Contoh 1
Tentukan solusi untuk sistem persamaan berikut:
\(2x + y = 4\dotso \color{blue} (1)\)
\(2x + 5y = 12\dotso \color{blue} (2)\)
Penyelesaian:
Persamaan pertama dapat ditulis \(\color{blue}y = 4 \:-\:2x\).
Substitusikan \(\color{blue} y = 4 \:-\:2x\) ke dalam persamaan kedua untuk memperoleh nilai \(x\).
\(2x + 5(\color{blue} 4 \:-\:2x) \color{black} = 12\)
\(2x + 20 \:-\:10x = 12\)
\(2x\:-\:10x = 12 \:-\:20\)
\(-8x = -8\)
\(x = \dfrac{-8}{-8}\)
\(x = 1\)
Untuk mendapatkan nilai \(y\), substitusikan \(x = 1\) ke dalam persamaan pertama atau persamaan kedua. Kita pilih substitusi \(x = 1\) ke dalam persamaan pertama.
\(y = 4 \:-\:2x\)
\(y = 4 \:-\:2(1)\)
\(y = 2\)
Jadi, solusi persamaan linear di atas adalah (1, 2).
Contoh 2
Tentukan solusi untuk sistem persamaan berikut:
\(x\:-\:3y \:-\:5 = 0 \dotso \color{blue} (1)\)
\(2x\:-\:5y = 9\dotso \color{blue} (2)\)
Penyelesaian:
Persamaan pertama dapat ditulis \(\color{blue}x = 3y + 5\).
Substitusikan \(\color{blue} x = 3y + 5\) ke dalam persamaan kedua untuk memperoleh nilai \(y\).
\(2(\color{blue} 3y + 5 \color{black}) \:-\:5y = 9\)
\(6y + 10 \:-\:5y = 9\)
\(y + 10 = 9\)
\(y = 9\:-\:10\)
\(y = -1\)
Untuk mendapatkan nilai \(x\), substitusikan \(y=-1\) ke dalam persamaan pertama atau persamaan kedua. Kita pilih substitusi \(y = -1\) ke dalam persamaan kedua.
\(2x\:-\:5(-1) = 9\)
\(2x + 5 = 9\)
\(2x = 9\:-\:5\)
\(2x = 4\)
\(x = \dfrac{4}{2}\)
\(x = 2\)
Jadi, solusi persamaan linear di atas adalah (2, -1).
Contoh 3
Tentukan solusi untuk sistem persamaan berikut:
\(3x + y = 6 \dotso \color{blue} (1)\)
\(y = 2x^2 + x \:-\:10 \dotso \color{blue} (2)\)
Penyelesaian:
Persamaan pertama dapat ditulis \(\color{blue}y = 6 \:-\:3x\).
Substitusikan \(\color{blue} y = 6 \:-\:3x\) ke dalam persamaan kedua untuk memperoleh nilai-nilai \(x\).
\(y = 2x^2 + x \:-\:10\)
\(\color{blue}6 \:-\:3x \color{black} = 2x^2 + x \:-\:10\)
\(0 = 2x^2 + x + 3x\:-\:10\:-\:6\)
\(0 = 2x^2 +4x\:-\:16\)
Bagi kedua ruas dengan 2
\(0 = x^2 +2x\:-\:8\)
\(0 = (x + 4)(x\:-\:2)\)
\(x + 4 = 0 \rightarrow x_1 = -4\)
\(x\:-\:2 = 0 \rightarrow x_2 = 2\)
Substitusikan nilai-nilai \(x\) ke dalam persamaan pertama untuk memperoleh nilai-nilai \(y\)
\(x_1 = -4\)
\(y_1 = 6 \:-\:3(-4) = 18\)
\(x_2 = 2\)
\(y_2 = 6 \:-\:3(2) = 0\)
Jadi, solusi kedua persamaan di atas adalah \((-4, 18) \text{ dan } (2, 0)\)
SOAL CERITA
Soal 01
Dua ekor sapi dan tiga ekor kambing memiliki berat total 250 kg. Jika satu ekor sapi memiliki berat 90 kg lebih berat dari satu ekor kambing, berapa berat masing-masing sapi dan kambing?
Misal:
Berat seekor sapi = \(x\)
Berat seekor kambing = \(y\)
\(2x + 3y = 250\:\dotso \color{red} (1)\)
\(x = y + 90 \:\dotso \color{red} (2)\)
Substitusikan persamaan (2) ke persamaan (1)
\(2(y + 90) + 3y = 250\)
\(2y + 180 + 3y = 250\)
\(5y = 250 \:-\:180\)
\(5y = 70\)
\(y = \dfrac{70}{5}\)
\(y = 14\)
Selanjutnya substitusi \(y = 14\) ke persamaan (2)
\(x = y + 90\)
\(x = 14 + 90\)
\(x = 104\)
Jadi, berat sapi 104 kg dan berat kambing 14 kg
Soal 02
Jumlah dua bilangan adalah 30. Salah satu bilangan 6 lebih besar dari yang lain. Tentukan kedua bilangan tersebut!
