Penyelesai Persamaan Kuadrat
Hitung diskriminan dan akar real dari bentuk standar, bentuk puncak, atau bentuk terfaktorkan.
Persamaan kuadrat dapat terlihat cukup rumit pada pandangan pertama. Terutama ketika \(a\), \(b\), \(c\), diskriminan, dan rumus akar muncul secara bersamaan, menentukan harus mulai dari mana dapat membingungkan. Alat hitung ini menghitung diskriminan, jumlah akar real, dan nilai akar berdasarkan bentuk persamaan yang Anda masukkan.
Anda dapat menuliskan persamaan dalam bentuk standar. Jika Anda memiliki bentuk puncak, bentuk tersebut juga dapat digunakan. Jika persamaan sudah difaktorkan, akarnya juga dapat dilihat secara langsung.
Memasukkan Persamaan
Alat ini bekerja dengan tiga bentuk penulisan yang berbeda.
Dalam bentuk standar, persamaan ditulis sebagai berikut:
Formül
Saat memilih bentuk ini, Anda harus memasukkan nilai \(a\), \(b\), dan \(c\).
Bentuk puncak ditulis sebagai berikut:
Formül
Dalam bentuk ini, nilai \(a\), \(h\), dan \(k\) digunakan.
Bentuk terfaktorkan ditulis sebagai berikut:
Formül
Dalam bentuk ini, akar sering kali dapat dibaca langsung dari persamaan. Namun, koefisien \(a\) tetap memengaruhi perhitungan diskriminan.
Apa yang Harus Dimasukkan ke Alat?
Jika persamaannya berbentuk \(x^2 - 5x + 6 = 0\), pilih bentuk standar. Nilai dalam contoh ini adalah:
\(a = 1\), \(b = -5\), \(c = 6\)
Jika persamaannya berbentuk \((x - 2)^2 - 1 = 0\), bentuk puncak lebih sesuai:
\(a = 1\), \(h = 2\), \(k = -1\)
Jika persamaannya berbentuk \((x - 2)(x - 3) = 0\), Anda dapat menggunakan bentuk terfaktorkan:
\(a = 1\), \(p = 2\), \(q = 3\)
Ada satu detail kecil mengenai tanda yang perlu diperhatikan. Dalam bentuk terfaktorkan, ekspresi \(x + 1\) berarti \(x - (-1)\). Oleh karena itu, jika terdapat faktor \(x + 1\), akar yang sesuai adalah \(-1\).
Kapan Suatu Persamaan Disebut Persamaan Kuadrat?
Agar suatu persamaan menjadi persamaan kuadrat, pangkat tertinggi dari variabelnya harus 2. Bentuk umumnya tetap sebagai berikut:
Formül
Koefisien \(a\) tidak boleh bernilai nol. Jika \(a = 0\), suku \(x^2\) akan hilang. Persamaan tersebut tidak lagi menjadi persamaan kuadrat, tetapi menjadi persamaan linear.
Sebagai contoh, \(3x^2 - 2x + 1 = 0\) adalah persamaan kuadrat. Namun, jika ditulis sebagai \(0x^2 - 2x + 1 = 0\), yang tersisa hanyalah \(-2x + 1 = 0\).
Apa yang Ditunjukkan oleh Diskriminan?
Untuk memeriksa akar suatu persamaan dalam bentuk standar, diskriminan dihitung terlebih dahulu:
Formül
Tanda diskriminan menentukan jumlah akar real:
Formül
Jadi, jika \(\Delta > 0\), terdapat dua akar real yang berbeda. Jika \(\Delta = 0\), kedua akar berimpit. Jika \(\Delta < 0\), persamaan tidak memiliki penyelesaian dalam bilangan real.
Akar dihitung dengan rumus berikut:
Formül
Akar dalam Bentuk Puncak
Jika persamaan diberikan dalam bentuk puncak, akar dapat ditemukan secara langsung dengan rumus berikut:
Formül
Dalam bentuk ini, ekspresi di dalam akar kuadrat sangat penting. Jika \(\frac{-k}{a}\) bernilai negatif, tidak ada akar real.
