Latihan Soal & Pembahasan Matematika Kelas X
Topik: Eksponen, Bentuk Akar, dan Merasionalkan Penyebut
A. Pilihan Ganda
Bentuk sederhana dari operasi perkalian \( 3^4 \times 3^3 \) adalah ...
- A. \( 3^7 \)
- B. \( 3^{10} \)
- C. \( 3^{12} \)
- D. \( 9^7 \)
- E. \( 9^{12} \)
Sesuai sifat eksponen \( a^m \times a^n = a^{m+n} \):
\( 3^4 \times 3^3 = 3^{4+3} = 3^7 \).
Hasil dari \( 7^8 : 7^5 \) adalah ...
- A. \( 7^1 \)
- B. \( 7^2 \)
- C. \( 7^3 \)
- D. \( 7^4 \)
- E. \( 7^{13} \)
Sesuai sifat eksponen \( a^m : a^n = a^{m-n} \):
\( 7^8 : 7^5 = 7^{8-5} = 7^3 \).
Bentuk sederhana dari \( (2^3)^5 \) adalah ...
- A. \( 2^8 \)
- B. \( 2^{10} \)
- C. \( 2^{12} \)
- D. \( 2^{15} \)
- E. \( 6^5 \)
Sesuai sifat pemangkatan \( (a^m)^n = a^{m \times n} \):
\( (2^3)^5 = 2^{3 \times 5} = 2^{15} \).
Nilai dari \( 3^{-4} \times 3^6 \) adalah ...
- A. \( \frac{1}{9} \)
- B. \( \frac{1}{3} \)
- C. 3
- D. 6
- E. 9
\( 3^{-4} \times 3^6 = 3^{-4+6} = 3^2 = 9 \).
Bentuk sederhana dari \( \dfrac{p^7 q^5}{p^3 q^2} \) adalah ...
- A. \( p^4 q^3 \)
- B. \( p^3 q^4 \)
- C. \( p^4 q^2 \)
- D. \( p^{10} q^7 \)
- E. \( p^2 q^3 \)
\( \dfrac{p^7 q^5}{p^3 q^2} = p^{7-3} q^{5-2} = p^4 q^3 \).
Bentuk sederhana dari \( \dfrac{x^{-3} y^4}{x^{-6} y^2} \) adalah ...
- A. \( x^{-9} y^2 \)
- B. \( x^{-3} y^2 \)
- C. \( x^3 y \)
- D. \( x^3 y^2 \)
- E. \( x^9 y^2 \)
\( x^{(-3) - (-6)} \cdot y^{4 - 2} = x^{-3 + 6} y^2 = x^3 y^2 \).
Nilai dari \( 27^{\frac{2}{3}} \) adalah ...
- A. 3
- B. 6
- C. 9
- D. 18
- E. 27
Ubah 27 menjadi basis prima: \( 27 = 3^3 \).
\( 27^{\frac{2}{3}} = (3^3)^{\frac{2}{3}} = 3^{3 \times \frac{2}{3}} = 3^2 = 9 \).
Bentuk akar paling sederhana dari \( \sqrt{50} \) adalah ...
- A. \( 2\sqrt{5} \)
- B. \( 5\sqrt{2} \)
- C. \( 25\sqrt{2} \)
- D. \( 5\sqrt{5} \)
- E. \( 10\sqrt{5} \)
Cari faktor kuadrat sempurna: \( 50 = 25 \times 2 \).
\( \sqrt{50} = \sqrt{25 \times 2} = \sqrt{25} \times \sqrt{2} = 5\sqrt{2} \).
Hasil dari \( 2\sqrt{7} + 3\sqrt{28} \) adalah ...
- A. \( 5\sqrt{7} \)
- B. \( 6\sqrt{7} \)
- C. \( 8\sqrt{7} \)
- D. \( 11\sqrt{7} \)
- E. \( 14\sqrt{7} \)
Sederhanakan \( \sqrt{28} = \sqrt{4 \times 7} = 2\sqrt{7} \).
Maka: \( 2\sqrt{7} + 3(2\sqrt{7}) = 2\sqrt{7} + 6\sqrt{7} = 8\sqrt{7} \).
Hasil dari \( \sqrt{18} \times \sqrt{2} \) adalah ...
- A. 4
- B. 6
- C. 8
- D. \( 6\sqrt{2} \)
- E. 36
\( \sqrt{18} \times \sqrt{2} = \sqrt{18 \times 2} = \sqrt{36} = 6 \).
Hasil dari \( (\sqrt{7} + 3)(\sqrt{7} - 3) \) adalah ...
- A. \( -2 \)
- B. 2
- C. \( -1 \)
- D. 16
- E. \( 2\sqrt{7} \)
Bentuk selisih kuadrat \( (a+b)(a-b) = a^2 - b^2 \):
\( (\sqrt{7})^2 - (3)^2 = 7 - 9 = -2 \).
