CaraMenyelesaikan Sistem Persamaan Linear SPL dengan Matriks. X y 0 dengan fungsi sasaran fx y 500000x 600000y. Contoh Soal Program Linear dan Pembahasan Contoh Soal 1. Ada beberapa cara yang sering digunakan dalam menyelesaikannya yakni diantaranya adalah cara eliminasi substitusi gabungan.
Dalam perhitungan matematika dan dalam kehidupan sehari-hari, seringkali suatu masalah dapat diterjemahkan ke dalam model matematika yang berbentuk sistem persamaan. Sistem persamaan yang diperoleh itu dapat berbentuk SPLDV, SPLTV, atau SPLK. Penyelesaian SPLDV, SPLTV, dan SPLK yang telah dibahas dalam artikel-artikel sebelumnya memegang peranan penting dalam pemecahan masalah tersebut. Langkah pertama yang diperlukan adalah kita harus mampu mengidentifikasi bahwa karakteristik masalah yang akan diselesaikan berkaitan dengan sistem persamaan SPLDV, SPLTV, atau SPLK. Setelah masalahnya teridentifikasi, penyelesaian selanjutnya melalui langkah-langkah sebagai berikut. 1. Nyatakan besaran yang ada dalam masalah sebagai variabel dilambangkan dengan huruf-huruf sistem persamaan. 2. Rumuskan sistem persamaan yang merupakan model matematika dari masalah. 3. Tentukan penyelesaian dari model matematika sistem persamaan yang diperoleh pada langkah 2. 4. Tafsirkan terhadap hasil yang diperoleh disesuaikan dengan masalah semula. Merancang Model Matematika yang Berbentuk SPLTV Dalam artikel sebelumnya, telah dibahas cara memecahkan masalah yang berkaitan dengan model matematika yang berbentuk SPLDV. Nah, dalam artikel kali ini akan dijelaskan bagaimana cara memecahkan masalah yang berkaitan dengan model matematika yang berbentuk Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel SPLTV. Untuk tujuan itu, simaklah ilustrasi berikut ini. Soal Ilustrasi Ali, Badar, dan Carli berbelanja di sebuah toko buku. Ali membeli dua buah buku tulis, sebuah pensil, dan sebuah penghapus. Ali harus membayar Badar membeli sebuah buku tulis, dua buah pensil, dan sebuah penghapus. Badar harus membayar Carli membeli tiga buah buku tulis, dua buah pensil, dan sebuah penghapus. Carli harus membayar Berapa harga untuk sebuah buku tulis, sebuah pensil, dan sebuah penghapus? Penyelesaian Misalkan bahwa Harga untuk sebuah buku tulis adalah x rupiah, Harga untuk sebuah pensil adalah y rupiah dan Harga untuk sebuah penghapus adalah z rupiah. Dengan demikian, model matematika yang sesuai dnegan data persoalan di atas adalah sebagai berikut. 2x + y + z = x + 2y + z = 3x + 2y + z = yaitu merupakan SPLTV dnegan variabel x, y, dan z. Eliminasi variabel z 2x + y + z = x + 2y + z = x + 2y + z = β 3x + 2y + z = β x β y = 400 β2x = β y = x = Subtitusikan nilai x = ke persamaan x β y = 400, sehingga diperoleh β x β y = 400 β β y = 400 β y = β 400 β y = Subtitusikan nilai x = dan y = ke persamaan 2x + y + z = sehingga diperoleh β 2x + y + z = β 2 + + z = β + + z = β + z = β z = β β z = 900 Jadi, harga untuk sebuah buku tulis adalah harga untuk sebuah pensil adalah dan harga untuk sebuah penghapus adalah Rp900. Nah, agar kalian lebih memahami dan terampil dalam memecahkan masalah yang berkaitan dengan merancang model matematika berbentuk Sistem Persamaan Linier 3 Variabel SPLTV, silahkan kalian pelajari beberapa contoh soal cerita dan pembahasannya berikut ini. Soal Cerita 1 Sebuah bilangan terdiri atas 3 angka. Jumlah ketiga angkanya sama dengan 16. Jumlah angka pertama dan angka kedua sama dengan angka ketiga dikurangi dua. Nilai bilangan itu sama dengan 21 kali jumlah ketiga angkanya kemudian ditambah dengan 13. Carilah bilangan itu. Penyelesaian Misalkan bilangan itu xyz, x