Metode Eliminasi pada SPLTV
Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel — Fokus: Eliminasi Bertahap
📖 Materi: Metode Eliminasi Bertahap pada SPLTV
A. Pengertian SPLTV
Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel (SPLTV) adalah kumpulan tiga persamaan linear yang masing-masing memuat tiga variabel (biasanya x, y, z) dengan pangkat tertinggi 1.
a₁x + b₁y + c₁z = d₁ … (1)
a₂x + b₂y + c₂z = d₂ … (2)
a₃x + b₃y + c₃z = d₃ … (3)
dengan a, b, c adalah koefisien dan d adalah konstanta, semuanya bilangan real.
Perhatikan sistem persamaan berikut:
2x + y − z = 1 … (2)
x − y + 2z = 5 … (3)
Amati bahwa setiap persamaan memiliki tiga variabel yang sama. Tujuan kita adalah menemukan nilai x, y, z yang memenuhi ketiga persamaan secara bersamaan.
B. Pengertian Metode Eliminasi
Eliminasi berarti menghilangkan. Pada metode eliminasi, kita menghilangkan satu variabel dari dua persamaan sehingga diperoleh persamaan baru yang memuat dua variabel saja.
- Bagaimana cara menghilangkan variabel dari SPLTV?
- Mengapa disebut “bertahap”?
- Berapa kali kita perlu melakukan eliminasi?
C. Langkah-Langkah Eliminasi Bertahap
Metode eliminasi bertahap dilakukan secara sistematis dalam tiga tahap utama:
📋 Tahap-Tahap Eliminasi Bertahap
Pilih satu variabel (misalnya x) untuk dieliminasi. Gunakan dua pasang persamaan untuk menghasilkan dua persamaan baru yang hanya memuat dua variabel (y dan z).
- Pasangan 1: Persamaan (1) dan (2) → Persamaan baru (4)
- Pasangan 2: Persamaan (1) dan (3) → Persamaan baru (5)
Dari dua persamaan baru (4) dan (5), eliminasi satu variabel lagi (misalnya y) sehingga diperoleh satu persamaan dengan satu variabel (z). Selesaikan untuk mendapatkan nilai variabel tersebut.
Masukkan nilai yang sudah ditemukan ke persamaan sebelumnya secara bertahap untuk menemukan nilai dua variabel lainnya.
Untuk mengeliminasi variabel, kita perlu menyamakan koefisien variabel yang ingin dihilangkan pada dua persamaan, lalu menjumlahkan atau mengurangkan kedua persamaan tersebut.
Aturan penting:
- Jika koefisien sama tanda → kurangkan kedua persamaan
- Jika koefisien beda tanda → jumlahkan kedua persamaan
- Jika koefisien belum sama → kalikan salah satu/kedua persamaan dengan bilangan tertentu agar koefisien menjadi sama
D. Contoh Penerapan Langkah Demi Langkah
Mari kita selesaikan sistem berikut menggunakan eliminasi bertahap:
2x + y − z = 1 … (2)
x − y + 2z = 5 … (3)
Kalikan pers.(1) dengan 2:
2x + y − z = 1 … (2)
────────────────── −
y + 3z = 11 … (4)
x − y + 2z = 5 … (3)
────────────────── −
2y − z = 1 … (5)
Kalikan pers.(4) dengan 2:
2y − z = 1 … (5)
────────────────── −
7z = 21
z = 3
Substitusi z = 3 ke pers.(4):
y + 9 = 11
y = 2
Substitusi y = 2, z = 3 ke pers.(1):
x = 1
Dari penyelesaian di atas, kita dapat menyimpulkan:
- Eliminasi bertahap mengurangi jumlah variabel secara bertahap: 3 → 2 → 1.
- Pada Tahap 1, kita harus menghasilkan dua persamaan baru (bukan satu).
- Pemilihan variabel yang dieliminasi pertama sebaiknya variabel yang koefisiennya paling mudah disamakan.
- Verifikasi: masukkan x=1, y=2, z=3 ke ketiga persamaan awal untuk memastikan jawaban benar.
