3.43k likes | 9.97k Views
BAB 8. FUNGSI, PERSAMAAN DAN PERTIDAKSAMAAN LOGARITMA. HOME. NEXT. logaritma. 1. FUNGSI LOGARITMA. - DEFINISI LOGARITMA. - GRAFIK. 2. PERSAMAAN LOGARITMA. - BENTUK-BENTUK PERSAMAAN LOGARITMA. - PENYELESAIAN. 3 . PERTIDAKSAMAAN LOGARITMA.
E N D
BAB 8 FUNGSI, PERSAMAAN DAN PERTIDAKSAMAAN LOGARITMA HOME NEXT
logaritma 1. FUNGSI LOGARITMA - DEFINISI LOGARITMA - GRAFIK 2. PERSAMAAN LOGARITMA - BENTUK-BENTUK PERSAMAAN LOGARITMA - PENYELESAIAN 3. PERTIDAKSAMAANLOGARITMA - BENTUK-BENTUK PERTIDAKSAMAAN LOGARITMA - PENYELESAIAN BACK HOME NEXT
PENDAHULUAN Di kelas X, kalian telahmempelajarilogaritma. Padapokokbahasanini, kalian akanmempelajarilabihlanjuttentanglogaritma. Konsep – konsepdasar yang kitaperolehdikelas X akandigunakandisini. Materi yang akankitabahaspadababiniadalahfungsilogaritma, persamaanlogaritmadanpertidaksamaanlogaritma. BACK HOME NEXT
PETA KONSEP FUNGSI, PERSAMAAN, DAN PERTIDAKSAMAAN LOGARITMA PERSAMAAN LOGARITMA FUNGSI LOGARITMA FUNGSI LOGARITMA DEFINISI BENTUK-BENTUK PERSAMAAN LOGARIMA BENTUK-BENTUK PERTIDAKSAMAAN LOGARIMA GRAFIK PENYELESAIAN PENYELESAIAN BACK HOME NEXT
FUNGSI LOGARITMA - DEFINISI Logaritmaadalahinversataubalikandariperpangkatan (eksponen). Olehkarenaitu, apabilaterdapatfungsieksponenf yang memetakanbilangan real x ke ax (ditulisf(x)= axbilangan real x kealog x (ditulisg(x)= alog x . BACK HOME NEXT
fungsi LOGARITMA Misal : Misalkandiketahuifungsif(x) = 3xdengandaerahasalDf= {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3}. Hubunganantara x dan y = f(x) = 3xdapatdisajikandalamtabelberikut. Terlihatadanyakorespondensisatu-satuantara x danf(x) = 3x . Dengandemikian, dapatdikatakanbahwafungsieksponenf(x) = 3xmerupakanfungsibijektif. Makaterdapatfungsiinversf-1 , sepertipadatabel : BACK HOME NEXT
fungsi LOGARITMA Misalkanfungsiinversdarif(x) = 3x disebutfungsi g(x), dengandemikiandapatditentukansebagaiberikut. y = f(x) = 3x ↔ log y = x log 3 ↔ x = log y/log 3 ↔ x = 3log y ↔ f-1 (y)= 3log y ↔ f-1 (x)= 3log x Jadi, inversdarif(x) = 3xadalah g(x) = f-1 (x)= 3log x yang merupakanlogaritmadenganbilanganpokok 3. Dari uraiandiatas, pengertianfungsilogaritmaadalahsuatufungsi yang memetakansetiap x bilangan real denganaturan g(x) = alog x, x>0, a>0 dan a≠1 merupakanfungsilogaritma. BACK HOME NEXT
Fungsilogaritma Contoh : Diketahui f(x) = 4log (x2 – 8x + 16). Tentukantitikpotongkurvafungsi f dengansumbu-sumbuberikut. a. Sumbu X b. Sumbu Y Penyelesaian : Titikpotongdengansumbu X Syaratnya f(x) = 0. f(x) = 4log (x2 – 8x + 16) ↔ 0 = 4log (x2 – 8x + 16) ↔ 4log (x2 – 8x + 16) = 4log 1 ↔ x2 – 8x + 16 = 1 ↔ x2 – 8x + 15 = 0 ↔ (x – 5)(x – 3) = 0 ↔ x = 5 atau x = 3 Jadi, titikpotongnyadengansumbu X adalah (5,0) dan (3,0) BACK HOME NEXT
