Pangkat Nol dan Pangkat Bulat Negatif

Pangkat Nol dan Pangkat Bulat Negatif

Matematika Kelas IX SMP/MTs

📗 Materi 1: Memahami Pangkat Nol

🔍 Kegiatan: Mengamati

Perhatikan pola berikut ini:

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

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

❓ Kegiatan: Menanya

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

💡 Kegiatan: Menalar

Pembuktian menggunakan sifat pembagian bilangan berpangkat:

Kita tahu bahwa: am ÷ an = am−n

Jika m = n, maka:

am ÷ am = am−m = a0

Di sisi lain:

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

∴ a0 = 1, untuk a ≠ 0

✏️ Kegiatan: Mencoba

Coba buktikan dengan pola yang sama untuk bilangan lain:

Bilangan Pola ÷3 Hasil
33 27 27
32 27 ÷ 3 9
31 9 ÷ 3 3
30 3 ÷ 3 1

📢 Kegiatan: Mengkomunikasikan

Definisi Pangkat Nol:

a0 = 1, untuk setiap a ≠ 0

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

Contoh cepat:

  • 50 = 1
  • (−7)0 = 1
  • 1000 = 1
  • (⅔)0 = 1

📝 Contoh Soal: Pangkat Nol

MUDAH

1. Tentukan nilai dari 70

Pembahasan:

Berdasarkan definisi: a0 = 1 untuk a ≠ 0

Maka 70 = 1

2. Tentukan nilai dari 150

Pembahasan:

150 = 1 (setiap bilangan ≠ 0 dipangkatkan 0 hasilnya 1)

3. Tentukan nilai dari (−3)0

Pembahasan:

(−3)0 = 1

Catatan: Bilangan negatif dipangkatkan nol juga menghasilkan 1.

4. Tentukan nilai dari 10000

Pembahasan:

10000 = 1

5. Tentukan nilai dari (−100)0

Pembahasan:

(−100)0 = 1

6. Tentukan nilai dari 50 + 30

Pembahasan:

50 + 30 = 1 + 1 = 2

7. Tentukan nilai dari 40 × 60

Pembahasan:

40 × 60 = 1 × 1 = 1

8. Tentukan nilai dari 20 + 40 + 60

Pembahasan:

= 1 + 1 + 1 = 3

9. Tentukan nilai dari 100 − 80

Pembahasan:

= 1 − 1 = 0

10. Tentukan nilai dari 3 × 50

Pembahasan:

= 3 × 1 = 3

Catatan: Hanya 5 yang dipangkatkan 0, bukan 3 × 5.

SEDANG

11. Sederhanakan: 43 × 40 ÷ 42

Pembahasan:

= 43+0−2 = 41 = 4

12. Tentukan nilai dari (20 + 30)3

Pembahasan:

= (1 + 1)3 = 23 = 8

13. Tentukan nilai dari 52 × 50 + 30

Pembahasan:

= 25 × 1 + 1 = 25 + 1 = 26

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

Pembahasan:

= 3(1) + 2(1) − 1 = 3 + 2 − 1 = 4

15. Sederhanakan: 6565

Pembahasan:

= 65−5 = 60 = 1

SULIT

16. Tentukan nilai dari (30 + 50)2 × (20 − 70)5

Pembahasan:

= (1 + 1)2 × (1 − 1)5

= 22 × 05

= 4 × 0 = 0

17. Buktikan bahwa am × b0am = 1

Pembahasan:

= am × 1am = amam = am−m = a0 = 1 ∎

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

Pembahasan:

= (1 + 1 + 1)2 − 110

= 32 − 1 = 9 − 1 = 8

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

Pembahasan:

= (1 × 25) + (16 × 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

📋 Latihan Soal: Pangkat Nol

MUDAH

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

SEDANG

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

SULIT

  1. Tentukan nilai dari (20 + 30)3 − (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 − (a2 + a0)

📘 Materi 2: Memahami Pangkat Bulat Negatif

🔍 Kegiatan: Mengamati

Lanjutkan pola dari pangkat nol ke arah negatif:

Bilangan Berpangkat Pola (÷2) Hasil Bentuk Pecahan
22 — 4 4
21 4 ÷ 2 2 2
20 2 ÷ 2 1 1
2−1 1 ÷ 2 0,5 12
2−2 0,5 ÷ 2 0,25 14 = 122
2−3 0,25 ÷ 2 0,125 18 = 123

❓ Kegiatan: Menanya

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

💡 Kegiatan: Menalar

Pembuktian menggunakan sifat pembagian:

Kita tahu: am ÷ an = am−n

Misalkan m = 0 dan n positif:

a0 ÷ an = a0−n = a−n

Di sisi lain:

a0 ÷ an = 1 ÷ an = 1an

∴ a−n = 1an, untuk a ≠ 0 dan n bilangan bulat positif

✏️ Kegiatan: Mencoba

Lengkapi tabel berikut:

