Download di Aplikasi Lebih Mudah
Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi
Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download
Berikut Link-link Soal-soal SMA Matematika Wajib
- Nilai Mutlak 1
- Nilai Mutlak 2
- SPLTV
- Fungsi
- Fungsi Invers
- Trigonometri
- Induksi Matematika
- Program Linier
- Matrik
- Transformasi Geometri
- Barisan dan Deret
- Limit Fungsi
- Turunan
- Integral
- Dimensi Tiga
- Statistika
- Peluang
---------------------------------------------------------------------------
INDUKSI MATEMATIKA
--------------------------------------------------------------------------
Contoh
--------------------------------------------------------
Tanpa menggunakan alat bantu hitung, rancang formula yang memenuhi pola penjumlahan bilangan mulai 1 hingga 20.
Kemudian, uji kebenaran formula yang ditemukan sedemikian sehingga berlaku untuk penjumlahan bilangan mulai dari 1 hingga n,
dengan n bilangan asli.
Jawab
a. Pola
yang terdapat pada, yaitu:
•
Selisih
dua bilangan yang berurutan selalu sama yaitu 1.
•
Hasil
(1
+ 20) = (2 +19) = (3 + 18) = (4 + 17) = . . .
=
(10 +11) = 21.
Artinya terdapat sebanyak 10 pasang bilangan yang jumlahnya sama dengan 21.
Jadi
hasil
1
+ 2 + 3 + . . . + 18 + 19 + 20 =
b. Untuk
mengetahui pola yang terdapat pada
1 + 2 + 3 + . . . + n, untuk n bilangan asli, perlu dipilih
sebarang n > 20 . Misalnya kita pilih n = 200.
Sekarang, kita akan menyelidiki apakah pola yang terdapat pada 1 +
2 + 3 + . . . + 18 + 19 + 20 berlaku
pada 1 + 2 + 3 + . . . + 198 + 199 + 200?
•
Selisih
dua bilangan yang berurutan selalu sama yaitu 1.
•
Hasil
(1 + 200) = (2 +199) = (3 + 198) = (4 + 197) = . . . = (100 +101) = 201.
•
Artinya
terdapat sebanyak 100 pasang bilangan yang jumlahnya sama dengan 201.
Jadi
hasil
1
+ 2 + 3 + . . . + 198 + 199 + 200
=
Dengan
demikian untuk sebarang n bilangan asli yang genap, kamu dapat menentukan
jumlah bilangan berurutan mulai dari 1 hingga n.
Latihan
---------------------------------------------------------------------------
Tanpa menggunakan alat bantu hitung, rancang formula yang memenuhi pola penjumlahan bilangan mulai 1 hingga 21.
Kemudian,
uji kebenaran formula yang ditemukan sedemikian sehingga berlaku untuk penjumlahan bilangan mulai dari 1 hingga n,
dengan n bilangan asli.
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
Prinsip Induksi Matematika
Misalkan
P(n) merupakan suatu pernyataan bilangan asli. Pernyataan P(n) benar jika memenuhi langkah berikut ini:
a. Langkah
Awal (Basic Step): P(1) benar.
b. Langkah
Induksi (Induction Step): Jika P(k) benar, maka P(k + 1) benar, untuk setiap k bilangan asli.
Contoh
--------------------------------------------------------
Gunakan
induksi matematika untuk membuktikan bahwa:
1
+ 2 + 22 + 23 + 24 + . . . + 2n =
2n + 1 – 1
untuk
setiap n bilangan bulat positif.
Jawab
a) Langkah
Awal:
Untuk
n = 0, diperoleh, 1 = 20 + 1 – 1.
Jadi
P(0) benar.
b) Langkah
Induksi:
Pada langkah awal diperoleh P(0) benar, akibatnya P(1)
benar, 1 + 2 = 21 + 1 – 1.
Oleh
karena itu disimpulkan bahwa, untuk n = k,
P(k)
= 1 + 2 + 22 + 23 + 24 + . . . + 2k
= 2k + 1 – 1.
Selanjutnya
akan ditunjukkan,
jika
P(k) benar, maka P(k + 1) juga benar.
Dari
P(k) kita peroleh,
1
+ 2 + 22 + 23 + 24 + . . . + 2k =
2k + 1 – 1.
