Matematika SMA/MA/SMK/MAK
Beberapa Sifat Penting dalam Pertidaksamaan
Pendahuluan
Pertidaksamaan merupakan kalimat matematika terbuka yang menggunakan tanda hubung ketidaksamaan. Dalam menyelesaikan pertidaksamaan, kita perlu memahami sifat-sifat penting yang berlaku agar proses penyelesaian tetap benar dan konsisten.
Tanda-tanda yang digunakan dalam pertidaksamaan:
| Simbol | Dibaca | Contoh |
|---|---|---|
| < | kurang dari | 3 < 5 |
| > | lebih dari | 7 > 2 |
| ≤ | kurang dari atau sama dengan | x ≤ 4 |
| ≥ | lebih dari atau sama dengan | x ≥ −1 |
| ≠ | tidak sama dengan | x ≠ 0 |
Sifat 1: Sifat Penambahan (Aditif)
Sifat 1: Jika a < b, maka a + c < b + c untuk setiap bilangan real c.
Artinya: Kedua ruas boleh ditambah atau dikurangi bilangan yang sama tanpa mengubah arah tanda pertidaksamaan.
🔍 Kegiatan Pembelajaran
Mengamati: Perhatikan bahwa 2 < 5. Jika kedua ruas ditambah 3, diperoleh 5 < 8. Arah tanda tetap sama.
Menanya: Apakah sifat ini juga berlaku jika kita menambahkan bilangan negatif?
Menalar: Menambahkan bilangan negatif sama dengan mengurangkan. Misal 2 < 5, tambahkan −4: diperoleh −2 < 1. Tanda tetap sama.
Mencoba: Ambil pertidaksamaan 7 > 3. Tambahkan −10 pada kedua ruas. Apakah −3 > −7 benar?
Mengkomunikasikan: Sifat aditif menjamin bahwa penambahan/pengurangan bilangan yang sama pada kedua ruas tidak mengubah arah tanda pertidaksamaan.
Contoh Soal — Sifat 1
Mudah Contoh 1–5
1. Tentukan penyelesaian: x + 3 < 7
Pembahasan: Kurangkan 3 pada kedua ruas:
x + 3 − 3 < 7 − 3
x < 4
Himpunan penyelesaian: {x | x < 4, x ∈ ℝ}
2. Tentukan penyelesaian: x − 5 ≥ 2
Pembahasan: Tambahkan 5 pada kedua ruas:
x − 5 + 5 ≥ 2 + 5
x ≥ 7
HP: {x | x ≥ 7}
3. Tentukan penyelesaian: x + 10 ≤ 15
Pembahasan: Kurangkan 10:
x ≤ 5
HP: {x | x ≤ 5}
4. Tentukan penyelesaian: x − 1 > 0
Pembahasan: Tambahkan 1:
x > 1
HP: {x | x > 1}
5. Tentukan penyelesaian: x + 8 < 3
Pembahasan: Kurangkan 8:
x < −5
HP: {x | x < −5}
Sedang Contoh 6–10
6. Tentukan penyelesaian: 2x + 3 < x + 7
Pembahasan: Kurangkan x pada kedua ruas:
x + 3 < 7
Kurangkan 3:
x < 4
HP: {x | x < 4}
7. Tentukan penyelesaian: 3x − 2 ≥ 2x + 5
Pembahasan: Kurangkan 2x:
x − 2 ≥ 5
Tambahkan 2:
x ≥ 7
HP: {x | x ≥ 7}
8. Tentukan penyelesaian: 5x + 1 ≤ 4x − 3
Pembahasan: Kurangkan 4x:
x + 1 ≤ −3
Kurangkan 1:
x ≤ −4
HP: {x | x ≤ −4}
9. Tentukan penyelesaian: 4x − 7 > 3x + 2
Pembahasan: Kurangkan 3x:
x − 7 > 2
Tambahkan 7:
x > 9
HP: {x | x > 9}
10. Tentukan penyelesaian: 6x + 4 < 5x − 1
Pembahasan: Kurangkan 5x:
x + 4 < −1
Kurangkan 4:
x < −5
HP: {x | x < −5}
Sulit Contoh 11–15
11. Tentukan penyelesaian: 3(x + 2) − 4 < 2(x + 5) + x
Pembahasan:
Ruas kiri: 3x + 6 − 4 = 3x + 2
Ruas kanan: 2x + 10 + x = 3x + 10
3x + 2 < 3x + 10
Kurangkan 3x: 2 < 10 ✓ (selalu benar)
HP: seluruh bilangan real, ℝ
12. Tentukan penyelesaian: 2(x + 3) + 5 ≥ 2x + 12
Pembahasan:
2x + 6 + 5 ≥ 2x + 12
2x + 11 ≥ 2x + 12
Kurangkan 2x: 11 ≥ 12 ✗ (tidak pernah benar)
HP: himpunan kosong, ∅
13. Tentukan penyelesaian: 5(x − 1) + 3 ≤ 3(x + 1) + 2x
Pembahasan:
Kiri: 5x − 5 + 3 = 5x − 2
Kanan: 3x + 3 + 2x = 5x + 3
5x − 2 ≤ 5x + 3
Kurangkan 5x: −2 ≤ 3 ✓ (selalu benar)
HP: ℝ
14. Tentukan penyelesaian: (x + 4) + (2x − 1) > (3x + 6)
Pembahasan:
