PEMBAGIAN ISTIMEWA
Dari mesin
pencari (search engine) yang masuk ke situs penulis, seseorang melontarkan satu
pertanyaan berikut;
Buktikan
bahwa;
12001
+ 22001 + 32001 + 42001 + … + 20002001+
20012001 adalah kelipatan 13.
Soal ini
akan lebih mudah dipahami siswa dengan redaksi sbb:
Buktikan
bahwa; 12001 + 22001 + 32001 + 42001
+ … + 20002001+ 20012001 habis dibagi 13.
Siapapun
orangnya, berikut penulis sajikan jawabannya.
Dalam
membuktikan soal tersebut, tak mungkin dan tak perlu kita lakukan perhitungan
secara total dari jumlah bilangan berpangkat sebesar itu kemudian melakukan
pembagian dengan 13.
Tentunya
dengan sifat Keterbagian Bilangan persoalan di atas dapat dijawab. Salah
satu sifat Keterbagian bilangan yaitu, jika a habis membagi b, dan b
habis membagi c, maka a habis membagi c. Selain dari sifat keterbagian
tersebut ada satu keterbagian bentuk jumlah bilangan berpangkat ganjil sama
habis dibagi jumlah bilangan pokoknya yang lazim disebut pembagian istimewa.
Salah satu
dari sifat pembagian istimewa, yaitu
jumlah dua
bilangan berpangkat sama ganjil, habis dibagi jumlah bilangan yang dipangkatkan.
Dalam
penulisan matematika ditulis sbb:
12001
+ 22001 + 32001 + 42001 + … + 20002001+
20012001 , selanjutnya kita pilah sepasang-sepasang bilangan itu
sehingga menjadi;
(12001
+ 20012001) +(22001 + 20002001) + (32001
+ 19992001)+ ….+ (10002001 + 10022001)+ 10012001.
Dengan
menggunakan sifat pembagian istimewa tersebut, diketahui bahwa;
(12001
+ 20012001) habis dibagi (1 + 2001)= 2002, sedangkan 2002 = 13 x
154.
Jadi, 12001
+ 20012001 habis dibagi 13.
Dengan cara
yang sama,
(22001
+ 20002001) habis dibagi (2 + 2002)= 2002, sedangkan 2002 = 13 x
154.
Jadi, 22001
+ 20002001 habis dibagi 13.
Begitu pula
sepasang-sepasang bilangan berikutnya yaitu; (32001 + 19992001),
(42001 + 19982001) , (52001 + 19972001),
…., dan (10002001 + 10022001) habis dibagi 13.
Perhatikan !
(10002001
+ 10022001) habis dibagi (1000 + 1002)= 2002, sedangkan 2002 = 13 x
154.
Jadi, 10002001
+ 10022001 habis dibagi 13.
Dengan
menggunakan salah satu sifat keterbagian tersebut di atas,
satu
bilangan terakhir yaitu, 10012001 habis juga dibagi 13, karena
1001 = 77 x 13.
Dengan
demikian cukup langkah pembuktikan bahwa;
12001
+ 22001 + 32001 + 42001 + … + 20002001+
20012001 merupakan kelipatan 13.
Kenapa
bentuk bilangan seperti itu habis dibagi, dan bagaimana penurunan bentuk secara
umum tersebut dapat diperoleh, simak uraian berikut!;
1.
Apa itu pembagian istimewa?
Pembagian istimewa
dapat dipahami sebagai operasi pembagian dari jumlah atau selisih dua
bilangan berpangkat sama, dengan jumlah atau selisih bilangan yang
dipangkatkan yang menghasilkan sisa pembagian nol (habis dibagi).
Sebagai
contoh dalam bentuk aljabar;
Kita pahami
dari bentuk; a5 – b5 , a
dan b disebut bilangan pokok(bilangan yang
dipangkatkan) , dan 5 adalah pangkatnya.
Akan
terjawab dan mudah dipahami jika kita lakukan pembagian secara konvensional .