Bentuk sederhana dari \( 64^{\frac{1}{2}} \times 32^{-\frac{2}{5}} \) adalah ...
- A. 1
- B. 2
- C. 4
- D. 8
- E. 16
\( 64^{\frac{1}{2}} = \sqrt{64} = 8 \).
\( 32^{-\frac{2}{5}} = (2^5)^{-\frac{2}{5}} = 2^{-2} = \frac{1}{4} \).
Hasil kali: \( 8 \times \frac{1}{4} = 2 \).
Bentuk sederhana dari \( \sqrt{x^6 y^4} \) untuk \( x, y > 0 \) adalah ...
- A. \( x^2 y \)
- B. \( x^3 y^2 \)
- C. \( x^4 y^2 \)
- D. \( x^{12} y^8 \)
- E. \( x^3 y^4 \)
\( \sqrt{x^6 y^4} = (x^6 y^4)^{\frac{1}{2}} = x^{\frac{6}{2}} y^{\frac{4}{2}} = x^3 y^2 \).
Bentuk rasional dari \( \dfrac{8}{\sqrt{2}} \) adalah ...
- A. \( 2\sqrt{2} \)
- B. \( 4\sqrt{2} \)
- C. \( 6\sqrt{2} \)
- D. \( 8\sqrt{2} \)
- E. 4
Kalikan dengan sekawan penyebut:
\( \dfrac{8}{\sqrt{2}} \times \dfrac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = \dfrac{8\sqrt{2}}{2} = 4\sqrt{2} \).
Bentuk rasional dari \( \dfrac{6}{\sqrt{5} - \sqrt{2}} \) adalah ...
- A. \( 2(\sqrt{5} + \sqrt{2}) \)
- B. \( 3(\sqrt{5} + \sqrt{2}) \)
- C. \( 6(\sqrt{5} + \sqrt{2}) \)
- D. \( \sqrt{5} + \sqrt{2} \)
- E. \( 2(\sqrt{5} - \sqrt{2}) \)
\( \dfrac{6}{\sqrt{5} - \sqrt{2}} \times \dfrac{\sqrt{5} + \sqrt{2}}{\sqrt{5} + \sqrt{2}} = \dfrac{6(\sqrt{5} + \sqrt{2})}{5 - 2} = \dfrac{6(\sqrt{5} + \sqrt{2})}{3} = 2(\sqrt{5} + \sqrt{2}) \).
Bentuk rasional dari \( \dfrac{4}{3 - \sqrt{5}} \) adalah ...
- A. \( 3 - \sqrt{5} \)
- B. \( 3 + \sqrt{5} \)
- C. \( 2(3 + \sqrt{5}) \)
- D. \( 4(3 + \sqrt{5}) \)
- E. \( 1 + \sqrt{5} \)
\( \dfrac{4}{3 - \sqrt{5}} \times \dfrac{3 + \sqrt{5}}{3 + \sqrt{5}} = \dfrac{4(3 + \sqrt{5})}{3^2 - (\sqrt{5})^2} = \dfrac{4(3 + \sqrt{5})}{9 - 5} = \dfrac{4(3 + \sqrt{5})}{4} = 3 + \sqrt{5} \).
Bentuk rasional dari \( \dfrac{12}{\sqrt{6}} \) adalah ...
- A. \( \sqrt{6} \)
- B. \( 2\sqrt{6} \)
- C. \( 3\sqrt{6} \)
- D. \( 4\sqrt{6} \)
- E. \( 6\sqrt{2} \)
\( \dfrac{12}{\sqrt{6}} \times \dfrac{\sqrt{6}}{\sqrt{6}} = \dfrac{12\sqrt{6}}{6} = 2\sqrt{6} \).
Bentuk rasional dari pecahan \( \dfrac{6}{\sqrt{7} + 1} \) adalah ...
- A. \( \sqrt{7} + 1 \)
- B. \( \sqrt{7} - 1 \)
- C. \( 2(\sqrt{7} - 1) \)
- D. \( 3(\sqrt{7} - 1) \)
- E. \( 6(\sqrt{7} - 1) \)
\( \dfrac{6}{\sqrt{7} + 1} \times \dfrac{\sqrt{7} - 1}{\sqrt{7} - 1} = \dfrac{6(\sqrt{7} - 1)}{(\sqrt{7})^2 - 1^2} = \dfrac{6(\sqrt{7} - 1)}{7 - 1} = \dfrac{6(\sqrt{7} - 1)}{6} = \sqrt{7} - 1 \).
Pengamatan Pembelahan Bakteri
Dalam suatu penelitian di laboratorium, terdapat kultur awal sebanyak 300 sel amuba. Amuba tersebut berkembang biak dengan cara membelah diri menjadi tiga kali lipat setiap 2 jam sekali. Banyak amuba setelah 6 jam masa inkubasi adalah ...
