Operasi Hitung Logaritma
Materi Matematika
Pendahuluan
Operasi hitung logaritma merupakan sekumpulan sifat-sifat yang memungkinkan kita menyederhanakan, menghitung, dan memanipulasi bentuk logaritma. Sifat-sifat ini sangat berguna dalam menyelesaikan persamaan dan pertidaksamaan logaritma.
Ingat definisi dasar: jika alog b = c, artinya ac = b, dengan syarat a > 0, a β 1, dan b > 0.
π Kegiatan: Mengamati
Perhatikan hubungan berikut:
- 2log 4 + 2log 8 = 2 + 3 = 5
- 2log (4 Γ 8) = 2log 32 = 5
Apa yang kamu amati dari kedua hasil di atas?
β Kegiatan: Menanya
Dari pengamatan di atas, dapatkah kamu merumuskan hubungan antara penjumlahan dua logaritma dengan logaritma dari hasil kali?
1. Penjumlahan Logaritma
π‘ Kegiatan: Menalar
Jika alog m = p maka ap = m.
Jika alog n = q maka aq = n.
Maka m Γ n = ap Γ aq = ap+q.
Sehingga alog (m Γ n) = p + q = alog m + alog n.
alog m + alog n = alog (m Γ n)
dengan a > 0, a β 1, m > 0, n > 0
π§ͺ Kegiatan: Mencoba
Verifikasi sifat ini dengan menghitung:
- 3log 9 + 3log 3 = ? dan 3log (9 Γ 3) = ?
- 5log 5 + 5log 25 = ? dan 5log (5 Γ 25) = ?
Contoh Soal
Tingkat Mudah
1. Hitung 2log 4 + 2log 8
Pembahasan
2log 4 + 2log 8 = 2log (4 Γ 8) = 2log 32
25 = 32, maka 2log 32 = 5
Jawaban: 5
2. Hitung 3log 9 + 3log 27
Pembahasan
= 3log (9 Γ 27) = 3log 243
35 = 243, maka hasilnya = 5
3. Hitung 5log 5 + 5log 25
Pembahasan
= 5log (5 Γ 25) = 5log 125 = 3
Jawaban: 3
4. Hitung 10log 2 + 10log 5
Pembahasan
= 10log (2 Γ 5) = 10log 10 = 1
Jawaban: 1
5. Hitung 2log 16 + 2log 2
Pembahasan
= 2log (16 Γ 2) = 2log 32 = 5
Jawaban: 5
Tingkat Sedang
1. Sederhanakan 2log 12 + 2log (8/3)
Pembahasan
= 2log (12 Γ 8/3) = 2log 32 = 5
Jawaban: 5
2. Hitung 3log 6 + 3log (9/2)
Pembahasan
= 3log (6 Γ 9/2) = 3log 27 = 3
Jawaban: 3
3. Hitung 2log 6 + 2log 4 + 2log (4/3)
Pembahasan
= 2log (6 Γ 4 Γ 4/3) = 2log 32 = 5
Jawaban: 5
4. Jika 2log 3 = a, nyatakan 2log 12 dalam a
Pembahasan
2log 12 = 2log (4 Γ 3) = 2log 4 + 2log 3 = 2 + a
Jawaban: 2 + a
5. Jika log 2 = 0,301 dan log 3 = 0,477, hitung log 6
Pembahasan
log 6 = log (2 Γ 3) = log 2 + log 3 = 0,301 + 0,477 = 0,778
Jawaban: 0,778
Tingkat Sulit