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

📢 Kegiatan: Mengkomunikasikan

Definisi Pangkat Bulat Negatif:

a−n = 1an, untuk a ≠ 0

Sifat tambahan:

1a−n = an

(ab)−n = (ba)n

📝 Contoh Soal: Pangkat Bulat Negatif

MUDAH

1. Nyatakan 4−1 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

4−1 = 141 = 14

2. Nyatakan 3−2 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

3−2 = 132 = 19

3. Nyatakan 2−3 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

2−3 = 123 = 18

4. Nyatakan 10−2 dalam bentuk desimal

Pembahasan:

10−2 = 1102 = 1100 = 0,01

5. Nyatakan 5−2 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

5−2 = 152 = 125

6. Nyatakan 6−1 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

6−1 = 16

7. Nyatakan 7−2 dalam bentuk pecahan

Pembahasan:

7−2 = 172 = 149

8. Nyatakan 116 dalam bentuk pangkat negatif dari 2

Pembahasan:

116 = 124 = 2−4

9. Nyatakan 127 dalam bentuk pangkat negatif dari 3

Pembahasan:

127 = 133 = 3−3

10. Tentukan nilai dari (−2)−2

Pembahasan:

(−2)−2 = 1(−2)2 = 14 = 14

SEDANG

11. Sederhanakan: 2−3 × 25

Pembahasan:

= 2−3+5 = 22 = 4

12. Sederhanakan: 3436

Pembahasan:

= 34−6 = 3−2 = 19

13. Nyatakan (23)−2 dalam bentuk pecahan biasa

Pembahasan:

(23)−2 = (32)2 = 94 = 214

14. Sederhanakan: (4−1)2

Pembahasan:

= 4−1×2 = 4−2 = 116

15. Tentukan nilai dari 5−1 + 5−2

Pembahasan:

= 15 + 125 = 525 + 125 = 625

SULIT

16. Sederhanakan: 2−3 × 428−1

Pembahasan:

Ubah semua ke basis 2:

= 2−3 × (22)2(23)−1 = 2−3 × 242−3

= 2−3+42−3 = 212−3 = 21−(−3) = 24 = 16

17. Sederhanakan: (3−2 × 93) ÷ 27−1

Pembahasan:

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

= (3−2 × 36) ÷ 3−3

= 3−2+6 ÷ 3−3 = 34 ÷ 3−3

= 34−(−3) = 37 = 2187

18. Sederhanakan: a−3b2a2b−4

Pembahasan:

= a−3−2 × b2−(−4) = a−5 × b6 = b6a5

19. Tentukan nilai dari 2−1 + 3−1 + 6−1

Pembahasan:

= 12 + 13 + 16

= 36 + 26 + 16 = 66 = 1

20. Jika 2x = 132, tentukan nilai x

Pembahasan:

132 = 125 = 2−5

Maka 2x = 2−5

x = −5

📋 Latihan Soal: Pangkat Bulat Negatif

MUDAH

  1. Nyatakan 8−1 dalam bentuk pecahan
  2. Nyatakan 4−2 dalam bentuk pecahan
  3. Nyatakan 10−3 dalam bentuk desimal
  4. Nyatakan 6−2 dalam bentuk pecahan
  5. Nyatakan 2−5 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 (−3)−2
  9. Tentukan nilai dari 10−1
  10. Nyatakan 9−1 dalam bentuk pecahan

SEDANG

  1. Sederhanakan: 5−2 × 54
  2. Sederhanakan: (34)−2
  3. Tentukan nilai dari 2−2 + 4−1
  4. Sederhanakan: (2−1)3
  5. Sederhanakan: 6365

SULIT

  1. Sederhanakan: 3−2 × 2729−1
  2. Sederhanakan: x−4y3x2y−2
  3. Tentukan nilai x jika 3x = 181
  4. Tentukan nilai dari (2−1 + 3−1)−1
  5. Sederhanakan: (2−2 × 43) ÷ 8−2

📙 Materi 3: Operasi Campuran Melibatkan Pangkat Negatif dan Nol

🔍 Kegiatan: Mengamati

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

Sifat Rumus Contoh
Perkalian basis sama am × an = am+n 2−3 × 25 = 22 = 4
Pembagian basis sama am ÷ an = am−n 52 ÷ 54 = 5−2
Pangkat dari pangkat (am)n = am×n (3−2)3 = 3−6
Pangkat nol a0 = 1 990 = 1
Pangkat negatif a−n = 1/an 4−2 = 1/16

❓ 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?

