Bilangan real dan operasinya merupakan dasar penting dalam mempelajari berbagai konsep matematika. Pada materi ini, kamu akan mempelajari klasifikasi dan sistem bilangan real, sifat-sifat operasi hitung dan struktur aljabar, aturan ketaksamaan atau urutan bilangan real, serta eksponen dan bentuk akar.
📚 Kompetensi:
Memahami, mengaplikasikan, dan bernalar yang lebih tinggi untuk menyelesaikan permasalahan terkait:
Wise Quote:
"Barang siapa yang menempuh jalan untuk mencari ilmu, maka Allah akan mudahkan baginya jalan menuju surga."
(HR Muslim)
A. Klasifikasi dan Sistem Bilangan Real
Bilangan yang digunakan untuk membilang atau menyatakan banyaknya objek. Bilangan asli dimulai dari 1.
$\mathbb{N}=\left\{1,\;2,\;3,\;4,\;5,\;...\right\}$
2. Bilangan Cacah ($\mathbb{C}$)
Gabungan antara bilangan asli dengan angka nol.
$\mathbb{C}=\left\{0,\;1,\;2,\;3,\;4,\;...\right\}$
3. Bilangan Bulat ($\mathbb{Z}$)
Terdiri dari bilangan bulat negatif, nol, dan bilangan bulat positif.
$\mathbb{Z}=\left\{...,\;-2,\;-1,\;0,\;1,\;2,\;...\right\}$
4. Bilangan Rasional ($\mathbb{Q}$)
Bilangan yang dapat dinyatakan dalam bentuk pecahan biasa $\frac ab$, dengan syarat $a$ dan $b$ adalah bilangan bulat, serta $b\neq0$. Ada dua karakteristik desimal pada bilangan rasional, yaitu desimalnya akan berakhir (terbatas) atau desimalnya memiliki pola berulang secara teratur.
Contoh:
$\bullet\;\frac34=0,75$ (terbatas)
$\bullet\;\frac13=0,333...$ (berulang teratur)
$\bullet\;\frac51=5$ (semua bilangan bulat adalah bilangan rasional)
5. Bilangan Irasional ($\mathbb{I}$)
Bilangan real yang tidak dapat dinyatakan dalam bentuk pecahan biasa $\frac ab$, dengan $a$ dan $b$ bilangan bulat serta $b\neq0$. Bentuk desimal bilangan irasional tidak berakhir dan tidak membentuk pola berulang secara teratur.
Contoh:
$\bullet\;\sqrt2\approx1,41421356...$
$\bullet\;\pi\approx3,14159265...$
$\bullet\;e\approx2,71828182...$
B. Sifat-Sifat Operasi Hitung dan Struktur Aljabar
C. Aturan Ketaksamaan (Urutan) Bilangan Real
1. Jika $a>b$ dan $c>0$, maka $ac>bc$
2. Jika $a>b$ dan $c<0$, maka $ac<bc$
3. Jika $a>b$, maka $a+c>b+c$ untuk nilai $c$ berapapun
4. Jika $a>b>0$, maka $\frac1a<\frac1b$
D. Eksponen dan Bentuk Akar
1. Sifat-Sifat Eksponen
Jika $a$ dan $b$ bilangan real, serta $m$ dan $n$ bilangan bulat, maka dengan syarat tertentu berlaku sifat-sifat berikut:
a. $a^m\times a^n=a^{m+n}$
b. $\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}$, $a\neq0$
c. $\left(a^m\right)^n=a^{m\times n}$
d. $\left(ab\right)^m=a^mb^m$
e. $\left(\frac ab\right)^m=\frac{a^m}{b^m}$, $b\neq0$
f. $a^0=1$, $a\neq0$
g. $a^{-m}=\frac1{a^m}$, $a\neq0$
h. $a^\frac mn=\sqrt[n]{a^m}$, $a\geq0$ dan $n\geq2$
2. Sifat-Sifat Pangkat Pecahan dan Akar
Jika $a$ dan $b$ bilangan real tak negatif, $p$ dan $q$ bilangan real, serta $m$ dan $n$ bilangan bulat dengan $m,n\geq2$, maka berlaku sifat-sifat berikut:
a. $\sqrt[n]a\times\sqrt[n]b=\sqrt[n]{ab}$
b. $\frac{\sqrt[n]a}{\sqrt[n]b}=\sqrt[n]{\frac ab}$
c. $\left(\sqrt[n]a\right)^n=a$
d. $\sqrt[m]{\sqrt[n]a}=\sqrt[m\times n]a=a^\frac1{mn}$
e. $p\sqrt[n]a\pm q\sqrt[n]a=\left(p\pm q\right)\sqrt[n]a$
f. $\left(\sqrt a+\sqrt b\right)\left(\sqrt a-\sqrt b\right)=a-b$
g. $\sqrt{\left(a+b\right)\pm2\sqrt{ab}}=\sqrt a\pm\sqrt b$
3. Merasionalkan Penyebut Bentuk Akar
Jika $a$, $b$, dan $c$ bilangan real, dengan setiap bentuk akar terdefinisi dan penyebut tidak sama dengan nol, maka berlaku bentuk-bentuk berikut:
a. $\frac a{\sqrt b}=\frac{a\sqrt b}b$, $b>0$
b. $\frac c{a\pm\sqrt b}=\frac{c\left(a\mp\sqrt b\right)}{a^2-b}$, $b\geq0$ dan $a^2\neq b$
c. $\frac c{\sqrt a\pm\sqrt b}=\frac{c\left(\sqrt a\mp\sqrt b\right)}{a-b}$, $a,b\geq0$ dan $a\neq b$
Berikut ini adalah beberapa soal latihan yang dapat digunakan untuk memperkuat pemahaman tentang bilangan real dan operasinya. Semoga bermanfaat!
