Nomor 6
Jika $ 2 < a < 3 $ , maka semua nilai $x$ yang memenuhi pertidaksamaan $\frac{(1-x)(x+2)}{-ax^2 + 2x - 4 } > 0 $ adalah ...
$\spadesuit \, $ Nilai diskriminan (D) dari penyebutnya: $ -ax^2 + 2x - 4 $
$D=b^2-4ac=(2)^2-4.(-a).(-4)=4-16a \, , $
diperoleh $ D = 4-16a $
karena nilai $a$ terletak pada interval $ 2 < a < 3 $ , maka nilai D negatif ($D<0$).
$ -ax^2 + 2x - 4 \left\{ \begin{array}{c} D < 0 \\ -a < 0 \end{array} \right. $
ini artinya $ -ax^2 + 2x - 4 \, $ definit negatif (nilainya akan selalu negatif untuk semua $x$), sehingga $ -ax^2 + 2x - 4 \, $ bisa dicoret (tanda ketaksamaan dibalik).
$\begin{align} \frac{(1-x)(x+2)}{-ax^2 + 2x - 4 } & > 0 \\ \frac{(1-x)(x+2)}{1}& < 0 \\ x=1 \vee x & =-2 \end{align}$
Karena yang diminta $ < 0 \, $ , maka solusinya adalah $ \{ x < -2 \vee x > 1 \} \, $
Jadi, solusinya adalah $HP = \{ x < -2 \vee x > 1 \}. \heartsuit $
Catatan : jika definit positif (syarat $ D < 0 \, $ dan $ a > 0 $ ), maka tanda ketaksamaan tidak dibalik.
$D=b^2-4ac=(2)^2-4.(-a).(-4)=4-16a \, , $
diperoleh $ D = 4-16a $
karena nilai $a$ terletak pada interval $ 2 < a < 3 $ , maka nilai D negatif ($D<0$).
$ -ax^2 + 2x - 4 \left\{ \begin{array}{c} D < 0 \\ -a < 0 \end{array} \right. $
ini artinya $ -ax^2 + 2x - 4 \, $ definit negatif (nilainya akan selalu negatif untuk semua $x$), sehingga $ -ax^2 + 2x - 4 \, $ bisa dicoret (tanda ketaksamaan dibalik).
$\begin{align} \frac{(1-x)(x+2)}{-ax^2 + 2x - 4 } & > 0 \\ \frac{(1-x)(x+2)}{1}& < 0 \\ x=1 \vee x & =-2 \end{align}$
Karena yang diminta $ < 0 \, $ , maka solusinya adalah $ \{ x < -2 \vee x > 1 \} \, $
Jadi, solusinya adalah $HP = \{ x < -2 \vee x > 1 \}. \heartsuit $
Catatan : jika definit positif (syarat $ D < 0 \, $ dan $ a > 0 $ ), maka tanda ketaksamaan tidak dibalik.
Nomor 7
Pada tahun 2012 perusahaan A memproduksi 3000 mobil dengan peningkatan produksi 100 mobil per tahun, sedangkan perusahaan B memproduksi
5000 mobil dengan peningkatan produksi 20 mobil per tahun. Banyak produksi mobil perusahaan A sama dengan banyak produksi mobil perusahaan B
pada tahun .....
$\clubsuit \, $ Barisan aritmetika : $ u_n = a + (n-1)b $
Perusahaan A : $ a = 3000 , \, b = 100 $
$u_n(A) = 3000 + (n-1)100 $
Perusahaan B : $ a = 5000 , \, b = 20 $
$u_n(B) = 5000 + (n-1)20 $
$\clubsuit \, $ Menentukan nilai $ n $
$\begin{align} \text{perusahaan A } & = \text{perusahaan B} \\ u_n(A) & = u_n(B) \\ 3000 + (n-1)100 & = 5000 + (n-1)20 \\ 3000 + 100n - 100 & = 5000 + 20n - 20 \\ 80n & = 2080 \\ n & = \frac{2080}{80} = 26 \end{align} $
$\clubsuit \, $ Analisa setiap suku
*). untuk $ n = 1 \, $ , artinya suku pertama yaitu pada tahun 2012
*). untuk $ n = 2 \, $ , artinya suku kedua yaitu pada
tahun 2012 + 2 - 1 = 2013
Sehingga untuk $ n = 26 \, $ , artinya suku ke-26 yaitu pada
tahun 2012 + 26 - 1 = 2037.
