Sistem Persamaan dan Pertidaksamaan Linear
📋Capaian Pembelajaran
Fase E, elemen Aljabar dan Fungsi: menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan sistem pertidaksamaan linear dua variabel. Sistem persamaan linear (dua variabel di Fase D, tiga variabel sebagai perluasannya) menjadi alat untuk menentukan titik potong batas daerah, dan juga diuji tersendiri di TKA.
🎯Yang perlu kamu kuasai
- Menyelesaikan SPLDV dan SPLTV dengan eliminasi dan substitusi.
- Memutuskan apakah data cukup untuk menentukan penyelesaian tunggal.
- Menggambar daerah penyelesaian sistem pertidaksamaan linear dua variabel.
- Menyusun model dari soal cerita dan menentukan nilai optimum fungsi tujuan.
📚Materi
1. Sistem persamaan linear
SPLDV \( a_1x + b_1y = c_1,\ a_2x + b_2y = c_2 \) diselesaikan dengan eliminasi (samakan koefisien satu variabel lalu kurangkan) atau substitusi. Jumlah penyelesaian:
- tunggal jika \( \dfrac{a_1}{a_2} \neq \dfrac{b_1}{b_2} \) (garis berpotongan);
- tidak ada jika \( \dfrac{a_1}{a_2} = \dfrac{b_1}{b_2} \neq \dfrac{c_1}{c_2} \) (garis sejajar);
- tak hingga jika ketiga perbandingan sama (garis berimpit) — kedua persamaan sebenarnya satu informasi, sehingga data tidak cukup.
SPLTV (tiga variabel, tiga persamaan): eliminasi satu variabel dari dua pasang persamaan, sehingga terbentuk SPLDV; selesaikan, lalu substitusikan kembali.
2. Daerah penyelesaian
Gambar garis batas \( ax + by = c \) dari titik potong sumbu (x = 0 dan y = 0). Uji titik (0, 0): jika memenuhi pertidaksamaan, daerah yang memuat O adalah daerah penyelesaian (DP). Untuk ≤ atau ≥ garis batas ikut; syarat \( x \ge 0,\ y \ge 0 \) membatasi pada kuadran I.
3. Program linear
- Tentukan variabel (x, y), kendala (pertidaksamaan), dan fungsi tujuan \( f(x, y) = px + qy \).
- Gambar DP dan tentukan titik pojok (titik potong garis dengan eliminasi).
- Substitusikan setiap titik pojok ke fungsi tujuan; nilai terbesar adalah maksimum, terkecil minimum.
✏️Contoh soal
Kendala: \( x + 2y \le 12 \), \( 2x + y \le 12 \), \( x, y \ge 0 \). Tujuan: \( f = 40.000x + 30.000y \).
Titik potong kedua garis: kurangkan \( 2(x + 2y) = 24 \) dengan \( 2x + y = 12 \) → \( 3y = 12 \), \( y = 4 \), \( x = 4 \).
| Titik pojok | f (rupiah) |
|---|---|
| (0, 0) | 0 |
| (6, 0) | 240.000 |
| (4, 4) | 280.000 |
| (0, 6) | 180.000 |
Keuntungan maksimum Rp280.000 dengan membuat 4 tas dan 4 dompet.
📝Latihan
Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.
1. Selesaikan \( 2x + 3y = 13 \) dan \( x - y = -1 \).
2. Harga 2 buku dan 1 pena Rp17.000; 4 buku dan 2 pena Rp34.000. Dapatkah harga satu buku ditentukan?
3. Selesaikan \( x + y + z = 6 \), \( x - y + z = 2 \), \( 2x + y - z = 1 \).
4. Apakah titik (3, 3) termasuk DP pada gambar program linear di atas?
5. Tentukan nilai minimum \( f = 2x + 5y \) pada DP dengan titik pojok (0, 4), (2, 1), (6, 0).
6. Tuliskan pertidaksamaan untuk daerah di bawah garis yang melalui (0, 5) dan (10, 0), termasuk garisnya.
🎯Latihan TKA untuk topik ini
Soal-soal berikut dari latihan TKA Matematika SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.
- Paket 1 · Soal 6 PG — Menyelesaikan permasalahan kontekstual yang dimodelkan dengan sistem persamaan linear tiga variabel.
- Paket 1 · Soal 9 PGK MCMA — Menganalisis daerah penyelesaian dan nilai optimum fungsi tujuan pada masalah program linear.
- Paket 2 · Soal 6 PGK Kategori — Menyelesaikan sistem persamaan linear tiga variabel dari konteks belanja dan menilai pernyataan.
- Paket 2 · Soal 9 PG — Memutuskan kecukupan data untuk menentukan penyelesaian sistem persamaan linear dua variabel.