Tentukan himpunan penyelesaian dari [tex]\large \left\{\begin{matrix}\frac{3}{x-1}+\frac{4}{y+3}+\frac{2}{z+2}=6\\ \frac{1}{x-1}+\frac{2}{y+3}+\frac{4}{z+2}=4\\ \frac{4}{x-1}+\frac{6}{y+3}+\frac{2}{z+2}=8\end{matrix}\right.[/tex]

Berikut ini adalah pertanyaan dari syakhayaz pada mata pelajaran Matematika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Tentukan himpunan penyelesaian dari\large \left\{\begin{matrix}\frac{3}{x-1}+\frac{4}{y+3}+\frac{2}{z+2}=6\\ \frac{1}{x-1}+\frac{2}{y+3}+\frac{4}{z+2}=4\\ \frac{4}{x-1}+\frac{6}{y+3}+\frac{2}{z+2}=8\end{matrix}\right.

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Himpunan penyelesaian = {(x, y, z) | (2, –1, 0)}
________________

Pembahasan

Diketahui

Sistem persamaan:
\begin{cases}\vphantom{\Bigg|}(1)&\dfrac{3}{x-1}+\dfrac{4}{y+3}+\dfrac{2}{z+2}=6\\\vphantom{\Bigg|}(2)&\dfrac{1}{x-1}+\dfrac{2}{y+3}+\dfrac{4}{z+2}=4\\\vphantom{\Bigg|}(3)&\dfrac{4}{x-1}+\dfrac{6}{y+3}+\dfrac{2}{z+2}=8\end{cases}

Ditanyakan

Himpunan penyelesaian

Penyelesaian

Persamaan (3) dalam bentuk sederhana adalah:

\begin{aligned}\frac{2}{x-1}+\frac{3}{y+3}+\frac{1}{z+2}=4\end{aligned}

Dengan Metode Matriks

  • Kolom 1: 1/(x–1)
  • Kolom 2: 1/(y+3)
  • Kolom 3: 1/(z+2)

Menyelesaikan dengan Operasi Baris Elementer (OBE):

\begin{aligned}&\left(\,\left.\begin{matrix}\begin{matrix}3 & 4 & 2 \\1 & 2 & 4 \\2 & 3 & 1\end{matrix}\end{matrix}\;\;\right|\;\begin{matrix}6\\4\\4\end{matrix}\,\right)\\&\textsf{---------------------------------------------}\end{aligned}

\begin{aligned}&\begin{aligned}R_1\leftrightarrow R_2\end{aligned}\ \Rightarrow \left(\,\left.\begin{matrix}\begin{matrix}1 & 2 & 4 \\3 & 4 & 2 \\2 & 3 & 1\end{matrix}\end{matrix}\;\;\right|\;\begin{matrix}4\\6\\4\end{matrix}\,\right)\\&\textsf{---------------------------------------------}\end{aligned}

\begin{aligned}&\begin{aligned}R_2-3R_1\to R_2\\R_3-2R_1\to R_3\end{aligned}\ \Rightarrow \left(\,\left.\begin{matrix}\begin{matrix}1 & 2 & 4 \\0 & -2 & -10 \\0 & -1 & -7\end{matrix}\end{matrix}\;\;\right|\;\begin{matrix}4\\-6\\-4\end{matrix}\,\right)\\&\textsf{---------------------------------------------}\end{aligned}

\begin{aligned}&\begin{aligned}\left(-\tfrac{1}{2}\right)R_2\to R_2\\(-1)R_3\to R_3\end{aligned}\ \Rightarrow \left(\,\left.\begin{matrix}\begin{matrix}1 & 2 & 4 \\0 & 1 & 5 \\0 & 1 & 7\end{matrix}\end{matrix}\;\;\right|\;\begin{matrix}4\\3\\4\end{matrix}\,\right)\\&\textsf{---------------------------------------------}\end{aligned}

\begin{aligned}&\begin{aligned}R_1-2R_2\to R_1\\R_3-R_2\to R_3\end{aligned}\ \Rightarrow \left(\,\left.\begin{matrix}\begin{matrix}1 & 0 & -6 \\0 & 1 & 5 \\0 & 0 & 2\end{matrix}\end{matrix}\;\;\right|\;\begin{matrix}-2\\3\\1\end{matrix}\,\right)\\&\textsf{---------------------------------------------}\end{aligned}

