5. Suku Banyak (Polinomial) Bagian 2
E). Teorema Sisa
Misalkan terdapat suku banyak \(f(x)\) dibagi oleh \(p(x)\) memberikan hasil \(H(x)\) dan bersisa \(r(x)\), dapat dituliskan:
dengan \(0 \le \text{deg } r(x) \lt \text{deg } p(x)\).
Penulisan ini disebut Algoritma Pembagian.
Teorema Sisa yaitu:
- Jika \(f(x)\) dibagi oleh \(x - k\), maka sisanya \(= f(k)\).
- Jika \(f(x)\) dibagi oleh \(ax + b\), maka sisa \(= f\left(-\frac{b}{a}\right)\).
Tentukan sisanya jika suku banyak \(x^4 - 6x^3 - 6x^2 + 8x + 6\) dibagi oleh \(x - 2\)?
Misalkan \(f(x) = x^4 - 6x^3 - 6x^2 + 8x + 6\).
Berdasarkan Teorema Sisa, sisa pembagian oleh \((x - 2)\) adalah \(S = f(2)\).
Jadi, sisanya adalah \(-34\).
Tentukan sisanya jika suku banyak \((x + 3)^5 + (x + 2)^{2021} + (5x + 9)^{2021}\) dibagi oleh \(x + 2\).
Pembagi \(x + 2 = 0 \implies x = -2\).
Sisa pembagian \(S = f(-2)\):
Jadi, sisanya adalah \(0\).
Tentukan sisa pembagian ketika \(f(x) = 2x^3 + 3x^2 - x + 1\) dibagi oleh \(2x + 1\).
Pembagi \(2x + 1 = 0 \implies x = -\frac{1}{2}\).
Jadi, sisa pembagiannya adalah \(2\).
Diketahui bahwa \(f(x)\) jika dibagi \(x - 1\) bersisa \(5\) dan dibagi \(x + 1\) bersisa \(3\), maka \(f(x)\) dibagi \(x^2 - 1\) akan bersisa ...?
Pembagi \(x^2 - 1 = (x - 1)(x + 1)\) berderajat 2, maka pemisalan sisanya adalah \(S(x) = ax + b\).
Dari soal diketahui:
Eliminasi (i) dan (ii):
Jadi, sisa pembagiannya adalah \(S(x) = x + 4\).
Suatu suku banyak memiliki sisa \(-2\) jika dibagi oleh \(x - 1\) dan bersisa \(-4\) jika dibagi oleh \(x + 2\). Tentukan sisa jika suku banyak tersebut dibagi \(x^2 + x - 2\).
Pembagi \(x^2 + x - 2 = (x - 1)(x + 2)\). Misalkan sisa pembagiannya \(S(x) = ax + b\).
Diketahui \(f(1) = -2\) dan \(f(-2) = -4\):
Kurangkan (i) dengan (ii):
Jadi, sisanya adalah \(S(x) = \frac{2}{3}x - \frac{8}{3}\).
F). Teorema Faktor
Misalkan \(f(x)\) adalah suku banyak. \((x - k)\) faktor dari \(f(x)\) jika dan hanya jika \(f(k) = 0\).
Pernyataan di atas memiliki makna:
- Jika \((x - k)\) faktor dari \(f(x)\) maka \(f(k) = 0\).
- Jika \(f(k) = 0\) maka \((x - k)\) faktor dari \(f(x)\).
Untuk suatu suku banyak \(f(x)\) dengan koefisien bilangan bulat, yaitu:
Jika \(f(x)\) mempunyai faktor \(\left(x - \frac{p}{q}\right)\) dengan \(\text{FPB}(p, q) = 1\), maka \(p\) faktor dari \(a_0\) dan \(q\) faktor dari \(a_n\).
Tunjukkan bahwa \((x + 2)\) merupakan faktor dari \(f(x) = x^4 + 3x^3 + 4x^2 + 8x + 8\).
\((x + 2)\) adalah faktor jika dan hanya jika \(f(-2) = 0\).