Kemudian kedua ruas ditambahkan 2k + 1, akibatnya
1
+ 2 + 22 + 23 + 24 + . . . + 2k
+ 2k + 1
=
2k + 1 – 1 + 2k+1
=
2.2k + 1 – 1
=
2(k + 1) + 1 – 1
Diperoleh
bahwa
P(k
+ 1) = 1 + 2 + 22 + 23 + 24 + . . . + 2k
+ 1
=
2(k + 1) + 1 – 1
adalah
benar, untuk setiap k bilangan bulat positif.
Karena
P(n) = 1 + 2 + 22 + 23 + 24
+ . . . + 2n = 2n + 1 – 1
memenuhi kedua prinsip induksi matematika, maka
formula
P(n) = 1 + 2 + 22 + 23 + 24
+ . . . + 2n =
2n + 1 – 1 adalah benar, dengan n bilangan
bulat positif.
Latihan
---------------------------------------------------------------------------
1. Untuk
setiap rumusan P(n) yang diberikan, tentukan masing-masing P(n
+ 1).
a.
b.
c.
d.
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
2. Rancang
formula yang memenuhi setiap pola berikut ini.
a) 2 + 4 + 6 + 8 + . . . + 2n,
b) 2 + 7 + 12 + 17 + 22 + . . . + (5n – 3),
c) 3 + 7 + 11 + 15 + 19 + . . . + (4n – 1),
d) 1 + 4 + 7 + 10 + 13 + . . . + (3n – 2),
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
3. Dari
soal nomor 2, ujilah kebenaran formula yang kamu
temukan dengan menggunakan prinsip induksi
matematika.
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
4. gunakan
prinsip induksi matematika untuk
membuktikan kebenaran setiap formula yang diberikan. (n bilangan asli)
a. (1 . 1!) + (2 . 2!) + (3 . 3!) + .
. . + (n . n!)
=
(n + 1)! – 1.
b. 1 . 2 + 2 . 3 + 3 . 4 + . . . + n
. (n + 1) =
c. am.an
= am + n, untuk setiap m, n bilangan asli.
[Petunjuk:
pilih sembarang m bilangan asli]
d. Untuk
a, b bilangan real tak nol,
a + a + b + a + 2b + a + 3b +
a + 4b + . . . + a
+ (n – 1)b =
e. P(n)
= n(n + 1)(n + 5)
adalah
bilangan kelipatan 3.
f. P(n) = 12 + 32 + 52 + . . .
+ (2n – 1)2 =
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
Penerapan
Induksi Matematika pada Barisan Bilangan
Contoh
--------------------------------------------------------
Diberikan
barisan bilangan asli, 2, 9, 16, 23, 30, 37, 44, 51, . . . .
Rancang
suatu formula untuk menghitung suku ke 1.000 barisan bilangan
tersebut.
Ujilah kebenaran formula yang diperoleh dengan menggunakan
induksi
matematika.
Jawab
kita
misalkan un = an + b, dengan n bilangan
asli dan a dan
b bilangan real tak nol.
jika
n = 1 maka u1 = a.(1) + b à a
+ b = 2
jika
n = 2 maka u3 = a.(3) + b à 3a
+ b = 16
diperoleh
a = 7 dan b = –5.
maka un =
7n – 5.
Uji kebenaran
----------------------------------------------------------------------
a) Langkah
awal
u4
= 7(4) – 5 = 23.
Kita
simpulkan bahwa P(4),
dalam
hal ini u4 adalah benar.
b) Langkah
Induksi
Karena
P(4) = u4 benar,
maka
P(5) = u5 benar.
atau P(k)
= uk = 7k – 5 adalah benar
P(k
+ 1)
P(k
+ 1) = uk + 1 =
7(k + 1) – 5 = 7k
+ 2
Dengan demikian, jika kita
menuliskan sebanyak
(k + 1) suku barisan bilangan asli yang mengikuti pola bertambah 7, yaitu:
2, 9, 16, 23, 30, 37, 44, 51, . . . (7k – 5), (7k + 2).
Akibatnya, suku ke (k + 1)
pola bilangan tersebut adalah uk + 1 = 7k + 2 = 7(k + 1) – 5.
Jadi terbukti bahwa
P(k
+ 1) = uk + 1 = 7(k + 1) – 5 = 7k + 2
adalah benar, dengan k adalah bilangan asli.
Dengan
demikian u1.000 = 7(1.000) – 5 = 6.995.
