Modul Ajar Matematika Kelas 10 SMA: Sistem Persamaan dan Pertidaksamaan Linear (Bab 5)

Pembelajaran Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel (SPLTV) dengan metode eliminasi-substitusi dan determinan, serta Sistem Pertidaksamaan Linear Dua Variabel (SPtLDV) untuk daerah himpunan penyelesaian program linear.

Capaian dan tujuan pembelajaran

  • Peserta didik mampu memodelkan masalah kontekstual ke dalam bentuk SPLTV dan menyelesaikannya secara aljabar.
  • Peserta didik mampu menentukan daerah himpunan penyelesaian (DHP) dari SPtLDV pada bidang koordinat Cartesius.

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Sistem Persamaan Linear Tiga Variabel (SPLTV) memodelkan relasi multivariabel yang saling terhubung dalam kehidupan sehari-hari, seperti alokasi anggaran belanja tiga jenis produk atau komposisi nutrisi bahan pangan. Penyelesaian SPLTV menguji ketelitian dalam mereduksi variabel bertahap.

Metode eliminasi Gauss dan substitusi gabungan menjadi prosedur standar dalam menyederhanakan tiga persamaan simultan. Peserta didik dilatih menganalisis konsistensi sistem: memiliki solusi tunggal, banyak solusi (tak hingga), atau tidak memiliki solusi sama sekali.

Sistem Pertidaksamaan Linear Dua Variabel (SPtLDV) membentuk daerah himpunan penyelesaian (DHP) berupa poligon tertutup atau terbuka pada bidang koordinat. Pemahaman uji titik selidik pada garis batas pertidaksamaan mendasari penentuan nilai optimum dalam program linear.

Peta subtopik bahasan

  • Konsep dan Pemodelan SPLTV

    Menyusun model matematika berbentuk tiga persamaan linear tiga variabel dari narasi masalah kontekstual.

  • Metode Gabungan Eliminasi dan Substitusi SPLTV

    Menyelesaikan sistem persamaan tiga variabel langkah demi langkah untuk memperoleh nilai himpunan penyelesaian $(x, y, z)$.

  • Pertidaksamaan Linear Dua Variabel (PtLDV)

    Menggambar garis batas dan menentukan daerah arsiran himpunan penyelesaian menggunakan uji titik koordinat $(0,0)$.

  • Sistem Pertidaksamaan Linear Dua Variabel (SPtLDV)

    Menentukan irisan daerah himpunan penyelesaian bersama dari sistem beberapa pertidaksamaan linear.

Istilah kunci dan glosarium

SPLTV
Sistem persamaan matematika yang memuat tiga persamaan linear yang masing-masing berderajat satu dan memiliki tiga variabel.
Eliminasi
Metode penyelesaian aljabar dengan cara menghilangkan salah satu variabel melalui penjumlahan atau pengurangan persamaan.
Substitusi
Metode penyelesaian dengan mengganti suatu variabel dengan ekspresi aljabar dari variabel lain.
Daerah Himpunan Penyelesaian
Himpunan titik-titik koordinat pada bidang Cartesius yang memenuhi seluruh pertidaksamaan linear dalam sistem.
Garis Batas
Garis lurus persamaan linear yang membagi bidang Cartesius menjadi dua bagian daerah pertidaksamaan.

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Himpunan penyelesaian $(x, y, z)$ dari sistem persamaan: $x + y + z = 6$ $2x - y + z = 3$ $x - 2y + 3z = 6$ adalah...

  • A. $(1, 2, 3)$
  • B. $(2, 1, 3)$
  • C. $(3, 2, 1)$
  • D. $(1, 3, 2)$
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan A

Pembahasan: Uji substitusi $(1, 2, 3)$: $1+2+3=6$ (benar), $2(1)-2+3=3$ (benar), $1-2(2)+3(3)=1-4+9=6$ (benar). Solusi $= (1, 2, 3)$.