Karena \(f(-2) = 0\), terbukti bahwa \((x + 2)\) merupakan faktor dari \(f(x)\).
Tunjukkan bahwa \((3x - 2)\) adalah faktor dari \(p(x) = 12x^3 + 40x^2 + 13x - 30\).
\((3x - 2)\) faktor jika dan hanya jika \(p\left(\frac{2}{3}\right) = 0\).
Terbukti bahwa \((3x - 2)\) adalah faktor dari \(p(x)\).
Tentukan semua faktor linier dari suku banyak \(x^4 - 2x^3 - 13x^2 + 14x + 24\).
Misalkan \(f(x) = x^4 - 2x^3 - 13x^2 + 14x + 24\). Calon pembuat nol adalah faktor dari \(24\): \(\pm 1, \pm 2, \pm 3, \pm 4, \dots\)
Jadi, faktor-faktor liniernya adalah \((x + 1)(x - 2)(x + 3)(x - 4)\).
Jika \(p(x)\) merupakan suku banyak derajat tiga dengan \(p(1) = 1, p(2) = 2, p(3) = 3, p(4) = 5\), maka \(p(6) = \dots\)?
Konstruksi suku banyak pembantu \(Q(x) = p(x) - x\). Karena \(p(1)=1, p(2)=2, p(3)=3\), maka \(Q(1)=Q(2)=Q(3)=0\).
Sehingga \(Q(x) = A(x - 1)(x - 2)(x - 3) \implies p(x) = A(x - 1)(x - 2)(x - 3) + x\).
Gunakan \(p(4) = 5\):
Maka untuk \(x = 6\):
Jadi, nilai \(p(6) =\) \(16\).
G). Teorema Vieta
(i). Definisi akar-akar dari persamaan
Akar-akar dari suatu persamaan adalah nilai variabel yang memenuhi persamaan tersebut. Misalkan terdapat suku banyak \(f(x)\) yaitu:
\(x_1, x_2, x_3, \dots, x_n\) disebut akar-akar dari \(f(x) = 0\) (atau disebut pembuat nol dari \(f(x)\)) jika dan hanya jika \(f(x_1) = 0, f(x_2) = 0, f(x_3) = 0, \dots, f(x_n) = 0\).
Salah satu cara mencari akar-akar dari persamaan yaitu setiap faktor liniernya sama dengankan nol.
Tentukan akar-akar dari persamaan \(x^2 - 2x - 3 = 0\).
Faktorkan persamaan kuadrat tersebut:
Jadi, akar-akarnya adalah \(x = 3\) atau \(x = -1\).
(ii). Teorema Vieta (Operasi akar-akar)
Misalkan terdapat suku banyak:
Dengan akar-akar dari \(f(x) = 0\) yaitu \(x_1, x_2, x_3, \dots, x_n\). Maka berlaku operasi akar-akar:
Dan seterusnya:
Persamaan kuadrat \(x^2 + 5x - 7 = 0\) memiliki akar-akar \(x_1\) dan \(x_2\). Tentukan nilai dari:
Dari persamaan \(x^2 + 5x - 7 = 0\), diketahui \(a = 1, b = 5, c = -7\).
a). \(x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} = -\frac{5}{1} = \mathbf{-5}\)
b). \(x_1 x_2 = \frac{c}{a} = \frac{-7}{1} = \mathbf{-7}\)
c). \(x_1^2 + x_2^2 = (x_1 + x_2)^2 - 2x_1 x_2 = (-5)^2 - 2(-7) = 25 + 14 = \mathbf{39}\)
d). \(x_1^3 + x_2^3 = (x_1 + x_2)^3 - 3x_1 x_2(x_1 + x_2) = (-5)^3 - 3(-7)(-5) = -125 - 105 = \mathbf{-230}\)
Tentukan jumlah dari akar-akar, jumlah dari kombinasi dua-duaan akar-akar, jumlah dari kuadrat akar-akar, dan jumlah dari kebalikan akar-akar dari persamaan \(2x^3 - x + 2 = 0\).