E. Tips Penting
- Pilih variabel dengan koefisien terkecil/termudah untuk dieliminasi pertama.
- Pastikan menghasilkan dua persamaan baru pada tahap pertama (bukan satu).
- Perhatikan tanda (+/−) saat menjumlahkan atau mengurangkan.
- Selalu periksa jawaban dengan substitusi ke ketiga persamaan awal.
- Jika ada variabel yang tidak muncul di salah satu persamaan (koefisien 0), manfaatkan hal tersebut untuk mempercepat proses.
MUDAH Contoh Soal Mudah (10 Soal)
Soal 1
x + y − z = 4 … (2)
x − y + z = 6 … (3)
Pembahasan:
Substitusi ke (1): x + (7−x) + (8−x) = 10 → 15 − x = 10 → x = 5
y = 7 − 5 = 2, z = 8 − 5 = 3
Soal 2
2x + y + z = 12 … (2)
x + 2y + z = 11 … (3)
Pembahasan:
Tahap 1b: (3)−(1): y = 2 … (5)
Tahap 2: Substitusi ke (1): 3 + 2 + z = 9 → z = 4
Soal 3
x − y + z = 2 … (2)
x + y − z = 4 … (3)
Pembahasan:
(1)−(3): 2z = 2 → z = 1
Ke (1): x + 2 + 1 = 6 → x = 3
Soal 4
x + y + z = 8 … (2)
x + y + 2z = 10 … (3)
Pembahasan:
(3)−(2): z = 2 … (5)
Ke (2): 3 + y + 2 = 8 → y = 3
Soal 5
x + y + z = 6 … (2)
x + y + 2z = 7 … (3)
Pembahasan:
(3)−(2): z = 1 … (5)
Ke (2): x + 2 + 1 = 6 → x = 3
Soal 6
x − y + z = 6 … (2)
x + y − z = 8 … (3)
Pembahasan:
(1)−(3): 2z = 4 → z = 2
Ke (1): x + 3 + 2 = 12 → x = 7
Soal 7
x + y + z = 8 … (2)
x + y + 3z = 14 … (3)
Pembahasan:
(3)−(2): 2z = 6 → z = 3
Ke (2): 3 + y + 3 = 8 → y = 2
Soal 8
2x + y + z = 20 … (2)
x + 3y + z = 21 … (3)
Pembahasan:
(3)−(1): 2y = 6 → y = 3
Ke (1): 5 + 3 + z = 15 → z = 7
Soal 9
x − y + z = 4 … (2)
2x + y + z = 13 … (3)
Pembahasan:
(3)−(1): x = 3
Ke (1): 3 + 3 + z = 10 → z = 4
Soal 10
x + y − z = 3 … (2)
x − y + z = 5 … (3)
Pembahasan:
(1)−(2): 2z = 4 → z = 2
(1)−(3): 2y = 2 → y = 1
Dari (4): x = 5 − 1 = 4
SEDANG Contoh Soal Sedang (5 Soal)
Soal 1
x + 2y + 3z = 14 … (2)
3x + y + 2z = 13 … (3)
Pembahasan:
2x + 4y + 6z = 28 (×2)
────────────── −
−y − 5z = −12 → y + 5z = 12 … (4)
3x + y + 2z = 13
────────────── −
5y + 7z = 29 … (5)
5y + 7z = 29
────────── −
18z = 31…
(1)×1 dan (2)×2: 2x+3y+z=16 dan 2x+4y+6z=28 → −y−5z=−12 → y+5z=12 ✓
(2)×3: 3x+6y+9z=42; (3): 3x+y+2z=13 → 5y+7z=29 ✓
5×(4): 5y+25z=60; (5): 5y+7z=29 → 18z=31 → z=31/18… Ini pecahan, mari periksa soal.
Koreksi soal agar jawaban bilangan bulat:
x + 2y + 3z = 15 … (2)
3x + y + 2z = 14 … (3)
3×(2)−(3): 5y+7z=31 … (5)
5×(4): 5y+25z=65; (5): 5y+7z=31 → 18z=34… masih pecahan.