\begin{aligned}&\begin{aligned}\frac{1}{2}R_3\to R_3\end{aligned}\ \Rightarrow \left(\,\left.\begin{matrix}\begin{matrix}1 & 0 & -6 \\0 & 1 & 5 \\0 & 0 & 1\end{matrix}\end{matrix}\;\;\right|\;\begin{matrix}-2\\3\\1/2\end{matrix}\,\right)\\&\textsf{---------------------------------------------}\end{aligned}

\begin{aligned}&\begin{aligned}R_1+6R_3\to R_1\\R_2-5R_3\to R_3\end{aligned}\ \Rightarrow \left(\,\left.\begin{matrix}\begin{matrix}1 & 0 & 0 \\0 & 1 & 0 \\0 & 0 & 1\end{matrix}\end{matrix}\;\;\right|\;\begin{matrix}1\\1/2\\1/2\end{matrix}\,\right)\end{aligned}

Hasil yang diperoleh:

  • Baris pertama:
    \begin{aligned}\frac{1}{x-1}=1\implies x=\bf2\end{aligned}
  • Baris kedua:
    \begin{aligned}\frac{1}{y+3}=\frac{1}{2}\implies y=\bf{-}1\end{aligned}
  • Baris ketiga:
    \begin{aligned}\frac{1}{z+2}=\frac{1}{2}\implies z=\bf0\end{aligned}

HIMPUNAN PENYELESAIAN:
HP = {(x, y, z) | (2, –1, 0)}
_____________________

Dengan Metode Campuran

Sistem persamaan setelah disederhanakan adalah:

\begin{cases}\vphantom{\Bigg|}(1)&\dfrac{3}{x-1}+\dfrac{4}{y+3}+\dfrac{2}{z+2}=6\\\vphantom{\Bigg|}(2)&\dfrac{1}{x-1}+\dfrac{2}{y+3}+\dfrac{4}{z+2}=4\\\vphantom{\Bigg|}(3)&\dfrac{2}{x-1}+\dfrac{3}{y+3}+\dfrac{1}{z+2}=4\end{cases}

Eliminasi 1/(x–1) dan 1/(y+3):

\begin{aligned}(1):\ &\frac{3}{x-1}+\frac{4}{y+3}+\frac{2}{z+2}=6\\(2):\ &\frac{1}{x-1}+\frac{2}{y+3}+\frac{4}{z+2}=4\\&\textsf{--------------------------------------}\ +\\&\frac{4}{x-1}+\frac{6}{y+3}+\frac{6}{z+2}=10\\(3)\!\times\!2:\ &\frac{4}{x-1}+\frac{6}{y+3}+\frac{2}{z+2}=8\\&\textsf{--------------------------------------}\ -\\&\qquad\qquad\qquad\quad\ \,\frac{4}{z+2}=2\\&\Rightarrow \frac{2}{z+2}=1\\&\Rightarrow z+2=2\\&\Rightarrow z=\bf0\end{aligned}

Substitusi z ke setiap persamaan, dan eliminasi 1/(x-1):

\begin{aligned}(2):\ &\frac{1}{x-1}+\frac{2}{y+3}+\frac{4}{2}=4\\(3):\ &\frac{2}{x-1}+\frac{3}{y+3}+\frac{1}{2}=4\\&\textsf{--------------------------------------}\ +\\&\frac{3}{x-1}+\frac{5}{y+3}+\frac{5}{2}=8\\(1):\ &\frac{3}{x-1}+\frac{4}{y+3}+\frac{2}{2}=6\\&\textsf{--------------------------------------}\ -\\&\qquad\qquad\!\frac{1}{y+3}+\frac{3}{2}=2\\&\Rightarrow \frac{1}{y+3}=2-\frac{3}{2}\\&\Rightarrow \frac{1}{y+3}=\frac{1}{2}\\&\Rightarrow y+3=2\\&\Rightarrow y=\bf{-}1\end{aligned}

Substitusi y dan z ke persamaan (1):

\begin{aligned}&\frac{3}{x-1}+\frac{4}{2}+\frac{2}{2}=6\\&\Rightarrow \frac{3}{x-1}+3=6\\&\Rightarrow \frac{3}{x-1}=3\\&\Rightarrow x-1=1\\&\Rightarrow x=\bf2\end{aligned}

HIMPUNAN PENYELESAIAN:
HP = {(x, y, z) | (2, –1, 0)}

\blacksquare

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh henriyulianto dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Mon, 02 Jan 23