Kiri: 3x + 3
Kanan: 3x + 6
3x + 3 > 3x + 6
Kurangkan 3x: 3 > 6 ✗
HP: ∅
15. Jika a < b dan c < d, buktikan bahwa a + c < b + d.
Pembahasan:
Dari a < b, tambahkan c: a + c < b + c … (i)
Dari c < d, tambahkan b: b + c < b + d … (ii)
Dari (i) dan (ii) dengan sifat transitif:
a + c < b + d (terbukti) ∎
Latihan Soal — Sifat 1
Mudah
- x + 6 < 10
- x − 4 ≥ 3
- x + 2 ≤ −1
- x − 9 > −5
- x + 12 < 8
Sedang
- 3x + 5 < 2x + 9
- 4x − 3 ≥ 3x + 7
- 7x + 2 ≤ 6x − 4
- 5x − 8 > 4x + 1
- 2x + 11 < x − 2
Sulit
- 4(x + 1) − 2 < 3(x + 2) + x
- 2(x − 3) + x ≥ 3x − 5
- 5(x + 2) ≤ 4(x + 3) + x + 1
- (x + 1) + (2x + 3) > 3(x + 5)
- Jika a < b, buktikan bahwa a − c < b − c
Sifat 2: Sifat Perkalian dengan Bilangan Positif
Sifat 2: Jika a < b dan c > 0, maka ac < bc.
Artinya: Kedua ruas boleh dikalikan atau dibagi bilangan positif tanpa mengubah arah tanda pertidaksamaan.
🔍 Kegiatan Pembelajaran
Mengamati: 3 < 7. Kalikan kedua ruas dengan 2: 6 < 14. Tanda tetap.
Menanya: Bagaimana jika kita membagi dengan bilangan positif?
Menalar: Membagi dengan c > 0 sama dengan mengalikan dengan 1/c yang juga positif. Jadi tanda tetap.
Mencoba: 12 > 8. Bagi 4: 3 > 2 ✓
Mengkomunikasikan: Perkalian/pembagian dengan bilangan positif mempertahankan arah tanda pertidaksamaan.
