PEMBAHASAN PAKET 1 MATEMATIKA WAJIB
Pembahasan Terperinci 20 Soal Matematika Wajib TKA
1. Jenis dan Sifat Bilangan & Operasi Bilangan
Soal: Bentuk sederhana dari \(2^3 \times 2^4 : 2^2\) adalah...
Penyelesaian:
Berdasarkan sifat-sifat eksponen (\(a^m \times a^n = a^{m+n}\) dan \(a^m : a^n = a^{m-n}\)):
\(2^3 \times 2^4 : 2^2 = 2^{3 + 4 - 2} = 2^5\)
Berdasarkan sifat-sifat eksponen (\(a^m \times a^n = a^{m+n}\) dan \(a^m : a^n = a^{m-n}\)):
\(2^3 \times 2^4 : 2^2 = 2^{3 + 4 - 2} = 2^5\)
Kunci Jawaban: C. \(2^5\)
2. Sistem Persamaan Linear Multivariabel
Soal: Himpunan penyelesaian dari sistem persamaan \(x + y = 5\) dan \(x - y = 1\) adalah...
Penyelesaian:
Jumlahkan kedua persamaan: \((x + y) + (x - y) = 5 + 1 \rightarrow 2x = 6 \rightarrow x = 3\).
Substitusikan \(x = 3\) ke \(x + y = 5 \rightarrow 3 + y = 5 \rightarrow y = 2\).
Maka penyelesaiannya adalah \((3, 2)\).
Jumlahkan kedua persamaan: \((x + y) + (x - y) = 5 + 1 \rightarrow 2x = 6 \rightarrow x = 3\).
Substitusikan \(x = 3\) ke \(x + y = 5 \rightarrow 3 + y = 5 \rightarrow y = 2\).
Maka penyelesaiannya adalah \((3, 2)\).
Kunci Jawaban: A. \((3, 2)\)
3. Sistem Pertidaksamaan Linear Multivariabel
Soal: Daerah penyelesaian dari sistem pertidaksamaan \(x + y \le 4\), \(x \ge 0\), \(y \ge 0\) dibatasi oleh titik-titik sudut...
Penyelesaian:
- Titik potong dengan sumbu-X (\(y=0\)) pada garis \(x + y = 4\) adalah \((4,0)\).
- Titik potong dengan sumbu-Y (\(x=0\)) pada garis \(x + y = 4\) adalah \((0,4)\).
- Titik asal sebagai batas bawah adalah \((0,0)\).
Maka titik-titik sudut pembatasnya adalah \((0,0), (4,0), (0,4)\).
- Titik potong dengan sumbu-X (\(y=0\)) pada garis \(x + y = 4\) adalah \((4,0)\).
- Titik potong dengan sumbu-Y (\(x=0\)) pada garis \(x + y = 4\) adalah \((0,4)\).
- Titik asal sebagai batas bawah adalah \((0,0)\).
Maka titik-titik sudut pembatasnya adalah \((0,0), (4,0), (0,4)\).
Kunci Jawaban: A. \((0,0), (4,0), (0,4)\)
4. Program Linear
Soal: Nilai maksimum dari fungsi tujuan \(f(x,y) = 3x + 4y\) pada daerah yang dibatasi oleh \(x + y \le 5\), \(x \ge 0\), dan \(y \ge 0\) adalah...
Penyelesaian:
Uji titik-titik sudut daerah penyelesaian \((0,0), (5,0), (0,5)\):
- Untuk \((0,0) \rightarrow 3(0) + 4(0) = 0\)
- Untuk \((5,0) \rightarrow 3(5) + 4(0) = 15\)
- Untuk \((0,5) \rightarrow 3(0) + 4(5) = 20\)
Nilai maksimumnya adalah 20.
Uji titik-titik sudut daerah penyelesaian \((0,0), (5,0), (0,5)\):
- Untuk \((0,0) \rightarrow 3(0) + 4(0) = 0\)
- Untuk \((5,0) \rightarrow 3(5) + 4(0) = 15\)
- Untuk \((0,5) \rightarrow 3(0) + 4(5) = 20\)
Nilai maksimumnya adalah 20.