Fungsilogaritma b. Titikpotongdengansumbu Y, syaratnya, x = 0. f(x) = 4log (x2 – 8x + 16) = 4log ((0)2 – 8(0) + 16) = 4log 16 = 4log 42 = 2 Jadi, titikpotongnyadengansumbu Y adalah (0,2) BACK HOME NEXT
grafik 1. GrafikFungsiLogaritmadengan Basis a > 1 Langkah-langkahmenggambargrafikfungsilogaritma : Langkah 1 : Buatlahtabel yang menghubungkan x dengan y = f(x) = alog x, yaitudenganmemilihbeberapanilai x sehingga y mudahditentukan. Langkah 2 : Gambarlahtitik-titik (x,y) yang diperolehdalamlangkah 1 padabidangkartesius, kemudianhubungkantitik-titiktersebutdengankurva yang mulussehinggadiperolehgrafikfungsilogaritma y = f(x) = alog x BACK HOME NEXT
grafik Denganmengetahuibentukgrafikfungsilogaritma, kitadapatmenentukansifat-sifatfungsilogaritmatersebut. Contoh : 1. Gambarlahgrafikfungsi y = f(x) = 3log x ! Penyelesaian : Tabelfungsi y = f(x) = 3log x adalahsebagaiberikut : BACK HOME NEXT
grafik Y Grafiknyaadalah : (9,2) y = 3log x (3,1) (1,0) X Dari penjelasandiatas, nampakbahwafungsilogaritma y = f(x) = alog x, dengan a > 1, merupakanfungsinaikkarenauntuk x1 ≤ x2 makaalog x1 ≤ alog x2. dalambentukpertidaksamaan, dapatditulissebagaiberikut. • √ Jika a > 1 danalogu(x) ≥ alogv(x)makau(x) ≥ v(x) • √ Jika a > 1 danalogu(x) ≤ alogv(x)makau(x) ≤ v(x) BACK HOME NEXT
grafik 2. GrafikFungsiLogaritmadengan Basis 0 < a < 1 Langkah 1 : Buatlahtabel yang menghubungkan x dengan y = f(x) = alog x , yaitudenganmemilihbeberapanilai x sehingga y mudahditentukan. Langkah 2 : Gambarlahtitik-titik (x,y) yang diperolehdalamlangkah 1 padabidangkartesius, kemudianhubungkantitik-titiktersebutdengankurva yang mulussehinggadiperolehgrafikfungsilogaritma y = f(x) = alog x Denganmemerhatikangrafikfungsilogaritma f(x) = alog x, untuk 0 < x < 1 , kitadapatmengetahuisifat-sifatfungsilogaritmaftersebut. BACK HOME NEXT
grafik Contoh : 1. Gambarlahgrafikfungsilogaritma y = f(x) = 1/2log x ! Penyelesaian : Terlebihdahuludibuattabel f(x) = 1/2log x. Denganmelukispasangankoordinattitik-titik yang diperolehpadatabeldiatas, kemudianmenghubungkannyadengansebuahkurvamulus, kitadapatkangrafikfungsilogaritma f(x) = 1/2log x sepertipadagambarberikut. BACK HOME NEXT
grafik Grafiknyaadalah : Y Y 1 2 4 8 X 4 8 1 2 X -1 (2,-1) -1 (4,-2) -2 -2 y = 1/2log x -3 -3 (8,-3) BACK HOME NEXT
grafik Fungsilogaritma f(x) = alog x, dengan 0 < a < 1 adalahfungsiturunkarenajika x1 ≤ x2 makaalog x1 ≥ alog x2. dalambentukpertidaksamaan, kitadapatmenuliskannyasebagaiberikut. √ Jika 0 < a < 1 danalog u(x) ≥ alog v(x) maka u(x) ≤ v(x) √ Jika 0 < a < 1 danalog u(x) ≤ alog v(x) maka u(x) ≥ v(x) BACK HOME NEXT