- A. 900 sel
- B. 2.700 sel
- C. 8.100 sel
- D. 12.000 sel
- E. 24.300 sel
Banyak periode pembelahan: \( n = \dfrac{6 \text{ jam}}{2 \text{ jam}} = 3 \).
Model pertumbuhan: \( P_n = P_0 \times r^n \)
\( P_3 = 300 \times 3^3 = 300 \times 27 = 8.100 \text{ sel} \).
Pemasangan Keramik Lapangan Futsal Mini
Sebuah yayasan olahraga membangun lantai lapangan multifungsi berbentuk persegi dengan luas total \( 300\text{ m}^2 \). Panjang sisi lapangan tersebut dalam bentuk akar paling sederhana adalah ...
- A. \( 10\sqrt{3}\text{ m} \)
- B. \( 15\sqrt{2}\text{ m} \)
- C. \( 30\sqrt{3}\text{ m} \)
- D. \( 5\sqrt{6}\text{ m} \)
- E. \( 100\sqrt{3}\text{ m} \)
Luas persegi: \( L = s^2 \implies s = \sqrt{L} \).
\( s = \sqrt{300} = \sqrt{100 \times 3} = 10\sqrt{3}\text{ m} \).
B. Pilihan Ganda Kompleks (Jawaban Lebih dari Satu)
Manakah dari pernyataan-pernyataan eksponen berikut yang bernilai BENAR? (Pilihlah semua yang sesuai)
- [ ] A. \( 3^2 \times 3^5 = 3^7 \)
- [ ] B. \( 6^8 : 6^2 = 6^4 \)
- [ ] C. \( (4^3)^2 = 4^6 \)
- [ ] D. \( 5^{-2} = \dfrac{1}{25} \)
- [ ] E. \( 2^4 \times 2^3 = 4^7 \)
• (A) \( 3^{2+5} = 3^7 \) (BENAR)
• (B) \( 6^{8-2} = 6^6 \neq 6^4 \) (SALAH)
• (C) \( 4^{3 \times 2} = 4^6 \) (BENAR)
• (D) \( 5^{-2} = \frac{1}{5^2} = \frac{1}{25} \) (BENAR)
• (E) Basis sama, eksponen dijumlahkan: \( 2^{4+3} = 2^7 \neq 4^7 \) (SALAH)
Bentuk-bentuk berikut ini yang senilai dengan \( \sqrt{72} \) adalah ... (Pilihlah semua yang sesuai)
- [ ] A. \( 6\sqrt{2} \)
- [ ] B. \( 2\sqrt{18} \)
- [ ] C. \( 3\sqrt{8} \)
- [ ] D. \( 4\sqrt{3} \)
- [ ] E. \( \sqrt{36 \times 2} \)
• \( \sqrt{72} = \sqrt{36 \times 2} = 6\sqrt{2} \) (A & E Benar)
• \( 2\sqrt{18} = 2\sqrt{9 \times 2} = 2(3\sqrt{2}) = 6\sqrt{2} \) (B Benar)
• \( 3\sqrt{8} = 3\sqrt{4 \times 2} = 3(2\sqrt{2}) = 6\sqrt{2} \) (C Benar)
• \( 4\sqrt{3} = \sqrt{16 \times 3} = \sqrt{48} \neq \sqrt{72} \) (D Salah)
Pilihlah seluruh hasil operasi perasionalan penyebut pecahan yang BENAR!
- [ ] A. \( \dfrac{6}{\sqrt{3}} = 2\sqrt{3} \)
- [ ] B. \( \dfrac{4}{\sqrt{2}} = 2\sqrt{2} \)
- [ ] C. \( \dfrac{1}{2 - \sqrt{3}} = 2 + \sqrt{3} \)
- [ ] D. \( \dfrac{2}{\sqrt{5} + \sqrt{3}} = \sqrt{5} + \sqrt{3} \)
- [ ] E. \( \dfrac{3}{\sqrt{7}} = \dfrac{3\sqrt{7}}{7} \)
• (A) \( \frac{6\sqrt{3}}{3} = 2\sqrt{3} \) (Benar)
• (B) \( \frac{4\sqrt{2}}{2} = 2\sqrt{2} \) (Benar)
• (C) \( \frac{2+\sqrt{3}}{4-3} = 2+\sqrt{3} \) (Benar)
• (D) Sekawan dari penyebut adalah tanda minus: seharusnya \( \frac{2(\sqrt{5}-\sqrt{3})}{5-3} = \sqrt{5}-\sqrt{3} \) (Salah)
• (E) \( \frac{3\sqrt{7}}{7} \) (Benar)
Tabungan Berbunga Majemuk
Pak Rahmad mendepositokan modal sebesar Rp2.000.000,00 di bank dengan bunga majemuk sebesar 10% per tahun. Total tabungan setelah \( t \) tahun dimodelkan dengan:
\( M_t = 2.000.000(1,1)^t \)
Manakah pernyataan yang sesuai dengan model keuangan di atas? (Pilih semua yang benar)
- [ ] A. Faktor pengali pertumbuhan tahunan adalah 1,1.