Persamaan: \(2x^3 + 0x^2 - x + 2 = 0\), sehingga \(a_3 = 2, a_2 = 0, a_1 = -1, a_0 = 2\).
1. Jumlah akar-akar: \(x_1 + x_2 + x_3 = -\frac{a_2}{a_3} = -\frac{0}{2} = \mathbf{0}\)
2. Kombinasi dua-duaan: \(x_1 x_2 + x_1 x_3 + x_2 x_3 = \frac{a_1}{a_3} = \mathbf{-\frac{1}{2}}\)
3. Jumlah kuadrat akar-akar:
\[x_1^2 + x_2^2 + x_3^2 = (x_1 + x_2 + x_3)^2 - 2(x_1 x_2 + x_1 x_3 + x_2 x_3) = 0^2 - 2\left(-\frac{1}{2}\right) = \mathbf{1}\]4. Jumlah kebalikan akar-akar:
\[\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2} + \frac{1}{x_3} = \frac{x_1 x_2 + x_1 x_3 + x_2 x_3}{x_1 x_2 x_3} = \frac{-1/2}{-2/2} = \frac{-1/2}{-1} = \mathbf{\frac{1}{2}}\]Misalkan \(x_1, x_2, x_3\) adalah akar-akar dari \(x^3 - x^2 + 1 = 0\). Tentukan nilai dari \(\frac{1}{x_1^2} + \frac{1}{x_2^2} + \frac{1}{x_3^2}\).
Dari \(x^3 - x^2 + 0x + 1 = 0\):
Maka:
Misalkan \(m, n, p\) adalah akar-akar dari \(x^3 - x^2 + 2 = 0\). Tentukan nilai dari:
Dari \(x^3 - x^2 + 0x + 2 = 0 \implies m+n+p = 1\), \(mn+mp+np = 0\), \(mnp = -2\).
a). \(m^2 + n^2 + p^2 = (m+n+p)^2 - 2(mn+mp+np) = 1^2 - 2(0) = \mathbf{1}\)
b). Karena \(x^3 = x^2 - 2\), maka \(m^3+n^3+p^3 = (m^2-2)+(n^2-2)+(p^2-2) = (m^2+n^2+p^2) - 6 = 1 - 6 = \mathbf{-5}\)
d). Kalikan dengan \(x \implies x^4 = x^3 - 2x\). Maka:
\[m^4 + n^4 + p^4 = (m^3+n^3+p^3) - 2(m+n+p) = -5 - 2(1) = \mathbf{-7}\]Persamaan suku banyak \(x^4 - 5x^3 - 16x^2 + 41x - 15 = 0\) memiliki akar-akar \(x_1, x_2, x_3,\) dan \(x_4\). Tentukan nilai dari:
Berdasarkan Teorema Vieta:
a). \(x_1^2 + x_2^2 + x_3^2 + x_4^2 = (\sum x_i)^2 - 2(\sum x_i x_j) = 5^2 - 2(-16) = 25 + 32 = \mathbf{57}\)
b). \(\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2} + \frac{1}{x_3} + \frac{1}{x_4} = \frac{\sum x_i x_j x_k}{x_1 x_2 x_3 x_4} = \frac{-41}{-15} = \mathbf{\frac{41}{15}}\)
Jika \(m, n,\) dan \(p\) adalah akar-akar dari \(x^3 - x - 1 = 0\) maka tentukan nilai dari \(\frac{1+m}{1-m} + \frac{1+n}{1-n} + \frac{1+p}{1-p}\).
Misalkan variabel baru \(y = \frac{1+x}{1-x} \implies y(1-x) = 1+x \implies x = \frac{y-1}{y+1}\).
Substitusi \(x\) ke persamaan awal:
Kalikan kedua ruas dengan \((y+1)^3\):
Nilai yang dicari adalah jumlah akar-akar \(y_1 + y_2 + y_3 = -\frac{7}{1} = \mathbf{-7}\).
Soal Latihan
- Derajat dari \((x^{2021} + 1)^4 (x^3 + 1)^{2021}\) sebagai suku banyak dalam \(x\) sama dengan ...