Contoh Soal — Sifat 2
Mudah Contoh 1–5
1. Tentukan penyelesaian: 2x < 10
Pembahasan: Bagi kedua ruas dengan 2 (positif, tanda tetap):
x < 5
HP: {x | x < 5}
2. Tentukan penyelesaian: 5x ≥ 20
Pembahasan: Bagi 5:
x ≥ 4
HP: {x | x ≥ 4}
3. Tentukan penyelesaian: 3x ≤ 9
Pembahasan: Bagi 3:
x ≤ 3
HP: {x | x ≤ 3}
4. Tentukan penyelesaian: 4x > 12
Pembahasan: Bagi 4:
x > 3
HP: {x | x > 3}
5. Tentukan penyelesaian: 7x < 21
Pembahasan: Bagi 7:
x < 3
HP: {x | x < 3}
Sedang Contoh 6–10
6. Tentukan penyelesaian: 3x + 4 < 19
Pembahasan:
Kurangkan 4: 3x < 15
Bagi 3: x < 5
HP: {x | x < 5}
7. Tentukan penyelesaian: 5x − 7 ≥ 18
Pembahasan:
Tambahkan 7: 5x ≥ 25
Bagi 5: x ≥ 5
HP: {x | x ≥ 5}
8. Tentukan penyelesaian: 2x + 6 ≤ 3x − 1 (himpunan penyelesaian dengan sifat 2)
Pembahasan:
Kurangkan 2x: 6 ≤ x − 1
Tambahkan 1: 7 ≤ x
atau x ≥ 7
HP: {x | x ≥ 7}
9. Tentukan penyelesaian: x/3 > 4
Pembahasan: Kalikan 3 (positif, tanda tetap):
x > 12
HP: {x | x > 12}
10. Tentukan penyelesaian: x/5 + 2 ≤ 6
Pembahasan:
Kurangkan 2: x/5 ≤ 4
Kalikan 5: x ≤ 20
HP: {x | x ≤ 20}
Sulit Contoh 11–15
11. Tentukan penyelesaian: 2(3x − 1) + 4 < 5(x + 2)
Pembahasan:
6x − 2 + 4 < 5x + 10
6x + 2 < 5x + 10
Kurangkan 5x: x + 2 < 10
Kurangkan 2: x < 8
HP: {x | x < 8}
12. Tentukan penyelesaian: (2x + 1)/3 ≥ (x − 2)/2
Pembahasan: Kalikan kedua ruas dengan 6 (KPK, positif):
2(2x + 1) ≥ 3(x − 2)
4x + 2 ≥ 3x − 6
Kurangkan 3x: x + 2 ≥ −6
Kurangkan 2: x ≥ −8
HP: {x | x ≥ −8}
13. Tentukan penyelesaian: (x + 3)/4 < (x − 1)/2 + 1
Pembahasan: Kalikan 4:
x + 3 < 2(x − 1) + 4
x + 3 < 2x − 2 + 4
x + 3 < 2x + 2
Kurangkan x: 3 < x + 2
Kurangkan 2: 1 < x
atau x > 1
HP: {x | x > 1}
14. Tentukan penyelesaian: (5x − 3)/6 + 1 ≤ (2x + 7)/3
Pembahasan: Kalikan 6:
5x − 3 + 6 ≤ 2(2x + 7)
5x + 3 ≤ 4x + 14
Kurangkan 4x: x + 3 ≤ 14
Kurangkan 3: x ≤ 11
HP: {x | x ≤ 11}
15. Jika 0 < a < b, buktikan bahwa a² < b².
Pembahasan:
Karena a < b dan a > 0, kalikan kedua ruas dengan a:
a² < ab … (i)
Karena a < b dan b > 0, kalikan kedua ruas dengan b:
ab < b² … (ii)
Dari (i) dan (ii) dengan sifat transitif:
a² < b² (terbukti) ∎
Latihan Soal — Sifat 2
Mudah
- 4x < 24
- 6x ≥ 30
- 8x ≤ 40
- 10x > 50
- x/2 < 7
Sedang
- 4x + 3 < 23
- 6x − 5 ≥ 31
- x/4 + 3 ≤ 8
- 2x/3 > 6
- 3x + 7 ≤ 5x − 3
Sulit
- (3x + 2)/5 < (x + 4)/2
- (4x − 1)/3 ≥ (2x + 5)/4
- 3(2x − 1)/4 + 2 ≤ (5x + 3)/2
- (x + 1)/6 + (x − 2)/3 > 1
- Jika 0 < a < b, buktikan a³ < b³
Sifat 3: Sifat Perkalian dengan Bilangan Negatif
Sifat 3: Jika a < b dan c < 0, maka ac > bc.
Artinya: Jika kedua ruas dikalikan atau dibagi bilangan negatif, maka arah tanda pertidaksamaan berbalik.
🔍 Kegiatan Pembelajaran
Mengamati: 2 < 5. Kalikan −1: −2 dan −5. Mana lebih besar? −2 > −5. Tanda berbalik!
Menanya: Mengapa perkalian bilangan negatif membalik tanda?
Menalar: Pada garis bilangan, mengalikan −1 memantulkan posisi terhadap titik 0. Bilangan yang lebih kecil (lebih kiri) berpindah menjadi lebih besar (lebih kanan) setelah dipantulkan.
Mencoba: 4 > 1. Kalikan −3: −12 dan −3. Cek: −12 < −3 ✓ Tanda berbalik.
Mengkomunikasikan: Sifat ini sangat penting dan sering menjadi sumber kesalahan. Setiap kali mengalikan atau membagi dengan bilangan negatif, tanda pertidaksamaan harus dibalik.