Jika $x$ adalah bilangan ganjil positif dan $y$ adalah bilangan genap negatif, operasi di bawah ini yang selalu menghasilkan bilangan ganjil positif adalah....
Aturan paritas:
$\begin{array}{|c|c|}\hline\text{Operasi}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;&\text{Hasil}\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;+\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;&\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;+\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;&\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;+\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;&\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;-\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;&\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;\times\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;&\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\times\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;&\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\text{ganjil}\;\;\;\;\;\;\;\;\times\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;&\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\hline\end{array}$
Diketahui:
$x=$ ganjil positif
$y=$ genap negatif.
Dengan mengecek setiap pilihan ganda, diperoleh:
$\begin{array}{rcl}\text{a. }\;\;\;xy&=&\text{ganjil }\;\;\;\;\;\;\;\;\times(-\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\text{ }\;)\;\;\;\;\;\;\;\;\\&=&-\text{genap}\end{array}$
$\begin{array}{rcl}\text{b. }\;\;\;x-y&=&\text{ganjil }\;\;\;\;\;\;\;\;-(-\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\text{ }\;)\;\;\;\;\;\;\;\;\\&=&\text{ganjil }\;\;\;\;\;\;\;\;+\text{genap }\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\&=&\text{ganjil }\end{array}$
$\begin{array}{rcl}\text{c. }\;\;\;2x+y&=&\text{2(ganjil) }\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;+(-\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\text{ }\;)\;\;\;\;\;\\&=&\text{genap }\;\;\;\;\;\;\;\;\;-\text{genap }\;\;\;\;\;\;\;\\&=&\pm\text{genap}\end{array}$
$\begin{array}{rcl}\text{d. }\;\;\;x^2+y&=&\text{(ganjil)}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;^2+(-\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\text{ }\;)\\&=&\text{ganjil }\;\;\;\;\;\;\;\;\;-\text{genap }\;\;\;\;\;\;\;\\&=&\pm\text{ganjil}\end{array}$
$\begin{array}{rcl}\text{e. }\;\;\;x+2y&=&\text{ganjil }\;\;\;\;\;\;\;\;+(2\left(-\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\right)\text{ })\\&=&\text{ganjil }\;\;\;\;\;\;\;\;\;-2\text{genap}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\text{ }\;\;\;\;\;\;\;\\&=&-\text{ganjil}\end{array}$
Diberikan tiga himpunan sebagai berikut:
$A=\left\{x\left|x<6,x\in\text{bilangan asli}\right.\right\}$
$B=\left\{x\left|x\;\text{bilangan genap},x\in\text{bilangan asli}\right.\right\}$
$C=\left\{x\left|x\leq10,x\in\text{bilangan prima}\right.\right\}$
Berdasarkan himpunan-himpunan tersebut, hasil dari $\left(A\cap B\right)\cup C$ adalah....
$\cup=$ gabungan
$\cap=$ irisan
Diketahui:
$\begin{array}{rcl}A&=&\left\{x\left|x<6,x\in\text{bilangan asli}\;\;\right.\right\}\\&=&\left\{1,2,3,4,5\right\}\end{array}$
$\begin{array}{rcl}B&=&\left\{x\left|x\;\text{bilangan genap}\;\;,x\in\text{bilangan asli}\;\;\right.\right\}\\&=&\left\{2,4,6,8,...\right\}\end{array}$
$\begin{array}{rcl}C&=&\left\{x\left|x\leq10,x\in\text{bilangan prima}\;\;\right.\right\}\\&=&\left\{2,3,5,7\right\}\end{array}$
maka:
$\begin{array}{rcl}\left(A\cap B\right)\cup C&=&\left(\left\{1,2,3,4,5\right\}\cap\left\{2,4,6,8,...\right\}\right)\cup\left\{2,3,5,7\right\}\\&=&\left\{2,4\right\}\cup\left\{2,3,5,7\right\}\\&=&\boxed{\left\{2,3,4,5,7\right\}}\end{array}$
Bentuk sederhana dari $\frac{3^\frac23\times8^\frac23}{2^\frac52\times9^\frac56}$ adalah....
