120428
- Menentukan akar-akar persamaan polinomial
Bagaimana
cara menentukan akar-akar persamaan polinomial ini?
x4
– 4x3 – x2 + 16x – 12 = 0
Penyelesaian:
Kalau
kita tulis akar-akar polinomial itu adalah p, q, r, dan s, maka
menurut teorema vieta berlaku
x4
– (p+q+r+s)x3 + (pq + pr + ps + qr + qs +
rs)x2 – (pqr + pqs + prs + qrs)x +
(pqrs)=0.
Ini
artinya
p
+ q + r + s = 4,
pq
+ pr + ps + qr + qs + rs = – 1,
pqr
+ pqs + prs + qrs = – 16, dan
pqrs
= – 12.
Nah,
yang akan kita lihat adalah pada pqrs nya atau pada koefisien
berderajat paling kecil, lebih mudahnya adalah biasanya yang paling
belakang dari polinomial itu. Pada persamaan itu nilai yang akan
menjadi patokan adalah – 12. Karena 12 itu adalah hasil kali dari
akar-akarnya, maka ada kemungkinan akar-akar polinomialnya adalah
faktor dari 12. Sekarang kita sebutkan faktor-faktor dari 12, yaitu
1, 2, 3, 4, 6, dan 12, itu juga berlaku untuk bilangan negatifnya.
Langkah
selanjutnya adalah menggunakan aturan Horner.
x4
|
x3
|
x2
|
x1
|
x0
|
|
koefisien
|
1
|
– 4
|
– 1
|
16
|
– 12
|
1
|
1
|
– 3
|
– 4
|
12
|
|
h(x) =
|
1
|
– 3
|
– 4
|
12
|
0
|
Ya,
sisanya nol. Berarti dugaan kita benar. 1 adalah faktor dari
polinomial itu. Berarti 1 adalah salah satu akar persamaan polinomial
itu. Sekarang kita punya hasil bagi h(x)= x3 – 3x2
– 4x + 12.
Secara
lengkap boleh kita tulis seperti ini.
x4
– 4x3 – x2 + 16x – 12 = (x – 1)(x3
– 3x2 – 4x + 12)
mungkin
2 adalah akar yang lain. Siapa tau kan? Kita coba saja lagi dengan
Horner. Kita pecah lagi h(x) yang telah kita dapat.
x3
|
x2
|
x1
|
x0
|
|
koefisien
|
1
|
– 3
|
– 4
|
12
|
2
|
2
|
– 2
|
– 12
|
|
h(x) =
|
1
|
– 1
|
– 6
|
0
|
Benar
sekali! :D berarti 2 juga akar persamaan polinomial itu. Kita
dapatkan h(x)= x2– x – 6.
Sekarang kita punya bentuk menarik dari polinomial yang tadi menjadi
seperti ini.
Pastinya
dengan sangat mudah kita dapat memfaktorkan bentuk h(x)
terakhir itu menjadi seperti ini.
x2–
x – 6 = (x – 3)(x + 2). Sehingga secara lengkap persamaan
polinomial tadi dapat kita ubah menjadi seperti ini.
x4
– 4x3 – x2 + 16x – 12 = 0
⇔ (x
– 1)(x – 2)(x – 3)(x + 2) = 0.
Jadi
akar-akar persamaan polinomial itu adalah x1
= – 2, x2 = 1, x3
= 2, dan x4 = 3.
Sekarang
kita kerjakan dengan geogebra.
Buka
geogebranya, kemudian kita masukkan polinomialnya pada input, (tanpa
= 0) seperti ini.
Akar persamaan artinya nilai x berapa saja sehingga polinomialnya itu nilainya nol? Kalimat itu berarti kapan (untuk x berapa saja) grafik itu berpotongan dengan sumbu X? Kita bisa mengetahuinya dengan sangat mudah dengan cara begini.
1.
Pilih intersect two object (perpotongan dua objek)
3.
Seketika muncul titik perpotongan grafik dan sumbu X. Itulah akar
persamaan polinomial
Mudah
sekali bukan? Akar-akarnya adalah A= – 2, B = 1, C = 2, dan
D = 3.
Polinomial
dengan akarnya berupa bilangan irrasional.
Sekarang bagaimana kalau
persamaan polinomialnya seperti ini? Masih bisakah kita
menyelesaikannya? Tentu saja bisa.
