Bilangan Berpangkat Bulat - Matematika Kelas 8 SMP
Pahami basis dan eksponen, sifat perpangkatan, pangkat nol dan negatif, serta aturan tanda dan kurung melalui contoh dan latihan.
Tujuan belajar
Kamu akan menjelaskan arti pangkat, membedakan basis dan eksponen, menggunakan sifat perpangkatan, serta menghitung pangkat nol dan negatif dengan memperhatikan syaratnya. Dalam materi ini, tanda ^ pada penulisan seperti 2^3 berarti pangkat, sehingga dibaca dua pangkat tiga.
Pangkat adalah perkalian faktor yang sama
Untuk n bilangan bulat positif, a^n berarti perkalian n faktor yang masing-masing bernilai a. Contohnya 3^4 = 3 x 3 x 3 x 3 = 81. Angka 3 adalah basis atau bilangan pokok; angka 4 adalah eksponen atau pangkat. Ini berbeda dari 3 x 4 = 12.
| Bentuk | Perkalian | Nilai |
|---|---|---|
| 2^1 | 2 | 2 |
| 2^2 | 2 x 2 | 4 |
| 2^3 | 2 x 2 x 2 | 8 |
| 2^4 | 2 x 2 x 2 x 2 | 16 |
| 2^5 | 2 x 2 x 2 x 2 x 2 | 32 |
Pangkat tidak hanya memakai basis bilangan bulat. Contohnya (1/2)^3 = 1/8 dan (0,2)^2 = 0,04. Kubus dengan rusuk 4 cm memiliki volume 4^3 = 64 cm kubik karena ketiga ukuran panjang dikalikan.
Basis negatif dan tanda kurung
Jika basis negatif berpangkat genap, faktor negatif berpasangan sehingga hasilnya positif. Contoh (-3)^4 = 81. Jika pangkatnya ganjil, ada satu faktor negatif tersisa sehingga hasilnya negatif: (-3)^3 = -27.
Perhatikan batas basis: (-2)^4 = 16, tetapi -2^4 = -(2^4) = -16. Pada bentuk kedua, pangkat dikerjakan lebih dahulu sebelum tanda negatif di luar. Untuk pangkat ganjil, (-2)^3 dan -2^3 kebetulan sama-sama -8; satu contoh tersebut tidak membuktikan keduanya sama pada semua pangkat.
Perkalian dan pembagian dengan basis sama
Pada perkalian, gabungkan banyak faktor: a^m x a^n = a^(m+n). Contohnya 2^3 x 2^4 = 2^7 = 128. Basis harus sama jika kamu langsung menjumlahkan eksponen. Bentuk 2^3 x 3^4 tidak dapat diubah menjadi 6^7.
Untuk pembagian, a^m : a^n = a^(m-n) dengan a bukan nol. Contohnya 5^6 : 5^2 = 5^4 = 625. Pengurangan eksponen menjelaskan banyak faktor setelah faktor yang sama disederhanakan.
Sifat ini tidak berlaku pada penjumlahan: 2^3 + 2^4 = 8 + 16 = 24, bukan 2^7. Kenali dahulu tanda operasinya sebelum memakai aturan pangkat.
Pangkat dipangkatkan dan pangkat suatu hasil kali
Pada (a^m)^n, kalikan eksponennya: (a^m)^n = a^(mn). Misalnya (3^2)^3 = 3^6 = 729. Bentuk ini berbeda dari perkalian 3^2 x 3^3 = 3^5.
Pangkat pada kurung berlaku untuk seluruh faktor: (ab)^n = a^n b^n. Maka (2x)^3 = 8x^3, bukan 2x^3. Untuk pembagian, (a/b)^n = a^n/b^n jika b bukan nol. Contohnya (2/3)^2 = 4/9.
Tidak ada aturan umum (a + b)^2 = a^2 + b^2. Sebagai pemeriksaan, (2 + 3)^2 = 25, sedangkan 2^2 + 3^2 = 13. Hasil yang benar melibatkan suku tengah: (a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2.
Pangkat nol
Untuk a bukan nol, a^0 = 1. Alasannya, a^3 : a^3 = 1, sementara aturan pembagian memberi a^(3-3) = a^0. Jadi 7^0 = 1 dan (-5)^0 = 1.
Syarat a bukan nol tidak boleh dihilangkan. 0^0 tidak didefinisikan dalam materi ini. Sebaliknya, nol berpangkat bulat positif bernilai nol, seperti 0^3 = 0.
Pangkat negatif
Pangkat negatif menyatakan kebalikan, bukan tanda hasil negatif: a^(-n) = 1/a^n untuk a bukan nol dan n bilangan bulat positif. Contohnya 2^(-3) = 1/8 serta 10^(-4) = 0,0001.
Pola ini menjaga aturan pangkat tetap konsisten: 2^3 x 2^(-3) = 2^0 = 1. Untuk basis negatif, hitung tandanya: (-2)^(-3) = 1/(-8) = -1/8.
Jika basis berupa pecahan, pangkat negatif membalik pecahan terlebih dahulu: (2/3)^(-2) = (3/2)^2 = 9/4. Nol tidak boleh dipangkatkan negatif karena akan menghasilkan pembagian dengan nol.
Operasi campuran dan model pertumbuhan
Hitung pangkat terlebih dahulu, lalu perkalian atau pembagian, kemudian penjumlahan atau pengurangan. Contoh 2^3 + 3 x 2^2 = 8 + 12 = 20.
Dalam model permainan, satu pesan diteruskan ke 3 penerima baru pada tiap putaran, dan semua penerima berbeda. Banyak penerima baru pada putaran ke-n adalah 3^n. Putaran ketiga mendapat 27 penerima baru. Total penerima sampai putaran ketiga berbeda: 3 + 9 + 27 = 39. Bedakan jumlah pada satu putaran dari jumlah kumulatif, dan gunakan asumsi tidak ada penerima ganda.
Cek pemahaman
- Tulis 5 x 5 x 5 sebagai pangkat dan hitung nilainya.
- Hitung
(-2)^4dan-2^4. - Sederhanakan
3^5 x 3^(-2). - Hitung
(1/2)^(-3). - Mengapa
0^(-2)tidak terdefinisi?
Pembahasan
5^3 = 125.- 16 dan -16; tanda kurung menentukan basisnya.
3^(5-2) = 3^3 = 27.2^3 = 8.- Bentuk itu memerlukan
1/0^2, yaitu pembagian dengan nol.
Ringkasan
Pangkat positif menghitung banyak faktor yang sama. Pada basis sama, perkalian menjumlahkan eksponen dan pembagian mengurangkannya. Pangkat nol bernilai 1 untuk basis bukan nol; pangkat negatif memberi kebalikan. Periksa tanda kurung dan syarat basis sebelum menghitung.
Acuan buku
Disusun dengan penjelasan dan contoh baru berdasarkan Bab 1 bagian A, Matematika untuk SMP/MTs Kelas VIII (2022), halaman 5-26 (halaman PDF 25-46).
Jawab soal di halaman khusus latihan, lalu lihat hasil dan pembahasannya.
Jawab 10 Soal