Misal:
Bilangan pertama adalah \(x\) dan bilangan kedua adalah \(y\) dengan \(x > y\)
\(x + y = 30 \:\dotso \color{red} (1)\)
\(x = 6 + y\:\dotso \color{red} (2)\)
Substitusi persamaan (2) ke persamaan (1)
\(x + y = 30\)
\((6 + y) + y = 30\)
\(6 + 2y = 30\)
\(2y = 30 \:-\:6\)
\(2y = 24\)
\(y = 12\)
Substitusi \(y = 12\) ke persamaan (2)
\(x = 6 + 12\)
\(x = 18\)
Jadi, kedua bilangan tersebut adalah 18 dan 12.
Soal 03
Harga 2 buku dan 3 pensil adalah Rp18.000. Harga sebuah buku lebih mahal Rp3.000 dari sebuah pensil. Jika Ani membeli 3 buku dan 2 pensil tersebut, uang yang harus dikeluarkan Ani sebesar…
Misal:
Harga sebuah buku adalah \(x\) dan harga sebuah pensil adalah \(y\)
\(2x + 3y = 18.000\:\dotso \color{red} (1)\)
\(x = 3.000 + y \:\dotso \color{red} (2)\)
Substitusi persamaan (2) ke persamaan (1)
\(2x + 3y = 18.000\)
\(2(3.000 + y) + 3y = 18.000\)
\(6.000 + 2y + 3y = 18.000\)
\(5y = 18.000 \:-\:6.000\)
\(5y = 12.000\)
\(y = \dfrac{12.000}{5}\)
\(y = 2.400\)
Substitusi \(y = 2.400\) ke persamaan (2)
\(x = 3.000 + 2.400\)
\(x = 5.400\)
Harga sebuah buku Rp5.400 dan harga sebuah pensil Rp2.400.
Harga 3 buah buku dan 2 buah pensil = 3(5.400) + 2(2.400)
Harga 3 buah buku dan 2 buah pensil = 16.200 + 4.800
Harga 3 buah buku dan 2 buah pensil = 21.000
Jadi, uang yang harus dikeluarkan Ani untuk membeli 3 buah buku dan 2 buah pensil sebanyak Rp21.000,00.
Soal 04
Jumlah umur ayah dan anaknya adalah 45 tahun. Umur ayah 3 kali umur anaknya. Berapa selisih umur ayah dan anaknya tersebut?
Misal umur ayah adalah \(x\) tahun dan umur anaknya adalah \(y\) tahun
\(x + y = 45 \:\dotso \color{red} (1)\)
\(x = 3y\:\dotso \color{red} (2)\)
Substitusi persamaan (2) ke persamaan (1)
\(3y + y = 45\)
\(4y = 45\)
\(y = \dfrac{45}{4}\)
\(y = 11,25 \text{ tahun}\)
Selanjutnya, substitusikan \(y = 11,25\) ke persamaan (2)
\(x = 3(11,25)\)
\(x = 33,75 \text{ tahun}\)
Umur ayah 33,75 tahun dan umur anaknya 11,25 tahun.
Selisih umur mereka = 33,75 − 11,25 = 22,5 tahun
Soal 05
Sebuah keranjang berisi apel dan jeruk, total buahnya 28. Jumlah apel 4 lebih banyak dari jumlah jeruk. Jika seluruh apel dan jeruk dalam keranjang tersebut dibagikan kepada sejumlah siswa sama banyak, setiap siswa akan mendapatkan … buah jeruk.
Misal:
Harga sebuah apel adalah \(x\) dan harga sebuah jeruk adalah \(y\).
\(x + y = 28 \:\dotso \color{red} (1)\)
\(x = 4 + y\:\dotso \color{red} (2)\)
Substitusikan persamaan (2) ke persamaan (1)
\(x + y = 28\)
\(4 + y + y = 28\)
\(4 + 2y = 28\)
\(2y = 28 \:-\:4\)
\(2y = 24\)
\(y = \dfrac{24}{2}\)
\(y = 12\)
Selanjutnya, substitusikan \(y = 12\) ke persamaan (2)
\(x = 4 + 12\)
\(x = 16\)
Terdapat 16 apel dan 12 jeruk.
Banyak siswa yang diberi buah apel dan jeruk = FPB (Faktor Persekutuan Terbesar) dari 16 dan 12
Faktorisasi prima 16 = \(2^4\)
Faktorisasi prima 12 = \(2^2 \times 3\)
Selanjutnya, pilih faktor persekutuan dengan pangkat terkecil
FPB dari 16 dan 12 = \(2^2\)
FPB dari 16 dan 12 = 4
Jumlah siswa yang diberi buah apel dan jeruk ada 4 siswa
Jadi, setiap siswa akan mendapatkan 12 ÷ 4 = 3 buah jeruk