Kunci Jawaban: B. 15
5. Domain, Kodomain, Daerah Hasil & Representasi Fungsi
Soal: Daerah hasil (range) dari fungsi kuadrat \(f(x) = x^2 - 4x + 3\) adalah...
Penyelesaian:
Cari nilai minimum fungsi kuadrat (\(y_{min}\)):
\(y_{min} = \frac{-D}{4a} = \frac{-(b^2 - 4ac)}{4a} = \frac{-((-4)^2 - 4(1)(3))}{4(1)} = \frac{-(16 - 12)}{4} = \frac{-4}{4} = -1\).
Karena koefisien \(a = 1 > 0\), maka daerah hasilnya adalah \(y \ge -1\).
Cari nilai minimum fungsi kuadrat (\(y_{min}\)):
\(y_{min} = \frac{-D}{4a} = \frac{-(b^2 - 4ac)}{4a} = \frac{-((-4)^2 - 4(1)(3))}{4(1)} = \frac{-(16 - 12)}{4} = \frac{-4}{4} = -1\).
Karena koefisien \(a = 1 > 0\), maka daerah hasilnya adalah \(y \ge -1\).
Kunci Jawaban: A. \(y \ge -1\)
6. Invers Fungsi dan Representasinya
Soal: Jika \(f(x) = \frac{2x + 1}{x - 3}\), dengan \(x \neq 3\), maka invers fungsi \(f^{-1}(x)\) adalah...
Penyelesaian:
Rumus cepat invers fungsi pecahan \(f(x) = \frac{ax + b}{cx + d} \rightarrow f^{-1}(x) = \frac{-dx + b}{cx - a}\).
Di sini \(a = 2, b = 1, c = 1, d = -3\):
\(f^{-1}(x) = \frac{-(-3)x + 1}{1x - 2} = \frac{3x + 1}{x - 2}\), dengan \(x \neq 2\).
Rumus cepat invers fungsi pecahan \(f(x) = \frac{ax + b}{cx + d} \rightarrow f^{-1}(x) = \frac{-dx + b}{cx - a}\).
Di sini \(a = 2, b = 1, c = 1, d = -3\):
\(f^{-1}(x) = \frac{-(-3)x + 1}{1x - 2} = \frac{3x + 1}{x - 2}\), dengan \(x \neq 2\).
Kunci Jawaban: A. \(\frac{3x + 1}{x - 2}\), \(x \neq 2\)
7. Fungsi Komposisi dan Representasinya
Soal: Diketahui \(f(x) = 2x + 3\) dan \(g(x) = x^2 - 1\). Nilai dari \((f \circ g)(2)\) adalah...
Penyelesaian:
Cari nilai \(g(2)\) terlebih dahulu:
\(g(2) = (2)^2 - 1 = 4 - 1 = 3\).
Kemudian substitusikan ke \(f(x)\):
\((f \circ g)(2) = f(g(2)) = f(3) = 2(3) + 3 = 6 + 3 = 9\).
Cari nilai \(g(2)\) terlebih dahulu:
\(g(2) = (2)^2 - 1 = 4 - 1 = 3\).
Kemudian substitusikan ke \(f(x)\):
\((f \circ g)(2) = f(g(2)) = f(3) = 2(3) + 3 = 6 + 3 = 9\).
Kunci Jawaban: C. 11
8. Barisan dan Deret Aritmetika
Soal: Suku ke-10 dari barisan aritmetika \(3, 7, 11, 15, \dots\) adalah...
Penyelesaian:
Suku pertama \(a = 3\), beda \(b = 7 - 3 = 4\).
Rumus suku ke-\(n\): \(U_n = a + (n - 1)b\)
\(U_{10} = 3 + (10 - 1)4 = 3 + (9)4 = 3 + 36 = 39\).
Suku pertama \(a = 3\), beda \(b = 7 - 3 = 4\).
Rumus suku ke-\(n\): \(U_n = a + (n - 1)b\)
\(U_{10} = 3 + (10 - 1)4 = 3 + (9)4 = 3 + 36 = 39\).