Jadi, produksinya sama pada tahun 2037 . $\heartsuit$
Perusahaan A : $ a = 3000 , \, b = 100 $
$u_n(A) = 3000 + (n-1)100 $
Perusahaan B : $ a = 5000 , \, b = 20 $
$u_n(B) = 5000 + (n-1)20 $
$\clubsuit \, $ Menentukan nilai $ n $
$\begin{align} \text{perusahaan A } & = \text{perusahaan B} \\ u_n(A) & = u_n(B) \\ 3000 + (n-1)100 & = 5000 + (n-1)20 \\ 3000 + 100n - 100 & = 5000 + 20n - 20 \\ 80n & = 2080 \\ n & = \frac{2080}{80} = 26 \end{align} $
$\clubsuit \, $ Analisa setiap suku
*). untuk $ n = 1 \, $ , artinya suku pertama yaitu pada tahun 2012
*). untuk $ n = 2 \, $ , artinya suku kedua yaitu pada
tahun 2012 + 2 - 1 = 2013
Sehingga untuk $ n = 26 \, $ , artinya suku ke-26 yaitu pada
tahun 2012 + 26 - 1 = 2037.
Jadi, produksinya sama pada tahun 2037 . $\heartsuit$
Nomor 8
Distribusi berat bayi lahir di rumah sakit A dan B dapat dilihat pada diagram berikut,
Berat badan bayi dikatakan normal apabila berat lahirnya lebih dari 2500 gram. Banyak bayi normal yang lahir di dua rumah sakit tersebut adalah ...
Berat badan bayi dikatakan normal apabila berat lahirnya lebih dari 2500 gram. Banyak bayi normal yang lahir di dua rumah sakit tersebut adalah ...
$\spadesuit \, $ Menghitung banyak bayi normal setiap rumah sakit :
RS A = 60 + 32 = 92
RS B = 68 + 12 = 80
$\spadesuit \, $ Sehingga total bayi normal :
Total = RS A + RS B = 92 + 80 = 172 bayi.
Jadi, banyak bayi normal ada 172 bayi. $\heartsuit$
RS A = 60 + 32 = 92
RS B = 68 + 12 = 80
$\spadesuit \, $ Sehingga total bayi normal :
Total = RS A + RS B = 92 + 80 = 172 bayi.
Jadi, banyak bayi normal ada 172 bayi. $\heartsuit$
Nomor 9
Siswa-siswa kelas XI A mengikuti tes matematika dengan hasil sebagai berikut. Lima siswa memperoleh
skor 100, siswa yang lain memperoleh skor minimal 60, dan rata-rata skor semua siswa adalah 75. Banyak siswa pada kelas tersebut
paling sedikit adalah ....
$\clubsuit \, $ Konsep rata-rata gabungan : $ \overline{X}_\text{gb} = \frac{n_1.\overline{X}_1 + n_2.\overline{X}_2}{n_1+n_2} $
Keterangan :
$ n_1 \, $ = banyak kelomok pertama, $ \overline{X}_1 \, $ = rata - rata kelompok pertama,
dan $ \overline{X}_\text{gb} \, $ = rata-rata gabungan semua kelompok.
Misalkan $ m = \, $ banyaknya siswa kelas XI A.
dari soal diketahui :
$ n_1 = 5, \, \overline{X}_1 = 100, \, n_2 = (m-5) , \, \overline{X}_2 \text{(min)} = 60, $
$ \overline{X}_\text{gb} = 75 $
$\clubsuit \, $ Menentukan nilai $ m $
Karena yang dipilih rata-rata kelompok dua ($\overline{X}_2$) adalah rata-rata minimal, maka rata-rata gabungan aslinya lebih besar dari rata-rata gabungan minimalnya.
$\begin{align} \overline{X}_\text{gb} & \geq \overline{X}_\text{gb} \text{(minimal)} \\ \overline{X}_\text{gb} & \geq \frac{n_1.\overline{X}_1 + n_2.\overline{X}_2 \text{(minimal)}}{n_1+n_2} \\ 75 & \geq \frac{5.100 + (m-5).60 }{5 + (m-5)} \\ 75 & \geq \frac{500 + 60m-300 }{m} \\ 75m & \geq 60m + 200 \\ 15 m & \geq 200 \\ m & \geq 13,333 \end{align}$
karena nilai $ m \geq 13,333 \, $ , maka nilai $ m \, $ terkecilnya adalah $ m = 14 $ .