grafik 3. Grafikfungsi f(x) = alog x dan g(x) = 1/alog x Jikagrafikfungsilogaritma y = f(x) = alog x dangrafikfungsi y = g(x) = 1/alog x digambarkandalamsatubidangkoordinat, gambargrafiknyaadalahsebagaiberikut. Dari gambardisamping, dapatkitakatakansebagaiberikut : Y (8,3) Grafikfungsilogaritma f(x) = alog x dan g(x) = 1/alog x simetriterhadapsumbu X. haliniberartibahwafungsi g(x) = 1/alog x dapatdiperolehdenganmencerminkangrafik f(x) = alog x terhadapsumbu X atausebaliknya. (4,2) (2,1) (1,0) (2,-1) (4,-2) (8,-3) BACK HOME NEXT
grafik b. Grafikfungsi f(x) = alog x dangrafikfungsi g(x) = 1/alog x melaluititik (1,0) c. Grafikfungsi f(x) = alog x dangrafikfungsi g(x) = 1/alog x selaluberadadisebelahkanansumbu Y. d. Daerah asalkeduafungsiadalahhimpunanbilangan real positifatau D = (0, ∞) dandaerahhasilnyaadalah R = (- ∞,∞) e. Fungsi f(x) = alog x merupakanfungsinaikdanfungsi g(x) = 1/alog x merupakanfungsiturun. f. Grafikfungsi f(x) = alog x dangrafikfungsi g(x) = 1/alog x tidakpernahmemotongsumbu Y, tetapiterus-menerusmendekatinya. Olehkarenaitu, sumbu Y merupakanasimtottegakbagikeduagrafikfungsitersebut. BACK HOME NEXT
grafik 4. GrafikFungsi f(x) = axdan g(x) = alog x Jikagrafiklogaritma f(x) = 2xdan g(x) = 2log x, sertagrafik f(x) = (1/2)xdangrafik1/2log x digambarkandalamsatubidangkartesius, hasilnyaadalahsebagaiberikut. y = (1/2)x y = 2x Y Y y = x y = x y = 2log x (0,1) (0,1) o o (1,0) (1,0) X X y = 1/2log x BACK HOME NEXT
grafik Beberapahalmenariktentanggrafikfungsieksponen f(x) = ax dangrafikfungsilogaritma g(x) = alog x, sebagaiberikut. a. Grafikfungsieksponen f(x) = ax dangrafikfungsilogaritma g(x) = alog x simetristerhadapgaris y = x. Hal iniberartibahwagrafikfungsi g(x) = alog x dapatdiperolehdenganmencerminkangrafik f(x) = ax terhadapgaris y = x atausebaliknya. b. Fungsieksponen f(x) = axmerupakanfungsiinversdarifungsilogaritma g(x) = alog x atausebaliknya. BACK HOME NEXT
Persamaanlogaritma - DEFINISI Persamaanlogaritmaadalahsuatupersamaan yang numerusnya (bilangan yang diambillogaritmanya) memuatvariabel x ataupersamaan yang bilanganpokokataunumerusnyamemuatvariabel x. Adapunbentuk – bentukdaripersamaanlogaritma yang kitapelajari, sebagaiberikut. a. alog f(x) = alog p c. alog f(x) = blog f(x) d. A {alog x}2 + B {alog x} + C = 0 b. alog f(x) = alog g(x) Adapun f(x) dan g(x) adalahfungsi – fungsialjabardengan f(x),g(x) > 0; a, b, p bilangan real positif, x > 0, a ≠ 1, b ≠ 1; A, B, C bilangan real, A ≠ 0. BACK HOME NEXT
