + 1 dan 2x + 4.

Dari batasan batasan itu maka dapat diperoleh batasan-batasan nilai penyelesaian seperti pada garis bilangan di bawah ini.

Dengan garis bilangan tersebut maka pengerjaanya dibagi menjadi 3 bagian daerah penyelesaian.
1. Untuk batasan x >= -1/3  ......(1)
   (3x + 1) - (2x + 4) < 10
          3x + 1 - 2x- 4 < 10
                         x- 3 < 10
                             x < 13 .......(2)

  Dari (1) dan (2) diperoleh irisan penyelesaian -1/3 <= x < 13

2. Untuk batasan -2<= x < -1/3  ......(1)
    -(3x + 1) - (2x + 4) < 10
          -3x - 1 - 2x - 4 < 10
                       -5x - 5 < 10
                             -5x < 15 
                               -x < 3
                             x > 3 .......(2)

  Dari (1) dan (2) tidak diperoleh irisan penyelesaian atau tidak ada penyelesaian.

3. Untuk batasan x < -2  ......(1)
   -(3x + 1) + (2x + 4) < 10
         -3x - 1 + 2x + 4 < 10
                        -x + 3 < 10
                             -x  < 7
                                x > -7 .......(2)

  Dari (1) dan (2) diperoleh irisan penyelesaian -7 < x < -2.

Jadi, himpunan penyelesaiannya adalah {x/ -1/3 <= x < 13 atau -7 < x < -2}.

Perhatikan contoh Pertidaksamaan mutlak lainnya berikut.

Cara Menyelesaikan Soal SPLDV dengan Metode Eliminasi

Menyelesaikan Soal SPLDV dengan Metode Eliminasi – Pada pembahasan Rumus Matematika Dasar sebelumnya kita sudah belajar bersama mengenai cara menyelesaikan soal SPLDVdengan metode substitusi. Kali ini kita akan membahas metode lain yang juga bisa digunakan untuk mengerjakan soal-soal SPLDV yang dinamakan dengan metode Eliminasi. Yang dimaksud dengan metode eliminasi adalah menghilangkan atau melenyapkan salah satu variabel dan variabel yang akan di eliminasi haruslah memiliki koefisien yang sama. Apabila koefisien variabel tidak sama maka kalian harus mengalikan salah satu persamaan dengan konstanta tertentu sehingga akan ada variabel yang memiliki koefisien sama. Untuk memahami metode ini, langsung saja kita cermati contoh soal dan cara penyelesaiannya di bawah ini:

Contoh Soal SPLDV dan Penyelesaiannya dengan Metode Eliminasi

Contoh Soal 1:

Ada dua buah persamaan, yaitu 2x + y = 8 dan x – y = 10 dengan x, y R. Tentukanlah himpunan penyelesaian sistem persamaan tersebut dengan metode eliminasi!

Penyelesaian:

Dari kedua persamaan tersebut, kalian bisa melihat koefisien yang sama dimiliki oleh variabel y. Maka dari itu, variabel y inilah yang bisa kita hilangkan dengan cara dijumlahkan. Dengan demikian nilai x bisa ditentukan dengan cara berikut ini:

2x + y = 8

  x – y = 10 +

      3x = 18

        X = 6

2x + y = 8 | x 1 | 2x + y = 8

x – y = 10 | x 2 | 2x – 2y = 20 –

                                  3y = -12

                                   y = -4

Maka, himpunan penyelesaian dari sistem persamaan di atas adalah {(6, 4)}.

Metode Campuran

Selain dengan menggunakan metode grafik, metode substitusi, dan metode eliminasi, sistem persamaan linear juga bisa kita selesaikan dengan menggunakan metode campuran yang merupakan kombinasi dari metode substitusi dengan metode eliminasi. Caranya adalah dengan menyelesaikan SPLDV dengan metode eliminasi terlebih dahulu baru kemudian dilanjutkan dengan metode substitusi. Simak contoh soal di bawah ini untuk memahami caranya:

Contoh Soal 2:

Tentukan himpunan penyelesaian dari sistem persamaan 2x + y = 5 dan 3x – 2y = 11 dimana x, y R.