Kunci Jawaban: C. 39
9. Barisan dan Deret Geometri (Pertumbuhan)
Soal: Suatu jenis bakteri membelah diri menjadi dua setiap 10 menit. Jika mula-mula ada 20 bakteri, banyak bakteri setelah 1 jam adalah...
Penyelesaian:
1 jam = 60 menit. Banyak periode pembelahan \(n = \frac{60}{10} = 6\).
Rumus pertumbuhan geometri: \(U_{n+1} = a \cdot r^n \rightarrow U_7 = 20 \cdot 2^6\)
\(U_7 = 20 \cdot 64 = 1280\).
1 jam = 60 menit. Banyak periode pembelahan \(n = \frac{60}{10} = 6\).
Rumus pertumbuhan geometri: \(U_{n+1} = a \cdot r^n \rightarrow U_7 = 20 \cdot 2^6\)
\(U_7 = 20 \cdot 64 = 1280\).
Kunci Jawaban: C. 2560
10. Teorema Pythagoras
Soal: Sebuah segitiga siku-siku memiliki panjang sisi siku-siku \(6\) cm dan \(8\) cm. Panjang sisi hipotenusa adalah...
Penyelesaian:
\(c = \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10\) cm.
\(c = \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10\) cm.
Kunci Jawaban: B. 10 cm
11. Kesebangunan atau Kekongruenan Bangun Datar
Soal: Dua buah bangun datar dikatakan sebangun jika memenuhi syarat utama, yaitu...
Penyelesaian:
Syarat kesebangunan bangun datar adalah sudut-sudut yang bersesuaian sama besar dan sisi-sisi yang bersesuaian memiliki perbandingan yang senilai.
Syarat kesebangunan bangun datar adalah sudut-sudut yang bersesuaian sama besar dan sisi-sisi yang bersesuaian memiliki perbandingan yang senilai.
Kunci Jawaban: B
12. Transformasi Geometri (Titik)
Soal: Bayangan titik \(A(3, -5)\) jika ditranslasikan oleh vektor \(T = \begin{pmatrix} -2 \\ 4 \end{pmatrix}\) adalah...
Penyelesaian:
\(x' = 3 + (-2) = 1\)
\(y' = -5 + 4 = -1\)
Bayangannya adalah \((1, -1)\).
\(x' = 3 + (-2) = 1\)
\(y' = -5 + 4 = -1\)
Bayangannya adalah \((1, -1)\).
Kunci Jawaban: A. \((1, -1)\)
13. Pengukuran (Keliling dan Luas Bangun Datar)
Soal: Luas sebuah lingkaran dengan keliling \(44\) cm (\(\pi = \frac{22}{7}\)) adalah...
Penyelesaian:
Cari jari-jari dari keliling: \(K = 2\pi r \rightarrow 44 = 2 \cdot \frac{22}{7} \cdot r \rightarrow 44 = \frac{44}{7} r \rightarrow r = 7\) cm.
Hitung luas: \(L = \pi r^2 = \frac{22}{7} \cdot 7^2 = 22 \cdot 7 = 154\) cm\(^2\).
Cari jari-jari dari keliling: \(K = 2\pi r \rightarrow 44 = 2 \cdot \frac{22}{7} \cdot r \rightarrow 44 = \frac{44}{7} r \rightarrow r = 7\) cm.
Hitung luas: \(L = \pi r^2 = \frac{22}{7} \cdot 7^2 = 22 \cdot 7 = 154\) cm\(^2\).
Kunci Jawaban: C. 154 cm\(^2\)
14. Pengukuran (Volume dan Luas Permukaan Bangun Ruang)
Soal: Volume sebuah kubus yang memiliki panjang rusuk \(6\) cm adalah...
Penyelesaian:
\(V = s^3 = 6^3 = 216\) cm\(^3\).
\(V = s^3 = 6^3 = 216\) cm\(^3\).
Kunci Jawaban: D. 216 cm\(^3\)
15. Perbandingan Trigonometri
Soal: Diketahui segitiga siku-siku dengan sisi depan sudut \(\alpha\) adalah \(3\) dan sisi sampingnya \(4\). Nilai \(\cos \alpha\) adalah...
Penyelesaian:
Sisi miring (hipotenusa) \(r = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5\).