💡 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

✏️ Kegiatan: Mencoba

Contoh penerapan langkah demi langkah:

Sederhanakan: 23 × 4−1 × 80

Langkah 1: 80 = 1

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

Langkah 3: = 23 × 2−2 × 1

Langkah 4: = 23+(−2) = 21 = 2

📢 Kegiatan: Mengkomunikasikan

Ringkasan Sifat Operasi Campuran:

  • • am × an = am+n (berlaku untuk m, n bilangan bulat)
  • • am ÷ an = am−n
  • • (am)n = am×n
  • • (ab)n = an × bn
  • • a0 = 1 (a ≠ 0)
  • • a−n = 1an

📝 Contoh Soal: Operasi Campuran

MUDAH

1. Tentukan nilai dari 32 × 3−2

Pembahasan:

= 32+(−2) = 30 = 1

2. Tentukan nilai dari 53 × 50 × 5−3

Pembahasan:

= 53+0+(−3) = 50 = 1

3. Sederhanakan: 24 ÷ 24

Pembahasan:

= 24−4 = 20 = 1

4. Tentukan nilai dari 40 + 4−1

Pembahasan:

= 1 + 14 = 54 = 1,25

5. Tentukan nilai dari 20 × 3−1

Pembahasan:

= 1 × 13 = 13

6. Tentukan nilai dari 6−1 × 60

Pembahasan:

= 6−1+0 = 6−1 = 16

7. Tentukan nilai dari 100 − 10−1

Pembahasan:

= 1 − 110 = 1010 − 110 = 910

8. Tentukan nilai dari 2−1 + 20 + 21

Pembahasan:

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

9. Sederhanakan: 72 × 70 ÷ 7−1

Pembahasan:

= 72+0−(−1) = 73 = 343

10. Tentukan nilai dari 30 + 3−1 + 3−2

Pembahasan:

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

SEDANG

11. Sederhanakan: 23 × 4−220

Pembahasan:

4−2 = (22)−2 = 2−4

= 23 × 2−41 = 23+(−4) = 2−1 = 12

12. Sederhanakan: (3−1)2 × 90 × 34

Pembahasan:

= 3−2 × 1 × 34 = 3−2+4 = 32 = 9

13. Tentukan nilai dari (2−1 + 40)2

Pembahasan:

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

14. Sederhanakan: 5−2 × 25350 × 52

Pembahasan:

25 = 52, jadi 253 = 56

= 5−2 × 561 × 52 = 5452 = 52 = 25

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

Pembahasan:

Pembilang: 1 + 12 = 32

Penyebut: 13 + 1 = 43

= 3/24/3 = 32 × 34 = 98

SULIT

16. Sederhanakan: 2−3 × 42 × 8016−1 × 23

Pembahasan:

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

= 2−3 × 24 × 12−4 × 23 = 212−1 = 21−(−1) = 22 = 4

17. Sederhanakan: (a−2b3)−1 × (ab0)2a−1b−3

Pembahasan:

Pembilang: (a2b−3) × (a2 × 1) = a4b−3

= a4b−3a−1b−3 = a4−(−1) × b−3−(−3) = a5 × b0 = a5

18. Tentukan nilai dari (2−1 + 3−1)−2

Pembahasan:

Dalam kurung: 12 + 13 = 56

= (56)−2 = (65)2 = 3625

19. Sederhanakan: 3−2 × 93 × 27081−1 × 34

Pembahasan:

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

= 3−2 × 36 × 13−4 × 34 = 3430 = 341 = 81

20. Jika x = 2−1 dan y = 3−1, tentukan nilai dari x−2 + y−2(xy)−1

Pembahasan:

x−2 = (2−1)−2 = 22 = 4

y−2 = (3−1)−2 = 32 = 9

xy = 2−1 × 3−1 = 16

(xy)−1 = 6

= 4 + 96 = 136

📋 Latihan Soal: Operasi Campuran

MUDAH

  1. Tentukan nilai dari 42 × 4−2
  2. Tentukan nilai dari 60 + 6−1
  3. Tentukan nilai dari 23 × 20 × 2−1
  4. Tentukan nilai dari 50 − 5−1
  5. Sederhanakan: 102 ÷ 102
  6. Tentukan nilai dari 3−1 × 30 × 32
  7. Tentukan nilai dari 80 + 2−3
  8. Tentukan nilai dari 70 × 7−1
  9. Tentukan nilai dari 2−1 + 20
  10. Sederhanakan: 93 × 9−3 × 90

SEDANG

  1. Sederhanakan: 32 × 3−430
  2. Tentukan nilai dari (50 + 2−1)2
  3. Sederhanakan: (2−2)3 × 43
  4. Tentukan nilai dari 40 + 2−22−1
  5. Sederhanakan: 6−2 × 36260

SULIT

  1. Sederhanakan: (2−1)3 × 42 × 8016−1
  2. Tentukan nilai dari (3−1 + 2−1)−1 × 60
  3. Sederhanakan: (a−3b2)−2(a2b−1)3 × (ab)0
  4. Tentukan nilai dari 2−2 + 3−2(2−1 × 3−1)2
  5. Jika 2a × 4b × 80 = 116 dan a + 2b = −4, buktikan bahwa persamaan tersebut konsisten

Materi Pangkat Nol dan Pangkat Bulat Negatif — Matematika SMP/MTs

Selamat belajar! 📚

Tinggalkan Balasan

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

You cannot copy content of this page