Dalam bentuk puncak, diskriminan juga dapat dihitung sebagai berikut:
Formül
Bentuk ini sangat berguna ketika titik puncak parabola diketahui. Persamaan tidak perlu dikembangkan menjadi bentuk standar; hasilnya dapat diperoleh langsung dari nilai \(a\), \(h\), dan \(k\).
Akar dalam Bentuk Terfaktorkan
Jika persamaan diberikan dalam bentuk terfaktorkan, prosesnya lebih singkat:
Formül
Agar suatu hasil kali bernilai nol, setidaknya salah satu faktornya harus bernilai nol. Oleh karena itu, akarnya adalah:
Formül
Untuk menentukan diskriminan, gunakan rumus berikut:
Formül
Koefisien utama \(a\) tidak mengubah posisi akar. Namun, koefisien ini memengaruhi bentuk vertikal parabola.
Mari Kita Bahas Beberapa Contoh
Mari kita mulai dengan persamaan berikut:
$$x^2 - 5x + 6 = 0$$
Di sini, \(a = 1\), \(b = -5\), dan \(c = 6\).
Mari kita hitung diskriminannya:
$$\Delta = (-5)^2 - 4 \times 1 \times 6 = 25 - 24 = 1$$
Karena \(\Delta = 1\) bernilai positif, kita mengharapkan dua akar real yang berbeda.
Rumus akarnya adalah:
$$x = \frac{-(-5) \pm \sqrt{1}}{2 \times 1}$$
Akar pertama:
$$x_1 = \frac{5 + 1}{2} = 3$$
Akar kedua:
$$x_2 = \frac{5 - 1}{2} = 2$$
Akar persamaan ini adalah \(x = 3\) dan \(x = 2\).
Sekarang mari kita lihat contoh ketika kedua akar berimpit:
$$x^2 - 4x + 4 = 0$$
Koefisiennya adalah \(a = 1\), \(b = -4\), dan \(c = 4\).
$$\Delta = (-4)^2 - 4 \times 1 \times 4 = 16 - 16 = 0$$
Karena diskriminannya nol, kedua akar menghasilkan nilai yang sama:
$$x = \frac{-(-4)}{2 \times 1} = \frac{4}{2} = 2$$
Dalam kasus ini, \(x = 2\) adalah akar kembar. Pada grafik, parabola menyinggung sumbu \(x\) di titik ini.
Mari kita lihat juga kasus tanpa akar real:
$$x^2 + 2x + 5 = 0$$
Di sini, \(a = 1\), \(b = 2\), dan \(c = 5\).
$$\Delta = 2^2 - 4 \times 1 \times 5 = 4 - 20 = -16$$
Karena \(\Delta < 0\), tidak ada akar real. Parabola tidak memotong sumbu \(x\).
Contoh dari Bentuk Puncak
Misalkan persamaannya adalah:
$$(x - 2)^2 - 1 = 0$$
Di sini, \(a = 1\), \(h = 2\), dan \(k = -1\).
Mari kita terapkan rumus akar:
$$x = 2 \pm \sqrt{\frac{-(-1)}{1}}$$
$$x = 2 \pm \sqrt{1}$$
Dari sini diperoleh:
$$x_1 = 2 + 1 = 3$$
$$x_2 = 2 - 1 = 1$$
Kita juga dapat memeriksa hasil yang sama dengan diskriminan:
$$\Delta = -4 \times 1 \times (-1) = 4$$
Karena diskriminannya positif, terdapat dua akar real yang berbeda.
Mari kita lihat juga persamaan dalam bentuk puncak yang tidak memiliki akar real:
$$(x - 2)^2 + 1 = 0$$
Kali ini, \(a = 1\), \(h = 2\), dan \(k = 1\).
Ekspresi di dalam akar kuadrat adalah:
$$\frac{-k}{a} = \frac{-1}{1} = -1$$
Dalam bilangan real, akar kuadrat dari bilangan negatif tidak dapat dihitung. Oleh karena itu, persamaan ini tidak memiliki akar real.
Diskriminan juga menunjukkan hal yang sama:
$$\Delta = -4 \times 1 \times 1 = -4$$
Karena \(\Delta < 0\), tidak terdapat akar real.
