Try Out Edu
100% Akses Gratis Semester 1 Bab 1 dari 9 Kurikulum Merdeka

BAB 1. Pola Bilangan dan Barisan Konfigurasi Objek

Menemukan keteraturan pola bilangan, konfigurasi objek geometris, barisan aritmetika dan geometri.

Ukuran Teks:
❓ Pertanyaan Pemantik 🎯 Tujuan 📖 Penjelasan Konsep 📊 Diagram Visual 🧪 Simulasi Interaktif 💡 Studi Kasus ✏️ Contoh Soal 📝 Latihan Soal

❓ A. Pertanyaan Pemantik

Pikirkan dan diskusikan pertanyaan berikut sebelum memulai pembahasan:

  1. Pernahkah kamu memperhatikan susunan biji pada bunga matahari atau penomoran kursi di bioskop dan gerbong kereta api?
  2. Jika sebuah tangga memiliki 1 anak tangga membutuhkan 3 balok, 2 anak tangga butuh 6 balok, berapa balok untuk 10 anak tangga?
  3. Bagaimana para matematikawan memprediksi suku ke-100 dari suatu pola tanpa harus menggambar satu per satu?

🎯 B. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan mampu:

  • Mengidentifikasi dan menggeneralisasi berbagai pola bilangan (persegi, persegi panjang, segitiga, Fibonacci).
  • Menentukan rumus suku ke-n ($U_n$) dari barisan konfigurasi objek.
  • Menyelesaikan masalah kontekstual yang berkaitan dengan barisan aritmetika dan barisan geometri.
  • Menghitung jumlah $n$ suku pertama ($S_n$) deret bilangan secara tepat.

📊 Ilustrasi & Visualisasi Konsep

Visualisasi Konfigurasi Pola Bilangan Geometris
1. Pola Bilangan Segitiga: Un = ½ n(n + 1) U₁ = 1 U₂ = 3 U₃ = 6 2. Pola Persegi: Un = n² 1² = 1 2² = 4 3² = 9 Barisan Aritmetika (Beda Konstan): a, a+b, a+2b, ... U₁ = 4 +3 U₂ = 7 +3 U₃ = 10 +3 U₄ = 13 ... Un = 4 + (n - 1)3 = 3n + 1
Pola konfigurasi objek memudahkan penemuan rumus umum suku ke-n secara intuitif.

🧪 Laboratorium & Simulasi Interaktif

🧪 Lab Interaktif: Generator Pola Bilangan & Barisan
Simulasi Suku Dinamis
Suku Terakhir (Uₙ)
31
Jumlah Suku (Sₙ)
136
Rumus Suku ke-n
Uₙ = 4n - 1
Visualisasi Barisan Angka:

📖 C. Materi Pembelajaran

Pola bilangan adalah sekumpulan bilangan yang memiliki keteraturan atau aturan tertentu dalam penyusunannya. Dengan memahami keteraturan tersebut, kita dapat menentukan bilangan pada urutan berapa pun tanpa harus mencacahnya secara manual.

1. Berbagai Pola Bilangan Khusus

  • Pola Bilangan Asli: 1, 2, 3, 4, 5, ... dengan rumus \(U_n = n\).
  • Pola Bilangan Genap: 2, 4, 6, 8, 10, ... dengan rumus \(U_n = 2n\). Jumlah \(n\) bilangan genap pertama adalah \(S_n = n(n + 1)\).
  • Pola Bilangan Ganjil: 1, 3, 5, 7, 9, ... dengan rumus \(U_n = 2n - 1\). Jumlah \(n\) bilangan ganjil pertama adalah \(S_n = n^2\).
  • Pola Persegi: 1, 4, 9, 16, 25, ... dengan rumus \(U_n = n^2\).
  • Pola Persegi Panjang: 2, 6, 12, 20, 30, ... dengan rumus \(U_n = n(n + 1)\).
  • Pola Segitiga: 1, 3, 6, 10, 15, ... dengan rumus \(U_n = \frac{1}{2}n(n + 1)\).
  • Pola Bilangan Fibonacci: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, ... Setiap suku setelah suku kedua diperoleh dari penjumlahan dua suku sebelumnya: \(U_n = U_{n-1} + U_{n-2}\).

2. Barisan dan Deret Aritmetika

Barisan aritmetika adalah barisan bilangan yang memiliki selisih (beda) yang tetap antara dua suku yang berurutan.