Penyelesaian:

2x + y = 5 ........ (1)

3x – 2y = 11 .... (2)

Dari kedua persamaan di atas tidak ditemukan koefisien variabel yang sama sehingga salah satu koefisien variabel harus disamakan terlebih dahulu dengan cara mengalikan kedua persamaan dengan suatu bilangan. Semisal kita ingin meyamakan koefisien dari variabel x maka persamaan pertama dikalikan dengan 3 dan persamaan yang kedua dikalikan dengan 2.

2x + y = 5      | x3 | ó 6x + 3y = 15

3x – 2y = 11  | x2 | ó6x – 4y = 22 -

                                            7y = -7

                                             Y = -1

Lalu hasil tersebut bisa kita substitusikan ke salah satu persamaan. Misalkan persamaan pertama, sehingga diperoleh:

2x + y = 5

2x -1 = 5

2x = 5 + 1

2x = 6

x = 3

Jadi, himpunan penyelesaian dari sistem persamaan linear tersebut adalah {(3, -1)}

Sekian pembahasan lengkap yang dapat kami sampaikan kepada kalian semua tentang Menyelesaikan Soal SPLDV dengan Metode Eliminasi semoga bisa membantu kalian agar lebih mudah dalam menyelesaikan soal-soal seputar sistem persamaan linear dua variabel. Sampai berjumpa kembali dalam pembahasan soal-soal berikutnya.

Cara Menyelesaikan Soal SPLDV Dengan Metode Substitusi

Menyelesaikan Soal SPLDV Dengan Metode Substitusi - Jika sebelumnya telah diulas mengenai bagaimana cara menyelesaikan SPLDV dengan metode grafik maka pada kesempatan kali ini Rumus Matematika Dasar akan menjelaskan metode lain yang bisa kalian gunakan untuk menyelesaikan soal-soal mengenai sistem persamaan linear dua variabel. Cara yang digunakan di dalam metode ini ialah dengan menyatakan variabel yang satu ke dalam variabel yang lain pada suatu persamaan. Agar kalian lebih mudah dalam memahami metode ini langsung saja kita praktekkan untuk menyelesaikan contoh soal yang ada di bawah ini:

Cara Menyelesaikan Soal SPLDV Dengan Metode Substitusi

Contoh Soal:

Gunakan metode subtitusi untuk menentukan himpunan penyelesaian dari sistem persamaan 5x + 5y = 25 dan 3x + 6y = 24 untuk x, y ∈ R!

Penyelesaian:

5x + 5y = 25 .......... (1)

3x + 6y = 24 .......... (2)

Perhatikan persamaan (1)

5x + 5y = 25 ó5y = 25 – 5x

                       ó y = 5 – x

Kemudian, nilai y tersebut disubtitusikan pada persamaan (2) sehingga diperoleh:

3x + 6y = 24 ó3x + 6(5 – x) = 24

                       ó3x + 30 – 6x = 24

                       ó- 3x = -30 + 24

                       ó- 3x = -6

                       ó x = 2

Nilai y yang diperoleh dengan mensubtitusikan nilai x = 2 pada persamaan (1) atau persamaan (2) sehingga diperoleh:

5x + 5y = 25 ó5 x 2 + 5y = 25

                       ó10 + 5y = 25

                       ó5y = 15

                       óy = 3

Jadi himpunan penyelesaian dari sistem persamaan 5x + 5y = 25 dan 3x + 6y = 24 adalah {(2, 3)}

Itulah serangkaian langkah-langkah yang bisa kalian ikuti guna Menyelesaikan Soal SPLDV Dengan Metode Substitusi. Pada artikel selanjutnya akan dijelaskan metode lain yang bisa digunakan untuk menyelesaikan soal-soal serupa tentang sistem persamaan linear dua variabel.