Penyelesaian Persamaan Eksponen
Bentuk \(g(x)^{f(x)} = h(x)^{f(x)}\)
Materi Matematika
📘 Materi
🔍 Kegiatan 1: Mengamati
Perhatikan persamaan-persamaan berikut:
- \((2x+1)^{3} = (x+5)^{3}\)
- \((x^2-1)^{x+2} = (3x+1)^{x+2}\)
- \((x+4)^{2x-1} = (2x-3)^{2x-1}\)
Apa kesamaan dari persamaan-persamaan di atas? Perhatikan bahwa pangkat (eksponen) di kedua ruas sama, yaitu \(f(x)\), sedangkan basis (bilangan pokok) di kedua ruas berbeda.
📌 Definisi
Persamaan eksponen bentuk:
adalah persamaan eksponen di mana kedua ruas memiliki pangkat yang sama, yaitu \(f(x)\), tetapi memiliki basis yang berbeda, yaitu \(g(x)\) dan \(h(x)\).
❓ Kegiatan 2: Menanya
Bagaimana cara menyelesaikan persamaan tersebut? Kapan kita bisa menyamakan basisnya? Apakah ada syarat khusus yang harus diperhatikan?
💡 Kegiatan 3: Menalar
Dari bentuk \(g(x)^{f(x)} = h(x)^{f(x)}\), kita bisa tuliskan:
Jika kita amati, persamaan ini terpenuhi apabila salah satu dari kondisi berikut berlaku:
Syarat Penyelesaian:
| Kasus | Syarat | Penjelasan |
|---|---|---|
| 1 | \(g(x) = h(x)\) | Basis sama, maka apapun pangkatnya, kedua ruas sama |
| 2 | \(f(x) = 0\) | Pangkat nol, maka kedua ruas = 1 (asalkan basis ≠ 0) |
⚠️ Syarat Penting:
- Untuk Kasus 2 (\(f(x)=0\)): pastikan \(g(x) \neq 0\) dan \(h(x) \neq 0\)
- Selalu periksa kembali (verifikasi) setiap solusi yang diperoleh ke persamaan awal
🧪 Kegiatan 4: Mencoba
Contoh Sederhana: Selesaikan \((2x+1)^{3} = (x+5)^{3}\)
Langkah: Pangkat sama (\(f(x) = 3 \neq 0\)), maka samakan basis:
\(2x + 1 = x + 5\)
\(2x – x = 5 – 1\)
\(x = 4\)
Verifikasi: \((2(4)+1)^3 = (4+5)^3 \Rightarrow 9^3 = 9^3\) ✓
📋 Langkah-langkah Penyelesaian
- Identifikasi bentuk \(g(x)^{f(x)} = h(x)^{f(x)}\)
- Tentukan \(f(x)\), \(g(x)\), dan \(h(x)\)
- Kasus 1: Selesaikan \(g(x) = h(x)\)
- Kasus 2: Selesaikan \(f(x) = 0\), lalu periksa \(g(x) \neq 0\) dan \(h(x) \neq 0\)
- Gabungkan semua solusi yang valid
- Verifikasi setiap solusi ke persamaan awal
📢 Kegiatan 5: Mengkomunikasikan
Setelah mempelajari materi ini, kamu diharapkan dapat:
- Menjelaskan prinsip penyelesaian \(g(x)^{f(x)} = h(x)^{f(x)}\)
- Menentukan solusi dari kedua kasus yang mungkin
- Memverifikasi solusi yang diperoleh
- Menyajikan penyelesaian secara sistematis dan runtut
📝 Contoh Soal dan Pembahasan
MUDAHContoh Soal Tingkat Mudah
Contoh 1:
Selesaikan \((3x-2)^{5} = (x+6)^{5}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 2:
Selesaikan \((x+3)^{4} = (2x-1)^{4}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 3:
Selesaikan \((x+1)^{7} = (4x-8)^{7}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 4:
Selesaikan \((2x)^{3} = (x+5)^{3}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 5:
Selesaikan \((x-2)^{x+1} = (3x-10)^{x+1}\)
▶ Lihat PembahasanSEDANGContoh Soal Tingkat Sedang
Contoh 6:
Selesaikan \((x^2 – 4)^{x-3} = (x+2)^{x-3}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 7:
Selesaikan \((2x+3)^{x^2-9} = (x+4)^{x^2-9}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 8:
Selesaikan \((x^2+2x)^{x-1} = (3x)^{x-1}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 9:
Selesaikan \((x+5)^{2x-4} = (3x+1)^{2x-4}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 10:
Selesaikan \((x^2-x)^{x+3} = (2x)^{x+3}\)
▶ Lihat PembahasanSULITContoh Soal Tingkat Sulit
Contoh 11:
Selesaikan \((x^2-5x+6)^{x^2-4} = (x^2-3x+2)^{x^2-4}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 12:
Selesaikan \((x^2+x-2)^{x^2-x-6} = (2x+4)^{x^2-x-6}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 13:
Selesaikan \((x^2-1)^{x^2+x-2} = (x^2+3x+2)^{x^2+x-2}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 14:
Selesaikan \((2x^2-x-1)^{x^2-2x-3} = (x^2+2x+1)^{x^2-2x-3}\)
▶ Lihat PembahasanContoh 15:
Tentukan jumlah semua solusi dari \((x^2-4x+3)^{x^2-5x+4} = (x^2-6x+8)^{x^2-5x+4}\)
▶ Lihat Pembahasan✏️ Latihan Soal
Kerjakan soal-soal berikut tanpa melihat pembahasan. Gunakan langkah-langkah yang telah dipelajari.
MUDAHLatihan Tingkat Mudah
- Selesaikan \((4x-1)^{5} = (2x+7)^{5}\)
- Selesaikan \((x+10)^{3} = (3x+2)^{3}\)
- Selesaikan \((5x-3)^{7} = (2x+9)^{7}\)
- Selesaikan \((x+6)^{4} = (3x-2)^{4}\)
- Selesaikan \((2x+1)^{x-2} = (x+3)^{x-2}\)
SEDANGLatihan Tingkat Sedang
- Selesaikan \((x^2-9)^{x+1} = (3x+9)^{x+1}\)
- Selesaikan \((2x^2+x)^{x^2-4} = (3x)^{x^2-4}\)
- Selesaikan \((x^2+x-6)^{2x-1} = (x^2-2x+3)^{2x-1}\)
- Selesaikan \((x+1)^{x^2-x} = (2x-1)^{x^2-x}\)
- Selesaikan \((3x-2)^{x^2+x-12} = (x+2)^{x^2+x-12}\)
SULITLatihan Tingkat Sulit
- Selesaikan \((x^2-3x+2)^{x^2-4x+3} = (x^2-5x+6)^{x^2-4x+3}\)
- Selesaikan \((2x^2-3x-2)^{x^2+x-6} = (x^2+x-2)^{x^2+x-6}\)
- Tentukan jumlah semua solusi dari \((x^2-2x)^{x^2-3x+2} = (x^2+2x)^{x^2-3x+2}\)
- Selesaikan \((x^3-x)^{x^2-1} = (x^3+x^2)^{x^2-1}\)
- Tentukan banyaknya solusi real dari \((x^2-x-2)^{x^2-4} = (x^2+x-2)^{x^2-4}\)
💡 Tips Penting
- Selalu faktorkan terlebih dahulu jika memungkinkan
- Periksa apakah \(f(x)\) konstanta atau variabel — jika konstanta bukan nol, cukup kasus 1 saja
- Jika pangkat genap (konstanta), pertimbangkan juga kasus \(g(x) = -h(x)\)
- Selalu verifikasi setiap solusi — banyak solusi palsu yang muncul dari pembagian atau pangkat nol
- Perhatikan syarat basis ≠ 0 saat pangkat = 0
- Dalam konteks bilangan real, basis negatif dengan pangkat non-bulat tidak terdefinisi