Sebelumnya
kita periksa apakah a5
– b5 habis dibagi dengan (a – b) ? Simak uraian berikut;
Pada skema
pembagian berikut: ruas kiri sebagai pembagi, ruas tengah yang dibagi dan
sisa sedangkan ruas kanan sebagai hasil pembagian.
Tampak,
bahwa sisanya a4b – b5 , dan sisa itu harus
dibagi lagi dengan (a – b).
Tetapi
karena a4b – b5 = b ( a4 – b4)
, maka pembagian itu akan habis, jika a4
– b4 habis dibagi (a – b).
Selanjutnya
bahwa, a4 – b4 akan habis dibagi dengan (a –
b) , jika (a3– b3) habis dibagi
dengan (a – b).
Selanjutnya bahwa,
a3 – b3 akan habis dibagi dengan (a – b) ,
jika (a2– b2) habis dibagi dengan
(a – b).
Tampak
bahwa, (a2– b2) habis dibagi dengan (a
– b), karena sisanya b (a – b) habis dibagi (a – b).
Dengan
demikian a 5 – b5 habis dibagi (a
– b), sehingga secara konvensional dapat kita bagi seperti berikut;
Atau dapat ditulis;
Tampak
bahwa, a4 + a3b + a2b2 + ab3
+ b4 merupakan hasil pembagian, perhatikan polanya!!
- Pangkat dari bilangan-bilangan
pokoknya; pangkat a menurun 1 dan pangkat b naik 1 secara berturutan;
- Semua suku-sukunya bertanda
positif
Dari hasil
pemeriksaan pembagian diatas, diperoleh informasi bahwa;
a2
– b2 habis dibagi (a – b)
a3
– b3 habis dibagi (a – b)
a4
– b4 habis dibagi (a – b)
a5
– b5 habis dibagi (a – b)
Dari
pemeriksaan pembagian dengan (a – b) hingga pangkat 5 tersebut, kita dapat
menyimpulkan secara umum bahwa;
Selisih dua
bentuk aljabar berpangkat sama habis dibagi dengan
selisih bilangan pokoknya.
Dalam notasi
matematika ditulis;
Contoh 1.
Berapakah
(74 – 44) : (7 – 4) ?
Jawab:
Cara lain
dengan pemfaktoran bentuk selisih dua kuadrat:
=11 x (49 +
16) = 11 x 65 = 715
Contoh 2.
Jawab:
Ingat bentuk
pembagian selisih pangkat 4 dengan selisih bilangan pokoknya;
Contoh
3.
Jawab:
Karena
bentuk x3 – y3 habis dibagi (x – y), maka (x
– y) merupakan faktornya, sehingga ditulis;
x3
– y3 = (x – y) (x2 +xy + y2)
2.
Bentuk –bentuk Apa saja yang Habis Dibagi (a + b) ?
Bentuk apa
saja yang habis dibagi (a + b) tanpa harus melakukan pemeriksaan?
Kita pahami
bahwa; a + b = a – (-b) , sehingga dapat ditulis bahwa;
a2
– (-b)2 atau a2 – b2
a3
– (-b)3 atau a3 + b3
a4
– (-b)4 atau a4 – b4
a5
– (-b)5 atau a5 + b5
a6
– (-b)6 atau a6 – b6
a7
– (-b)7 atau a7 + b7
dst…
Perhatikan
dari uraian tersebut, dengan menggunakan sifat (1) kita
memperoleh dua simpulan secara umum;
Pertama :
Selisih dua
suku bentuk aljabar berpangkat sama genap, habis dibagi (a +
b).
Dalam notasi
matematika ditulis;
Perhatikan
bentuk hasil pembagian!!
- Suku-sukunya bertanda positif
dan negatif.
- Suku-suku yang bertanda
negatif yaitu suku yang memuat varibel b yang berpangkat
ganjil.
Contoh 4.
Jawab:
Kedua :
Jumlah
dua suku bentuk aljabar berpangkat sama ganjil habis dibagi (a +
b).