Jadi, banyaknya siswa paling sedikit ada 14 siswa. $ \heartsuit $
Keterangan :
$ n_1 \, $ = banyak kelomok pertama, $ \overline{X}_1 \, $ = rata - rata kelompok pertama,
dan $ \overline{X}_\text{gb} \, $ = rata-rata gabungan semua kelompok.
Misalkan $ m = \, $ banyaknya siswa kelas XI A.
dari soal diketahui :
$ n_1 = 5, \, \overline{X}_1 = 100, \, n_2 = (m-5) , \, \overline{X}_2 \text{(min)} = 60, $
$ \overline{X}_\text{gb} = 75 $
$\clubsuit \, $ Menentukan nilai $ m $
Karena yang dipilih rata-rata kelompok dua ($\overline{X}_2$) adalah rata-rata minimal, maka rata-rata gabungan aslinya lebih besar dari rata-rata gabungan minimalnya.
$\begin{align} \overline{X}_\text{gb} & \geq \overline{X}_\text{gb} \text{(minimal)} \\ \overline{X}_\text{gb} & \geq \frac{n_1.\overline{X}_1 + n_2.\overline{X}_2 \text{(minimal)}}{n_1+n_2} \\ 75 & \geq \frac{5.100 + (m-5).60 }{5 + (m-5)} \\ 75 & \geq \frac{500 + 60m-300 }{m} \\ 75m & \geq 60m + 200 \\ 15 m & \geq 200 \\ m & \geq 13,333 \end{align}$
karena nilai $ m \geq 13,333 \, $ , maka nilai $ m \, $ terkecilnya adalah $ m = 14 $ .
Jadi, banyaknya siswa paling sedikit ada 14 siswa. $ \heartsuit $
Nomor 10
Jika $f \left( \frac{1}{x-1} \right) = \frac{x-6}{x+3} \, $ dan $ f^{-1} (a) = -1 , \, $
maka nilai $ a \, $ adalah ...
$\spadesuit \, $ Konsep invers : $ A=f(B) \Leftrightarrow f^{-1}(A) = B$
sehingga : $ f^{-1} (a) = -1 \Leftrightarrow a = f(-1) \, $ atau ditulis $ f(-1)= a $
$\spadesuit \, $ Menyamakan bentuk persamaan dengan yang ditanyakan
$\begin{align} f \left( \frac{1}{x-1} \right) & = \frac{x-6}{x+3} \, \, \, \text{....(soal)} \\ f(-1) & = a \, \, \, \text{......(yang ditanyakan)} \\ \text{ diperoleh kesamaan : } & \frac{1}{x-1} = -1 \, \, \text{ dan } \, \, a = \frac{x-6}{x+3} \\ \frac{1}{x-1} = -1 \rightarrow 1 & = 1-x \\ x & = 0 \\ a = \frac{x-6}{x+3} \rightarrow a & = \frac{0-6}{0+3} \, \, \, \text{(substitusi } x = 0 ) \\ a & = \frac{-6}{3} = -2 \end{align} $
sehingga nilai $ a = -2 \, $
Jadi, nilai $ a = -2 . \heartsuit $
sehingga : $ f^{-1} (a) = -1 \Leftrightarrow a = f(-1) \, $ atau ditulis $ f(-1)= a $
$\spadesuit \, $ Menyamakan bentuk persamaan dengan yang ditanyakan
$\begin{align} f \left( \frac{1}{x-1} \right) & = \frac{x-6}{x+3} \, \, \, \text{....(soal)} \\ f(-1) & = a \, \, \, \text{......(yang ditanyakan)} \\ \text{ diperoleh kesamaan : } & \frac{1}{x-1} = -1 \, \, \text{ dan } \, \, a = \frac{x-6}{x+3} \\ \frac{1}{x-1} = -1 \rightarrow 1 & = 1-x \\ x & = 0 \\ a = \frac{x-6}{x+3} \rightarrow a & = \frac{0-6}{0+3} \, \, \, \text{(substitusi } x = 0 ) \\ a & = \frac{-6}{3} = -2 \end{align} $
sehingga nilai $ a = -2 \, $
Jadi, nilai $ a = -2 . \heartsuit $