Contoh dari Persamaan Terfaktorkan
Dalam persamaan berikut, akar hampir dapat dilihat secara langsung:
$$(x - 2)(x - 3) = 0$$
Salah satu faktor harus bernilai nol:
$$x - 2 = 0 \Rightarrow x = 2$$
$$x - 3 = 0 \Rightarrow x = 3$$
Di sini, \(a = 1\), \(p = 2\), dan \(q = 3\).
Diskriminannya adalah:
$$\Delta = 1^2(2 - 3)^2 = 1$$
Akarnya adalah \(x = 2\) dan \(x = 3\).
Contoh dengan koefisien utama dapat ditulis sebagai berikut:
$$5(x + 1)(x - 4) = 0$$
Ekspresi \(x + 1\) dapat dianggap sebagai \(x - (-1)\):
$$5(x - (-1))(x - 4) = 0$$
Dalam kasus ini, \(a = 5\), \(p = -1\), dan \(q = 4\).
Akarnya adalah:
$$x_1 = -1$$
$$x_2 = 4$$
Diskriminannya adalah:
$$\Delta = 5^2(-1 - 4)^2 = 25 \times 25 = 625$$
Koefisien \(5\) tidak mengubah akar. Akar tetap berasal dari faktor-faktornya. Koefisien tersebut terutama menentukan seberapa sempit atau lebar grafik terlihat dalam arah vertikal.
Membaca Hasil
Jika \(\Delta > 0\), persamaan memiliki dua akar real yang berbeda. Pada grafik, parabola memotong sumbu \(x\) di dua titik yang berbeda.
Jika \(\Delta = 0\), hanya satu nilai akar real yang terlihat. Sebenarnya, kedua akar berimpit pada titik yang sama. Parabola menyinggung sumbu \(x\).
Jika \(\Delta < 0\), tidak ada akar real. Persamaan dapat diselesaikan menggunakan bilangan kompleks, tetapi jika alat hanya menampilkan akar real, bagian hasil akan menyatakan bahwa tidak terdapat akar real.
Untuk memeriksa akar yang diperoleh, Anda dapat mensubstitusikan nilainya kembali ke persamaan awal.
Sebagai contoh, mari kita uji \(x = 2\) pada persamaan \(x^2 - 5x + 6 = 0\):
$$2^2 - 5 \times 2 + 6 = 4 - 10 + 6 = 0$$
Karena persamaan terpenuhi, \(x = 2\) benar-benar merupakan salah satu akar persamaan tersebut.
Hal yang Perlu Diperhatikan Saat Menggunakan Alat
- Jangan masukkan nilai nol untuk \(a\). Dalam kondisi ini, persamaan bukan persamaan kuadrat.
- Jika menggunakan bentuk standar, pindahkan semua suku ke sisi yang sama dari persamaan.
- Masukkan koefisien negatif bersama tanda minusnya.
- Anggap koefisien suku yang tidak ada dalam persamaan sebagai \(0\).
- Dalam bentuk puncak, perhatikan tanda pada ekspresi \(x - h\).
- Dalam bentuk terfaktorkan, \(x + 1\) berarti \(x - (-1)\).
- Perbedaan pembulatan kecil dapat muncul pada koefisien desimal.
- Hasil “tidak ada akar real” sering kali bukan kesalahan; diskriminannya mungkin bernilai negatif.
Di Mana Persamaan Ini Digunakan?
Persamaan semacam ini tidak hanya muncul dalam latihan aljabar. Persamaan kuadrat juga digunakan dalam grafik parabola, masalah gerak, soal luas, serta perhitungan nilai maksimum dan minimum.
Alat ini sangat berguna terutama dalam situasi berikut:
- Memeriksa perhitungan yang dilakukan dengan rumus kuadrat
- Menentukan titik tempat parabola memotong sumbu \(x\)
- Memastikan hasil faktorisasi
- Menyelesaikan persamaan yang muncul dalam masalah lintasan atau gerak dalam fisika
- Melakukan pemeriksaan cepat pada soal ujian
- Melihat bagaimana koefisien yang berbeda mengubah akar
Saat mengerjakan latihan, akan lebih mendidik jika alat digunakan untuk memeriksa hasil, bukan hanya untuk memperoleh hasil. Mengerjakan perhitungan terlebih dahulu, kemudian memasukkan nilainya ke dalam alat, akan memudahkan Anda menemukan langkah tempat kesalahan terjadi.