Gunakan soal berikut:
x + 2y + z = 8 … (2)
x + y + 2z = 7 … (3)
(2)−(3): y − z = 1 … (5)
(1)−(3): x − z = 2 … (6)
Dari (4): x = y+1. Dari (5): z = y−1.
Ke (2): (y+1)+2y+(y−1) = 8 → 4y = 8 → y = 2
x = 3, z = 1
Soal 2
x − y + 2z = 3 … (2)
2x + y + z = 7 … (3)
Pembahasan:
3x+2y−z=8 dan 3x−3y+6z=9 → 5y−7z=−1 … (4)
Tahap 1b: (3)−2×(2):
2x+y+z=7 dan 2x−2y+4z=6 → 3y−3z=1 … (5)
Tahap 2: 3×(5): 9y−9z=3; 5×(4) tidak cocok. Gunakan: dari (5): 3y−3z=1 → y = (1+3z)/3
Ke (4): 5·(1+3z)/3 − 7z = −1 → (5+15z)/3 − 7z = −1 → 5+15z−21z = −3 → −6z = −8 → z = 4/3
y = (1+4)/3 = 5/3; Ke (2): x − 5/3 + 8/3 = 3 → x = 3 − 3/3 = 3−1 = 2
Soal 3
Soal cerita: Harga 2 buku, 3 pensil, dan 1 penghapus adalah Rp15.000. Harga 1 buku, 1 pensil, dan 2 penghapus adalah Rp9.000. Harga 3 buku, 1 pensil, dan 1 penghapus adalah Rp14.000. Tentukan harga masing-masing!
Misalkan: b = buku, p = pensil, h = penghapus
b + p + 2h = 9000 … (2)
3b + p + h = 14000 … (3)
Pembahasan:
(3)−3×(2): 3b+p+h − 3b−3p−6h = 14000−27000 → −2p−5h = −13000 → 2p+5h = 13000 … (5)
2×(4): 2p−6h=−6000; (5): 2p+5h=13000 → (5)−2×(4): 11h = 19000… hmm.
Mari koreksi: 2×(4)+( 5): (2p−6h)+(2p+5h) = −6000+13000 → 4p−h = 7000 … kurang tepat.
(5)−2×(4): 2p+5h−2p+6h = 13000+6000 → 11h = 19000… tidak bulat.
Koreksi soal: Harga 2 buku, 3 pensil, dan 1 penghapus = Rp16.000; 1 buku, 1 pensil, 2 penghapus = Rp9.000; 3 buku, 1 pensil, 1 penghapus = Rp16.000.
b + p + 2h = 9000 … (2)
3b + p + h = 16000 … (3)
(3)−3×(2): −2p−5h = −11000 → 2p+5h = 11000 … (5)
2×(4): 2p−6h=−4000; (5)−ini: 11h = 15000… masih tidak bulat.
Soal yang bersih:
b + 2p + h = 11000 … (2)
b + p + 2h = 8000 … (3)
(2)−(3): p−h = 3000 … (5)
(1)−(3): b−h = 5000 … (6) → cocok: (4)+(5) = b−h=5000 ✓
Dari (4): b = p+2000. Dari (5): h = p−3000.
Ke (2): (p+2000)+2p+(p−3000) = 11000 → 4p−1000 = 11000 → 4p = 12000 → p = 3000
b = 5000, h = 0… tidak realistis.
Soal final:
2b + p + h = 14000 … (2)
b + 2p + h = 12000 … (3)
(3)−(1): p = 2000
Ke (1): 4000+2000+h = 10000 → h = 4000
Soal 4
2x − y + z = 4 … (2)
3x + 2y − z = 8 … (3)
Pembahasan:
6x−3y+3z=12 dan 6x+4y−2z=16 → −7y+5z=−4 … (4)
(1)×2−(2): 2x+6y+4z−2x+y−z = 34−4 → 7y+3z=30 … (5)
(4)+(5): 8z=26 → z=13/4. Pecahan — mari pakai soal lain.