Persamaanlogaritma a. Persamaanlogaritmaberbentukalog f(x) = alog p Misalkandiberikanpersamaanalog f(x) = alog p dengan a > 0, a ≠ 1; f(x), p > 0. Himpunanpenyelesaianpersamaantersebutdapatditentukansebagaiberikut. Karenaalog f(x) = alog p maka aa log p = f(x) atau f(x) = aa log p . Akibatnya f(x) = p. Himpunanpenyelesaianpersamaanalog f(x) = alog p dengan a > 0, a ≠ 1; f(x), p > 0 adalahhimpunan yang anggotanya x sedemikianrupasehingga f(x) = p. BACK HOME NEXT
Persamaanlogaritma Contoh : Tentukanpenyelesaiandaripersamaan – persamaanlogaritmaberikut. a. 2log (3x – 1) = 3 b. 2log (x – 5) + 2log (x – 2) = 9log 81 Penyelesaian : 2log (3x – 1) = 3 ↔ 2log (3x – 1) = 2log 23 ↔ 2log (3x – 1) = 2log 8 dalamhalini, syarat 3x – 1 > 0 dan 8 > 0 sudahdipenuhikarena 3x – 1 = 8 > 0 BACK HOME NEXT
Persamaanlogaritma b. 2log (x – 5) + 2log (x – 2) = 9log 81 Syarat yang harusdipenuhiadalah x – 5 > 0 ↔ x > 5 dan x – 2 > 0 ↔ x > 2. Akibatnya , x > 5. 2log (x – 5) + 2log (x – 2) = 9log 81 ↔ 2log (x – 5) (x – 2) = 9log 92 ↔ 2log (x – 5) (x – 2) = 2 ↔ 2log (x – 5) (x – 2) = 2log 22 ↔ x2 – 7x + 10 = 4 ↔ x2 – 7x + 6 = 0 ↔ (x – 1)(x – 6) = 0 ↔ x = 1 atau x = 6 Namun, karena x > 5 maka yang memenuhiadalah x = 6. BACK HOME NEXT
Persamaanlogaritma Problem solving Diketahuipersamaan log (x2 + 11x) = 1. Jika x1dan x2merupakanakar – akarpersamaanitu, tentukannilai – nilaiberikut. Penyelesaian log (x2 + 11x) = 1 ↔ log (x2 + 11x) = log 10 ↔ x2 + 11x = 10 Dalamhalinisyarat x2 + 11x > 0 dan 10 > 0 sudahterpenuhikarena x2 + 11x = 10 > 0. selanjutnya, x2 + 11x = 10 ↔ x2 + 11x – 10 = 0. BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA Bentukterakhirmerupakanbentukpersamaankuadrat yang bersesuaiandengan ax2 + bx + c = 0, untuk a = 1, b = 11, dan c = - 10. Dengandemikian, kitadapatmenentukannilai – nilaiberikut. a. x1 + x2 = –b /a = –11/1 = –11 b. x1x2 = c/a = –10/1 = –10 c. x12 + x22 = (x1 + x2)2 - 2 x1x2 = (-11)2 – 2(-10) = 141 d. 3/x1 + 3/x2 = 3x1 + 3x2 / x1x2 = 3(x1 + x2)/x1x2 = 3(-11)/-10 = 3,3 BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA b. Persamaanlogaritmaberbentukalog f(x) = alog g(x) Misalkandiberikanpersamaanalog f(x) = alog g(x) dengan a > 0, a ≠ 1; f(x), g(x) > 0. Himpunanpenyelesaianpersamaantersebutdapatditentukansebagaiberikut. Karenaalog f(x) = alog g(x) maka aa log g(x) = f(x) atau f(x) = aa log g(x) . Akibatnya f(x) = g(x). Himpunanpenyelesaianpersamaanalog f(x) = alog g(x) dengan a > 0, a ≠ 1; f(x), f(x), g(x) > 0 adalahhimpunan yang anggotanya x sedemikianrupasehingga f(x) = g(x). BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA Contoh : 1. Tentukanhimpunanpenyelesaianpersamaanlogaritma log (x2 + 5x – 7) = log (x – 2) Penyelesaian : log (x2 + 5x – 7) = log (x – 2) ↔ x2 + 