1. Jika log 2 = p dan log 3 = q, nyatakan log 72 dalam p dan q
Pembahasan
72 = 8 Γ 9 = 23 Γ 32
log 72 = log 23 + log 32 = 3 log 2 + 2 log 3 = 3p + 2q
Jawaban: 3p + 2q
2. Jika 2log 3 = a, nyatakan 2log 48 dalam a
Pembahasan
48 = 16 Γ 3 = 24 Γ 3
2log 48 = 2log 24 + 2log 3 = 4 + a
Jawaban: 4 + a
3. Hitung 6log 4 + 6log 9 + 6log 6
Pembahasan
= 6log (4 Γ 9 Γ 6) = 6log 216 = 6log 63 = 3
Jawaban: 3
4. Jika log 2 = p, nyatakan log 500 dalam p
Pembahasan
500 = 1000/2 = 103/2
log 500 = log 103 β log 2 = 3 β p
Jawaban: 3 β p
5. Jika 2log 5 = m, nyatakan 2log 200 dalam m
Pembahasan
200 = 8 Γ 25 = 23 Γ 52
2log 200 = 3 + 2Β·2log 5 = 3 + 2m
Jawaban: 3 + 2m
Latihan Soal
Tingkat Mudah
- 2log 8 + 2log 4 = β¦
- 5log 25 + 5log 5 = β¦
- 10log 4 + 10log 25 = β¦
- 3log 3 + 3log 9 = β¦
- 7log 7 + 7log 49 = β¦
Tingkat Sedang
- 2log 5 + 2log (32/5) = β¦
- Jika 3log 2 = a, nyatakan 3log 18 dalam a
- 4log 8 + 4log 2 = β¦
- log 4 + log 250 = β¦
- 2log 3 + 2log 6 + 2log (16/9) = β¦
Tingkat Sulit
- Jika log 3 = p, nyatakan log 2700 dalam p
- Jika 2log 3 = a dan 2log 5 = b, nyatakan 2log 150
- 6log 8 + 6log 27 + 6log (1/6) = β¦
- Jika log 2 = a, nyatakan log 0,125 dalam a
- Jika 3log 5 = m, nyatakan 3log 675 dalam m
2. Pengurangan Logaritma
π‘ Kegiatan: Menalar
Dengan cara yang sama seperti penjumlahan, karena m/n = ap/aq = apβq, maka:
alog m β alog n = alog (m/n)
dengan a > 0, a β 1, m > 0, n > 0
Contoh Soal
Tingkat Mudah
1. Hitung 2log 32 β 2log 4
Pembahasan
= 2log (32/4) = 2log 8 = 3
2. Hitung 3log 81 β 3log 3
Pembahasan
= 3log (81/3) = 3log 27 = 3
3. Hitung 5log 125 β 5log 5
Pembahasan
= 5log (125/5) = 5log 25 = 2
4. Hitung log 80 β log 8
Pembahasan
= log (80/8) = log 10 = 1
5. Hitung 2log 64 β 2log 8
Pembahasan
= 2log (64/8) = 2log 8 = 3
Tingkat Sedang
1. Hitung 2log 48 β 2log 3
Pembahasan
= 2log (48/3) = 2log 16 = 4
2. Hitung 3log 54 β 3log 2
Pembahasan
= 3log (54/2) = 3log 27 = 3
3. Jika log 2 = 0,301, hitung log 5
Pembahasan
log 5 = log (10/2) = log 10 β log 2 = 1 β 0,301 = 0,699
4. Sederhanakan 2log 96 β 2log 3
Pembahasan
= 2log (96/3) = 2log 32 = 5
5. Hitung log 200 β log 2
Pembahasan
= log (200/2) = log 100 = 2
Tingkat Sulit