Contoh Soal — Sifat 3
Mudah Contoh 1–5
1. Tentukan penyelesaian: −x < 4
Pembahasan: Kalikan −1 (negatif, tanda berbalik):
x > −4
HP: {x | x > −4}
2. Tentukan penyelesaian: −2x ≥ 6
Pembahasan: Bagi −2 (negatif, tanda berbalik):
x ≤ −3
HP: {x | x ≤ −3}
3. Tentukan penyelesaian: −3x > 12
Pembahasan: Bagi −3 (tanda berbalik):
x < −4
HP: {x | x < −4}
4. Tentukan penyelesaian: −5x ≤ 15
Pembahasan: Bagi −5 (tanda berbalik):
x ≥ −3
HP: {x | x ≥ −3}
5. Tentukan penyelesaian: −4x < 20
Pembahasan: Bagi −4 (tanda berbalik):
x > −5
HP: {x | x > −5}
Sedang Contoh 6–10
6. Tentukan penyelesaian: 3 − 2x > 7
Pembahasan:
Kurangkan 3: −2x > 4
Bagi −2 (tanda berbalik): x < −2
HP: {x | x < −2}
7. Tentukan penyelesaian: 5 − 3x ≤ −4
Pembahasan:
Kurangkan 5: −3x ≤ −9
Bagi −3 (tanda berbalik): x ≥ 3
HP: {x | x ≥ 3}
8. Tentukan penyelesaian: 1 − 4x ≥ 9
Pembahasan:
Kurangkan 1: −4x ≥ 8
Bagi −4 (tanda berbalik): x ≤ −2
HP: {x | x ≤ −2}
9. Tentukan penyelesaian: 10 − x < 3
Pembahasan:
Kurangkan 10: −x < −7
Kalikan −1 (tanda berbalik): x > 7
HP: {x | x > 7}
10. Tentukan penyelesaian: −x/2 + 3 ≥ 5
Pembahasan:
Kurangkan 3: −x/2 ≥ 2
Kalikan −2 (tanda berbalik): x ≤ −4
HP: {x | x ≤ −4}
Sulit Contoh 11–15
11. Tentukan penyelesaian: 2(1 − 3x) + 4 > 3(2 − x)
Pembahasan:
Kiri: 2 − 6x + 4 = 6 − 6x
Kanan: 6 − 3x
6 − 6x > 6 − 3x
Kurangkan 6: −6x > −3x
Tambahkan 6x: 0 > 3x
Bagi 3: 0 > x, atau x < 0
HP: {x | x < 0}
12. Tentukan penyelesaian: (1 − 2x)/3 ≤ (4 − x)/2
Pembahasan: Kalikan 6:
2(1 − 2x) ≤ 3(4 − x)
2 − 4x ≤ 12 − 3x
Kurangkan 2: −4x ≤ 10 − 3x
Tambahkan 4x: 0 ≤ 10 + x
Kurangkan 10: −10 ≤ x
atau x ≥ −10
HP: {x | x ≥ −10}
13. Tentukan penyelesaian: −2(3x + 1) > 4(1 − 2x)
Pembahasan:
−6x − 2 > 4 − 8x
Tambahkan 8x: 2x − 2 > 4
Tambahkan 2: 2x > 6
Bagi 2: x > 3
HP: {x | x > 3}
14. Tentukan penyelesaian: (3 − 5x)/4 ≥ (2x + 1)/3 − 1
Pembahasan: Kalikan 12:
3(3 − 5x) ≥ 4(2x + 1) − 12
9 − 15x ≥ 8x + 4 − 12
9 − 15x ≥ 8x − 8
Tambahkan 15x: 9 ≥ 23x − 8
Tambahkan 8: 17 ≥ 23x
Bagi 23: x ≤ 17/23
HP: {x | x ≤ 17/23}
15. Jika a < b < 0, buktikan bahwa 1/a > 1/b.
Pembahasan:
Karena a < 0 dan b < 0, maka ab > 0 (hasil kali dua bilangan negatif positif).
