PEMBAHASAN KSN P SMA 2021 : BAGIAN 1

SOAL :




PEMBAHASAN :

1). Jawaban : 2940

Solusi :

Ada 2 kasus utama, yaitu :

Ada 1 anak dapat 2 buku, dan 2 lainnya mendapat 3 buku. 

Karena ada pilihan 3 anak yang mendapat 2 buku, maka kasus ini bisa ditulis :

3 (₈C₂ x ₆C₃)  = 3 x 28 x 20  = 1680


Ada 1 anak mendapat 4 buku dan 2 lainnya masing² mendapat 2 buku. 

Karena ada pilihan 3 anak yg mendapat 4 buku, maka bisa ditulis 

3 (₈C₄ x ₄C₂)  = 3 x 70 x 6  = 1260


Total kejadian = 1680 + 1260 = 2940

==================================

ALTERNATIF 2 :

Misalkan  ketiga orang itu ditulis K₁ K₂ K₂

K₁         K₂         K₃  

A B       C *       * * * *       Perhatikan K₂, dia diminta memilih 2 dari 6, maka banyaknya ₆C₂  = 15. 

K₁         K₂         K₃  

A B       C * *     * * *     Kotak K₂ diminta memilih 3 dari 6, banyaknya ada 20.

K₁         K₂          K₃  

A B       C * * *   * *     kotak K₂ diminta memilih 4 dari 6, banyaknya ₆C₄ = 15

Jika dimainkan dengan K₁, maka dia diminta memilih 2 dari 8, maka banyaknya ₈C₂  = 28.    Total kejadian = 28 x 50  = 1400

K₁          K₂         K₃  

A B C    D *       * * *      kotak K₂ diminta memilih 2 dari 5, banyaknya ₅C₂ = 10

K₁          K₂         K₃  

A B C    D * *     * *        Kotak K₂ diminta memilih 3 dari 5, banyaknya ada 10

Jika dimainkan dengan K₁, maka dia diminta memilih 3 dari 8, maka banyaknya ₈C₃  = 56.  Total Kejadian = 20 x 56  = 1120

K₁               K₂        K₃  

A B C D     E *       * *       kotak K₂ diminta memilih 2 dari 4, banyaknya ₄C₂ = 6

Jika dimainkan dengan K₁, maka dia diminta memilih 4 dari 8, maka banyaknya ₈C₄  = 70.  Total Kejadian = 70 x 6  = 420


Jadi, banyak ya kejadian total = 1400 + 1120 + 420  = 2940

==================================

2). Jawaban : 88

Solusi :

perhatikan bahwa :

titik H, G, F, E masing² titik tengah masing² ruas garis.

Maka a = h, b = c, d = e, dan f = g

sehingga didapat persamaan 

 a + g = 75,  g + e = 72  dan e + c = 85

maka a + 2g + 2e + c = 232

sehingga a + c = 232 – 144 = 88

karena b = c, maka a + b = 88.


3). Jawaban : 5

Solusi :

Kita bisa tuliskan :

Jika x ≡ 0 mod 6, maka c ≡ 0 mod 6.   Jelas c = 6.

Sehingga persamaan P(x) = ax² + bx + 6


Perhatikan x (ax + b) ≡ 0 mod 6.

•  Kemungkinan 1, yaitu ax + b ≡ 0 mod 6 untuk x ≡ {1, 2, 3, 4, 5} mod 6

Untuk a + b ≡ 0 mod 6,  ada solusi { (1,5), (2,4), (3,3), (3,9), (4,2), (4,8), (5,1), (5,7), (6,6), (7, 5), (8,4), (9,3), (9,9), (10, 2), (10,8) }

Untuk 2a + b ≡ 0 mod 6, maka ada solusi (a,b) = {(1, 4), (1,10), (2, 2), (2,8), (3,6), (4, 4), (4,10), (5, 2), (5, 8), (6,6), (7,4), (7,10), (8,2), (8,8), (9,6), (10,4), (10,10) 

Untuk 3a + b ≡ 0 mod 6  maka ada solusi (a,b) = {(1,3), (1,9), (2,6), (3,3), (3,9), (4,6), (5,3), (5,9), (6,6), (7,3), (7,9), (8,6), (9,3), (9,9), (10,6) }

Untuk 4a + b ≡ 0 mod 6, maka ada solusi (a,b) = {(1,2), (1,8), (2,4), (2,10), (3,6), (4,2), (4,8), (5,4), (5,10), (6,6), (7,2), (7,8), (8,4), (8,10), (9,6), (10,2), (10,8) }

Untuk 5a + b ≡ 0 mod 6, maka ada solusi (a,b) = {(1, 1), (1,7), (2,2), (2,8), (3,3), (3,9), (4,4), (4,10), (5,5), (6,6), (7,1), (7,7), (8,2), (8,8), (9,3), (9,9), (10,4), (10,10) }


•  Kemungkinan kedua yaitu ax + b ≡ n mod 6. 