Latihan
---------------------------------------------------------------------------
1. Buktikan
bahwa pernyataan berikut ini adalah salah.
a)
Jika
n bilangan asli, maka terdapat paling sedikit satu bilangan prima p sedemikian
sehingga n < p < n + 6,
b)
Jika
a, b, c, d merupakan bilangan bulat positif
sedemikian sehingga a2
+ b2 = c2 + d2,
maka
a = c atau a = d.
Sertakan alasan untuk setiap jawaban yang kamu berikan.
2. Rancang
suatu formula untuk setiap pola barisan yang diberikan.
a)
5,
13, 21, 29, 37, 45, . . ..
b)
6,
15, 30, 51, 78, 111, . . .
c)
0,
6, 16, 30, 48, 70, . . .
d)
–2,
1, 6, 13, 22, 33, . .
e)
–1,
8, 23, 44, 71, 104, . . .
Jelaskan
alasan untuk setiap formula yang kamu peroleh.
3. Selidiki
kebenaran setiap pernyataan matematis berikut ini.
a)
32
+ 42 = 52
33
+ 43 + 53 = 63
b)
Untuk
setiap n bilangan asli, P(n) = n2 + 21n + 1
adalah bilangan prima.
4. Untuk
soal nomor 2, buktikan formula yang ditemukan
dengan menggunakan induksi matematika.
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
......................................................................................
Latihan
-------------------------------------------------------------------------
1. Buktikan
bahwa pernyataan berikut ini adalah salah.
a) Jika
n bilangan asli, maka terdapat paling sedikit satu bilangan prima p sedemikian
sehingga n < p < n + 6,
b) Jika
a, b, c, d merupakan bilangan bulat positif
sedemikian sehingga a2
+ b2 = c2 + d2, maka a
= c atau a = d.
Sertakan
alasan untuk setiap jawaban yang kamu berikan.
2. Rancang
suatu formula untuk setiap pola barisan yang diberikan.
a)
5,
13, 21, 29, 37, 45, . . .
b)
6,
15, 30, 51, 78, 111, . . .
c)
0,
6, 16, 30, 48, 70, . . .
d)
–2,
1, 6, 13, 22, 33, . . .
e)
–1,
8, 23, 44, 71, 104, . . .
Jelaskan
alasan untuk setiap formula yang kamu peroleh.
3. Selidiki
kebenaran setiap pernyataan matematis berikut ini.
a)
32
+ 42 = 52
33
+ 43 + 53 = 63
b)
Untuk
setiap n bilangan asli, P(n) = n2 + 21n + 1 adalah bilangan prima.
4. Untuk
soal nomor 2, buktikan formula yang ditemukan dengan menggunakan induksi matematika.
5. Diketahui
n
a)
(ab)n
= an.bn,
b)
c)
Diketahui
x1
(x1.
x2 . x3 . ... .xn)–1 = x1–1
· x2 –1
· x3 –1·
. . . xn –1,
d)
Diketahui
x1 > 0, x2 > 0, x3 > 0, . . . , xn
> 0, maka
log
(x1.x2.x3. ... .xn) = log x1
+ log x2 + log x3 + . . . + log xn,
e)
x(y1
+ y2 + y3 + . . . + yn) = xy1 + xy2
+ xy3 + ... + xyn.
Untuk soal nomor 6 – nomor 15,
gunakan induksi matematika untuk membuktikan setiap formula yang diberikan.
6.
7. xn
– 1 habis dibagi oleh x – 1, x
8. Salah
satu faktor dari n3 + 3n2 + 2n adalah 3, n bilangan asli.
9. Salah
satu faktor dari 22n – 1 + 32n – 1 adalah 5, n bilangan
asli.
10. 41n
– 14n adalah kelipatan 27.
11. 4007n
– 1 habis dibagi 2003, n bilangan asli.
12. 2002n+2
+ 20032n + 1 habis dibagi 4005.
13. Diberikan
a > 1, buktikan an > 1, n bilangan asli.
14. Diketahui
0 < a < 1, buktikan 0 < an < 1, n bilangan bulat
positif.
15. Untuk
setiap n bilangan asli, buktikan bahwa
1
+
Download di Aplikasi Lebih Mudah
Rapi dan Siap Cetak, Klik Disini untuk Download Aplikasi
Modul untuk Bimbel / Materi Belajar Sekolah TK SD SMP SMA lebih lengkap dan lebih mudah di Aplikasi Produk Aqila Klik Disini untuk Download
No comments:
Post a Comment