Dari a < b, bagi kedua ruas dengan ab > 0 (tanda tetap):
a/(ab) < b/(ab)
1/b < 1/a
atau 1/a > 1/b (terbukti) ∎
Latihan Soal — Sifat 3
Mudah
- −3x < 9
- −5x ≥ 10
- −x > 6
- −2x ≤ −8
- −7x > −21
Sedang
- 4 − 3x > 10
- 7 − 2x ≤ 1
- −x/3 + 2 ≥ 4
- 6 − 5x < −9
- −2x + 8 > 3x − 2
Sulit
- 3(2 − 4x) > 2(5 − 3x)
- (1 − 3x)/2 ≤ (5 − x)/4
- −5(2x − 1) ≥ 3(1 − 4x)
- (2 − 7x)/5 + 1 > (3 − x)/2
- Jika a > b > 0, buktikan 1/a < 1/b
Sifat 4: Sifat Transitif
Sifat 4: Jika a < b dan b < c, maka a < c.
Artinya: Pertidaksamaan bersifat transitif — dapat dirangkai melalui nilai antara.
🔍 Kegiatan Pembelajaran
Mengamati: 2 < 5 dan 5 < 9, maka 2 < 9.
Menanya: Apakah sifat ini berlaku untuk tanda ≤ juga?
Menalar: Ya. Jika a ≤ b dan b ≤ c, maka a ≤ c.
Mencoba: −3 < 0, 0 < 4, maka −3 < 4 ✓
Mengkomunikasikan: Sifat transitif memungkinkan kita menggabungkan beberapa pertidaksamaan menjadi satu rantai yang lebih panjang, sangat berguna dalam pembuktian.
Contoh Soal — Sifat 4
Mudah Contoh 1–5
1. Jika x < 3 dan 3 < 7, tentukan hubungan x dengan 7.
Pembahasan: Dengan sifat transitif: x < 7.
2. Jika a ≤ 5 dan 5 ≤ b, apa hubungan a dan b?
Pembahasan: Transitif: a ≤ b.
3. Diketahui −2 < x dan x < 4. Nyatakan dalam satu pertidaksamaan.
Pembahasan: −2 < x < 4.
4. Jika p > q dan q > 10, apa yang bisa disimpulkan tentang p?
Pembahasan: Transitif: p > 10.
5. Diketahui x ≥ 0 dan 0 ≥ −3. Hubungan x dan −3?
Pembahasan: Transitif: x ≥ −3.
Sedang Contoh 6–10
6. Tentukan penyelesaian: 1 < 2x − 3 < 7
Pembahasan: Tambahkan 3 pada ketiga ruas:
4 < 2x < 10
Bagi 2: 2 < x < 5
HP: {x | 2 < x < 5}
7. Tentukan penyelesaian: −5 ≤ 3x + 1 ≤ 10
Pembahasan: Kurangkan 1:
−6 ≤ 3x ≤ 9
Bagi 3: −2 ≤ x ≤ 3
HP: {x | −2 ≤ x ≤ 3}
8. Tentukan penyelesaian: 0 < 4 − x < 6
Pembahasan: Kurangkan 4:
−4 < −x < 2
Kalikan −1 (tanda berbalik, urutan juga berbalik):
−2 < x < 4
HP: {x | −2 < x < 4}
9. Tentukan penyelesaian: 2 ≤ (2x + 1)/3 ≤ 5
Pembahasan: Kalikan 3:
6 ≤ 2x + 1 ≤ 15
Kurangkan 1: 5 ≤ 2x ≤ 14
Bagi 2: 5/2 ≤ x ≤ 7
HP: {x | 5/2 ≤ x ≤ 7}
10. Jika x + 2 < 5 dan x − 1 > 0, tentukan HP gabungan.
Pembahasan:
Pertidaksamaan pertama: x < 3
Pertidaksamaan kedua: x > 1
Irisan: 1 < x < 3
HP: {x | 1 < x < 3}
Sulit Contoh 11–15
11. Tentukan penyelesaian: −3 < 1 − 2x ≤ 7
Pembahasan: Kurangkan 1:
−4 < −2x ≤ 6
Bagi −2 (tanda berbalik, urutan berbalik):
−3 ≤ x < 2
HP: {x | −3 ≤ x < 2}
12. Tentukan penyelesaian: −1 ≤ (3 − 4x)/5 < 3
Pembahasan: Kalikan 5:
−5 ≤ 3 − 4x < 15
Kurangkan 3: −8 ≤ −4x < 12
Bagi −4 (berbalik): −3 < x ≤ 2
HP: {x | −3 < x ≤ 2}
13. Jika 1 < x < 4 dan 2 < y < 5, tentukan batas dari x + y.
Pembahasan:
Jumlahkan pertidaksamaan (sifat aditif + transitif):
