Berikut ini adalah pertanyaan dari henriyulianto pada mata pelajaran Matematika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas
Buktikan bahwa
Jawaban dan Penjelasan
Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.
Jawab: cos(π/7) – cos (2π/7) + cos (3π/7) = ½ terbukti.
PEMBUKTIAN
Metode 1
Kita ingat identitas trigonometri:
- 2sin(α)cos(α) = sin(2α)
- 2sin(α)cos(β) = sin(α+β) + sin(α–β)
- sin(–α) = –sin(α)
- cos(π–α) = –cos(α)
- sin(π–α) = sin(α)
Misalkan x = cos(π/7) – cos (2π/7) + cos (3π/7). Maka,
x = cos(π/7) + cos(π – 2π/7) + cos(3π/7)
⇒ x = cos(π/7) + cos(3π/7) + cos(5π/7)
Kemudian, kita kalikan kedua ruas dengan 2sin(π/7).
x · 2sin(π/7) = 2sin(π/7)cos(π/7) + 2sin(π/7)cos(3π/7) + 2sin(π/7)cos(5π/7)
⇒ 2x·sin(π/7) = sin(2π/7) + sin(4π/7) + sin(–2π/7) + sin(6π/7) + sin(–4π/7)
⇒ 2x·sin(π/7) = sin(2π/7) + sin(4π/7) – sin(2π/7) + sin(6π/7) – sin(4π/7)
⇒ 2x·sin(π/7) = sin(2π/7) – sin(2π/7) + sin(4π/7) – sin(4π/7) + sin(6π/7)
⇒ 2x·sin(π/7) = sin(6π/7)
⇒ 2x·sin(π/7) = sin(π – π/7)
⇒ 2x·sin(π/7) = sin(π/7)
⇒ 2x = sin(π/7)/sin(π/7)
⇒ 2x = 1
⇒ x = ½
⇒ cos(π/7) – cos (2π/7) + cos (3π/7) = ½
∴ Terbukti bahwa cos(π/7) – cos (2π/7) + cos (3π/7) = ½.
__________________
Metode 2
Selain identitas trigonometri di atas, kita ingat pula identitas:
- cos(2α) = cos²(α) – sin²(α)
- cos(α+β) = cos(α)cos(β) – sin(α)sin(β)
Misalkan x = cos(π/7) – cos (2π/7) + cos (3π/7).
Misalkan pula a = sin(π/7)danb = cos(π/7).
- cos(2π/7) = b²–a²
- cos(3π/7) = b(b²–a²) – a(2ab)
Maka,
x = b – (b²–a²) + b(b²–a²) – a(2ab)
⇒ x = b – b² + a² + b³ + b² – a²b – 2a²b
⇒ x = b – b² + b³ + a²(1–3b)
Karena sin²(α) = 1 – cos²(α), maka a² = 1 – b².
⇒ x = b – b² + b³ + (1–b²)(1–3b)
⇒ x = b – b² + b³ + 1 – b² – 3b + 3b³
⇒ x = 4b³ – 2b² – 2b + 1
Karena x = ½, maka:
½ = 4b³ – 2b² – 2b + 1
⇒ 1 = 8b³ – 4b² – 4b + 2
⇒ 8b³ – 4b² – 4b + 1 = 0 ....(i)
Dengan menunjukkan bahwa 8b³ – 4b² – 4b + 1 = 0, x = ½ terbukti.
Sekarang, perhatikan bahwa cos(4π/7) = –cos(3π/7).
Jika dinyatakan dalam a dan b:
- cos(4π/7) = cos²(2π/7) – sin²(2π/7)
⇒ cos(4π/7) = (b²–a²)² – (2ab)²
⇒ cos(4π/7) = (b²–1+b²)² – 4a²b²
⇒ cos(4π/7) = (2b²–1)² – 4(1–b²)b²
⇒ cos(4π/7) = 4b⁴ – 4b² + 1 – 4b² + 4b⁴
⇒ cos(4π/7) = 8b⁴ – 8b² + 1 - cos(3π/7) = b(b²–a²) – a(2ab)
⇒ cos(3π/7) = b³ – a²b – 2a²b
⇒ cos(3π/7) = b³ – 3a²b
⇒ cos(3π/7) = b³ – 3(1–b²)b
⇒ cos(3π/7) = b³ – 3b + 3b³
⇒ cos(3π/7) = 4b³ – 3b
cos(4π/7) = –cos(3π/7)
⇒ 8b^4 – 8b² + 1 = 3b – 4b³
⇒ 8b^4 + 4b³ – 8b² – 3b + 1 = 0
⇒ (b+1)(8b³ – 4b² – 4b + 1) = 0
Sudah pasti b = cos(π/7) ≠ 1, jadi 8b³ – 4b² – 4b + 1 = 0, sesuai dengan persamaan (i) di atas. Hal ini membuktikan bahwa x = ½.
∴ Terbukti bahwa cos(π/7) – cos (2π/7) + cos (3π/7) = ½.
Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh Ezachan 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: Thu, 06 Oct 22