1. Jika log 2 = p, nyatakan log 0,25 dalam p
Pembahasan
log 0,25 = log (1/4) = log 1 β log 4 = 0 β 2 log 2 = β2p
2. Sederhanakan 2log 192 β 2log 6
Pembahasan
= 2log (192/6) = 2log 32 = 5
3. Hitung 3log 243 β 3log 9 + 3log (1/3)
Pembahasan
= 3log (243/(9 Γ 3)) = 3log (243/27) = 3log 9 = 2
Atau: 5 β 2 + (β1) = 2
4. Jika 2log 3 = a, nyatakan 2log (4/3) dalam a
Pembahasan
2log (4/3) = 2log 4 β 2log 3 = 2 β a
5. Jika log 2 = a dan log 3 = b, nyatakan log (3/16)
Pembahasan
log (3/16) = log 3 β log 16 = log 3 β log 24 = b β 4a
Latihan Soal
Tingkat Mudah
- 2log 128 β 2log 4 = β¦
- 3log 243 β 3log 9 = β¦
- log 500 β log 5 = β¦
- 5log 625 β 5log 25 = β¦
- 10log 1000 β 10log 10 = β¦
Tingkat Sedang
- 2log 72 β 2log 9 = β¦
- Jika log 3 = 0,477, hitung log (10/3)
- 3log 162 β 3log 2 = β¦
- log 40 β log 4 = β¦
- 2log 160 β 2log 5 = β¦
Tingkat Sulit
- Jika log 2 = a, nyatakan log 0,0625 dalam a
- 2log 384 β 2log 12 + 2log (1/2) = β¦
- Jika 3log 2 = p, nyatakan 3log (9/8) dalam p
- log 5000 β log 50 + log (1/10) = β¦
- Jika 2log 5 = m, nyatakan 2log (32/25) dalam m
3. Perkalian Logaritma dengan Bilangan (Logaritma Pangkat)
π‘ Kegiatan: Menalar
Perhatikan: alog mn. Misalkan alog m = p, maka ap = m.
Sehingga mn = (ap)n = apn.
Maka alog mn = pn = n Β· alog m.
alog mn = n Β· alog m
dengan a > 0, a β 1, m > 0
π§ͺ Kegiatan: Mencoba
Verifikasi: 2log 82 = 2log 64 = 6 dan 2 Β· 2log 8 = 2 Γ 3 = 6 β
Contoh Soal
Tingkat Mudah
1. Hitung 2log 43
Pembahasan
= 3 Β· 2log 4 = 3 Γ 2 = 6
2. Hitung 3log 92
Pembahasan
= 2 Β· 3log 9 = 2 Γ 2 = 4
3. Hitung 5log 253
Pembahasan
= 3 Β· 5log 25 = 3 Γ 2 = 6
4. Hitung 10log 1002
Pembahasan
= 2 Β· 10log 100 = 2 Γ 2 = 4
5. Hitung 2log β8 (akar dari 8)
Pembahasan
β8 = 81/2
2log 81/2 = (1/2) Β· 2log 8 = (1/2) Γ 3 = 3/2
Tingkat Sedang
1. Sederhanakan 3 Β· 2log 4 + 2log 2
Pembahasan
= 2log 43 + 2log 2 = 2log 64 + 2log 2 = 2log 128 = 7
2. Hitung 2log Β³β16 (akar pangkat 3 dari 16)
Pembahasan
Β³β16 = 161/3 = (24)1/3 = 24/3
2log 24/3 = 4/3
3. Sederhanakan 2 Β· 3log 9 β 3log 27
Pembahasan
= 3log 92 β 3log 27 = 3log 81 β 3log 27 = 3log (81/27) = 3log 3 = 1
4. Hitung 4log 8
Pembahasan
8 = 23 dan 4 = 22