5x – 7 = x – 2 ↔ x2 + 5x – 5 = 0 ↔ (x + 5)(x – 1) = 0 ↔ x = -5 atau x = 1 Jika x = - 5 disubstitusikanpada x2 + 5x – 7 dan x – 2, diperolehnilaibentukitunegatif, berarti x = - 5 bukanmerupakanpenyelesaian. Jika x = 1 disubstitusikanpada x2 + 5x – 7 dan x – 2, diperolehnilainegatifberarti x = 1 jugabukanpenyelesaian. Jadi, himpunanpenyelesaiannya { } atauф (himpunankosong). BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA c. Persamaanlogaritmaberbentukalog f(x) = blog f(x) Misalkandiberikanpersamaanalog f(x) = blog f(x) dengana,b > 0, a ≠ 1, b ≠ 1, a ≠ b; f(x) > 0. Himpunanpenyelesaianpersamaantersebutdapatditentukansebagaiberikut. Misalkanalog f(x) = r makaar = f(x). Demikianjuga, blog f(x) = r makabr = f(x). Berarti, ar = br . Namun, karena a ≠ 1, b ≠ 1 dan a ≠ b maka r = 0. akibatnya, f(x) = 1. Himpunanpenyelesaianpersamaanalog f(x) = blog f(x) dengana,b > 0, a ≠ 1, b ≠ 1, a ≠ b; f(x) > 0 adalahhimpunan yang anggotanya x sedemikianrupasehingga f(x) = 1. BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA Contoh : Tentukanhimpunanpenyelesaiandaripersamaanlogaritmaberikut. a. 2log (2x + 7) = 3log (2x + 7) b. 3log (x2 – 6x + 10) = 5log (x2 – 6x + 10) Penyelesaian : a. 2log (2x + 7) = 3log (2x + 7) ↔ 2x + 7 = 1 Dalamhalini, syarat 2x + 7 > 0 dan 1 > 0 sudahdipenuhikarena 2x + 7 = 1 > 0, 2x + 7 = 1 ↔ 2x = - 6 ↔ x = - 3 Jadi, himpunanpenyelesaiannyaadalah { 3 } BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA b. 3log (x2 – 6x + 10) = 5log (x2 – 6x + 10) ↔ x2 – 6x + 10 = 1 Syarat x2 – 6x + 10 > 0 dan 1 > 0 sudahdipenuhikarena x2 – 6x + 10 = 1 > 0, x2 – 6x + 10 = 1 ↔ x2 – 6x + 9 = 0 ↔ (x – 3)2 = 0 ↔ x = 3 Jadi, himpunanpenyelesaiannyaadalah { 3 }. BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA d. Persamaanlogaritmaberbentuk A {alog x}2 + B {alog x} + C = 0 Padapersamaanlogaritma A {alog x}2 + B {alog x} + C = 0; dengan a, x > 0, a ≠ 1 dan A, B, C bilangan real, dan A ≠ 0 jikadimisalkan y = alog x makapersamaantersebutdapatdiubahmenjadipersamaankuadratdalamvariabel y. Contoh : Tentukanhimpunanpenyelesaiandaripersamaanlogaritmaberikut. a. log2 x – 2 log x = 24 b. 5log2 x – 5log x6 + 5 = 0 BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA Penyelesaian : a. log2 x – 2 log x = 24 ↔ log2 x – 2 log x - 24 = 0 ↔ (log x)2 – 2 log x – 24 = 0 Misalkan log x = p. persamaantersebutberubahmenjadibentukberikut. p2 – 2p – 24 = 0 ↔ (p + 4)(p – 6) = 0 ↔ p = - 4 atau p = 6 Untuk p = - 4 → log x = - 4 ↔ log x = log 10-4 ↔ x = 10-4 ↔ x = 0,0001 Untuk p = 6 → log x = 6 ↔ log x = log 106 ↔ x = 106 ↔ x = 1,000,000 Dari prosestersebut, diperolehnilai – nilai x > 