- [ ] B. Total tabungan setelah 1 tahun adalah Rp2.200.000,00.
- [ ] C. Total tabungan setelah 2 tahun adalah Rp2.400.000,00.
- [ ] D. Total tabungan setelah 2 tahun adalah Rp2.420.000,00.
- [ ] E. Tabungan mengalami penurunan nilai dari tahun ke tahun.
• (A) Basis eksponen adalah 1,1, mewakili faktor pertumbuhan \( (1 + 0,10) \) (Benar)
• (B) \( M_1 = 2.000.000 \times 1,1 = 2.200.000 \) (Benar)
• (C) Salah karena tidak memperhitungkan bunga majemuk.
• (D) \( M_2 = 2.000.000 \times 1,21 = 2.420.000 \) (Benar)
• (E) Salah, nilai tabungan terus meningkat karena faktor pertumbuhan > 1.
C. Soal Isian & Pemecahan Masalah
Tentukan nilai kebenaran dari masing-masing pernyataan berikut!
| Pernyataan | Benar | Salah |
|---|---|---|
| \( 4^3 \times 4^2 = 4^6 \) | ◯ | ◯ |
| \( 5^6 : 5^2 = 5^4 \) | ◯ | ◯ |
| \( 9^{\frac{1}{2}} = 3 \) | ◯ | ◯ |
2. \( 5^6 : 5^2 = 5^{6-2} = 5^4 \) → Benar
3. \( 9^{\frac{1}{2}} = \sqrt{9} = 3 \) → Benar
Analisis Bentuk Akar \( \sqrt{108} \)
Berikan tanda centang (✓) pada kolom Sesuai jika pernyataan benar, atau Tidak Sesuai jika salah!
| Pernyataan | Sesuai | Tidak Sesuai |
|---|---|---|
| Bentuk paling sederhana dari \( \sqrt{108} \) adalah \( 6\sqrt{3} \). | [ ] | [ ] |
| Jika \( \sqrt{108} \) dibagi dengan \( \sqrt{3} \), hasilnya adalah bilangan ganjil. | [ ] | [ ] |
| Nilai \( \sqrt{108} \) ekuivalen (senilai) dengan bentuk \( 2\sqrt{27} \). | [ ] | [ ] |
2. \( \dfrac{6\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = 6 \) (6 merupakan bilangan genap) → Tidak Sesuai
3. \( 2\sqrt{27} = 2\sqrt{9 \times 3} = 2(3\sqrt{3}) = 6\sqrt{3} \) → Sesuai
Hitunglah nilai eksak dari operasi perpangkatan pecahan berikut:
\( 16^{\frac{3}{4}} = \dots \)
Ubah basis 16 menjadi \( 2^4 \):
\( 16^{\frac{3}{4}} = (2^4)^{\frac{3}{4}} = 2^{4 \times \frac{3}{4}} = 2^3 = 8 \).
Rasionalkan bentuk penyebut berikut ke dalam bentuk akar yang paling sederhana:
\( \dfrac{10}{\sqrt{5}} = \dots \)
\( \dfrac{10}{\sqrt{5}} \times \dfrac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}} = \dfrac{10\sqrt{5}}{5} = 2\sqrt{5} \).
Desain Lapangan Olahraga Tertutup
Arsitek sedang merancang gelanggang olahraga mini berbentuk persegi panjang. Luas lantai yang direncanakan adalah \( 120\text{ cm}^2 \) pada maket rancangan arsitektur. Lebar denah pada maket dibuat berukuran \( 2\sqrt{6}\text{ cm} \).
Agar karpet lantai yang dipasang sesuai dengan ukuran ruangan, hitunglah panjang ruangan pada maket dalam bentuk akar paling rasional dan sederhana!
Rumus luas persegi panjang: \( \text{Luas} = p \times l \implies p = \dfrac{\text{Luas}}{l} \)
Substitusi nilai yang diketahui:
\( p = \dfrac{120}{2\sqrt{6}} = \dfrac{60}{\sqrt{6}} \)
Rasionalkan bentuk pecahan dengan mengalikan \( \dfrac{\sqrt{6}}{\sqrt{6}} \):
\( p = \dfrac{60}{\sqrt{6}} \times \dfrac{\sqrt{6}}{\sqrt{6}} = \dfrac{60\sqrt{6}}{6} = 10\sqrt{6}\text{ cm} \).
Jadi, panjang maket ruangan yang harus dihitung adalah \( 10\sqrt{6}\text{ cm} \).