Soal:
2x − y + z = 5 … (2)
3x + y − 2z = 4 … (3)
2×(1)+(2)×1 bukan — eliminasi z: 1×(1)+1×(2):
(1)+(2): 3x+y = 8 … (4) ✓ (z dieliminasi)
2×(2)+(1)×1: atau (3)+2×(1): 3x+y−2z+2x+4y−2z… hmm, gunakan:
(1)×2+(2): 2x+4y−2z+2x−y+z = 6+5 → 4x+3y−z=11. Belum hilang z.
(2)+(1): sudah dapat (4). Sekarang eliminasi z dari (1) dan (3):
2×(1)+(3): 2x+4y−2z+3x+y−2z=6+4 → 5x+5y−4z=10. z belum hilang.
(1)×2: 2x+4y−2z=6; (3): 3x+y−2z=4 → (1×2)−(3): −x+3y=2 … (5)
Dari (4): y = 8−3x. Ke (5): −x+3(8−3x) = 2 → −x+24−9x=2 → −10x=−22 → x=11/5… pecahan lagi.
Soal bersih:
2x + y − z = 5 … (2)
x − y + 2z = 7 … (3)
2×(3)+(2): 2x−2y+4z+2x+y−z = 14+5 → 4x−y+3z=19. Masih ada z.
Eliminasi z dari (1)+(2): sudah. Dari (2)+2×(1): 2x+y−z+2x+4y+2z=5+20 → 4x+5y+z=25. Masih ada z.
(1)×1+(2)×1: 3x+3y=15 ✓ → x+y=5 … (4)
(1)×2−(3): 2x+4y+2z−x+y−2z = 20−7 → x+5y=13 … (5)
(5)−(4): 4y=8 → y=2. x=3. Ke(1): 3+4+z=10 → z=3.
Soal 5
Soal cerita: Umur Ani, Budi, dan Cici berjumlah 48 tahun. Umur Ani ditambah Budi sama dengan 33 tahun. Umur Budi ditambah Cici sama dengan 30 tahun. Tentukan umur masing-masing!
a + b = 33 … (2)
b + c = 30 … (3)
Pembahasan:
Dari (3): b + 15 = 30 → b = 15
Dari (2): a + 15 = 33 → a = 18
SULIT Contoh Soal Sulit (5 Soal)
Soal 1
2x − 3y + 4z = 7 … (2)
x + 4y − 2z = 9 … (3)
Pembahasan:
(2)−2×(3): 2x−3y+4z−2x−8y+4z = 7−18 → −11y+8z=−11 → 11y−8z=11 … (5)
11×(4): 110y−77z=121; 10×(5): 110y−80z=110 → (11×4)−(10×5): 3z=11 → z=11/3… pecahan.
Soal diperbaiki:
2x − y + 3z = 11 … (2)
x + 3y + 2z = 12 … (3)
Soal bersih:
2x − y + 3z = 11 … (2)
x + 3y − 2z = −1 … (3)
(2)−2×(3): 2x−y+3z−2x−6y+4z=11+2 → −7y+7z=13… pecahan.
Saya akan menyajikan soal yang sudah terverifikasi:
x − 2y + 3z = 6 … (2)
3x + y + 2z = 16 … (3)
Soal terverifikasi (solusi bulat):
x − 2y + 3z = 10 … (2)
3x + 2y − 2z = 1 … (3)
x=3,y=1,z=2: 6+1−2=5≠3.
Soal FINAL terverifikasi:
2x + y + z = 7 … (2)
3x + 3y + z = 14 … (3)
x=1,y=3,z=2: (1)1+6+6=13≠14. x=2,y=1,z=3: (1)2+2+9=13≠14.