Penyelesaian:
Kita lihat, faktornya 6 adalah
1, 2, 3, dan 6. akan tetapi kalau kita masukkan bilangan-bilangan
itu, tidak menghasilkan nol. Bagaimana ini? Apa yang harus kita
lakukan?
Jangan panik. Kita cek dulu
dengan geogebra. Masukkan polinomial itu pada kotak input kemudian
tekan enter.
Untuk
mengetahui akar-akar polinomialnya, kita cari titik potong antara
grafik itu dengan sumbu X. Caranya dengan intersect two object, pilih
grafiknya, kemudian pilih sumbu X.
Akar-akarnya
adalah A = – 1,73 dan B = 1,73. kok hasilnya aneh? Desimal
gitu sih? Pasti itu hasilnya adalah pembulatan. Kurang tepat dong..
Apalagi kalau nanti kita cek dengan Horner, x kita ganti dengan 1,73
mungkin tidak menghasilkan nol.
Jangan
terburu-buru kecewa seperti itu, kawan, tidak baik. Sabar, orang
sabar akan disayang Allah. Mari kita menggunakan sarana yang ada di
geogebra untuk mengungkap apa yang terkandung di balik rahasia yang
ada. Kita pakai bantuan dari lingkaran. Klik ikon lingkaran
(circle with center through point: lingkaran dengan pusat tertentu dan melewati titik tertentu). Kemudian klik pada titik pusat O(0,0) dan klik titik B. Apa yang terjadi?
(circle with center through point: lingkaran dengan pusat tertentu dan melewati titik tertentu). Kemudian klik pada titik pusat O(0,0) dan klik titik B. Apa yang terjadi?
Terbentuk
satu lingkaran dengan pusat O(0,0) dan berjari-jari berapa? Kita
lihat pada bagian aljabarnya, seperti ini.
Diperoleh
persamaan lingkaran x² +y² = 3.
Lho, itu kan lingkaran dengan
pusat (0,0) dan jari-jarinya \[ \sqrt{3} \]
Sekarang aku tau nih.. Berarti
titik A = \[ \sqrt{3} \] dan
titik B = \[ \sqrt{3} \]
Artinya akar-akar persamaan
polinomial itu adalah \[ x_{1}=\sqrt{3}\; dan \;x_{2}=-\sqrt{3} \]
Ada satu lagi cara menarik yang
ditemukan oleh Ajatoel Oelja, seorang yang penuh energi dan
berselebrasi njungkel-njungkel, rol depan. Sangat unik pria yang satu
ini.
Persamaan polinomial
x⁴
– 2x³ –
x² + 6x – 6 = 0
bisa kita kerjakan dengan
mengelompokkan pangkat-pangkat yang selang-seling (pangkat genap
dengan pangkat genap: x⁴, x², x0 dan
pangkat ganjil dengan pangkat ganjil: x3,
x1) sehingga tercipta suasana yang sejuk
untuk dinikmati. Jadi persamaan polinomial itu kini menjadi seperti
ini.
x⁴
– x² –
6 – 2x³ + 6x = 0
⇔
(x⁴ –
x² – 6) –
(2x³ – 6x) = 0
⇔
(x² + 2)(x² – 3) –
2x(x² – 3) = 0
⇔
(x² – 2x + 2)(x² – 3) =
0.
Jelas
bahwa x² – 2x + 2 > 0 (positif).
Jadi x² – 3
haruslah bernilai nol.
Diperoleh
x² – 3 = 0
\[ \Leftrightarrow (x+\sqrt{3})(x-\sqrt{3}) \]
\[ \Leftrightarrow x_{1}=\sqrt{3}\; dan \;x_{2}=-\sqrt{3} \]
\[ \Leftrightarrow x_{1}=\sqrt{3}\; dan \;x_{2}=-\sqrt{3} \]
kira-kira
saya sudah paham belum ya? Untuk mengujinya, silakan kerjakan soal
latihan di bawah ini dengan cara Ajatoel Oelja tadi.
Tentukan
akar-akar persamaan polinomial berikut ini.
- x⁴ – 2x³ + 3x² + 4x – 10 = 0
- x⁴ – 2x³ + 6x – 9 = 0
- x⁴ – 3x³ – x² + 15x – 20 = 0
- x⁴ – x³ – 3x² + 6x – 18 = 0
- x⁴ – 4x³ – x² + 28x – 42 = 0
file pdfnya bisa diunduh di google docs berikut ini.
https://docs.google.com/open?id=0B-WmUMQtTTUYdlU2NXNyUEVrUTQ
Semoga
bermanfaat
muktyas@gmail.com