1 + 2 < x + y < 4 + 5
3 < x + y < 9
14. Jika −2 ≤ x ≤ 3, tentukan batas dari 2x − 5.
Pembahasan:
Kalikan 2: −4 ≤ 2x ≤ 6
Kurangkan 5: −9 ≤ 2x − 5 ≤ 1
Jadi −9 ≤ 2x − 5 ≤ 1
15. Jika 1 < a < 3 dan −4 < b < −1, tentukan batas a − b.
Pembahasan:
Dari −4 < b < −1, kalikan −1 (berbalik):
1 < −b < 4
Jumlahkan dengan 1 < a < 3:
1 + 1 < a − b < 3 + 4
2 < a − b < 7
Latihan Soal — Sifat 4
Mudah
- Jika x < 5 dan 5 < 12, tentukan hubungan x dan 12.
- Diketahui −3 < x dan x < 6. Nyatakan dalam satu pertidaksamaan.
- Jika a > b dan b > 0, apa kesimpulan tentang a?
- Diketahui x ≤ 7 dan 7 ≤ 10. Hubungan x dan 10?
- Jika −5 < x < 0, apakah x < 0? Jelaskan.
Sedang
- Tentukan HP: 2 < 3x − 1 < 11
- Tentukan HP: −4 ≤ 2x + 2 ≤ 8
- Tentukan HP: 0 < 5 − x < 3
- Jika x + 1 < 4 dan x − 2 > −1, tentukan HP gabungan.
- Tentukan HP: 1 ≤ (x + 3)/2 ≤ 4
Sulit
- Tentukan HP: −2 < 3 − 5x ≤ 8
- Jika 2 < x < 6 dan −1 < y < 3, tentukan batas x + y
- Jika −1 ≤ x ≤ 4, tentukan batas dari 3x − 2
- Jika 2 < a < 5 dan 1 < b < 3, tentukan batas a − b
- Tentukan HP: −1 ≤ (2 − 3x)/4 < 2
Sifat 5: Sifat Kuadrat dan Akar
Sifat 5a: Jika a ≥ 0, maka a² ≥ 0.
Sifat 5b: Jika 0 ≤ a < b, maka a² < b² dan √a < √b.
Artinya: Untuk bilangan non-negatif, fungsi kuadrat dan akar kuadrat mempertahankan urutan pertidaksamaan.
🔍 Kegiatan Pembelajaran
Mengamati: 2 < 3 → 4 < 9 (kuadrat, keduanya positif). Juga √4 < √9 → 2 < 3 ✓
Menanya: Mengapa syarat non-negatif penting?
Menalar: Jika keduanya negatif, misal −3 < −2, tapi (−3)² = 9 > 4 = (−2)². Urutan berbalik! Sehingga sifat ini hanya berlaku untuk bilangan non-negatif.
Mencoba: 1 < 4 → √1 < √4 → 1 < 2 ✓
Mengkomunikasikan: Saat mengkuadratkan atau menarik akar dalam pertidaksamaan, pastikan kedua ruas bernilai non-negatif agar arah tanda tetap terjaga.
Contoh Soal — Sifat 5
Mudah Contoh 1–5
1. Bandingkan: karena 3 < 5 (keduanya positif), apa hubungan 3² dan 5²?
Pembahasan: 3² = 9, 5² = 25. Karena kedua bilangan positif, 9 < 25. ✓
2. Bandingkan √9 dan √16.
Pembahasan: 9 < 16 dan keduanya non-negatif, maka √9 < √16, yaitu 3 < 4. ✓
3. Jika x ≥ 0 dan x² < 25, tentukan batas x.
Pembahasan: x² < 25 dan x ≥ 0, maka x < 5.
Jadi 0 ≤ x < 5.
4. Jika x ≥ 0, tentukan penyelesaian √x ≤ 3.
Pembahasan: Kuadratkan (kedua ruas non-negatif): x ≤ 9.
Dengan syarat x ≥ 0: HP = {x | 0 ≤ x ≤ 9}.
5. Benar atau salah: jika a² < b² maka a < b?
Pembahasan: Salah. Contoh: (−1)² = 1 < 4 = 2², tapi −1 < 2 (kebetulan benar). Namun (−3)² = 9 < 16 = (−4)²? Tidak, 9 < 16 tapi −3 > −4. Sifat ini hanya berlaku jika kedua bilangan non-negatif.
