Pangkat Nol dan Pangkat Bulat Negatif

Pangkat Nol dan Pangkat Bulat Negatif

Matematika Kelas IX SMP/MTs

๐Ÿ“— Materi 1: Memahami Pangkat Nol

๐Ÿ” Kegiatan: Mengamati

Perhatikan pola berikut ini:

Bilangan Berpangkat Bentuk Uraian Hasil
24 2 ร— 2 ร— 2 ร— 2 16
23 2 ร— 2 ร— 2 8
22 2 ร— 2 4
21 2 2
20 ? ?

Amati: Setiap pangkat turun 1, hasilnya dibagi 2. Maka 20 = 2 รท 2 = 1

โ“ Kegiatan: Menanya

  • Mengapa bilangan apapun (selain 0) dipangkatkan nol hasilnya 1?
  • Apakah 00 terdefinisi?
  • Bagaimana membuktikan bahwa a0 = 1?

๐Ÿ’ก Kegiatan: Menalar

Pembuktian menggunakan sifat pembagian bilangan berpangkat:

Kita tahu bahwa: am รท an = amโˆ’n

Jika m = n, maka:

am รท am = amโˆ’m = a0

Di sisi lain:

am รท am = 1 (bilangan dibagi dirinya sendiri = 1)

โˆด a0 = 1, untuk a โ‰  0

โœ๏ธ Kegiatan: Mencoba

Coba buktikan dengan pola yang sama untuk bilangan lain:

Bilangan Pola รท3 Hasil
33 27 27
32 27 รท 3 9
31 9 รท 3 3
30 3 รท 3 1

๐Ÿ“ข Kegiatan: Mengkomunikasikan

Definisi Pangkat Nol:

a0 = 1, untuk setiap a โ‰  0

Artinya: Bilangan berapapun (selain nol) jika dipangkatkan nol, hasilnya selalu 1.

Contoh cepat:

  • 50 = 1
  • (โˆ’7)0 = 1
  • 1000 = 1
  • (โ…”)0 = 1

๐Ÿ“ Contoh Soal: Pangkat Nol

MUDAH

1. Tentukan nilai dari 70

Pembahasan:

Berdasarkan definisi: a0 = 1 untuk a โ‰  0

Maka 70 = 1

2. Tentukan nilai dari 150

Pembahasan:

150 = 1 (setiap bilangan โ‰  0 dipangkatkan 0 hasilnya 1)

3. Tentukan nilai dari (โˆ’3)0

Pembahasan:

(โˆ’3)0 = 1

Catatan: Bilangan negatif dipangkatkan nol juga menghasilkan 1.

4. Tentukan nilai dari 10000

Pembahasan:

10000 = 1

5. Tentukan nilai dari (โˆ’100)0

Pembahasan:

(โˆ’100)0 = 1

6. Tentukan nilai dari 50 + 30

Pembahasan:

50 + 30 = 1 + 1 = 2

7. Tentukan nilai dari 40 ร— 60

Pembahasan:

40 ร— 60 = 1 ร— 1 = 1

8. Tentukan nilai dari 20 + 40 + 60

Pembahasan:

= 1 + 1 + 1 = 3

9. Tentukan nilai dari 100 โˆ’ 80

Pembahasan:

= 1 โˆ’ 1 = 0

10. Tentukan nilai dari 3 ร— 50

Pembahasan:

= 3 ร— 1 = 3

Catatan: Hanya 5 yang dipangkatkan 0, bukan 3 ร— 5.

SEDANG

11. Sederhanakan: 43 ร— 40 รท 42

Pembahasan:

= 43+0โˆ’2 = 41 = 4

12. Tentukan nilai dari (20 + 30)3

Pembahasan:

= (1 + 1)3 = 23 = 8

13. Tentukan nilai dari 52 ร— 50 + 30

Pembahasan:

= 25 ร— 1 + 1 = 25 + 1 = 26

14. Jika x0 = 1, tentukan nilai dari 3x0 + 2x0 โˆ’ x0

Pembahasan:

= 3(1) + 2(1) โˆ’ 1 = 3 + 2 โˆ’ 1 = 4

15. Sederhanakan: 6565

Pembahasan:

= 65โˆ’5 = 60 = 1

SULIT

16. Tentukan nilai dari (30 + 50)2 ร— (20 โˆ’ 70)5

Pembahasan:

= (1 + 1)2 ร— (1 โˆ’ 1)5

= 22 ร— 05

= 4 ร— 0 = 0

17. Buktikan bahwa am ร— b0am = 1

Pembahasan:

= am ร— 1am = amam = amโˆ’m = a0 = 1 โˆŽ

18. Tentukan nilai dari (20 + 30 + 40)2 โˆ’ (50)10

Pembahasan:

= (1 + 1 + 1)2 โˆ’ 110

= 32 โˆ’ 1 = 9 โˆ’ 1 = 8

19. Jika p = 4 dan q = 5, tentukan nilai dari (p0 ร— q2) + (p2 ร— q0)

Pembahasan:

= (1 ร— 25) + (16 ร— 1) = 25 + 16 = 41

20. Sederhanakan: (a3b2)0 + (2ab)0(a0 + b0)0

Pembahasan:

Pembilang: 1 + 1 = 2

Penyebut: (1 + 1)0 = 20 = 1

= 21 = 2

๐Ÿ“‹ Latihan Soal: Pangkat Nol

MUDAH

  1. Tentukan nilai dari 120
  2. Tentukan nilai dari (โˆ’9)0
  3. Tentukan nilai dari 2500
  4. Tentukan nilai dari 20 + 70
  5. Tentukan nilai dari 80 ร— 90
  6. Tentukan nilai dari 5 ร— 40
  7. Tentukan nilai dari 60 + 61
  8. Tentukan nilai dari 110 โˆ’ (โˆ’2)0
  9. Tentukan nilai dari 30 + 30 + 30
  10. Tentukan nilai dari 7 ร— 20 โˆ’ 30

SEDANG

  1. Tentukan nilai dari (40 + 50)4
  2. Sederhanakan: 34 ร— 30 รท 32
  3. Tentukan nilai dari 23 ร— 40 + 52 ร— 20
  4. Sederhanakan: 8787
  5. Tentukan nilai x jika x0 + x = 6

SULIT

  1. Tentukan nilai dari (20 + 30)3 โˆ’ (40 + 50)2
  2. Buktikan bahwa (a0)n = 1 untuk semua bilangan bulat n
  3. Sederhanakan: (x5y3)0(x0y0)2
  4. Tentukan nilai dari (10 + 20 + 30 + … + 1000)
  5. Jika a = 3, tentukan nilai dari (a0 + a)2 โˆ’ (a2 + a0)

๐Ÿ“˜ Materi 2: Memahami Pangkat Bulat Negatif

๐Ÿ” Kegiatan: Mengamati

Lanjutkan pola dari pangkat nol ke arah negatif:

Bilangan Berpangkat Pola (รท2) Hasil Bentuk Pecahan
22 โ€” 4 4
21 4 รท 2 2 2
20 2 รท 2 1 1
2โˆ’1 1 รท 2 0,5 12
2โˆ’2 0,5 รท 2 0,25 14 = 122
2โˆ’3 0,25 รท 2 0,125 18 = 123

โ“ Kegiatan: Menanya

  • Apa hubungan antara pangkat negatif dan pecahan?
  • Bagaimana cara mengubah pangkat negatif menjadi bentuk positif?
  • Apakah hasilnya selalu pecahan?

๐Ÿ’ก Kegiatan: Menalar

Pembuktian menggunakan sifat pembagian:

Kita tahu: am รท an = amโˆ’n

Misalkan m = 0 dan n positif:

a0 รท an = a0โˆ’n = aโˆ’n

Di sisi lain:

a0 รท an = 1 รท an = 1an

โˆด aโˆ’n = 1an, untuk a โ‰  0 dan n bilangan bulat positif

โœ๏ธ Kegiatan: Mencoba

Lengkapi tabel berikut:

Pangkat Negatif Bentuk Pecahan Nilai
5โˆ’1 151 15 = 0,2
3โˆ’2 132 19
10โˆ’3 1103 11000 = 0,001
4โˆ’2 142 116

๐Ÿ“ข Kegiatan: Mengkomunikasikan

Definisi Pangkat Bulat Negatif:

aโˆ’n = 1an, untuk a โ‰  0

Sifat tambahan:

1aโˆ’n = an

(ab)โˆ’n = (ba)n

๐Ÿ“ Contoh Soal: Pangkat Bulat Negatif

MUDAH

1. Nyatakan 4โˆ’1 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

4โˆ’1 = 141 = 14

2. Nyatakan 3โˆ’2 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

3โˆ’2 = 132 = 19

3. Nyatakan 2โˆ’3 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

2โˆ’3 = 123 = 18

4. Nyatakan 10โˆ’2 dalam bentuk desimal

Pembahasan:

10โˆ’2 = 1102 = 1100 = 0,01

5. Nyatakan 5โˆ’2 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

5โˆ’2 = 152 = 125

6. Nyatakan 6โˆ’1 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

6โˆ’1 = 16

7. Nyatakan 7โˆ’2 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

7โˆ’2 = 172 = 149

8. Nyatakan 116 dalam bentuk pangkat negatif dari 2

Pembahasan:

116 = 124 = 2โˆ’4

9. Nyatakan 127 dalam bentuk pangkat negatif dari 3

Pembahasan:

127 = 133 = 3โˆ’3

10. Tentukan nilai dari (โˆ’2)โˆ’2

Pembahasan:

(โˆ’2)โˆ’2 = 1(โˆ’2)2 = 14 = 14

SEDANG

11. Sederhanakan: 2โˆ’3 ร— 25

Pembahasan:

= 2โˆ’3+5 = 22 = 4

12. Sederhanakan: 3436

Pembahasan:

= 34โˆ’6 = 3โˆ’2 = 19

13. Nyatakan (23)โˆ’2 dalam bentuk pecahan biasa

Pembahasan:

(23)โˆ’2 = (32)2 = 94 = 214

14. Sederhanakan: (4โˆ’1)2

Pembahasan:

= 4โˆ’1ร—2 = 4โˆ’2 = 116

15. Tentukan nilai dari 5โˆ’1 + 5โˆ’2

Pembahasan:

= 15 + 125 = 525 + 125 = 625

SULIT

16. Sederhanakan: 2โˆ’3 ร— 428โˆ’1

Pembahasan:

Ubah semua ke basis 2:

= 2โˆ’3 ร— (22)2(23)โˆ’1 = 2โˆ’3 ร— 242โˆ’3

= 2โˆ’3+42โˆ’3 = 212โˆ’3 = 21โˆ’(โˆ’3) = 24 = 16

17. Sederhanakan: (3โˆ’2 ร— 93) รท 27โˆ’1

Pembahasan:

Ubah ke basis 3: 9 = 32, 27 = 33

= (3โˆ’2 ร— 36) รท 3โˆ’3

= 3โˆ’2+6 รท 3โˆ’3 = 34 รท 3โˆ’3

= 34โˆ’(โˆ’3) = 37 = 2187

18. Sederhanakan: aโˆ’3b2a2bโˆ’4

Pembahasan:

= aโˆ’3โˆ’2 ร— b2โˆ’(โˆ’4) = aโˆ’5 ร— b6 = b6a5

19. Tentukan nilai dari 2โˆ’1 + 3โˆ’1 + 6โˆ’1

Pembahasan:

= 12 + 13 + 16

= 36 + 26 + 16 = 66 = 1

20. Jika 2x = 132, tentukan nilai x

Pembahasan:

132 = 125 = 2โˆ’5

Maka 2x = 2โˆ’5

x = โˆ’5

๐Ÿ“‹ Latihan Soal: Pangkat Bulat Negatif

MUDAH

  1. Nyatakan 8โˆ’1 dalam bentuk pecahan
  2. Nyatakan 4โˆ’2 dalam bentuk pecahan
  3. Nyatakan 10โˆ’3 dalam bentuk desimal
  4. Nyatakan 6โˆ’2 dalam bentuk pecahan
  5. Nyatakan 2โˆ’5 dalam bentuk pecahan
  6. Nyatakan 164 dalam bentuk pangkat negatif dari 4
  7. Nyatakan 1125 dalam bentuk pangkat negatif dari 5
  8. Tentukan nilai dari (โˆ’3)โˆ’2
  9. Tentukan nilai dari 10โˆ’1
  10. Nyatakan 9โˆ’1 dalam bentuk pecahan

SEDANG

  1. Sederhanakan: 5โˆ’2 ร— 54
  2. Sederhanakan: (34)โˆ’2
  3. Tentukan nilai dari 2โˆ’2 + 4โˆ’1
  4. Sederhanakan: (2โˆ’1)3
  5. Sederhanakan: 6365

SULIT

  1. Sederhanakan: 3โˆ’2 ร— 2729โˆ’1
  2. Sederhanakan: xโˆ’4y3x2yโˆ’2
  3. Tentukan nilai x jika 3x = 181
  4. Tentukan nilai dari (2โˆ’1 + 3โˆ’1)โˆ’1
  5. Sederhanakan: (2โˆ’2 ร— 43) รท 8โˆ’2

๐Ÿ“™ Materi 3: Operasi Campuran Melibatkan Pangkat Negatif dan Nol

๐Ÿ” Kegiatan: Mengamati

Perhatikan sifat-sifat bilangan berpangkat yang berlaku untuk pangkat negatif dan nol:

Sifat Rumus Contoh
Perkalian basis sama am ร— an = am+n 2โˆ’3 ร— 25 = 22 = 4
Pembagian basis sama am รท an = amโˆ’n 52 รท 54 = 5โˆ’2
Pangkat dari pangkat (am)n = amร—n (3โˆ’2)3 = 3โˆ’6
Pangkat nol a0 = 1 990 = 1
Pangkat negatif aโˆ’n = 1/an 4โˆ’2 = 1/16

โ“ Kegiatan: Menanya

  • Bagaimana urutan pengerjaan jika ada pangkat nol dan negatif dalam satu soal?
  • Bagaimana menyederhanakan ekspresi yang mengandung campuran pangkat positif, negatif, dan nol?
  • Kapan lebih mudah mengubah ke bentuk pecahan, dan kapan lebih mudah menggunakan sifat pangkat?

๐Ÿ’ก Kegiatan: Menalar

Langkah-langkah menyelesaikan operasi campuran:

  1. Identifikasi: Kenali semua pangkat (positif, nol, negatif)
  2. Sederhanakan pangkat nol: Ganti semua a0 dengan 1
  3. Samakan basis: Jika memungkinkan, ubah semua bilangan ke basis yang sama
  4. Gunakan sifat pangkat: Terapkan sifat perkalian/pembagian/pemangkatan
  5. Sederhanakan: Ubah pangkat negatif ke bentuk pecahan jika diperlukan

โœ๏ธ Kegiatan: Mencoba

Contoh penerapan langkah demi langkah:

Sederhanakan: 23 ร— 4โˆ’1 ร— 80

Langkah 1: 80 = 1

Langkah 2: Ubah ke basis 2: 4โˆ’1 = (22)โˆ’1 = 2โˆ’2

Langkah 3: = 23 ร— 2โˆ’2 ร— 1

Langkah 4: = 23+(โˆ’2) = 21 = 2

๐Ÿ“ข Kegiatan: Mengkomunikasikan

Ringkasan Sifat Operasi Campuran:

  • โ€ข am ร— an = am+n (berlaku untuk m, n bilangan bulat)
  • โ€ข am รท an = amโˆ’n
  • โ€ข (am)n = amร—n
  • โ€ข (ab)n = an ร— bn
  • โ€ข a0 = 1 (a โ‰  0)
  • โ€ข aโˆ’n = 1an

๐Ÿ“ Contoh Soal: Operasi Campuran

MUDAH

1. Tentukan nilai dari 32 ร— 3โˆ’2

Pembahasan:

= 32+(โˆ’2) = 30 = 1

2. Tentukan nilai dari 53 ร— 50 ร— 5โˆ’3

Pembahasan:

= 53+0+(โˆ’3) = 50 = 1

3. Sederhanakan: 24 รท 24

Pembahasan:

= 24โˆ’4 = 20 = 1

4. Tentukan nilai dari 40 + 4โˆ’1

Pembahasan:

= 1 + 14 = 54 = 1,25

5. Tentukan nilai dari 20 ร— 3โˆ’1

Pembahasan:

= 1 ร— 13 = 13

6. Tentukan nilai dari 6โˆ’1 ร— 60

Pembahasan:

= 6โˆ’1+0 = 6โˆ’1 = 16

7. Tentukan nilai dari 100 โˆ’ 10โˆ’1

Pembahasan:

= 1 โˆ’ 110 = 1010 โˆ’ 110 = 910

8. Tentukan nilai dari 2โˆ’1 + 20 + 21

Pembahasan:

= 12 + 1 + 2 = 72 = 3,5

9. Sederhanakan: 72 ร— 70 รท 7โˆ’1

Pembahasan:

= 72+0โˆ’(โˆ’1) = 73 = 343

10. Tentukan nilai dari 30 + 3โˆ’1 + 3โˆ’2

Pembahasan:

= 1 + 13 + 19 = 99 + 39 + 19 = 139

SEDANG

11. Sederhanakan: 23 ร— 4โˆ’220

Pembahasan:

4โˆ’2 = (22)โˆ’2 = 2โˆ’4

= 23 ร— 2โˆ’41 = 23+(โˆ’4) = 2โˆ’1 = 12

12. Sederhanakan: (3โˆ’1)2 ร— 90 ร— 34

Pembahasan:

= 3โˆ’2 ร— 1 ร— 34 = 3โˆ’2+4 = 32 = 9

13. Tentukan nilai dari (2โˆ’1 + 40)2

Pembahasan:

= (12 + 1)2 = (32)2 = 94

14. Sederhanakan: 5โˆ’2 ร— 25350 ร— 52

Pembahasan:

25 = 52, jadi 253 = 56

= 5โˆ’2 ร— 561 ร— 52 = 5452 = 52 = 25

15. Tentukan nilai dari (30 + 2โˆ’1)(3โˆ’1 + 20)

Pembahasan:

Pembilang: 1 + 12 = 32

Penyebut: 13 + 1 = 43

= 3/24/3 = 32 ร— 34 = 98

SULIT

16. Sederhanakan: 2โˆ’3 ร— 42 ร— 8016โˆ’1 ร— 23

Pembahasan:

Ubah semua ke basis 2: 42 = 24, 80 = 1, 16โˆ’1 = 2โˆ’4

= 2โˆ’3 ร— 24 ร— 12โˆ’4 ร— 23 = 212โˆ’1 = 21โˆ’(โˆ’1) = 22 = 4

17. Sederhanakan: (aโˆ’2b3)โˆ’1 ร— (ab0)2aโˆ’1bโˆ’3

Pembahasan:

Pembilang: (a2bโˆ’3) ร— (a2 ร— 1) = a4bโˆ’3

= a4bโˆ’3aโˆ’1bโˆ’3 = a4โˆ’(โˆ’1) ร— bโˆ’3โˆ’(โˆ’3) = a5 ร— b0 = a5

18. Tentukan nilai dari (2โˆ’1 + 3โˆ’1)โˆ’2

Pembahasan:

Dalam kurung: 12 + 13 = 56

= (56)โˆ’2 = (65)2 = 3625

19. Sederhanakan: 3โˆ’2 ร— 93 ร— 27081โˆ’1 ร— 34

Pembahasan:

Ubah ke basis 3: 93 = 36, 270 = 1, 81โˆ’1 = 3โˆ’4

= 3โˆ’2 ร— 36 ร— 13โˆ’4 ร— 34 = 3430 = 341 = 81

20. Jika x = 2โˆ’1 dan y = 3โˆ’1, tentukan nilai dari xโˆ’2 + yโˆ’2(xy)โˆ’1

Pembahasan:

xโˆ’2 = (2โˆ’1)โˆ’2 = 22 = 4

yโˆ’2 = (3โˆ’1)โˆ’2 = 32 = 9

xy = 2โˆ’1 ร— 3โˆ’1 = 16

(xy)โˆ’1 = 6

= 4 + 96 = 136

๐Ÿ“‹ Latihan Soal: Operasi Campuran

MUDAH

  1. Tentukan nilai dari 42 ร— 4โˆ’2
  2. Tentukan nilai dari 60 + 6โˆ’1
  3. Tentukan nilai dari 23 ร— 20 ร— 2โˆ’1
  4. Tentukan nilai dari 50 โˆ’ 5โˆ’1
  5. Sederhanakan: 102 รท 102
  6. Tentukan nilai dari 3โˆ’1 ร— 30 ร— 32
  7. Tentukan nilai dari 80 + 2โˆ’3
  8. Tentukan nilai dari 70 ร— 7โˆ’1
  9. Tentukan nilai dari 2โˆ’1 + 20
  10. Sederhanakan: 93 ร— 9โˆ’3 ร— 90

SEDANG

  1. Sederhanakan: 32 ร— 3โˆ’430
  2. Tentukan nilai dari (50 + 2โˆ’1)2
  3. Sederhanakan: (2โˆ’2)3 ร— 43
  4. Tentukan nilai dari 40 + 2โˆ’22โˆ’1
  5. Sederhanakan: 6โˆ’2 ร— 36260

SULIT

  1. Sederhanakan: (2โˆ’1)3 ร— 42 ร— 8016โˆ’1
  2. Tentukan nilai dari (3โˆ’1 + 2โˆ’1)โˆ’1 ร— 60
  3. Sederhanakan: (aโˆ’3b2)โˆ’2(a2bโˆ’1)3 ร— (ab)0
  4. Tentukan nilai dari 2โˆ’2 + 3โˆ’2(2โˆ’1 ร— 3โˆ’1)2
  5. Jika 2a ร— 4b ร— 80 = 116 dan a + 2b = โˆ’4, buktikan bahwa persamaan tersebut konsisten

Materi Pangkat Nol dan Pangkat Bulat Negatif โ€” Matematika SMP/MTs

Selamat belajar! ๐Ÿ“š

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

You cannot copy content of this page