Jika x ≡ 1 mod 6, maka a + b ≡ 0 mod 6,  ada solusi { (1,5), (2,4), (3,3), (3,9), (4,2), (4,8), (5,1), (5,7), (6,6), (7, 5), (8,4), (9,3), (9,9), (10, 2), (10,8) }

Jika x ≡ 2 mod 6, maka 2a + b ≡ 3 mod 6  ada solusi (a,b) = { (1, 1), (1,7), (2,5), (3,3), (3,9), (4,1), (4, 7), (5, 5), (6, 6), (7,1), (7,7), (8, 5), (9,3), (9,9), (10,1), (10,7) }

Jika x ≡ 3 mod 6, maka 3a + b ≡ 2 mod 6, hanya ada solusi (a,b) = {(1,5), (2,2), (2,8), (3,4), (4,2), (4,8), (5,4), (6,2), (6,8), (7, 5), (8, 2), (8, 8), (9,4), (10,2), (10,8) }

Jika x ≡ 4 mod 6,  maka 4a + b ≡ 3 mod 6  sehingga ada solusi (a,b) = {(1,5), (2,1), (2,7), (3,3), (3,9), (4,5), (5,3), (5,9), (6,6), (7,5), (8,1), (8,7), (9,3), (9,9), (10,5)}

Jika x ≡ 5 mod 6, maka 5a + 3 ≡ 0 mod 6   (Lihat kasus 1)

Dari kejadian ini didapat (a,b,c) = (a, b, 6)

Maka ada kemungkinan : (a, b) = { (6,6), (3,3), (3,9),(9,3),(9,9) }

Sehingga banyaknya ada 5 pasangan 


 ==================================

ALTERNATIF 2 :

Kita pasti tahu, c = 6

Lalu ada beberapa kemungkinan :

Jika a ≡ b  mod 6,  maka x (ax + a)  ≡ 0 mod 6   sehingga ax (x + 1)  ≡ 0 mod 6, terjadi saat a ≡ 3 mod 6,   maka a = {3, 9}    

Jika a ≡ b + 1 mod 6,   maka x(bx + b + x) ≡ 0 mod 6  tidak perbah terjadi.  

Jika a ≡ b + 2 mod 6,   tidak pernah terjadi

Jika a ≡ b + k mod 6, maka x(bx + b + kx) ≡ 0 mod 6   terjadi saat k ≡ 0 mod 6


Dari bentuk ini, kita dapatkan pasangan (a,b) = {(3,3), (3,9), (6,6), (9,3), (9,9) } 

∴ Banyaknya pasangan ada 5.


==================================

ALTERNATIF 3 :

Kita pasti tahu, c = 6

Lalu kita selesaikan bentuk 6 | ax² + bx

6 | 25a + 5b  - (a + b)    maka 6 | 24a + 4b  = 4(6a + b)     jelas hanya ada solusi 4b ≡ 0 mod 6, maka b = {3, 9}

Σ₁⁴ ax² + bx = (1 + 4 + 9 + 16)a + (1 + 2 + 3 + 4)b = 30a + 10b 


Maka jelas 6 | 30a + 10b – (25a + 5b)   = 5a + 5b 

Lalu ada 6 | 25a + 5b – 6(4a + b)  = a – b    

Sehingga kita punya solusi 6 | (a + b) + (a – b)   = 2a    dengan demikian a ≡ 3 mod 6  atau 0 mod 6, didapat a = {3, 6, 9)   

Atau ada solusi 6 | (a + b) – (a – b)   = 2b   sehingga b ≡ 3 mod 6 atau 0 mod 6


Dengan demikian didapat (a,b) = {(3,3), (3,9), (6,6), (9,3), (9,9)},  n (a,b,c) = 5 pasangan. 


==================================

4).  Jawaban : {(1, 0), (0,1), ((-1 ± √5)/2,(-1 ± √5)/2 )}

Solusi :

Misalkan  x² + y = m  dan y² + x = n

Sehingga persamaan menjadi (m + 1)(n + 1) = 4  dan m² + n² = 2

Didapat (mn + m + n + 1)  = 2 (m² + n²)   

Sehingga 2m² + 2n²  = mn + m + n + 1


Atau juga bisa kita ubah bentuk ke :  mn + m + n = 3


Kita operasikan agar bentuknya menjadi :

(a – b)² + (a – 1)² + (b – 1)²  = 0

Karena bentuk kuadrat pasti positif, 

Maka (a – b) = 0,  a – 1 = 0,   dan b – 1 = 0


CARANYA ? 