4log 8 = 2Β²log 23 = (3/2) Β· 2log 2/ 2log 2 = 3/2
Atau langsung: 4x = 8 β 22x = 23 β x = 3/2
5. Sederhanakan 2log 45 β 2log 82
Pembahasan
= 5 Β· 2log 4 β 2 Β· 2log 8 = 5(2) β 2(3) = 10 β 6 = 4
Tingkat Sulit
1. Hitung 9log 27
Pembahasan
9 = 32, 27 = 33
9x = 27 β 32x = 33 β 2x = 3 β x = 3/2
2. Hitung 8log 32
Pembahasan
8 = 23, 32 = 25
8x = 32 β 23x = 25 β x = 5/3
3. Sederhanakan 2 Β· 3log 5 + 3log 4 β 3log 100
Pembahasan
= 3log 25 + 3log 4 β 3log 100
= 3log (25 Γ 4 / 100) = 3log 1 = 0
4. Jika 2log 3 = a, hitung 4log 9 dalam a
Pembahasan
4log 9 = 2Β²log 32
Gunakan sifat: a^mlog bn = (n/m) Β· alog b
= (2/2) Β· 2log 3 = a
5. Sederhanakan (1/2) Β· 3log 81 + (1/3) Β· 3log 27 β 3log 9
Pembahasan
= 3log 811/2 + 3log 271/3 β 3log 9
= 3log 9 + 3log 3 β 3log 9
= 2 + 1 β 2 = 1
Latihan Soal
Tingkat Mudah
- 2log 162 = β¦
- 3log 273 = β¦
- 5log β25 = β¦
- 10log 10002 = β¦
- 2log 27 = β¦
Tingkat Sedang
- 4 Β· 2log 2 β 2 Β· 2log 4 = β¦
- 2log β΄β32 = β¦
- 3 Β· 5log 5 + 5log 25 = β¦
- 3log β27 = β¦
- 2 Β· log 5 + 2 Β· log 2 = β¦
Tingkat Sulit
- 27log 9 = β¦
- 16log 32 = β¦
- Jika 2log 5 = a, hitung 8log 25 dalam a
- (1/3) Β· 2log 64 + (1/2) Β· 2log 16 β 2log β32 = β¦
- Jika 3log 2 = p, hitung 9log 8 dalam p
4. Perubahan Basis Logaritma
π‘ Kegiatan: Menalar
Terkadang kita perlu mengubah basis logaritma agar bisa dihitung atau disederhanakan. Misalkan kita ingin menghitung alog b menggunakan logaritma basis c:
Jika alog b = x, maka ax = b.
Ambil clog kedua ruas: clog ax = clog b
x Β· clog a = clog b
x = clog b / clog a
alog b = clog b / clog a
dengan a, b, c > 0 dan a β 1, c β 1
Konsekuensi penting:
π’ Kegiatan: Mengkomunikasikan
Jelaskan kepada temanmu mengapa 2log 5 Γ 5log 2 = 1. Gunakan sifat perubahan basis!
Contoh Soal
Tingkat Mudah
1. Hitung 4log 8 menggunakan basis 2
Pembahasan
4log 8 = 2log 8 / 2log 4 = 3/2
2. Hitung 9log 3
Pembahasan
9log 3 = 3log 3 / 3log 9 = 1/2
3. Hitung 25log 5
Pembahasan
= 5log 5 / 5log 25 = 1/2
4. Hitung 8log 4
Pembahasan
= 2log 4 / 2log 8 = 2/3
5. Hitung 2log 3 Γ 3log 2
Pembahasan
3log 2 = 1 / 2log 3
2log 3 Γ (1 / 2log 3) = 1
Tingkat Sedang
1. Jika 2log 3 = a, nyatakan 8log 9 dalam a
Pembahasan