Pada operasi eksponen, ubah basis menjadi:
1. Bilangan berpangkat (jika bisa)
2. Perkalian beberapa bilangan (jika basis tidak bisa diubah menjadi bilangan berpangkat)
$\begin{array}{rcl}\frac{3^\frac23\times8^\frac32}{2^\frac52\times9^\frac56}&=&\frac{3^\frac23\times\left(2^3\right)^\frac32}{2^\frac52\times\left(3^2\right)^\frac56}\\&=&\frac{3^\frac23\times2^{3\times\frac32}}{2^\frac52\times3^{2\times\frac56}}\\&=&\frac{{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}3}^\frac23\times{\color[rgb]{0.0, 0.0, 1.0}2}^\frac92}{{\color[rgb]{0.0, 0.0, 1.0}2}^\frac52\times{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}3}^\frac53}\\&=&{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}3}^{\frac23-\frac53}\times{\color[rgb]{0.0, 0.0, 1.0}2}^{\frac92-\frac52}\\&=&3^\frac{-3}3\times2^\frac42\\&=&3^{-1}\times2^2\\&=&\frac{2^2}{3^1}\\&=&\boxed{\frac43}\end{array}$
Jika bilangan bulat $a$ dan $b$ memenuhi $\frac{\sqrt5-\sqrt6}{\sqrt5+\sqrt6}=a+b\sqrt{30}$, maka nilai $ab$ adalah....
Operasi perpangkatan dan perkalian bentuk aljabar:
1. $\left(x-y\right)^2=x^2+y^2-2xy$
2. $\left(x+y\right)\left(x-y\right)=x^2-y^2$
$\begin{array}{rcl}\frac{\sqrt5-\sqrt6}{\sqrt5+\sqrt6}&=&a+b\sqrt{30}\\\frac{\sqrt5-\sqrt6}{\sqrt5{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}+}\sqrt6}\times\frac{\sqrt5{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}-}\sqrt6}{\sqrt5{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}-}\sqrt6}&=&a+b\sqrt{30}\\\frac{\left(\sqrt5-\sqrt6\right)^2}{\left(\sqrt5+\sqrt6\right)\left(\sqrt5-\sqrt6\right)}&=&a+b\sqrt{30}\\\frac{5+6-2\sqrt{30}}{5-6}&=&a+b\sqrt{30}\\\frac{11-2\sqrt{30}}{-1}&=&a+b\sqrt{30}\\{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}-}{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}11}+{\color[rgb]{0.0, 0.0, 1.0}2}\sqrt{30}&=&{\color[rgb]{1.0, 0.0, 0.0}a}+{\color[rgb]{0.0, 0.0, 1.0}b}\sqrt{30}\end{array}$
Sehingga diperoleh:
$a=\boxed{-11}$ dan $b=\boxed2$, maka:
$\begin{array}{rcl}ab&=&-11\left(2\right)\\&=&\boxed{-22}\end{array}$
Sebuah toko pakaian menerapkan sistem diskon ganda (beruntun) untuk menghabiskan stok akhir tahun. Sebuah jaket mula-mula diberikan diskon sebesar $20\%$, kemudian harga setelah diskon tersebut didiskon kembali sebesar $10\%$. Jika seorang pembeli membayar sebesar Rp$144.000$ untuk jaket tersebut, maka harga asli jaket sebelum mendapatkan diskon beruntun adalah....
Diskon = potongan harga
Misal, harga awal jaket $=x$
Diskon pertama $=20\%$, maka diperoleh:
Menentukan harga awal $(H_o)$ jika diketahui harga akhir $(H_n)$ dan diskon beruntun $d_1$ dan $d_2$ adalah:
$H_o=\frac{H_n}{\left(1-{\displaystyle d_1}\right)\left(1-{\displaystyle d_1}\right)}$
Langkah Ninja:
$\begin{array}{rcl}H_o&=&\frac{H_n}{\left(1-{\displaystyle d_1}\right)\left(1-{\displaystyle d_2}\right)}\\&=&\frac{144.000}{\left(1-20\%\right)\left(1-10\%\right)}\\&=&\frac{144.000}{\left(1-{\displaystyle\frac{20}{100}}\right)\left(1-{\displaystyle\frac{10}{100}}\right)}\\&=&\frac{144.000}{\left(1-0,2\right)\left(1-0,1\right)}\\&=&\frac{144.000}{\left(0,8\right)\left(0,9\right)}\\&=&\frac{144.000}{0,72}\\&=&\frac{14.400.000}{72}\\&=&\boxed{200.000}\end{array}$