Rumus Pokok Barisan Aritmetika: \[ b = U_n - U_{n-1} \] \[ U_n = a + (n - 1)b \] \[ S_n = \frac{n}{2}(a + U_n) = \frac{n}{2}\big(2a + (n - 1)b\big) \]

Keterangan: \(a = U_1\) (suku pertama), \(b\) (beda), \(n\) (banyak suku), \(U_n\) (suku ke-\(n\)), \(S_n\) (jumlah \(n\) suku pertama).

3. Barisan dan Deret Geometri

Barisan geometri adalah barisan bilangan yang perbandingan (rasio) antara dua suku yang berurutan bernilai tetap.

Rumus Pokok Barisan Geometri: \[ r = \frac{U_n}{U_{n-1}} \] \[ U_n = a \cdot r^{n-1} \] \[ S_n = \frac{a(r^n - 1)}{r - 1} \quad (\text{untuk } r > 1) \quad \text{atau} \quad S_n = \frac{a(1 - r^n)}{1 - r} \quad (\text{untuk } r < 1) \]

💡 D. Studi Kasus Nyata

Situasi Masalah:

Sebuah gedung teater bioskop memiliki susunan kursi yang membentuk barisan aritmetika. Baris terdepan memiliki 16 kursi. Baris kedua memiliki 20 kursi, baris ketiga 24 kursi, dan seterusnya bertambah tetap. Jika gedung teater tersebut memiliki 15 baris kursi, berapa banyak kapasitas total penonton yang dapat ditampung gedung teater tersebut?

Langkah 1: Identifikasi variabel:

  • Suku pertama (\(a\)) = 16 kursi
  • Beda antarbaris (\(b\)) = \(20 - 16 = 4\) kursi
  • Banyak baris (\(n\)) = 15 baris

Langkah 2: Gunakan rumus jumlah \(n\) suku pertama deret aritmetika:

\[ S_n = \frac{n}{2}\big(2a + (n - 1)b\big) \] \[ S_{15} = \frac{15}{2}\big(2(16) + (15 - 1)4\big) \] \[ S_{15} = \frac{15}{2}\big(32 + (14)(4)\big) \] \[ S_{15} = \frac{15}{2}(32 + 56) = \frac{15}{2}(88) = 15 \times 44 = 660 \]

Kesimpulan: Kapasitas total penonton yang dapat ditampung gedung teater tersebut adalah 660 kursi.

✏️ E. Contoh Soal dan Pembahasan

Pembahasan Langkah Demi Langkah:

Diketahui: \(a = 5\), beda \(b = 9 - 5 = 4\), dan \(n = 25\).

\[ U_n = a + (n - 1)b \] \[ U_{25} = 5 + (25 - 1)4 = 5 + (24 \times 4) = 5 + 96 = 101 \]

Jadi, suku ke-25 dari barisan tersebut adalah 101.

Pembahasan Langkah Demi Langkah:

Waktu 2 jam = 120 menit. Banyak kali pembelahan = \(120 \div 20 = 6\) kali.

Ini membentuk barisan geometri dengan \(a = 5\), rasio \(r = 2\). Jumlah amoeba setelah 6 pembelahan adalah suku ke-(6 + 1) = suku ke-7:

\[ U_7 = a \cdot r^{7-1} = 5 \times 2^6 = 5 \times 64 = 320 \]

Jadi, setelah 2 jam terdapat 320 amoeba.

📝 F. Latihan Soal Mandiri

Kerjakan soal-soal di bawah ini pada buku latihanmu terlebih dahulu. Setelah selesai, buka pembahasan untuk memeriksa kebenaran langkahmu!

Kunci & Penjelasan:

Menggunakan rumus \(U_n = \frac{1}{2}n(n + 1)\), maka \(U_{10} = \frac{1}{2}(10)(11) = 5 \times 11 = 55\).

Kunci & Penjelasan:

Suku berikutnya adalah \(8 + 13 = 21\) dan \(13 + 21 = 34\). Jadi dua suku berikutnya adalah 21 dan 34.

Kunci & Penjelasan:

\(a = 2\), \(b = 3\), \(n = 20\). \(S_{20} = \frac{20}{2}(2(2) + (19)(3)) = 10(4 + 57) = 10(61) = 610\).

Kunci & Penjelasan:

\(a = 3\), \(U_5 = a r^4 = 48 \implies 3r^4 = 48 \implies r^4 = 16 \implies r = 2\). Panjang tali semula \(S_5 = \frac{3(2^5 - 1)}{2 - 1} = 3(32 - 1) = 3(31) = 93\) cm.