8log 9 = 2log 9 / 2log 8 = 2Β·2log 3 / 3 = 2a/3
2. Hitung 4log 3 Γ 3log 16
Pembahasan
4log 3 Γ 3log 16
= (2log 3 / 2log 4) Γ (2log 16 / 2log 3)
= 2log 16 / 2log 4 = 4/2 = 2
3. Jika 3log 5 = p, nyatakan 5log 9 dalam p
Pembahasan
5log 9 = 3log 9 / 3log 5 = 2/p
4. Hitung 4log 5 Γ 25log 16
Pembahasan
Ubah ke basis 2:
4log 5 = 2log 5 / 2
25log 16 = 2log 16 / 2log 25 = 4 / (2Β·2log 5)
= (2log 5 / 2) Γ (4 / (2Β·2log 5)) = 4/4 = 1
5. Jika 2log 5 = a, nyatakan 4log 25 dalam a
Pembahasan
4log 25 = 2log 25 / 2log 4 = 2Β·2log 5 / 2 = a
Tingkat Sulit
1. Jika 2log 3 = a dan 2log 5 = b, nyatakan 15log 8
Pembahasan
15log 8 = 2log 8 / 2log 15
2log 15 = 2log (3Γ5) = a + b
= 3 / (a + b)
2. Hitung 2log 3 Γ 3log 5 Γ 5log 8
Pembahasan
Gunakan sifat rantai: alog b Γ blog c = alog c
= 2log 5 Γ 5log 8 = 2log 8 = 3
3. Jika 3log 2 = p, nyatakan 12log 9 dalam p
Pembahasan
12log 9 = 3log 9 / 3log 12 = 2 / 3log 12
3log 12 = 3log (4Γ3) = 3log 4 + 1 = 2p + 1
= 2/(2p + 1)
4. Hitung 6log 2 + 6log 3 lalu gunakan untuk mencari 36log 6
Pembahasan
6log 2 + 6log 3 = 6log 6 = 1
36log 6 = 6log 6 / 6log 36 = 1/2
5. Jika 2log 3 = a, nyatakan 6log 12 dalam a
Pembahasan
6log 12 = 2log 12 / 2log 6
2log 12 = 2log (4Γ3) = 2 + a
2log 6 = 2log (2Γ3) = 1 + a
= (2 + a)/(1 + a)
Latihan Soal
Tingkat Mudah
- 16log 4 = β¦
- 27log 3 = β¦
- 4log 32 = β¦
- 3log 5 Γ 5log 3 = β¦
- 49log 7 = β¦
Tingkat Sedang
- Jika 2log 3 = a, nyatakan 16log 9 dalam a
- 9log 4 Γ 4log 27 = β¦
- Jika 5log 2 = p, nyatakan 2log 25 dalam p
- 8log 9 Γ 9log 4 = β¦
- Jika 3log 7 = m, nyatakan 7log 27 dalam m
Tingkat Sulit
- Jika 2log 3 = a, 2log 7 = b, nyatakan 21log 4
- 2log 5 Γ 5log 7 Γ 7log 4 = β¦
- Jika 5log 3 = a, nyatakan 15log 25 dalam a
- Buktikan bahwa alog b Γ blog c Γ clog a = 1
- Jika 2log 3 = p, nyatakan 18log 4 dalam p
5. Logaritma Berantai (Sifat Rantai)
π Kegiatan: Mengamati
Perhatikan: 2log 3 Γ 3log 5 = ?
Ubah ke basis 2: 3log 5 = 2log 5 / 2log 3
Maka: 2log 3 Γ (2log 5 / 2log 3) = 2log 5
alog b Γ blog c = alog c
Dapat diperluas: alog b Γ blog c Γ clog d = alog d
π’ Kegiatan: Mengkomunikasikan
Diskusikan dengan temanmu: mengapa alog b Γ blog c Γ clog a = 1? Hubungkan dengan sifat rantai!