0. Jadi, himpunanpenyelesaiannya {0,0001; 1,000,000} BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA b. 5log2 x – 5log x6 + 5 = 0 ↔ (5log x)2 – 6 (5log x) + 5 = 0 Misalkan5log x = p. Persamaantersebutakanmenjadibentukberikut. p2 – 6p + 5 = 0 ↔ (p – 1)(p – 5) = 0 ↔ p = 1 atau p = 5 Untuk p = 1 → 5log x = 1 ↔ 5log x = 5log 5 ↔ x = 5 Untuk p = 5 → 5log x = 5 ↔ 5log x = 5log 55 ↔ x = 55 = 3.125 Dari prosestersebut, diperolehnilai – nilai x > 0. Jadihimpunanpenyelesaiannya { 5; 3.125 } BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA 3. PERTIDAKSAMAAN LOGARITMA Sifat – sifat yang digunakandalampenyelesaianpertidaksamaanlogaritma, antara lain. • √ Jika a > 1 danalogu(x) ≥ alogv(x)makau(x) ≥ v(x) √ Jika a > 1 danalogu(x) ≤ alogv(x)makau(x) ≤ v(x) √ Jika 0 < a < 1 danalog u(x) ≥ alog v(x) maka u(x) ≤ v(x) √ Jika 0 < a < 1 danalog u(x) ≤ alog v(x) maka u(x) ≥ v(x) Kondisidiatasjugaberlakuuntuktandapertidaksamaan < atau > √ Fungsilogaritmaalogu(x)terdefinisijika u(x) > 0. BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA Contoh Tentukanpenyelesaiandaripertidaksamaan – pertidaksamaanlogaritmaberikut. a. 1/2log (2x – 1) < - 1 b. 2log (x2 + 5x + 6) > 1 c. 1/2log (x2 – 5x + 4) > - 2 BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA Penyelesaian : • 1/2log (2x – 1) < - 1 • ↔ 1/2log (2x – 1) < 1/2log (1/2)- 1 • ↔ 1/2log (2x – 1) < 1/2log 2 • ↔ 2x – 1 < 2 …………………………(karena a = ½, berarti 0 < a < 1) • ↔ 2x > 3 • ↔ x > 3/2 Disampingitu, harusdipenuhisyaratberikut. 3/2 1/2 2x – 1 > 0 ↔ 2x > 1 ↔ x = 1/2 Jikadigambarkandalamgarisbilangansepertipadagambardisamping ! Dapatdisimpulkanbahwapenyelesaiannyadari1/2log (2x – 1) < - 1 adalah x > 3/2 BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA 2log (x2 + 5x + 6) > 1 ↔ 2log (x2 + 5x + 6) > 2log 2 ↔ x2 + 5x + 6 > 2 …………………..(a = 2 > 1) ↔ x2 + 5x + 4 > 0 ↔ (x +4)(x + 1) > 0 ↔ x < - 4 atau x > - 1 -4 -1 -3 -2 Syarat2log (x2 + 5x + 6) terdefinisiadalahsebagaiberikut. (x2 + 5x + 6) > 0 ↔ (x + 3)(x + 2) > 0 ↔ x < - 3 atau x > - 2 Padagambardisamping, tampakbahwairisankeduapenyelesaiandiatasadalah x < - 4 atau x > - 1. Jadi, himpunanpenyelesaiannyaadalah {x I x < - 4 atau x > - 1, x є R}. BACK HOME NEXT
MATERI LOGARITMA 1/2log (x2 – 5x + 4) > - 2 ↔ 1/2log (x2 – 5x + 4) > 1/2log 4 ↔ (x2 – 5x + 4) < 4 ↔ x2 – 5x < 0 ↔ x(x – 5) < 0 ↔ 0 < x < 5 5 0 1 4 Syarat agar 1/2log (x2 – 5x + 4) terdefinisiadalahsebagaiberikut. (x2 – 5x + 4) > 0 ↔ (x – 1)(x – 4) > 0 ↔ x < 1 atau x > 4 Padagambardisamping, tampakbahwairisankeduapenyelesaiandiatasadalah 0 < x < 1 atau 4 < x < 5. jadi, himpunanpenyelesaiannyaadalah {x I 0 < x < 1 atau 4 < x < 5, x є R}. BACK HOME