menempati tempat ratusan, y menempati tempat puluhan, dan z menempati tempat satuan. Jadi, nilai bilangan itu 100x + 10y + z. Berdasarkan data pada soal, diperoleh SPLTV sebagai berikut. x + y + z = 16 x + y = z β 2 100x + 10y + z = 21x + y + z + 13 Atau bisa kita ubah menjadi bentuk berikut. x + y + z = 16 x + y β z = β2 79x β 11y β 20z = 13 Sekarang kita eliminasi variabel y dengan cara berikut. β Dari persamaan 1 dan 2 x + y + z = 16 x + y β z = β2 β 2z = 18 z = 9 β Dari persamaan 1 dan 3 x + y + z = 16 Γ 11 β 11x + 11y + 11z = 176 79x β 11y β 20z = 13 Γ 1 β 79x β 11y β 20z = 13 + 90x β 9z = 189 Subtitusikan nilai z = 9 ke persamaan 90x β 9z = 189 sehingga diperoleh β 90x β 9z = 189 β 90x β 99 = 189 β 90x β 81 = 189 β 90x = 189 + 81 β 90x = 270 β x = 3 Subtitusikan nilai x = 3 dan z = 9 ke persamaan x + y + z = 16 sehingga diperoleh β x + y + z = 16 β 3 + y + 9 = 16 β y + 12 = 16 β y = 16 β 12 β y = 4 Jadi, karena nilai x = 3, y = 4 dan z = 9 maka bilangan itu adalah 349. Soal Cerita 2 Sebuah kios menjual bermacam-macam buah di antaranya jeruk, salak, dan apel. Seseorang yang membeli 1 kg jeruk, 3 kg salak, dan 2 kg apel harus membayar Orang yang membeli 2 kg jeruk, 1 kg salak, dan 1 kg apel harus membayar Orang yang membeli 1 kg jeruk, 2 kg salak, dan 3 kg apel harus membayar Berapakah harga per kilogram salak, harga per kilogram jeruk, dan harga per kilogram apel? Penyelesaian Misalkan harga per kilogram jeruk x, harga per kilogram salak y, dan harga per kilogram apel z. Berdasarkan persoalan di atas, diperoleh sistem persamaan linear tiga variabel berikut. x + 3y + 2z = 2x + y + z = x + 2y + 3z = Untuk menyelesaikan SPLTV tersebut, kita akan menggunakan metode campuran yaitu sebagai berikut. β Eliminasi variabel x pada persamaan 1 dan 2 x + 3y + 2z = Γ 2 β 2x + 6y + 4z = 2x + y + z = Γ 1 β 2x + y + z = β 5y + 3z = β Eliminasi variabel x pada persamaan 2 dan 3 x + 3y + 2z = x + 2y + 3z = β y β z = β y = z β Subtitusikan y = z β ke persamaam 5y + 3z = sehingga diperoleh β 5y + 3z = β 5z β + 3z = β 5z β + 3z = β 8z β = β 8z = + β 8z = + β 8z = β z = Subtitusikan nilai z = ke persamaan y = z β sehingga diperoleh nilai y sebagai berikut. β y = z β β y = β β y = Terakhir subtitusikan nilai y = dan nilai z = ke persamaan x + 3y + 2z = sehingga diperoleh nilai x sebagai berikut. β x + 3y + 2z = β x + 3 + 2 = β x + + = β x + = β x = β β x = Dengan demikian, harga 1 kg jeruk adalah harga 1 kg salak adalah dan harga 1 kg apel adalah Soal Cerita 3 Diketahui tiga bilangan a, b, dan c. Rata-rata dari ketiga bilangan itu sama dengan 16. Bilangan kedua ditambah 20 sama dengan jumlah bilangan lainnya. Bilangan ketiga sama dengan jumlah bilangan yang lain dikurang empat. Carilah bilangan-bilangan itu. Penyelesaian Ketiga bilangan adalah a, b, dan c. Ketentuan soal adalah sebagai berikut Rata-rata ketiga bilangan sama dengan 16 berarti a + b + c/3 = 16 Apabila kedua ruas kita kalikan 3 maka a + b + c = 48 Bilangan kedua ditambah 20 sama dengan jumlah bilangan lain berarti b + 20 = a + c atau bisa kita tuliskan sebagai berikut. a β b + c = 20 Bilangan ketiga sama dengan jumlah bilangan lain dikurang 4 berarti c = a + b β 4 atau bisa kita tuliskan sebagai berikut. a + b β c = 4 Sampai sini kita peroleh SPLTV sebagai berikut. a + b + c = 48 a β b + c = 20 a + b β c = 4 Untuk menyelesaikan SPLTV tersebut, kita akan menggunakan metode campuran yaitu sebagai berikut. β Eliminasi variabel a pada persamaan 1 dan 2 a + b + c = 48 a β b + c = 20 β 2b = 28 b = 14 β Eliminasi variabel a pada persamaan 1 dan 3 a + b + c = 48 a + b β c = 4 β 2c = 44 