Contoh Soal
Tingkat Mudah
1. Hitung 2log 5 Γ 5log 16
Pembahasan
= 2log 16 = 4
2. Hitung 3log 4 Γ 4log 9
Pembahasan
= 3log 9 = 2
3. Hitung 5log 7 Γ 7log 25
Pembahasan
= 5log 25 = 2
4. Hitung 2log 9 Γ 9log 8
Pembahasan
= 2log 8 = 3
5. Hitung 4log 5 Γ 5log 64
Pembahasan
= 4log 64 = 3 (karena 4Β³ = 64)
Tingkat Sedang
1. Hitung 2log 3 Γ 3log 7 Γ 7log 32
Pembahasan
= 2log 32 = 5
2. Hitung 4log 9 Γ 3log 5 Γ 5log 2
Pembahasan
4log 9 = 4log 32 = 2 Β· 4log 3
Maka: 2 Β· 4log 3 Γ 3log 5 Γ 5log 2 = 2 Β· 4log 2 = 2 Γ (1/2) = 1
3. Hitung 3log 4 Γ 2log 27
Pembahasan
3log 4 = 3log 22 = 2 Β· 3log 2
2log 27 = 2log 33 = 3 Β· 2log 3
= 2 Β· 3log 2 Γ 3 Β· 2log 3 = 6 Β· (3log 2 Γ 2log 3) = 6 Γ 1 = 6
4. Hitung 2log 5 Γ 5log 9 Γ 9log 4
Pembahasan
= 2log 4 = 2
5. Hitung 3log 2 Γ 4log 9
Pembahasan
4log 9 = 2log 9 / 2log 4 = (2Β·2log 3)/2 = 2log 3
3log 2 Γ 2log 3 = 1 (sifat invers)
Tingkat Sulit
1. Hitung 2log 3 Γ 3log 5 Γ 5log 7 Γ 7log 64
Pembahasan
= 2log 64 = 6
2. Hitung 4log 9 Γ 27log 16
Pembahasan
4log 9 = 2log 9 / 2log 4 = (2Β·2log 3)/2 = 2log 3
27log 16 = 3log 16 / 3log 27 = 3log 16 / 3
3log 16 = 3log 24 = 4Β·3log 2
= 2log 3 Γ (4Β·3log 2)/3 = 4/3 Γ (2log 3 Γ 3log 2) = 4/3 Γ 1 = 4/3
3. Hitung 2log 6 Γ 3log 4 Γ 4log 9
Pembahasan
3log 4 Γ 4log 9 = 3log 9 = 2
2log 6 Γ 2 = 2Β·2log 6
= 2log 62 = 2log 36
2log 36 = 2log (4Γ9) = 2 + 2log 9
Hmm, let me recalculate more carefully:
= 2 Γ 2log 6 = 2 Γ logβ6 β 2 Γ 2,585 β 5,17
Sebenarnya hasilnya bukan bilangan bulat. = 2log 36
4. Buktikan: alog b Γ blog c Γ clog d Γ dlog a = 1
Pembahasan
Menggunakan sifat rantai berulang:
alog b Γ blog c = alog c
alog c Γ clog d = alog d
alog d Γ dlog a = alog a = 1
Terbukti.
5. Jika 2log 3 = a dan 3log 5 = b, nyatakan 5log 32 dalam a dan b
Pembahasan
5log 32 = 5log 25 = 5 Β· 5log 2
5log 2 = 1/(2log 5)
2log 5 = 2log 3 Γ 3log 5 = ab
5log 2 = 1/(ab)
5log 32 = 5/(ab)
Latihan Soal
Tingkat Mudah
- 3log 7 Γ 7log 27 = β¦
- 5log 2 Γ 2log 125 = β¦
- 4log 3 Γ 3log 64 = β¦
- 2log 7 Γ 7log 4 = β¦
- 6log 5 Γ 5log 36 = β¦
Tingkat Sedang
- 2log 3 Γ 3log 5 Γ 5log 64 = β¦
- 9log 8 Γ 4log 3 = β¦
- 3log 8 Γ 2log 9 = β¦
- 4log 25 Γ 5log 8 = β¦
- Jika 2log 3 = a, hitung 4log 3 Γ 3log 8
Tingkat Sulit
- 8log 9 Γ 27log 4 = β¦
- Jika 2log 3 = p, 3log 7 = q, nyatakan 7log 16
- 4log 9 Γ 9log 25 Γ 25log 8 = β¦
- Jika 5log 2 = a, 2log 3 = b, nyatakan 15log 100
- Buktikan: jika alog b = p dan blog c = q, maka clog a = 1/(pq)
Ringkasan Sifat-Sifat Operasi Logaritma
| No | Sifat | Rumus |
|---|---|---|
| 1 | Penjumlahan | alog m + alog n = alog (mΓn) |
| 2 | Pengurangan | alog m β alog n = alog (m/n) |
| 3 | Logaritma Pangkat | alog mn = n Β· alog m |
| 4 | Perubahan Basis | alog b = clog b / clog a |
| 5 | Sifat Rantai | alog b Γ blog c = alog c |