- Berapa sisa ketika \(x^{2021} + 2022\) dibagi oleh \(x + 1\).
- Suku banyak \(f(x) = x^3 + ax^2 + bx - 2021\) mempunyai sisa berturut-turut \(-2017\) dan \(-2023\) ketika dibagi \((x - 1)\) dan \((x + 1)\). Tentukan nilai \(2a - b\).
- Tentukan sisa pembagian \(x^{2021} - x^{2022} + (x + 1)^2\) dibagi oleh \(x^2 - 1\).
- Diketahui \(p(x) = x^5 + x^4 + x^3 + x^2 + x + 1\). Tentukan sisa pembagian \(p(x^{12})\) dibagi oleh \(p(x)\).
- Jika \(f(x)\) dibagi dengan \((x - 2)\) bersisa \(24\), sedangkan jika dibagi \((x + 5)\) bersisa \(10\). Jika dibagi \(x^2 + 3x - 10\) sisanya adalah ...
- Diketahui suku banyak \(f(x)\) bersisa \(-2\) bila dibagi \((x + 1)\), bersisa \(3\) jika dibagi \((x - 2)\). Suku banyak \(g(x)\) bersisa \(3\) jika dibagi \((x + 1)\) dan bersisa \(2\) jika dibagi \((x - 2)\). Jika \(h(x) = f(x)g(x)\), maka sisa \(h(x)\) jika dibagi \(x^2 - x - 2\) adalah ...
- Suku banyak \(g(x)\) memenuhi sifat \(g(-x) = -g(x)\). Jika \(g(x)\) dibagi oleh \((x - 2)\) berisa \(8\), maka sisa pembagian \(g(x)\) oleh \(x^2 - 4\) adalah ...?
- Tentukan sisa \(x^{2021} - 2x^{2020} + x^{2023} - 2x^{2022} + x^2 + x + 1\) dibagi oleh \(x^2 - 3x + 2\).
- Suku banyak \(f(x)\) berderajat 3. Jika \(f(x)\) dibagi \(x^2 + 2x - 3\) bersisa \(3x - 4\) dan dibagi \(x^2 - x - 2\) bersisa \(2x + 3\), maka tentukan \(f(x)\).
- Tentukan nilai \(k\) untuk suku banyak \(f(x) = x^{2022} + 3x^{2021} + kx + 1\) memiliki faktor \((x - 1)\).
- Jika dua faktor dari \(2x^3 - ax + b\) adalah \((x + 2)\) dan \((x - 1)\), maka nilai dari \(|2a - 3b|\) adalah ...?
- Jika \(a\) dan \(b\) adalah bilangan bulat dan \(x^2 - x - 1\) adalah faktor dari \(ax^3 + bx^2 + 1\), maka \(b = \dots\)?
- Jika \((x - 1)^2\) membagi \(ax^4 + bx^3 + 1\), maka nilai dari \(ab = \dots\)?
- Untuk suatu bilangan real \(k\), suku banyak \(8x^3 - 4x^2 - 42x + 45\) habis dibagi oleh \((x - r)^2\). Tentukan nilai dari \([r]\). (bentuk \([r]\) menyatakan bilangan bulat terbesar yang kurang dari atau sama dengan \(k\)).
- Diketahui suku banyak monik \(h(x)\) berderajat 2019 dan diketahui nilai: \(h(1) = \frac{1}{2}, h(2) = \frac{2}{3}, h(3) = \frac{3}{4}, \dots, h(2020) = \frac{2020}{2021}\). Tentukan nilai dari \(h(2021)\).
- Misalkan \(P(x)\) adalah suku banyak derajat empat sehingga \(P(2) = P(-2) = P(-3) = -1\) dan \(P(1) = P(-1) = 1\). Tentukan nilai dari \(P(0)\).
- Diketahui \(f(x)\) suku banyak berderajat 2021 yang memenuhi \(f(1) = 0, f(2) = 1, \dots, f(2^{2021}) = 2021\). Tentukan koefisien dari \(x\) dalam \(f(x)\).