2(m² + n²)  - 2(mn + m + n)  = 4 – 6  = - 2 

2m² + 2n² - 2mn – 2m – 2n + 2  = 0

m² - 2mn + n² + m² - 2m + 1  + n² - 2n + 1   = 0

(m – n)² + (m – 1)² + (n – 1)²  = 0


Sehingga ada solusi :  

m = n = 1   didapat x² + y = y² + x = 1 

(1 – y²)² + y  = 1

1 – 2y² + y⁴  + y  = 1

y⁴ - 2y² + y = 0

y (y³ - 2y + 1) = 0

y (y³ - y² + y² - y – y + 1)  = 0

y (y – 1)(y² + y – 1)  = 0

Didapat y = {0, 1, (-1 ± √5)/2)    ini berlaku untuk x juga.

Pasangan nya adalah (x,y) = {(0,1),(1,0), ((-1 ± √5)/2,(-1 ± √5)/2 )}


==================================

ALTERNATIF 2 :

Kita misalkan x² + y = m  dan y² + x = n

Sehingga didapat mn + m + n = 3

Dan m² + n²  = 2

(m + n)² - 2mn   = (m + n)² - 2(3 – (m + n))  = (m + n)² - 6 + 2(m + n) = 2

Anggap m + n = a

Maka a² + 2a – 8  = 0   didapat a = (-2 ± √(4 + 32))/2 = (-2 ± 6)/2  sehingga m + n = - 4   atau 2. 

Jika m+n = - 4,   maka mn = 7      sehingga ada solusi m(- m – 4) = 7  ; m = (4 ± √(16 - 28))/2  didapat = imajiner. 

Jika m + n = 2,  maka mn = 1   sehingga ada solusi m(2 – m) = 1 ; m = (-2 ± √(4 ± √(4 – 4))/2  = 1 

Selanjutnya kita operasikan  y² + x = x² + y = 1   

Maka didapat (x, y) = { (1,0), (0,1), ( (-1 ± √5)/2,(-1 ± √5)/2 )}


==================================

ALTERNATIF 3 :

Karena m² + n²  = (m + n)²  – 2mn  = (3 – mn)² - 2mn = 2

Maka  (mn)² - 6mn – 2mn + 7  = 0

Sehingga mn = 1   atau mn = 7

Jika mn = 1, maka  m + n = 2. Sehingga m(2 – m) = 1

Didapat m = (2 ± √(4 – 4))/2  = 1.  Dan n = 1.

Jika mn = 7, mama m + n = - 4   sehingga m(2 – m) = 7

Didapat m = (2 ± √(4 – 28))/2  = imajiner. 


Selanjutnya kita operasikan  y² + x = x² + y = 1   

Maka didapat (x, y) = { (1,0), (0,1), ( (-1 ± √5)/2,(-1 ± √5)/2 )}


==================================

ALTERNATIF 4 :

Kita punya 

(mn + m + n + 1)  = 2 (m² + n²) 

mn + m + n + 1     = 2m² + 2n²  

2m² - m + 2n² - n – mn – 1  = 0

m² - 2mn + n² + m² - 2m + 1 + n² - 2n + 1 = 3 – mn – m – n


(m – n)² + (m – 1)² + (n – 1)² = 3 – 3  = 0

Sehingga kita punya solusi m = n = 1. 


Selanjutnya kita operasikan  y² + x = x² + y = 1   

Maka didapat (x, y) = { (1,0), (0,1), ( (-1 ± √5)/2,(-1 ± √5)/2 )}


==================================


5). Jawaban : 90°

Solusi :

Paling mudah, gambarkan segitiga sama kaki ABC, sehingga ∠BAC = ∠BCA = (180° - 120°)/2  = 30°

Lalu, coba buat garis ΔA₁B₁C₁  dengan catatan ∠BB₁A = BB₁C = 90/2 = 45°

Kita dapatkqn bahwa B₁A₁ adalah garis bagi ∠BB₁C  dan B₁C₁ adalah garis bagi ∠AB₁B . Maka kita dapatkan ∠BB₁A₁ = ∠BB₁C₁  = 90°/2  = 45°   

Dengan demikian didapat∠A₁B₁C₁ = 2 x 45°  = 90°. 



==================================

ALTERNATIF 2 :

Kita coba gunakan sifat garis Bagi sudut. Untuk sembarang segitiga tumpul.

Kita punya AB₁/AB = CB₁/BC   

Kemudian, kita juga punya BA₁/AB = CA₁/AC


Berdasar ini,  kita punya Dalil Stewart, bahwa BB₁ = BC.AB/(AB + BC) 

Lalu operasikan BB₁/CB₁  = AB/√((AB+ BC)^2-AB.BC)    ini setara dengan perbandingan 

BA₁/CA₁   sehingga kita pastikan A₁B₁  adalah garis bagi ∠BB₁C dan B₁C₁ adalah garis bagi ∠BB₁A.


Untuk sembarang sudut BB₁A dan sudut BB₁C, karena ∠BB₁A + ∠BB₁C = 180, maka ∠A₁B₁C₁  = ( ∠BB₁A + ∠BB₁C )/2  = 180°/2  = 90°. 



Komentar