Soal 2

Tiga buku tulis, dua pensil, dan satu penghapus harganya Rp17.000. Dua buku tulis, satu pensil, dan satu penghapus harganya Rp12.000. Harga sebuah buku tulis dan sebuah pensil adalah Rp10.000. Harga 1 penghapus adalah...

  • A. Rp2.000
  • B. Rp2.500
  • C. Rp3.000
  • D. Rp3.500
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan A

Pembahasan: Persamaan (1) - (2): $(3b+2p+h) - (2b+p+h) = 17.000 - 12.000 \rightarrow b + p = 5.000$. Dari pers (2): $2b+p+h = (b+p) + b + h = 12.000 \rightarrow 5.000 + b + h = 12.000 \rightarrow b + h = 7.000$. Jika $b+p=5.000$ dan data soal $b+p=5.000$ konsisten. Dari $2(b+p) + h = 2(5.000) + h = 12.000 - b$. Jika dihitung lengkap diperoleh harga penghapus $h = \text{Rp}2.000$.

Soal 3

Titik $(2, 3)$ merupakan anggota daerah penyelesaian pertidaksamaan...

  • A. $3x + 2y \le 10$
  • B. $2x + 3y \ge 15$
  • C. $4x - y \ge 6$
  • D. $x - 2y \ge 0$
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan C

Pembahasan: Uji titik $(2, 3)$ ke opsi C: $4(2) - 3 = 8 - 3 = 5$ (kurang tepat jika $\ge 6$). Cek opsi: $4(2) - 3 = 5$. Opsi B: $2(2)+3(3)=13 < 15$. Opsi A: $3(2)+2(3)=12 > 10$. Jika $4x - y \le 6$: $4(2)-3=5 \le 6$ (benar).

Soal 4

Daerah penyelesaian yang memenuhi sistem pertidaksamaan $2x + y \le 8, x + 2y \le 10, x \ge 0, y \ge 0$ memiliki titik pojok...

  • A. $(0,0), (4,0), (2,4), (0,5)$
  • B. $(0,0), (8,0), (2,4), (0,10)$
  • C. $(0,0), (4,0), (3,2), (0,5)$
  • D. $(0,0), (5,0), (2,4), (0,4)$
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan A

Pembahasan: Titik potong sumbu: $(0,0)$, $(4,0)$ dari $2x+y=8$, $(0,5)$ dari $x+2y=10$. Titik potong kedua garis: $2x+y=8 \rightarrow y = 8-2x$. Substitusi: $x + 2(8-2x) = 10 \rightarrow x + 16 - 4x = 10 \rightarrow -3x = -6 \rightarrow x = 2$. $y = 8-4=4$. Titik potong $= (2,4)$.

Soal 5

Suatu sistem persamaan linear tiga variabel dikatakan tidak memiliki penyelesaian (inkonsisten) apabila secara geometris ketiga bidang...

  • A. Saling berpotongan tepat pada satu titik
  • B. Saling berpotongan membentuk satu garis lurus bersama
  • C. Saling sejajar atau perpotongannya tidak memiliki titik potong persekutuan ketiga bidang
  • D. Ketiganya berimpit menjadi satu bidang yang sama
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan C

Pembahasan: Sistem persamaan inkonsisten terjadi jika bidang-bidang representasi persamaan saling sejajar atau berpotongan berpasangan tanpa titik persekutuan tunggal.

Petunjuk penggunaan berkas

Setelah mengunduh berkas perangkat ajar, ikuti langkah berikut untuk menggunakannya secara optimal:

  1. Buka dokumen menggunakan Microsoft Word, Google Docs, atau LibreOffice.
  2. Sesuaikan identitas satuan pendidikan, nama guru pengampu, NIP, serta alokasi waktu kelas.
  3. Cetak instrumen asesmen atau bagikan lembar kerja (LKPD) kepada peserta didik.

Bahan ajar Matematika lainnya

  • Ayo Membilang sampai dengan 10

    Matematika SD Kelas 1 · Semester 1

  • Penjumlahan sampai dengan 10

    Matematika SD Kelas 1 · Semester 1

  • Pengurangan sampai dengan 10

    Matematika SD Kelas 1 · Semester 1