- Ada berapa banyak suku banyak \(P(x)\) yang memenuhi kondisi \(P(12) = 12!\) dan \(x P(x - 1) = (x - 12) P(x)\).
- Ada berapa banyak suku banyak monik \(h(x)\) sedemikian sehingga \(h(x) \cdot Q(x) = x^4 - 1\) untuk suatu suku banyak \(Q(x)\) yang lain dimana koefisien \(h(x)\) dan \(Q(x)\) adalah bilangan kompleks.
- Jika \(x_1, x_2, x_3, \dots, x_{2021}\) adalah akar-akar dari persamaan \(x^{2021} - 2022x + 2 = 0\), maka tentukan nilai \(x_1^{2021} + x_2^{2021} + x_3^{2021} + \dots + x_{2021}^{2021}\).
- Polinom \(x^3 - x^2 + x - 2 = 0\) mempunyai tiga pembuat nol yaitu \(a, b,\) dan \(c\). Nilai dari:
- Andaikan \(p\) adalah akar dari persamaan \(x^4 + x^2 - 1 = 0\). Tentukan nilai \(p^6 + 2p^4\).
- Tentukan banyaknya akar real berbeda dari suku banyak \(x^{11} + x^{10} + x^9 + \dots + x^2 + x + 1\).
- Misalkan \(f(x) = (x - 1) + (x - 2)^2 + (x - 3)^3 + \dots + (x - 9)^9 + (x - 10)^{10}\). Tentukan jumlah semua akar-akar dari \(f(x)\).
- Jika \(p, q, r,\) dan \(k\) adalah akar-akar dari \(x^4 + x^3 + x^2 + x + 1 = 0\). Tentukan nilai dari \(p^{2021} + q^{2021} + r^{2021} + k^{2021}\).
- Jika \(a, b, c\) adalah solusi dari persamaan \(x^3 - 2x^2 + 3x + 2021 = 0\), maka nilai dari \(a(b^2 + c^2) + b(a^2 + c^2) + c(a^2 + b^2)?\)
- Akar-akar \(x^3 + 3x^2 + 4x - 11 = 0\) adalah \(a, b,\) dan \(c\). Persamaan pangkat tiga dengan akar-akar \(a + b\), \(a + c\), dan \(b + c\) adalah \(x^3 + rx^2 + sx + t = 0\). Tentukan nilai \(t\).
- Suku banyak \(f(x) = x^5 + ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + c\) dan \(f(1) = f(2) = f(3) = f(4) = f(5)\). Tentukan nilai \(a\).
- Misalkan \(P_0(x) = x^3 + 313x^2 - 77x - 8\) dan \(P_n(x) = P_{n-1}(x - n)\). Tentukan koefisien dari \(P_{20}(x)\).
- Akar-akar persamaan \(x^4 - x^3 - x^2 - 1 = 0\) adalah \(a, b, c,\) dan \(d\). Jika \(P(x) = x^6 - x^5 - x^3 - x^2 - x\), maka nilai \(P(a) + P(b) + P(c) + P(d) = \dots?\)
- Diberikan suku banyak monik \(f(x)\) berderajat \(n\) dengan koefisien-koefisiennya semua bilangan bulat. Ada 4 bilangan bulat berbeda \(a, b, c,\) dan \(d\) yang memenuhi \(f(a) = f(b) = f(c) = f(d) = 5\). Tunjukkan bahwa tidak ada bilangan bulat \(k\) yang memenuhi \(f(k) = 8\).
Kembali ke Daftar Isi Olimpiade Matik SMA
Demikian pembahasan materi Suku Banyak Bagian 2 Olim Matik SMA dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan materi ini. Setiap artikel akan diupdate secara bertahap. Jika ada kritik dan saran, atau koreksi dari isi artikel di halaman ini, mohon bantuannya untuk menuliskannya di kolom komentar di bagian bawah setiap artikel. Ini sangat membantu untuk memperbaiki kualitas dari artikel di blog koma. Semoga bermanfaat. Terimakasih.