c = 22 Subtitusikan nilai b = 14 dan nilai c = 22 ke persamaan a + b β c = 4 sehingga diperoleh nilai a yaitu sebagai berikut. β a + b β c = 4 β a + 14 β 22 = 4 β a β 8 = 4 β a = 4 + 8 β a = 12 Jadi, ketiga bilangan tersebut berturut-turut adalah 12, 14, dan 22. Soal Cerita 4 Suatu bilangan terdiri atas tiga angka. Jumlah ketiga angka itu sama dengan 9. Nilai bilangan itu sama dengan 14 kali jumlah ketiga angkanya. Angka ketiga dikurangi angka kedua dan angka pertama sama dengan 3. Carilah bilangan itu. Penyelesaian Misalkan bilangan yang dimaksud adalah abc, dengan a menempati tempat ratusan, b menempati tempat puluhan dan c menempati tempat satuan. Ketentuan dalam soal adalah sebagai berikut. Jumlah ketiga angka sama dengan 9 berarti a + b + c = 9 Nilai bilangan itu sama dengan 14 kali jumlah ketiga angkanya berarti 100a + 10b + c = 14a + b + c 100a + 10b + c = 14a + 14b + 14c 100a β 14a + 10b β 14b + c β 14c = 0 86a β 4b β 13c = 0 Angka ketiga dikurangi angka kedua dan angka pertama sama dengan 3 berarti c β b β a = 3 atau bisa kita tulis sebagai berikut a + b β c = β3 Dari sini kita peroleh SPLTV sebagai berikut. a + b + c = 9 86a β 4b β 13c = 0 a + b β c = β3 Untuk menyelesaikan SPLTV tersebut, kita akan menggunakan metode gabungan yaitu sebagai berikut. β Eliminasi variabel b pada persamaan 1 dan 2 a + b + c = 9 Γ 4 β 4a + 4b + 4c = 36 86a β 4b β 13c = 0 Γ 1 β 86a β 4b β 13c = 0 + 90a β 9c = 36 10a β c = 4 β Eliminasi variabel b pada persamaan 1 dan 3 a + b + c = 9 a + b β c = β3 β 2c = 12 c = 6 Subtitusikan nilai c = 6 ke persamaan 10a β c = 4 sehingga diperoleh nilai a sebagai berikut. β 10a β c = 4 β 10a β 6 = 4 β 10a = 4 + 6 β 10a = 10 β a = 1 Terakhir subtitusikan nilai a = 1 dan c = 6 ke persamaan a + b + c = 9 sehingga kita peroleh nilai b sebagai berikut. β a + b + c = 9 β 1 + b + 6 = 9 β b + 7 = 9 β b = 9 β 7 β b = 3 Karena nilai a = 1, b = 3 dan c = 6 maka bilangan tersebut adalah 126. Soal Cerita 5 Bentuk kuadrat px2 + qx + r mempunyai nilai 1 untuk x = 0, mempunyai nilai 6 untuk x = 1 dan mempunyai nilai 2 untuk x = β1. Carilah nilai p, q, dan r. Penyelesaian Fungsi kuadrat dalam x dituliskan sebagai berikut. fx = px2 + qx + r Untuk nilai x = 0 maka fx = 1 maka f0 = p02 + q0 + r 1 = r Untuk nilai x = 1 maka fx = 6 maka f1 = p12 + q1 + r 6 = p + q + r Masukkan nilai r = 1 ke persamaan 6 = p + q = r sehingga diperoleh β 6 = p + q + r β 6 = p + q + 1 β p + q = 5 β p = 5 β q Untuk nilai x = β1 maka fx = 2 maka f0 = pβ12 + qβ1 + r 2 = p β q + r Subtitusikan persamaan nilai r = 1 dan persamaan p = 5 β q ke persamaan 2 = p β q + r sehingga diperoleh β 2 = p β q + r β 2 = 5 β q β q + 1 β 2 = 6 β 2q β 2q = 6 β 2 β 2q = 4 β q = 2 Terakhir, subtitusikan nilai q = 2 dan nilai r = 1 ke persamaan 2 = p β q + r sehingga kita peroleh nilai p sebagai berikut. β 2 = p β q + r β 2 = p β 2 + 1 β 2 = p β 1 β p = 2 + 1 β p = 3 Jadi, nilai p, q, dan r berturut-turut adalah 3, 2, dan 1.
32 Menyusun sistem persamaan linear tiga variabel dari masalah kontekstual Indikator Pencapaian Kompetensi: Siswa dapat mengubah suatu masalah yang diketahui kedalam variabel x, y, dan z. Siswa dapat menentukan masalah kedalam bentuk tabel. Siswa dapat menyusun sistem persamaan linear tiga variabel dari soal cerita.
A Penerapan Persamaan linear dua dan tiga variabel. Banyak sekali penerapan Persamaan linear dalam kehidupan sehari-hari, dari segi perdagan dan lain-lain, biasanya permasalahan-permasalahan tersebut disajikan dalam bentuk soal ceritera. Adapun langkah-langkah harus dilakukan dalam menyelesaikan soal cerita sebagai berikut:
6FPL4.