Jumat, 25 Mei 2018

Pembahasan Matematika IPA UN 2017 No. 21 - 25

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional (UN) tahun 2017 bidang studi Matematika SMA-IPA nomor 21 sampai dengan nomor 25 tentang:
  • aplikasi turunan [gradien], 
  • aplikasi turunan [nilai maksimum], 
  • integral substitusi, 
  • integral tentu, serta 
  • aturan sinus dan kosinus.

Soal No. 21 tentang Aplikasi Turunan [gradien]

Diketahui grafik fungsi y = 2x2 − 3x + 7 berpotongan dengan garis y = 4x + 1. Salah satu persamaan garis singgung yang melalui titik potong kurva dan garis tersebut adalah ….
A.   y = 5x + 7
B.   y = 5x − 1
C.   y = x + 5
D.   y = 3x − 7
E.   y = 3x + 5

Pembahasan

Grafik fungsi kurva berpotongan dengan garis. Berarti di titik potong tersebut nilai dari keduanya adalah sama.
             ykurva = ygaris
   2x2 − 3x + 7 = 4x + 1
   2x2 − 7x + 6 = 0
(2x − 3)(x − 2) = 0
x1 = 3/2   atau   x2 = 2
Kedua nilai absis di atas kita substitusikan ke fungsi kurva atau garis untuk mendapatkan nilai ordinatnya. (kita pilih fungsi garis karena lebih sederhana).
                       y = 4x + 1
x1 = 3 /2  →  y1 = 4 ∙ 3/2 + 1 = 7
x2 = 2      →  y2 = 4 ∙ 2 + 1 = 9
Sehingga titik potong kurva dan garis tersebut adalah:
(3/2, 7)    dan   (2, 9)
Kedua titik potong tersebut akan bertindak sebagai titik singgung.
Selanjutnya kita tentukan gradien garis singgung. Gradien merupakan turunan dari fungsi kurva y = 2x2 − 3x + 7.
                        m = y'
                            = 4x − 3
x1 = 3/2   →  m1  = 4 ∙ 3/2 − 3 = 3
x2 = 2      →  m2  = 4 ∙ 2 − 3 = 5
Dengan demikian, persamaan garis singgungnya adalah:
yy1 = m1 (xx1)
 y − 7 = 3(x − 3/2)
 y − 7 = 3x − 9/2
       y = 3x + 5/2
atau
yy2 = m2 (xx2)
 y − 9 = 5(x − 2)
 y − 9 = 5x − 10
       y = 5x − 1
Jadi, sesuai opsi jawaban yang ada, salah satu persamaan garis singgung tersebut adalah y = 5x − 1 (B).
Perdalam materi ini di Pembahasan Matematika UN: Aplikasi Integral.

Soal No. 22 tentang Aplikasi Turunan [nilai maksimum]

Sebuah akuarium tanpa tutup memiliki alas berbentuk persegi panjang dengan perbandingan panjang dan lebarnya 2 : 3. Jika luas permukaan akuarium adalah 1.800 cm2, volume maksimum akuarium tersebut adalah ….
A.   3.600 cm3
B.   5.400 cm3
C.   6.300 cm3
D.   7.200 cm3
E.   8.100 cm3

Pembahasan

Diketahui:
l/p = 2/3 → l = 2/3 p
L = 1.800 cm2
Perhatikan sketsa akuarium berikut!
Sketsa akuarium tanpa tutup dengan alas persegi panjang

Luas akuarium tanpa tutup dirumuskan sebagai:
L = pl + 2pt + 2lt
Kita masukkan data luas dan substitusi l = 2/3 p pada rumus luas tersebut.
Menentukan tinnggi akuarium dalam t dari rumus luas

Sementara itu, volume akuarium dirumuskan:
V = plt
Nah, sekarang kita jadikan rumus volume tersebut menjadi satu variabel, misal hanya terdiri dari variabel p.
Volume akuarium, persamaan dalam p, V(p)

Volume akan maksimum bila turunan fungsi volume sama dengan nol.
            V'(p) = 0
360 − 2/5 p2 = 0
          2/5 p2 = 360
                p2 = 360 ∙ 5/2
                     = 900
                  p = ±30
Dengan demikian, volume akuarium akan maksimum bila panjangnya 30 cm.
  V(p) = 360p − 2/15 p3
V(30) = 360 ∙ 30 − 2/15 ∙ 303
          = 10800 − 3600
          = 7200
Jadi, volume maksimum akuarium tersebut adalah 7.200 cm3 (D).
Perdalam materi ini di Pembahasan Matematika UN: Aplikasi Integral.

Soal No. 23 tentang Integral Substitusi

Hasil dari
Soal integral substitusi UN 2017

adalah ….
Opsi jawaban integral substitusi Matematika UN 2017

Pembahasan

Integral di atas adalah integral substitusi. Cirinya, pangkat tertinggi di dalam dan di luar akar berselisih 1.
Langkah pertama, ganti fungsi akar menjadi pangkat kemudian letakkan sebaris (tidak lagi berbentuk pecahan.
Mengubah fungsi akar menjadi fungsi pangkat

Selanjutnya, ganti dx dengan d(x3 + 2) kemudian bagi dengan turunannya.
Mengubah dx pada integral substitusi

Nah, sekarang kita tinggal mengintegralkan seperti biasanya, sebagaimana kita melakukan integral.
penyelesaian akhir integral substitusi

Jadi, hasil dari integral substitusi tersebut adalah opsi (C).
Perdalam materi ini di Pembahasan Matematika UN: Integral Fungsi Aljabar.

Soal No. 24 tentang Integral Tentu

Nilai
Soal integral tentu UN 2017 Matematika

adalah ….A.   16
B.   20
C.   22
D.   32
E.   38

Pembahasan

Dikatakan integral tentu karena integral tersebut akan menghasilkan nilai tertentu, tidak mengandung konstanta integrasi (C).
Penyelesaian integral tentu Matematika UN 2017

Jadi, nilai dari integral tentu di atas adalah 16 (A).
Perdalam materi ini di Pembahasan Matematika UN: Integral Fungsi Aljabar.

Soal No. 25 tentang Aturan Sinus dan Kosinus

Sebuah kapal berlayar dari pelabuhan A ke pelabuhan B dengan jurusan tiga angka 080° sejauh 60 km. Kemudian berlayar menuju ke pelabuhan C dengan jurusan 200° sejauh 80 km.
Kapal berlayar dari pelabuhan A ke B kemudian ke C dengan jurusan tiga angka, UN 2017

Jarak antara pelabuhan C dan A adalah ….
A.   10 km
B.   5√13 km
C.   10√13 km
D.   20√13 km
E.   100 km

Pembahasan

Perhatikan rute perjalanan kapal berikut ini!
Ilustrasi rute perjalan kapal dari pelabuhan A - B - C, UN 2017

Berdasarkan gambar di atas, jarak CA dapat dicari dengan aturan kosinus berikut ini.
AC2 = AB2 + BC2 − 2 AC ∙ BC cos⁡ B
        = 602 + 802 − 2 ∙ 60 ∙ 80 cos 60°
        = 3600 + 6400 − 9600 ∙ 0,5
        = 5.200
 AC = √5.200
        = 20√13
Jadi, jarak antara pelabuhan C dan A adalah 20√13 km (D).

Artikel Terkait