Dalam notasi
matematika ditulis;
Perhatikan
bentuk hasil pembagian!!
- Suku-sukunya bertanda positif
dan negatif.
- Suku-suku yang bertanda negatif
yaitu suku yang memuat varibel b yang berpangkat
ganjil.
Contoh 5.
Jawab:
Karena
bentuk x3 + y3 habis dibagi (x + y), maka (x
+ y) merupakan faktornya, sehingga ditulis;
x3
+ y3 = (x + y) (x2 –xy + y2)
Contoh
6.
Jawab:
Karena
bentuk x5 + y5 habis dibagi (x + y), maka (x
+ y) merupakan faktornya, sehingga ditulis;
x5
+ y5 = (x + y) (x4 –x3y + x2 y2
– xy3 + y4 )
Contoh
7.
Jawab:
Menurut
sifat (1) , bentuk x6 – y6 habis dibagi
(x – y), maka (x – y) merupakan faktornya, sehingga ditulis;
x6
– y6 = (x – y) (x5 +x4y + x3 y2
+ x2y3 + xy4 + y5 ).
Menurut
sifat (2) , bentuk x6 – y6 habis dibagi
(x + y), maka (x + y) merupakan faktornya, sehingga ditulis;
x6
– y6 = (x + y) (x5 –x4y + x3 y2
– x2y3 + xy4 – y5 ).
Bentuk
x6 – y6 = (x2)3 – (y2)3
, menurut sifat (1), habis dibagi (x2 – y2 ),
dan hasil baginya ((x2)2 +x2 y2
+ (y2)2) , sehingga dapat ditulis;
x6
– y6 = (x2 – y2 ) ((x2)2
+x2 y2 + (y2)2 )
= (x2
– y2 ) ( x4 +x2 y2 + y4
)
= ( x + y )(
x – y )(x4 +x2 y2 + y4 )
Bentuk
x6 – y6 = (x3)2 – (y3)2
, menurut sifat (1), habis dibagi (x3 – y3 ), dan
hasil baginya (x3 +y3 ) , sehingga dapat ditulis;
x6
– y6 = (x3 – y3 ) ( x3
+ y3 )
Menurut
sifat (1), x3 – y3 habis dibagi (x –
y) , dan hasil baginya (x2 +xy +y2 ) ,sehingga
bentuk x6 – y6 dapat difaktorkan lagi
menjadi;
x6
– y6 = ( x – y )(x2 +xy +y2 ) (
x3 + y3 )
Selanjutnya
menurut sifat (3), x3 + y3 habis
dibagi (x + y) , dan hasil baginya (x2 –xy +y2 )
,sehingga bentuk x6 – y6 dapat
difaktorkan lagi menjadi;
x6
– y6 = ( x – y )(x2 +xy +y2 ) (x
+ y) (x2 –xy +y2 )
Dari uraian
tersebut di atas, sedikitnya terdapat 6 bentuk pemfaktoran dari x6
– y6 selain bentuk itu sendiri.
3.
Apakah bentuk an + bn habis dibagi (a –
b) ?
Kita periksa
apakah a5 + b5 habis dibagi (a – b)
Selanjutnya
bahwa a5 + b5 habis dibagi (a –
b) jika a4 + b4 habis dibagi (a – b),
dan seterusnya hingga akhirnya
(a + b )
harus habis dibagi (a – b) dan itu hal yang tak mungkin.
Jadi, bentuk
jumlah dua suku berpangkat sama tidak habis dibagi selisih
bilangan pokoknya.
Simpulan:
Ada 3
bentuk yang termasuk pembagian istimewa, yaitu :
Manfaat
memahami pembagian istimewa selain kita dapat menyederhanakan pembagian
bentuk dua suku berpangkat sama dengan selisih atau jumlah bilangan pokoknya,
kita juga dapat memfaktorkan jumlah atau selisih dua suku
bentuk berpangkat sama