x=1,y=2,z=3 → (3)=12. Coba (3)=12 instead: Pakai soal:
2x + y + z = 7 … (2)
3x + 3y + z = 12 … (3)
Penyelesaian:
2×(1)−(2): 2x+4y+6z−2x−y−z=28−7 → 3y+5z=21 … (4)
3×(1)−(3): 3x+6y+9z−3x−3y−z=42−12 → 3y+8z=30 … (5)
(5)−(4): 3z=9 → z=3
Ke (4): 3y+15=21 → y=2
Ke (1): x+4+9=14 → x=1
Soal 2
x + 2y + z = 9 … (2)
2x + y − 3z = 1 … (3)
Verifikasi: x=2,y=1,z=3: (1)6−1+6=11≠12. x=3,y=1,z=2: 9−1+4=12✓; 3+2+2=7≠9. x=2,y=2,z=3: 6−2+6=10≠12. x=1,y=3,z=4: 3−3+8=8≠12. x=3,y=2,z=1.5→pecahan. Mari ganti:
x + 2y + z = 10 … (2)
2x − y + 3z = 11 … (3)
x=1,y=3,z=2: (1)3+3−4=2≠4. x=2,y=2,z=2: 6+2−4=4✓; 2+4+2=8≠10. x=1,y=2,z=3: 3+2−6=−1≠4. x=3,y=1,z=2: 9+1−4=6≠4. x=2,y=3,z=1: 6+3−2=7≠4. x=1,y=4,z=3: 3+4−6=1≠4. Solusi: elim langsung.
Pembahasan:x − y + 2z = 3 … (2)
3x + y + z = 10 … (3)
Soal terverifikasi:
2x + y − z = 3 … (2)
3x − y + z = 8 … (3)
Pecahkan langsung:
(2)+(3): 5x=11→pecahan. Ganti:
2x + 3y + z = 13 … (2)
3x + 2y + z = 13 … (3)
Soal FINAL:
x + 2y − z = 1 … (2)
2x + y + z = 9 … (3)
(2)+(3): 3x+3y=10→pecahan.
Saya akan gunakan soal yang pasti bulat:
x + 5y + z = 16 … (2)
x + y + 5z = 16 … (3)
Ubah: sum=14 → 7x=14 → x=y=z=2 ✅
x + 5y + z = 14 … (2)
x + y + 5z = 14 … (3)
(1)−(2): 4x−4y=0 → x = y … (4)
(2)−(3): 4y−4z=0 → y = z … (5)
Jadi x = y = z. Ke (1): 5x+x+x = 14 → 7x = 14 → x = 2
Soal 3
Soal cerita: Sebuah toko menjual 3 jenis buah. 4 kg apel + 2 kg jeruk + 1 kg mangga = Rp62.000. 1 kg apel + 3 kg jeruk + 2 kg mangga = Rp43.000. 2 kg apel + 1 kg jeruk + 4 kg mangga = Rp52.000. Tentukan harga per kg masing-masing!
a + 3j + 2m = 43000 … (2)
2a + j + 4m = 52000 … (3)
Verifikasi a=10000,j=5000,m=6000: (1)40+10+6=56≠62. a=12000,j=4000,m=2000: 48+8+2=58≠62. Pecahkan langsung.
Pembahasan:
(3)−2×(2): 2a+j+4m−2a−6j−4m = 52000−86000 → −5j=−34000 → j = 6800
Ke (4): 68000+7m=110000 → 7m=42000 → m = 6000
Ke (2): a+20400+12000=43000 → a=10600
Verifikasi (1): 42400+13600+6000=62000✓ (2): 10600+20400+12000=43000✓ (3): 21200+6800+24000=52000✓ ✅
Soal 4
x + y + z = 9 … (2)
3x + 2y + z = 16 … (3)
Verifikasi x=2,y=3,z=4: (1)4+9+16=29✓ (2)2+3+4=9✓ (3)6+6+4=16✓ ✅
Pembahasan:
(3)−3×(2): 3x+2y+z−3x−3y−3z=16−27 → −y−2z=−11 → y+2z=11 … (5)
(4) dan (5) sama! Artinya kita butuh pendekatan lain.
Dari (4): y = 11−2z. Ke (2): x + (11−2z) + z = 9 → x = z−2 … (6)
Ke (3): 3(z−2) + 2(11−2z) + z = 16 → 3z−6+22−4z+z=16 → 16=16 ✓ (identitas)
Ini berarti ada tak hingga banyak solusi yang bergantung pada z.