\(\cos \alpha = \frac{\text{samping}}{\text{miring}} = \frac{4}{5}\).
Sisi miring (hipotenusa) \(r = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5\).
\(\cos \alpha = \frac{\text{samping}}{\text{miring}} = \frac{4}{5}\).
Kunci Jawaban: B. \(\frac{4}{5}\)
16. Perbandingan Trigonometri (Sudut Istimewa)
Soal: Nilai dari \(\sin 30^\circ \cdot \cos 60^\circ + \cos 30^\circ \cdot \sin 60^\circ\) adalah...
Penyelesaian:
Masukkan nilai sudut istimewa:
\(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2}\right) + \left(\frac{1}{2}\sqrt{3} \cdot \frac{1}{2}\sqrt{3}\right) = \frac{1}{4} + \frac{3}{4} = \frac{4}{4} = 1\).
Masukkan nilai sudut istimewa:
\(\left(\frac{1}{2} \cdot \frac{1}{2}\right) + \left(\frac{1}{2}\sqrt{3} \cdot \frac{1}{2}\sqrt{3}\right) = \frac{1}{4} + \frac{3}{4} = \frac{4}{4} = 1\).
Kunci Jawaban: C. 1
17. Penyajian Data
Soal: Penyajian data yang paling tepat untuk melihat tren atau perkembangan suatu nilai dari waktu ke waktu adalah...
Penyelesaian:
Diagram garis sangat ideal digunakan untuk menampilkan perubahan atau tren data secara kronologis dari waktu ke waktu.
Diagram garis sangat ideal digunakan untuk menampilkan perubahan atau tren data secara kronologis dari waktu ke waktu.
Kunci Jawaban: B. Diagram garis
18. Ukuran Pemusatan Data Tunggal
Soal: Nilai rata-rata (mean) dari data: \(6, 7, 8, 5, 9, 7, 8\) adalah...
Penyelesaian:
Jumlah data = \(6 + 7 + 8 + 5 + 9 + 7 + 8 = 50\).
Banyak data \(n = 7\).
Rata-rata = \(\frac{50}{7} \approx 7,14\) (dibulatkan atau disesuaikan dengan opsi terdekat).
Jumlah data = \(6 + 7 + 8 + 5 + 9 + 7 + 8 = 50\).
Banyak data \(n = 7\).
Rata-rata = \(\frac{50}{7} \approx 7,14\) (dibulatkan atau disesuaikan dengan opsi terdekat).
Kunci Jawaban: A. 7,0
19. Ukuran Penyebaran Data Tunggal
Soal: Jangkauan (range) dari data: \(12, 5, 18, 9, 14, 20, 7\) adalah...
Penyelesaian:
Nilai maksimum (\(x_{max}\)) = 20.
Nilai minimum (\(x_{min}\)) = 5.
Jangkauan = \(x_{max} - x_{min} = 20 - 5 = 15\).
Nilai maksimum (\(x_{max}\)) = 20.
Nilai minimum (\(x_{min}\)) = 5.
Jangkauan = \(x_{max} - x_{min} = 20 - 5 = 15\).
Kunci Jawaban: D. 15
20. Aturan Peluang / Pencacahan
Soal: Dalam sebuah kantong terdapat 4 kelereng merah dan 3 kelereng biru. Jika diambil 2 kelereng sekaligus secara acak, peluang terambil keduanya kelereng merah adalah...
Penyelesaian:
- Banyak cara mengambil 2 kelereng merah dari 4: \(C(4,2) = \frac{4!}{2!2!} = 6\).
- Banyak cara mengambil 2 kelereng dari total 7 kelereng: \(C(7,2) = \frac{7!}{2!5!} = 21\).
- Peluang = \(\frac{6}{21} = \frac{2}{7}\).
- Banyak cara mengambil 2 kelereng merah dari 4: \(C(4,2) = \frac{4!}{2!2!} = 6\).
- Banyak cara mengambil 2 kelereng dari total 7 kelereng: \(C(7,2) = \frac{7!}{2!5!} = 21\).
- Peluang = \(\frac{6}{21} = \frac{2}{7}\).
Kunci Jawaban: A. \(\frac{2}{7}\)