Sedang Contoh 6–10
6. Tentukan penyelesaian: x² ≤ 16, x ≥ 0.
Pembahasan: Akar kuadratkan: x ≤ 4. Dengan syarat x ≥ 0:
HP: {x | 0 ≤ x ≤ 4}
7. Tentukan penyelesaian: √x > 2, x ≥ 0.
Pembahasan: Kuadratkan: x > 4.
HP: {x | x > 4}
8. Jika 0 < x < 1, bandingkan x dengan x².
Pembahasan: Karena 0 < x < 1, kalikan pertidaksamaan x < 1 dengan x (positif):
x² < x
Jadi x² < x untuk 0 < x < 1.
9. Jika 0 < x < 1, bandingkan x dengan √x.
Pembahasan: Misalkan x = 0,25. Maka √0,25 = 0,5 > 0,25.
Secara umum, untuk 0 < x < 1: √x > x.
(Bukti: √x − x = √x(1 − √x) > 0 karena 0 < √x < 1)
10. Tentukan penyelesaian: 1 ≤ √(2x + 1) ≤ 3.
Pembahasan: Kuadratkan (semua ruas non-negatif):
1 ≤ 2x + 1 ≤ 9
Kurangkan 1: 0 ≤ 2x ≤ 8
Bagi 2: 0 ≤ x ≤ 4
HP: {x | 0 ≤ x ≤ 4}
Sulit Contoh 11–15
11. Tentukan penyelesaian: √(3x − 2) < 4.
Pembahasan: Syarat: 3x − 2 ≥ 0 → x ≥ 2/3.
Kuadratkan: 3x − 2 < 16
3x < 18 → x < 6
Gabungan dengan syarat: HP = {x | 2/3 ≤ x < 6}
12. Buktikan: untuk x > 1, berlaku x² > x.
Pembahasan:
x > 1 dan x > 0. Kalikan x > 1 dengan x (positif):
x² > x ∎
13. Jika 2 ≤ x ≤ 5, tentukan batas dari x².
Pembahasan: Kedua batas non-negatif. Kuadratkan:
2² ≤ x² ≤ 5²
4 ≤ x² ≤ 25
14. Tentukan penyelesaian: x² + 2x − 3 < 0 (gunakan sifat pertidaksamaan).
Pembahasan:
Faktorkan: (x + 3)(x − 1) < 0
Tanda negatif jika satu faktor positif dan satu negatif:
Kasus: x + 3 > 0 dan x − 1 < 0 → x > −3 dan x < 1
HP: {x | −3 < x < 1}
15. Buktikan bahwa untuk semua bilangan real a dan b: a² + b² ≥ 2ab.
Pembahasan:
Perhatikan bahwa (a − b)² ≥ 0 (kuadrat selalu ≥ 0).
a² − 2ab + b² ≥ 0
a² + b² ≥ 2ab (terbukti) ∎
Latihan Soal — Sifat 5
Mudah
- Bandingkan 4² dan 6². Manakah yang lebih besar?
- Tentukan HP: √x ≤ 5, x ≥ 0
- Jika x ≥ 0 dan x² < 49, tentukan batas x
- Bandingkan √25 dan √36
- Benar/salah: 0 < x < 1 → x² < x
Sedang
- Tentukan HP: x² ≤ 36, x ≥ 0
- Tentukan HP: √x > 4
- Jika 1 < x < 3, tentukan batas x²
- Tentukan HP: 2 ≤ √(3x − 2) ≤ 5
- Jika 0 < x < 1, urutkan: x², x, √x
Sulit
- Tentukan HP: √(5x + 1) < 6
- Buktikan: untuk x > 1, berlaku x³ > x²
- Jika 0 ≤ x ≤ 3, tentukan batas x² + 1
- Tentukan HP: x² − 5x + 6 < 0
- Buktikan: (a + b)² ≤ 2(a² + b²) untuk semua bilangan real
Rangkuman Sifat-Sifat Pertidaksamaan
| No | Sifat | Keterangan |
|---|---|---|
| 1 | Aditif | Tambah/kurang bilangan sama → tanda tetap |
| 2 | Perkalian positif | Kali/bagi bilangan positif → tanda tetap |
| 3 | Perkalian negatif | Kali/bagi bilangan negatif → tanda berbalik |
| 4 | Transitif | a < b dan b < c → a < c |
| 5 | Kuadrat & Akar | Untuk bilangan non-negatif, kuadrat dan akar mempertahankan urutan |