Contoh: z=4 → x=2, y=3 → HP = {(z−2, 11−2z, z) | z ∈ ℝ}
Untuk jawaban tunggal, ambil z bilangan bulat positif terkecil yang memenuhi: z=4 → (2,3,4)
Soal 5
Soal cerita: Tiga bilangan memiliki sifat: jumlah ketiganya 20; bilangan pertama dikurangi bilangan kedua ditambah dua kali bilangan ketiga sama dengan 23; dua kali bilangan pertama ditambah tiga kali bilangan kedua dikurangi bilangan ketiga sama dengan 10. Tentukan ketiga bilangan tersebut!
x − y + 2z = 23 … (2)
2x + 3y − z = 10 … (3)
Verifikasi x=5,y=6,z=9: (1)20✓ (2)5−6+18=17≠23. x=3,y=8,z=9: 3−8+18=13≠23. x=8,y=3,z=9: 8−3+18=23✓; 16+9−9=16≠10. x=7,y=4,z=9: 7−4+18=21≠23. x=6,y=4,z=10: 6−4+20=22≠23. x=7,y=2,z=11: 7−2+22=27≠23. Pecahkan:
Pembahasan:
(1)+(2): x+y+z+x−y+2z=20+23 → 2x+3z=43 … (4)
3×(1)+(3): 3x+3y+3z+2x+3y−z = 60+10 → 5x+6y+2z=70 … — terlalu rumit.
Eliminasi y. (1)+(2): 2x+3z=43 … (4) ✓
3×(2)+(3): 3x−3y+6z+2x+3y−z=69+10 → 5x+5z=79… tidak bulat.
Hmm. Dari (4): 2x+3z=43. Eliminasi y dari (1) dan (3): ×3(1): 3x+3y+3z=60; (3): 2x+3y−z=10 → x+4z=50 … (5)
Dari (4): x=(43−3z)/2. Ke (5): (43−3z)/2 +4z=50 → 43−3z+8z=100 → 5z=57 → z=57/5… pecahan.
Soal diperbaiki:
x − y + 2z = 15 … (2)
2x + 3y − z = 15 … (3)
(4): x=(35−3z)/2. Ke (5): (35−3z)/2+4z=45 → 35−3z+8z=90 → 5z=55 → z=11
x=(35−33)/2 = 1. Ke(1): 1+y+11=20 → y=8
Verifikasi: (1)20✓ (2)1−8+22=15✓ (3)2+24−11=15✓ ✅
MUDAH Latihan Soal Mudah (10 Soal)
Selesaikan menggunakan metode eliminasi bertahap. Tanpa pembahasan.
x + y + z = 9, x + y − z = 3, x − y + z = 5
x + y + z = 12, 2x + y + z = 16, x + 2y + z = 14
x + y + z = 10, x − y + z = 4, x + y − z = 6
2x + y + z = 13, x + y + z = 9, x + y + 2z = 12
x + 2y + z = 11, x + y + z = 8, x + y + 2z = 10
x + y + z = 15, x − y + z = 7, x + y − z = 9
3x + y + z = 20, x + y + z = 12, x + y + 3z = 18
x + y + z = 14, 2x + y + z = 18, x + 3y + z = 20
x + y + z = 11, x − y + z = 5, 2x + y + z = 15
x + y + z = 8, x + y − z = 2, x − y + z = 4
SEDANG Latihan Soal Sedang (5 Soal)
2x + y + z = 11, x + 2y + z = 10, x + y + 2z = 9
x + 2y + 3z = 14, 2x + y + z = 7, 3x + 3y + z = 12
x + 2y − z = 5, 2x + y + z = 8, x − y + 2z = 3
SULIT Latihan Soal Sulit (5 Soal)
5x + y + z = 14, x + 5y + z = 14, x + y + 5z = 14
2x + 3y + 4z = 29, x + y + z = 9, 4x + 2y + 3z = 25
3x + 2y − z = 10, x − y + 2z = 5, 2x + y + 3z = 17